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Laboratorio di ricerca digitale

Crediamo nel cambiamento e nell’innovazione e per far sì che questo si realizzi, anche internamente all’azienda, investiamo in progetti di ricerca e sviluppo e in tecnologie avanzate e innovative.

È in questa prospettiva che si inserisce il lavoro del nostro Laboratorio di Ricerca Digitale, che mira non solo a sviluppare soluzioni d’avanguardia ma anche ad indagare gli asset che il digitale ha reso fondamentali e imprescindibili.

Per questo abbiamo realizzato sperimentazioni e sviluppato diversi prototipi sia a supporto delle linee di business che per l’Azienda.

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.

Nel laboratorio interno abbiamo implementato i seguenti asset tecnologici:

Il posizionamento di precisione GNSS, come sorgente del fondamentale metadato di localizzazione, è alla base di ogni applicazione moderna.

A partire dalle applicazioni di rilievo catastale, siamo impegnati 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, ed RTCM 3.x - Radio Technical Commission for Maritime Services).

GRDNet fornisce attualmente servizi RTK ed NRTK (Network RTK).

L’architettura aperta del software di rete consente di essere aperta all’integrazione di nuovi sistemi di posizionamento di precisione.

Tale infrastruttura integra sistemi avanzati di monitoraggio (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 ed escludere dai calcoli di correzione le relative sorgenti.

Grazie a tale infrastruttura, denominata GRDNet (GNSS R&D Network), eroghiamo servizi sperimentali 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 dispositivi per posizionamento e comunicazione sono sempre più stringenti.

Il futuro del posizionamento e dei sistemi di comunicazione richiede flessibilità e riconfigurabilità. Tramite un approccio SDx (Software Defined Anything) , abbiamo realizzato un ricevitore SDR (Software Defined Radio) in cui l’elaborazione del segnale GNSS è effettuata in tempo reale da un programma eseguibile su PC, notebook e tablet progettato, sviluppato e testato internamente, L'unica componente hardware è costituita da un campionatore di segnale, anch’esso progettato e sviluppato in azienda e da una antenna e un convertitore Analogico/Digitale.

L’SDR Sogei è in grado di effettuare posizionamento di precisione analogamente a ricevitori hardware commerciali, ma con un grado di flessibilità elevato e la potenzialità di integrare nuovi segnali e funzionalità con un semplice aggiornamento software. Ciò apre scenari di utilizzo nella realizzazione di sistemi multifunzionali a basso costo che integrino posizionamento, sensoristica IoT e nuovi sistemi di comunicazione mobile (5G).

Inoltre, 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.

Il nostro ricevitore è in grado di effettuare posizionamento RTK (Real-Time Kinematics) di alta precisione, utilizzando messaggi di augmentation provenienti da reti di correzione (come GRDNet, vedi di seguito).

Sono, inoltre, stati integrati algoritmi di antispoofing che consentono di escludere interferenze intenzionali dal calcolo di posizione.

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.

La soluzione 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.

Utilizzato con successo nelle attività di Business Intelligence e Location Intelligence delle Agenzie fiscali, GEOPOI risponde alle esigenze di quei contesti in cui la sicurezza del dato non ne permette la pubblicazione in rete, quali ad esempio i casi relativi alla pianificazione di ispezioni o di attività antifrode.

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

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 dell' IoT è intrinsecamente multi-disciplinare e, per essere affrontato, coinvolge tecnologie quali Wi-Fi, 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 Wi-Fi 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.

All’interno del nostro laboratorio sperimentiamo ogni giorno moderne tecniche di intelligenza artificiale applicando algoritmi di machine learning e deep learning su casi d’uso trasversali a tutta l’organizzazione aziendale. 

Utilizziamo algoritmi per il natural langue processingentity extraction, image & video processing e pattern recognition per i più svariati ambiti di applicazione all’interno della Pubblica amministrazione.

Grazie all’intelligenza artificiale, diventato un asset strategico all’interno di Sogei, è stato possibile processare e digitalizzare una grossa mole di documenti per diverse linee di business, costruendo in automatico legami tra di loro, semplificando l’accesso ai documenti, la ricerca e la catalogazione.

Ulteriori campi di applicazione sono i sistemi di previsione per le analisi di serie temporali che descrivono andamenti finanziari, ordini di pagamento o spese farmaceutiche, e i modelli di classificazione ed individuazione delle correlazioni nell’ambito della farmacovigilanza o della cyber security.

Adottiamo l’approccio open-source rendendo possibile non solo l’utilizzo dei moderni modelli matematici presenti in letteratura ma anche lo studio ed il miglioramento continuo di questi ultimi.

Mediante questa componente si consente di disegnare specifiche personalizzazioni di GEOPOI attraverso un ambiente di visual programming. Tramite esso, con semplice drag&drop di "icone" che rappresentano ciascuna un Graphical Widget dotato di specifiche funzionalità, si ottiene in output il codice di programma che consente l'immediato mash-up applicativo della personalizzazione in qualsiasi contesto web (anche preesistente).

Il nostro Laboratorio di 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 nel:

  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.

Il modello da noi sviluppato 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.

Seguire lo stato dell’arte tecnologico e costruire su di esso nuove funzionalità e un obiettivo sempre presente nella Ricerca e Sviluppo. A tale scopo ricevitori GNSS a basso costo, opportunamente integrati nello sviluppo di applicazioni, sono oggigiorno in grado di fornire prestazioni comparabili a quelle di sistemi di fascia alta.

Per quanto concerne il posizionamento indoor, l’integrazione del posizionamento satellitare con sistemi di comunicazione terrestre (quali WI-FI e BLE), nonché i futuri servizi 5G, sono oggigiorno il mezzo per fornire un servizio a copertura completa all’interno ed esterno degli edifici.

La nostra azienda ha sviluppato un laboratorio di progetto, sviluppo ed integrazione di dispositivi elettronici allo scopo di traguardare le necessità di Ricerca e Sviluppo. Sono stati progettati e sviluppati OBU (On-Board Unit) con funzionalità di posizionamento e comunicazione integrata a basso costo per il mondo del rilievo e del trasporto e sono in corsi attività di sviluppo di applicazioni avanzate tramite integrazione dei dati provenienti da smartphone. Nel settore del posizionamento indoor, sono stati realizzati prototipi per il posizionamento Indoor tramite beacon WiFi e BLE (Bluetooth Low Energy).  

Il laboratorio continua a seguire gli sviluppi del mercato dell’hardware allo scopo di realizzare soluzioni aperte da poter integrare nei servizi di posizionamento e comunicazione istituzionali.

Fin dal 2015 conduciamo ricerche e approfondimenti verso le tecnologie in grado di implementare soluzioni per registri contabili distribuiti (Distributed Ledger Technology) come Blockchain like e Blocklist.

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 Amministrazione, 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).

In particolare la Distributed Ledger Technology (DLT), è di grande attualità proprio in funzione di ambiti applicativi dove la complessità dei processi richiede una loro riorganizzazione.

Per questo abbiamo aumentato e ampliato i progetti che vedono l'applicazione della tecnologia DLT nell'ultimo anno. 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 Pubblica Amministrazione. 

Le Organizzazioni Autonome Distribuite, ovvero gli smart contract che ne attivano successivi a loro volta, rappresentano un punto di connessione tra questa tecnologia e le tecniche di Intelligenza Artificiale derivate dalla Programmazione Genetica, ambito di interesse per i futuri sviluppi del concetto di organizzazione distribuita.

La computazione quantistica ha come obiettivo la realizzazione di computer e algoritmi che adottano i principi della meccanica quantistica. La sfida è quella di risolvere problemi molto complessi, che un super computer moderno avrebbe difficoltà ad affrontare in tempi brevi.

La ricerca applicata in questo settore riguarda soprattutto la comprensione delle potenzialità algoritmiche offerte dalla computazione quantistica.

Ci si aspetta che la computazione quantistica conduca ad un vantaggio esponenziale dal punto di vista della potenza di calcolo nel medio periodo. In questa fase tecnologica si stanno producendo i primi computer quantistici, accessibili anche da cloud, ma non si sono ancora raggiunte le piene potenzialità.

Il Laboratorio di Ricerca Sogei sta lavorando con le università e le principali aziende protagoniste della Quantum Race, indirizzando la ricerca verso tre aree di interesse: Cyber SecurityMachine LearningProblemi di Ottimizzazione.


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