Unità

Le cinque unità di ricerca di questo progetto hanno capacità e competenze diverse ma complementari, che costituiscono una base molto promettente per far progredire lo stato dell'arte della ricerca verso gli obiettivi del progetto. Ora descriveremo il ruolo di ogni unità di ricerca e le collaborazioni previste con le altre unità:

Bologna
- Ragionamento basato su vincoli e preferenze. Alcuni componenti dell'unità di Bologna sono esperti di vincoli globali e di tecniche di ricerca. Queste conoscenze saranno usate, in cooperazione con l'unità di Udine, per ottenere modelli e tecniche adatte a descrivere e risolvere i problemi bioinforamtici e di scheduling descritti nella linea 5. L'unità contribuirà all'identificazione di opportuni vincoli globali e alla definizione di opportuni propagatori per essi. Inoltre, Bologna collaborerà a identificare opportune integrazioni di algoritmi di ricerca locale e di ricerca su alberi per ottenere risolutori piu' efficienti.
- CLP e CC. Nell'unità di Bologna vi sono esperti di teoria della concorrenza e di linguaggi per programmazione con vincoli, inclusi aspetti semantici, di verifica, di analisi e di trasformazione di programmi. Alcuni membri hanno lavorato estensivamente sulla programmazione concorrente con vincoli (CCP) e recentemente hanno anche collaborato con colleghi dell'unità di Perugia alla definizione di una estensione di questo paradigma per aggiungere aspetti temporali e vincoli soft. Queste conoscenze e collaborazioni saranno utilizzate nella definizione di una opportuna estensione di CCP per rappresentare contratti e aspetti di Qualità del Servizio nel campo del Service Oriented Computing. Inoltre, le conoscenze su verifica e trasformazione di programmi saranno utile per la definizione di strumenti per la verifica e la sintesi di sistemi software specificati usando CLP o CCP.
- Applicazioni. L'unità di Bologna collaborerà con quelle di Udine e Roma per analizzare problemi quali determinazione della struttura delle proteine, deduzione dell'aplotipo, allineamento dell'RNA, scheduling. Si svilupperanno delle implementazioni prototipali dei vincoli globali e degli algoritmi ibridi di ricerca progettati specificatamente per risolvere questi problemi e saranno effettuate valutazione sperimentali per stabilire la rilevanza delle soluzioni proproste. I risultati ottenuti saranno integrati risolutore di vincoli COLA sviluppato a Udine. Inoltre, l'unità di Bologna collaborerà con quella di Perugia alla definizione di una estensione della programmazione concorrente con vincoli adatta alla modellazione e alla verifica di contratti e aspetti di qualità del servizio nell'ambito del Service Oriented Computing.
Padova
- Ragionamento basato su vincoli e preferenze. I membri dell'unità di Padova utilizzeranno la propria esperienza nei modelli compatti per preferenze e nell'incertezza per perseguire l'obiettivo di ottenere un'analisi dettagliata dei modelli per i diversi tipi di preferenze, come pure per progettare un risolutore globale in grado di trattarle tutte. Inoltre, l'unità contribuirà allo studio dei diversi tipi di incertezza e alla loro integrazione in un unico sistema di ragionamento basato su vincoli in grado di gestire le preferenze e l'incertezza. Il lavoro lungo questa linea di ricerca sarà portato avanti attraverso un'intensa collaborazione con l'unità di Perugia, che annovera esperti di vincoli soft e di preferenze bipolari. Padova lavorerà anche con l'unità di Udine per introdurre le preferenze in risolutori di vincoli già esistenti, e con l'unità di Roma per sviluppare scheduler e pianificatori che possano gestire le preferenze.
- Ragionamento temporale. L'unità di ricerca di Padova studierà l'effetto della coesistenza di diversi tipi di incertezza negli approcci basati su vincoli temporali e nell'estensione di tali strutture per il trattamento delle preferenze. All'interno di questa linea di ricerca, Padova collaborerà con l'unità di Udine per confrontare e possibilmente fondere in un unico formalismo metodi per il ragionamento temporale basati sui vincoli e metodi basati sulla logica; collaborerà anche con l'unità di Roma per sviluppare un sistema di ragionamento temporale per problemi di pianificazione e scheduling capace di gestire preferenze e incertezza, e in grado di fornire spiegazioni.
- Preferenze in ambito multi-agente. L'unità di Padova investirà sforzi significativi in questa linea di ricerca; considererà gli aspetti computazionali delle rappresentazioni di preferenze compatte e dell'incertezza nell'aggregazione di preferenze multi-agente. Inoltre fornirà la propria esperienza interdisciplinare per promuovere una fruttuosa fertilizzazione incrociata tra diversi campi di studio, quali la teoria della scelta sociale, la teoria dei giochi, i problemi di matching e l'Intelligenza Artificiale. Questa linea sarà portata avanti in collaborazione con l'unità di Perugia, in particolare per quanto riguarda lo sviluppo di linguaggi di programmazione basati sulle preferenze per scenari di sistemi multi-agente.
- Applicazioni. L'unità di Padova seguirà la progettazione e la distribuzione di strumenti software per il ragionamento temporale basato su vincoli. In collaborazione con l'unità di Roma considererà l'uso di tali strumenti e delle idee innovative sviluppate nel progetto per trattare diversi aspetti dei problemi di scheduling nel dominio dello Spazio. In particolare, si valuterà l'introduzione di nuove tecniche nelle applicazioni attuali (per esempio, la famiglia dei prodotti MEXAR, RAXEM, APSI basati su tecniche di Intelligenza Artificiale e dedicati allo Spazio, che i membri dell'unità di Roma hanno prodotto in un'altra sede). L'unità di Padova, insieme con l'unità di Roma, prevede inoltre di trasporre parte del nostro lavoro teorico al campo delle tecnologie assistive, il cui l'obiettivo è di mettere a punto i sistemi che controllino ed aiutino le persone anziane, specialmente quelle con danni a livello cognitivo, nelle proprie attività giornaliere.
Perugia
L'unita' di Perugia è caratterizzata da un importante background nei campi dei vincoli soft e nei linguaggi di programmazione concorrenti e logici. Questa conoscenza sarà utilizzata sia per il conseguimento dei sotto-obiettivi locali all'unità, sia per promuovere la collaborazione con le altre unità e supportarle sugli argomenti correlati. Più in dettaglio:
- Ragionamento basato su vincoli e preferenze. I vincoli soft sono largamente utilizzati sotto più aspetti differenti riguardanti il progetto. In particolare, esiste una forte collaborazione con l'unità di Padova. Le due unità forniranno insieme un supporto a tutte le altre unità laddove la nozione di vincolo soft o di preferenza è richiesta.
- CLP e CC. E' obbiettivo di Perugia estendere il linguaggio di programmazione concorrente con vincoli attraverso primitive stocastiche, temporali e non-monotone utilizzanti vincoli soft. In passato, Perugia ha lavorato su queste tematiche con l'unità di Bologna, e alcune delle estensioni citate precedentemente verranno approfondite congiuntamente.
- Applicazioni. Perugia vuole collaborare con Bologna su linguaggi per Qualità del Servizio (QoS) e più precisamente sugli aspetti della negoziazione in architetture orientate ai servizi (SOA). Un'ulteriore collaborazione sarà con l'unità di Udine. Con questa unità Perugia condivide un background nel campo dei linguaggi logici e con vincoli, e sarà quindi utile la collaborazione con alcuni membri dell'unità per lo studio in questo campo. Questa interazione con Udine sarà inoltre proficua per progettare e applicare l'estensione del linguaggio riguardante il campo bioinformatico.
Roma
- Vincoli e Preferenze. L'obiettivo è di creare un formalismo coerente per l'utilizzo delle preferenze nella definizione di problemi di pianificazione e sequenziamento. In particolare, siamo interessati ad integrare le tecniche di ragionamento con preferenze nei metodi risolutivi per problemi di pianificazioni basati su timeline. Si osserva che questa linea di lavoro avrà il vantaggio di utilizzare le significative competenze in materia di preferenze e vincoli presenti all'interno del consorzio.
- Ragionamento Temporale. Questa linea di ricerca utilizzerà le solide conoscenze presenti nel consorzio sul ragionamento temporale quantitativo e sulla rappresentazione di informazioni temporali nei problemi di pianificazione basati su timeline. Numerosi sono i problemi ancora aperti. In particolare, siamo interessati a studiare le proprietà di decomposizione per reti temporali per consentire la soluzione efficiente di problemi di dimensioni significative (ad esempio, diverse migliaia di variabili). Collaboreremo nello studio di metodi risolutivi per problemi temporali disgiuntivi sui quali abbiamo una consolidata esperienza nella definizione di euristiche basate su ragionamento a vincoli. Studieremo anche la possibilità di ridurre problemi di scheduling complessi a problemi di ragionamento temporale disgiuntivo. Si contribuirà con risultati innovativi sia nella rappresentazione e gestione flessibile di piani temporali e sia nella definizione di metodi per la verifica formale della proprietà di un piano. Anche in questo caso sarà stabilita una forte sinergia tra le competenze presenti in questa linea di ricerca e le competenze in tecniche di verifica formale presenti nel consorzio.
- Applicazioni. Si contribuirà a migliorare lo stato dell'arte nella definizione di metodi risolutivi basati su vincoli per la soluzione di problemi di pianificazione e sequenziamento. In particolare, si affronteranno problemi di integrazione di metodi risolutivi per problemi di pianificazione e di sequenziamento, problemi di sequenziamento con risorse stato, e problemi di sequenziamento sotto condizioni di incertezza. Inoltre, sempre utilizzando tecniche basate su raguionemento a vincoli, si affronterà il problema complementare di generare spiegazioni ad un'utente per risalire alle cause di inconsistenza di una soluzione parziale. Abbiamo in programma di integrare tutti i risultati che si otterrano nella nostra piattaforma software TRF per il riutilizzo futuro verso attività prettamente applicative. Inoltre, si metterà a disposizione del consorzio la nostra esperienza nella soluzione problemi reali sia nel settore dello spazio che in quello delle tecnologie assistive.
Udine
- Ragionamento basato su vincoli e preferenze. I membri dell'unità di Udine impiegheranno le loro competenze in constraint programming (in particolare relativamente all'implementazione di risolutori di vincoli e risolutori ibridi) ed in logic programming per lo sviluppo di risolutori di vincoli ibridi CP-ricerca locale, CP su domini finiti e infiniti, CP e preferenze. Per problemi su vincoli globali che emergeranno in questa fase nascerà una collaborazione con l'unità di Bologna, mentre nell'aspetto preferenze la collaborazione sarà con l'unità di Padova. Inoltre, assieme ad alcuni membri dell'unità di Perugia, si desidera proseguire un recente lavoro congiunto di codifica di linguaggi per la descrizione di azioni in CLP un lavoro di tecniche basate su vincoli per risolvere programmi logici con negazione (ASP). è prevedibile la collaborazione con Bologna per lo sviluppo di un linguaggio con vincoli adatto alla codifica di problemi biologici.
- Ragionamento Temporale. Alcuni membri dell'unità di Udine sono ricercatori affermati nell'area delle logiche e del ragionamento temporale e si occuperanno di quella parte del progetto anche con l'aiuto di alcuni post-doc e dottorandi.
- Applicazioni. I membri dell'unità di Udine impiegheranno le loro consolidate nelle applicazioni alla bioinformatica del constraint programming per lo sviluppo dell'esistente solver COLA per la predizione della struttura spaziale di una proteina.