Laboratorio di ricerca digitale

 

Ricerca & sviluppo

La nostra attività di Ricerca e sviluppo è tradizionalmente rivolta agli ambiti tecnologici correlati alle call del progetto Galileo, relative al posizionamento satellitare di precisione effettuato attraverso tecnologie satellitari multi-costellazione GNSS (Global Navigation Satellite System), e al trattamento del dato elementare di posizionamento, sia statico che dinamico, nell'ambito della piattaforma di Web Mapping avanzato, GEOPOI (Geocoding Points of Interest), da noi sviluppato per la gestione di dati geolocalizzati.

Tecnologie di frontiera

Nel 2018 sono stati avviati nuovi ambiti di ricerca nel contesto dell'Internet of Things (IoT), del Machine Learning, della Intelligenza Artificiale, della Blockchain e del Quantum Computing.

Gli ambiti di ricerca principalmente coinvolti riguardano la statistica computazionale, le reti neurali artificiali, il pattern recognition, i modelli bayesiani a supporto delle attività di data mining e per l'elaborazione delle immagini e dei testi.

Sono state realizzate sperimentazioni e sono stati sviluppati diversi prototipi sia a supporto delle linee di business che per l'Azienda.

 

Asset tecnologici

Abbiamo sviluppato una serie di soluzioni utilizzate nel laboratorio interno:

Il posizionamento satellitare GNSS (Global Navigation Satellite System), come sorgente del fondamentale metadato di localizzazione, è alla base di ogni applicazione moderna.

A partire dalle necessità in ambito catastale, Sogei è impegnata da sempre nello sviluppo di tecnologie avanzate per il posizionamento in tempo reale di ordine centimetrico. A tale scopo, ha realizzato una rete di Stazioni permanenti GNSS nel Centro Italia, ed un Centro di Controllo, dotato di software sviluppato internamente, in grado di interfacciarsi con ogni ricevitore della rete e di erogare servizi di correzione adottando protocolli e formati totalmente standard (NTRIP - Network Transport of RTCM via Internet Protocol, basato su standard http ed RTCM 3.x - Radio Technical Commision for Maritime Services).

Tale infrastruttura integra sistemi avanzati di controllo di affidabilità ed esclusione (FDE-Fault Detection and Exclusion) in grado di rilevare malfunzionamenti nella costellazione satellitare o nel sistema di correzione dislocato a terra per garantire elevati livelli di sicurezza.

Grazie a tale infrastruttura, denominata GRDNet (GNSS R&D Network), eroghiamo servizi sperimentali su larga scala per l'Agenzia delle Entrate e partecipiamo a progetti internazionali di ricerca e sviluppo in Europa.

I requisiti del mondo applicativo, in termini di flessibilità e riduzione costi dei device per posizionamento e comunicazione sono sempre più stringenti. La cybersecurity impone livelli di adattabilità a fronte di attacchi informatici di jamming e spoofing (interferenze intenzionali volte ad alterare il segnale GNSS) che necessitano di dispositivi rapidamente riconfigurabili.

Con l'approccio SDx (Software Defined Anything) il nostro Laboratorio ha sviluppato un ricevitore SDR (Software Defined Radio) dotato di una minima componente hardware (antenna e convertitore Analogico/Digitale) e con elaborazione del segnale effettuata tramite un programma sviluppato ed ingegnerizzato dal Laboratorio, eseguibile su dispositivi commerciali (PC, Notebook, Tablet).

Il nostro ricevitore è in grado di effettuare posizionamento RTK (Real-Time Kinematics) di alta precisione, utilizzando reti che possono essere composte sia da ricevitori hardware che software (come GRDNet).

Geopoi è utilizzato con successo nelle attività di Business Intelligence e Location Intelligence delle Agenzie fiscali, soprattutto in quei contesti in cui la sicurezza del dato non ne permette la pubblicazione in rete, come per esempio, nei casi relativi alla pianificazione di ispezioni o di attività antifrode.

Per offrire servizi georiferiti al cittadino ed ai professionisti GEOPOI è utilizzato dall'Osservatorio del mercato immobiliare (OMI) dell'Agenzia delle Entrate comparto territorio, ma anche dal servizio 18App, dalla Carta del Docente e da una molteplicità di altre applicazioni.

Geopoi si presenta agli utilizzatori come un software HTML5 offerto in modalità SaaS (Software as a Service) dalla nostra piattaforma cloud, che permette l'inclusione di mappe cartografiche nelle proprie pagine Web.

Geopoi introduce una componente PaaS (Platform as a Service) che aiuta a tradurre il fenomeno osservato nella sua rappresentazione sul territorio, anche per coloro che non hanno una specifica formazione GIS.

Con Internet of Things (Internet delle cose) si individuano un insieme di tecnologie che permettono di collegare ad internet qualunque tipo di dispositivo.

Il tema dello IoT è intrinsecamente multi-disciplinare e, per essere affrontato, coinvolge tecnologie quali WiFi, BLE (Bluetooth Low Energy), NFC (Near Field Communication), nonché dispositivi mobili di uso comune quali gli smartphone.

Nel nostro Laboratorio di Progetti IoT, sono in sperimentazione diversi casi d'uso su alcuni edge tecnologici di interesse aziendale, con l'ausilio di dispositivi mobili e beacon BLE (piccoli dispositivi che funzionano con tecnologia Bluetooth Low Energy):

  1. Monitoraggio dell'aria di raffreddamento del CED: effettuato tramite sensori BLE che misurano pressione, umidità e temperatura, installati sottopavimento flottante.

  2. Monitoraggio delle aree riservate del CED: localizzazione indoor tramite gli Access Point della rete WiFi e beacon BLE.

  3. Attività di asset, inventory management e manutenzione rack del CED: riconoscimento dei singoli rack effettuato tramite tag di prossimità NFC e navigazione indoor tramite segnali WiFi e BLE.

L'individuazione e la prevenzione di eventuali anomalie in un qualsiasi sistema IT costituisce un passo fondamentale per mantenere livelli di servizio elevati.

Lo scopo principale di un file di log è quello di registrare stati ed eventi significativi che si verificano in un sistema, per supportare il personale specializzato nella fase di diagnosi e di rimozione di un possibile malfunzionamento. I log, disponibili in quasi tutti i sistemi software e hardware, costituiscono una risorsa preziosa per poter effettuare operazioni di tuning con lo scopo di ottimizzare l'utilizzo di tutte le risorse hardware, software e di rete.

Il nostro laboratorio propone un metodo per rimodellare il log di sistema basandosi su pattern tipici di un linguaggio naturale.

Ciò consente di acquisire automaticamente i pattern di log sulla base dell'esecuzione standard e di rilevare le anomalie sulla base degli scostamenti verificati rispetto al modello base.

Il sistema è in grado di aggiornarsi autonomamente in modo tale da adattarsi nel tempo ai nuovi pattern di log, per poter rilevare tempestivamente le eventuali anomalie permettendo l'adozione - altrettanto rapida - delle misure precauzionali.

Questa componente consente di disegnare specifiche personalizzazioni di GEOPOI attraverso un ambiente di visual programming, tramite il quale, con semplice drag&drop di "icone", ognuna delle quali rappresenta un Graphical Widget dotato di specifiche funzionalità, si ottiene in output, il codice di programma che consente l'immediato mush-up applicativo della personalizzazione in qualsiasi contesto web (anche preesistente).

Il Laboratorio e Ricerca Digitale ha sviluppato un'applicazione che permette di avere rappresentazioni 3D a partire da planimetrie 2D in formato .vsd o .svg rielaborate. La rappresentazione 3D è anche navigabile in prima persona ed estende il concetto alla realtà aumentata.

Si tratta di un'applicazione Web HTML5 Desktop le cui peculiarità consistono:

  1. nell'importazione di un file immagine di una planimetria;

  2. nella possibilità di disegnare elementi architetturali (ad es. pareti, porte, finestre, pilastri, ecc.);

  3. nell'inserimento di oggetti IoT (internet of Things);

  4. nell'effettuazione delle classiche operazioni tipiche di un visualizzatore (ad es. zoom e pan);

  5. nel salvataggio e nella possibilità di ricaricare un qualsiasi progetto in stato di lavorazione;

  6. nell'esportazione del progetto finito in formato json.

Utilizza le seguenti tecnologie:

  1. HTML5 Web Components, per lo sviluppo dell'interfaccia utente orientata ai componenti;

  2. WebGL per la rappresentazione, la decorazione e l'interazione con gli oggetti smart;

  3. SVG per la definizione e l'interazione con la planimetria;

  4. JSON come formato di input/output del sistema.

Discende in linea diretta dalla flessibilità della tecnologia SDR (Software Defined Radio) e permette di rilevare il posizionamento in modalità indoor.

In ambito outdoor le tecnologie GNSS multi-costellazione permettono di rilevare in modo abbastanza agevole il dato di posizionamento mentre, per il posizionamento indoor il problema diventa dominio dei cosiddetti SoS (System of Systems), in cui il posizionamento viene effettuato attraverso il segnale RSSI (Received Signal Strength Indicator), ottenuto dall'uso interdisciplinare di tecnologie quali WI-FI e BLE (Bluetooth Low Energy).

Il nostro Laboratorio di Ricerca ha sperimentato e implementato algoritmi per il posizionamento indoor attraverso l'elaborazione del segnale RSSI, sviluppando un'applicazione smartphone android, che integra i dati provenienti dai sensori inerziali del dispositivo mobile.

Sono altresì in corso sperimentazioni di tecniche di posizionamento indoor basate su LTE (Long Term Evolution).

Nel Laboratorio di Ricerca Digitale sviluppiamo e studiamo, nelle loro molteplici sfaccettature, le teorie, i metodi e gli strumenti per l'apprendimento meccanico finalizzati alla realizzazione di artefatti in grado di superare il Test di Turing.

Gli ambiti di ricerca principalmente coinvolti riguardano la statistica computazionale, le reti neurali artificiali, il pattern recognition, i modelli bayesiani a supporto delle attività di data mining e per l'elaborazione delle immagini.

Abbiamo sperimentato e sviluppato prototipi di chatbot su diverse piattaforme, sia a supporto delle linee di business che per l'Azienda.

Il nostro interesse verso le tecnologie definibili come Blockchain like, o Blocklist, oppure, più precisamente, tecnologie in grado di implementare soluzioni per registri contabili distribuiti (Distributed Ledger Technology) risale al 2015. Nel corso del 2016 abbiamo prodotto la prima versione di un position paper aziendale a cui sono seguiti progetti sperimentali curati dalle linee di business anche a livello europeo. Nel 2017 siamo stati gli artefici del primo hackathon sulla blockchain in ambito Pubblica Aministrazione applicando la tecnologia al processo di procurement pubblico. L'attività di ricerca, in questo settore, è orientata su due versanti che riguardano:

  • l'applicazione di tale tecnologia a supporto della riorganizzazione dei processi;

  • le Organizzazioni Autonome Distribuite (Distributed Autonomous Organization).

Per quanto riguarda il primo punto, la Distributed Ledger Technology (DLT), è di grande attualità proprio in funzione di ambiti applicativi dove la farraginosità dei processi richiede una loro riorganizzazione. A tale proposito i progetti che vedono l'applicazione della tecnologia DLT sono aumentati in maniera vertiginosa nell'ultimo anno (+76% rispetto al 2017) e, nella loro totalità, dimostrano una maturità della tecnologia stessa. Va da sé, dunque, la necessità di approfondire l'applicabilità della tecnologia DLT nella riconfigurazione di processo in generale, sia internamente all'Azienda, che per gli scenari definiti dalla PA. Le Organizzazioni Autonome Distribuite - cioè gli smart contract che attivano successivi smart contract (e così via) - rappresentano un punto di connessione tra questa tecnologia e le tecniche di Intelligenza Artificiale derivate dalla Programmazione Genetica, un ambito di interesse per i futuri sviluppi del concetto di organizzazione distribuita.

Questo ambito di ricerca riguarda l'adozione della teoria e dei metodi di calcolo derivanti dal superamento della tesi di Church-Turing, ovvero dalla constatazione della risoluzione di alcuni problemi solo con l'utilizzo di una macchina di Turing probabilistica. La ricerca applicata in questo settore, che sembra orientato a risolvere problemi di calcolo ad oggi non superabili, riguarda almeno due aspetti:

  • determinare se un computer quantistico universale sia effettivamente in grado di simulare un sistema fisico arbitrario;

  • comprendere le potenzialità algoritmiche offerte dalla computazione quantistica.