Il progetto Smart-TURB dal titolo “A Physics-Informed Machine Learning Platform for Smart Lagrangian Harness and Control of TURBulence“ è stato premiato con un Advanced Grant dall’ERC per un totale di circa 2.3 Meuro.
Muoversi, orientarsi, controllare il trasporto e la diffusione all’interno di fluidi caotici e turbolenti sono tra gli ostacoli maggiori che impediscono lo svilupparsi di tecnologie innovative nel campo della fisica applicata, geofisica, scienza dell’atmosfera e ingegneria, Inoltre, alcuni di questi problemi nascondono lacune di conoscenze sulla fisica dei sistemi complessi fuori dall’equilibrio che compongono un puzzle non risolto da più di 500 anni, da quando Leonardo da Vinci iniziò a parlare di ‘Turbolenza’ e ad osservare la formazione di vortici irregolari sul fiume Arno.
Il progetto SMART-Turb si prefigge di sviluppare una piattaforma numerica in grado di integrare strumenti che utilizzano l’Intelligenza Artificiale, come il Machine Learning e il Reinforcement Learning, per studiare e controllare i fluidi turbolenti in maniera innovativa. In particolare ci occuperemo di (i) studiare le strutture coerenti e le fluttuazioni statistiche del fluido, (ii) ottimizzare la navigazione all’interno di flussi caotici, (iii) inventare nuove strategie per tracciare l’emissione di sorgenti contaminanti; (iv) studiare strategie di gruppo (multi-agenti) per minimizzare il trasporto e la diffusione turbolenta; (v) applicare tecniche di controllo ottimale per migliorare i processi di data-assimilation in flussi geofisici, migliorare la predizione di eventi estremi e catastrofici, nonché’ per ottimizzare il feedback di strutture Lagragiane all’interno di flussi di laboratorio.
Il progetto è orientato a sviluppare sia nuove metodologie che della ricerca di base, alla frontiera tra la fisica applicata e l’ingegneria teorica. Il grand-challenge consiste nell’inventare nuove applicazioni non convenzionali del (Deep) Machine Learning e (Deep) Reinforcement Learning nel campo della fisica dei fluidi e flussi complessi.
Il progetto si sviluppa sulla base di una ricerca ultra-decennale del gruppo di Fisica Teorica che si occupa di Meccanica Statistica e Fluidi all’interno del Dipartimento di Fisica dell’Università di Roma, Tor Vergata, composto oltre che dal Prof. Luca Biferale anche dai Prof. Roberto Benzi, Prof. Mauro Sbragaglia, Dott. Michele Buzzicotti, Dott. Fabio Bonaccorso, Dott. Giulio Cimini e numerosi studenti e post-doc. Lo stesso gruppo ha già ricevuto nel passato un ERC Starting Grant e un ERC Advanced Grant. Collaborazioni molto attive esistono anche con i gruppi di fluido-dinamica del Prof. Roberto Verzicco, Prof. Mauro Chinappi e Prof. Giacomo Falcucci della Facoltà di Ingegneria, con il gruppo del Dott. Massimo Cencini del CNR-ISC, del Dott. Antonio Celani del ICTP e con numerosi gruppi di ricerca negli Stati Uniti, in Europa e in Cina.
