In questa pagina sono elencati alcuni settori di ricerca e relative tematiche da cui poter estrapolare argomenti per tesi di lauree triennali e magistrali di tipo compilativo, sperimentale e/o di ricerca.

NOTA: Le tesi già assegnate ma indicate con asterischi richiedono ulteriori investigazioni. Pertanto gli studenti interessati sono invitati a mostrare la loro eventuale preferenza per tali proposte. Verosimilmente, partire da una base già consolidata e esplorata potrebbe portare al raggiungimento di obiettivi più importanti.


Algoritmi di Cyber- o Hyper-Trading

Il trading è il termine tecnico utilizzato solitamente per la compravendita di titoli azionari, obbligazionari o di altra natura nell'ambito finanziario. Negli ultimi anni si è sviluppato un interesse particolare da parte dei maggiori broker privati e istituzionali allo sviluppo di strategie automatizzate che ovviamente apportino maggiori profitti. In quest'ambito possono essere considerati molteplici fattori che potenzialmente hanno ripercussioni sui mercati e che se anticipati o previsti possono fornire all'investitore una  fonte di guadagno incommensurabile. Capire o definire nuove strategie che automatizzino l'intervento dei broker rientra nell'ambito della ricerca di algoritmi ottimizzati e performanti.

- Ricerca e comparazione dei principali software attualmente sul mercato
- Ricerca e comparazione di algoritmi di trading noti
- Sviluppo di nuove strategie in riferimento ad una piattaforma esistente
- Sperimentazione di strategie esistenti e di nuove strategie     (*ASSEGNATA*)

Per le precedenti attività c'è anche la possibilità di effettuare uno stage presso un'azienda di L'Aquila già annoverata tra le collaborazioni con il nostro Dipartimento.

 

Algoritmi Distribuiti

Per algoritmi distribuiti si intendono tutte quelle problematiche algoritmiche che nella letteratura scientifica del settore portano alla progettazione di algoritmi o protocolli la cui esecuzione avviene nelle singole componenti che costituiscono il sistema di riferimento e non in maniera centralizzata come avviene nell’algoritmica più classica. In tale ambito le problematiche variano dalla robotica alle reti di comunicazione, da problemi di flusso a problemi di qualità dei servizi, da problemi di sicurezza a problemi di coordinamento. Temi "classici " riguardano: il Gathering, ovvero la progettazione di un algoritmo che permetta a più entità/robot di incontrarsi in un punto specifico di uno spazio di riferimento; il Black Hole Search, ovvero la progettazione di un algoritmo che permetta ad un team di robot di esplorare un grafo minimizzando il numero di robot che entrano in nodi dove sono dislocati i black hole, cioè punti di non ritorno.

- Programmable Matter, nuovi modelli e task
- Differenziazione del Gathering rispetto a modelli diversi   (compilativa ASSEGNATA)
- Problema di ottimizzazione del Gathering su ring    (ASSEGNATA )
- Ottimizzazione del gathering su topologie non ancora studiate
- Problema di ottimizzazione del Gathering su piano, scelta della funzione obiettivo
- Problema dell'esplorazione di un grafo, nuovi trend
- Black Hole Search, Patrolling, Pattern formation, nuovi trend

 

Reti Multi-Interfacce

Le reti Multi-Interfaccia si riferiscono ad un recente modello che prevede dispositivi eterogenei all’interno di una stessa rete di comunicazione. Un dispositivo (o nodo) della rete, può decidere di stabilire vari collegamenti attivando una o più interfacce di comunicazione tra quelle disponibili, quali Bluetooth, IrDA, WiFi, GSM… La rete è modellata come un grafo G=(V,E) in cui i nodi V rappresentano i dispositivi, mentre gli archi E rappresentano le possibili comunicazioni che possono essere instaurate tra i nodi. Una connessione viene instaurata se i dispositivi ai due capi della stessa attivano una stessa interfaccia comune. La possibilità di instaurare connessioni in base alla disponibilità delle interfacce dei vari dispositivi, alla loro distanza geografica, alle loro richieste di larghezza di banda, introduce nuovi interessanti problemi nell’ambito delle reti di interconnessione.  

- Variazioni sul modello originale (mutua esclusione, trasmissioni di range prefissati, preferenza di cammini su un'unica interfaccia)
- Studio delle reti multi-interfacce in ambienti distribuiti
- Implementazione e comparazione degli algoritmi approssimanti per la connettività     (ASSEGNATA)
- Definizione di un protocollo per l'utilizzo delle multi-interfacce e sperimentazioni
- Studio sperimentale sull'effettivo risparmio energetico implicato dall'utilizzo delle multi-interfacce      (*ASSEGNATA*)
- Studio di problematiche dell’algoritmica classica riportate nel contesto multi-interfacce: Eulerian cycle, Most vital node, …


Algoritmi Robusti

La tematica di algoritmi robusti è nata dalla richiesta di strategie per la gestione di possibili malfunzionamenti o possibili guasti che si verificano su reti ferroviarie. In tale ambito è stato concepito il concetto di algoritmo robusto. La modellizazione ottenuta, in realtà, può essere applicata a vari contesti. Un problema di robustezza ha come input un problema di ottimizzazione P, un insieme di possibili algoritmi così detti di recupero Arec che possono essere applicati durante l’esecuzione dell’algoritmo di risoluzione preposto al particolare problema in considerazione, e una funzione M: I -> I che rappresenta le possibili modifiche che possono occorrere ad una istanza del problema P durante una normale esecuzione. In altre parole un algoritmo A è detto robusto per il problema P e rispetto all’insieme Arec e alla funzione M se, una soluzione prevista da A per una data istanza i di P può essere mantenuta ammissibile tramite l’applicazione di un qualche algoritmo Arec necessario a seguito di una modifica dell’input ottenuta tramite l’applicazione della funzione M. 

- Applicazione del modello di robustezza e sua eventuale modifica in contesti emergenziali.
- Applicazione del modello di robustezza a problemi di ottimizzazione noti (coloring, scheduling, ...)


Reti di Sensori

Le reti di sensori sono di grande interesse per la comunità scientifica grazie alla sconfinata varietà di applicazioni che forniscono. Le possiamo trovare in campo medico, biologico, di sorveglianza, monitoraggio, e molto altro. L'idea parte da piccoli dispositivi elettronici di costo molto basso sia dal punto di vista economico che riguardo il loro dispendio energetico. Tali dispositivi possono essere dislocati in ambienti impervi o difficilmente accessibili all'uomo per poter monitorare situazioni emergenziali. Oppure possono svolgere compiti di sorveglianza, tenendo sotto controllo un'area di interesse. Quando tali dispositivi raggiungono dimensioni microscopiche, troviamo svariate applicazioni anche nel campo medico e biologico per monitorare funzioni vitali di persone, animali o piante. In tutti tali contesti, sussiste la necessità di far comunicare tali dispositivi in maniera 'efficiente' per poter reperire tutte le informazioni utili da mandare poi al di fuori della rete dove vengono opportunamente elaborate. L'efficienza di un algoritmo di comunicazione o protocollo è solitamente valutate rispetto al numero di messaggi che crea, al dispendio energetico totale nella rete o del singolo dispositivo, al tempo di esecuzione. In tale ambito, insieme alla Prof.ssa Pinotti abbiamo approfondito vari aspetti in numerosi articoli scientifici.

- Ricerca e approfondimento di nuovi trend, es.: droni
- Proposta e studio di nuovi algoritmi di routing
- Approfondire aspetti sperimentali


Automi Cellulari        

Nell'ambito dell'ampia famiglia di automi cellulari, Scintillae è un gioco simile al domino in cui l'utente inizialmente dispone un insieme di elementi nello spazio a disposizione, dopodiché da inizio al gioco gustandosi l'evoluzione della sua creazione.  In Scintillae, gli elementi non sono tessere ma frecce e scintille. La disposizione avviene come se si stesse lavorando su un foglio a quadretti, al più un elemento per ogni quadretto. La semplice regola con cui evolve il sistema una volta posizionati gli elementi e' la seguente. Una scintilla che al tempo t si trova in un determinato quadretto, svanisce al tempo t+1. Se una e una sola scintilla si trova al tempo t in uno dei tre quadretti limitrofi alla coda di una freccia, allora al tempo t+1 la scintilla si troverà nel quadretto puntato dalla freccia. Questo è tutto, buon divertimento!
Tralasciando la mera funzionalità ludica, Scintillae risulta essere un ottimo sistema, anche didattico, per la comprensione di funzioni logiche, reti sequenziali, dispositivi elettrici e sistemi elaborativi.

- Riscrittura del codice Scintillae per finalità open source e aggiunta di nuove funzionalità    (ASSEGNATA)
- Automi cellulari asincroni
- Creazione di costruzioni elaborative e sperimentazioni
- Ricerca sugli automi cellulari asincroni