Dottorato in analisi e controllo di strutture e opere d'arte infrastrutturali
Il Corso intende formare una generazione di esperti in grado di coniugare conoscenze avanzate nell’ambito dell’ingegneria civile strutturale e geotecnica sulla valutazione e classificazione del rischio e sulla modellazione, verifica, controllo e monitoraggio delle strutture, con le possibilità offerte dalle tecniche di analisi e informatizzazione dei dati, di rilievo geometrico e fotogrammetrico e dell’intelligenza artificiale. Il corso prevede l’istituzione di un consorzio tra Università di Pisa, Dipartimento di Ingegneria Civile ed Industriale, sede amministrativa, Scuola Superiore Sant’Anna, Classe di Scienze Sperimentali ed Applicate, Autostrada dei Fiori S.p.A., gestore autostradale di grande rilevanza, e Engineering S.p.A., società leader nel settore del software e servizi IT. Il Consorzio beneficerà anche dei contribuiti scientifici dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova con il quale si instaurerà una continua collaborazione. Il titolo sarà rilasciato congiuntamente da Università di Pisa e Scuola Superiore Sant’Anna.
Obiettivo generale del corso
Il corso è finalizzato e fornire le competenze per l’esercizio di attività di ricerca di alta qualificazione e attività professionali di elevata innovatività sui temi di modellazione, monitoraggio e controllo di strutture e opere d’arte infrastrutturali. Il corso affronta la tematica di ricerca in una prospettiva multidisciplinare che integri le conoscenze tipiche della modellazione fisico-matematica, della meccanica computazionale, della meccanica sperimentale, della tecnica delle costruzioni nuove ed esistenti, della geotecnica e della diagnostica strutturale con tecniche di automazione, robotica, sensoristica e controllo e con sistemi di elaborazione dati, di intelligenza artificiale (AI) e di machine learning.
Obiettivi specifici del corso
Il corso prevede di offrire alle studentesse e agli studenti conoscenza e possibilità di sviluppare ricerca sui seguenti temi specifici che seppur distinti condividono una impostazione di base a comune:
- Modellistica e progettazione strutturale e geotecnica: si propone di offrire aspetti di studio e di ricerca complementari per la modellazione meccanica di micro e macro-strutture, la caratterizzazione delle proprietà meccaniche di materiali tradizionali e innovativi, l’analisi dinamica e di stabilità delle strutture, la meccanica sperimentale come verifica dei modelli adottati, l’analisi e la valutazione del rischio strutturale, sismico, idrogeologico e fondazionale delle strutture, lo sviluppo di modelli previsionali dei fenomeni evolutivi rilevanti, il monitoraggio e il controllo delle strutture esistenti, sia nei confronti dei carichi antropici sia dei fenomeni naturali, la sicurezza delle strutture e opere d’arte infrastrutturali, l’integrazione dei dati provenienti dall’analisi e verifica strutturale con quelli del monitoraggio, la progettazione di soluzioni innovative per l’adeguamento delle costruzioni esistenti;
- Robotica, sensoristica e sistemi embedded per l’acquisizione dati: si prevede di sviluppare metodi innovativi di ricerca e raccolta dati delle infrastrutture per la definizione di modelli geometrici, l’analisi dei dati geomorfologici e la correlazione dei dati raccolti con i dati progettuali. Saranno sviluppate competenze di robotica, computer vision che oltre ad integrare sensori di tipo tradizionale consente lo sviluppo di nuovi sensori distribuiti, estesi o mobili (quali radar, fibre ottiche, sensori termici ed altro).
- AI e Machine Learning: si prevede di offrire contenuti focalizzati su elaborazione delle informazioni e previsione del rischio, acquisizione ed elaborazione delle immagini visive, termiche, radar e acustiche; studio di tecniche di computer vision per l’analisi delle immagini (2D, 2.5D, 3D) per la classificazione e la quantificazione delle difettosità, sviluppo di algoritmi AI (machine learning e deep learning) per la rilevazione automatica di anomalie e difetti. E’ prevista una forte correlazione tra i temi di ricerca, promuovendo studi di dottorato che facciamo tesoro delle conoscenze di ingegneria strutturale ma che al contempo sfruttino le potenzialità della robotica e dell’AI e del machine learning.