AMPHYBIA: Advanced Metamaterials from PHYsics and BIomechanics of Axolotls - La natura è sempre stata una fonte di ispirazione per gli scienziati, ma lo studio approfondito dei sistemi naturali richiede un approccio interdisciplinare che, mettendo in sinergia competenze diverse, superi le barriere tra le discipline è fornisca nuove chiavi interpretative per affrontare le sfide e i cambiamenti più importanti del futuro. Nel regno animale, insetti, pesci, rettili e anfibi sono considerati esseri viventi relativamente semplici. Tuttavia, nel corso delle epoche hanno sviluppato strategie di sopravvivenza estremamente specializzate, evolvendo, selezionando e adattando le loro strutture per ottimizzare funzioni specifiche, rivelando così abilità talvolta uniche e sorprendenti caratterizzate da meccanismi di locomozione, adesione, crescita e riparazione impareggiabili che sono stati sviluppati per adattandosi ad ambienti ostili o per sfuggire ai predatori. Gli axolotl - una specie di salamandra neotenica - sono vertebrati adulti unici nel loro genere, in grado di rigenerare interi arti e un impressionante quantità di strutture e organi, cosa che da tempo ha suscitato grande interesse in biologia e in medicina rigenerativa. Inoltre, la pelle dell'axolotl è anche l'unico materiale biologico conosciuto ad essere meccanicamente auxetico, cioè ad avere un rapporto di Poisson negativo (NPR). Questa peculiare proprietà non è però mai stata analizzata o collegata in relazione alle capacità eccezionali della salamandra. Il progetto AMPHYBIA si propone quindi di indagare teoricamente e sperimentalmente le relazioni funzionale e strutturali tra le straordinarie capacità di locomozione e rigenerazione degli axolotl, i meccanismi cellulari e le proprietà meccaniche dei tessuti di questo speciale anfibio, con l'obiettivo sia di contribuire alla comprensione di aspetti fondamentali di interesse anche per l'ingegneria dei tessuti e la biomeccanica, sia per la concezione di materiali bio-ispirati innovativi. Responsabile scientifico: Prof. Arch. Massimiliano Fraldi.

ATTASUB: Analytical Tools and Technical Assessment for large scale Seismic Upgrade of Bridges - Il progetto è finalizzato allo sviluppo di soluzioni efficaci per l'adeguamento sismico di ponti esistenti con soluzioni ottimali per il controllo delle vibrazioni sismiche attraverso isolamento sismico e smorzamento supplementare di energia. Il progetto combina la modellazione dinamica di ponti isolati attraverso metodi non convenzionali con strategie di progettazione ottimali da selezionare nel processo decisionale. Responsabile scientifico: Dott. Ing. Daniele Losanno.

CHIARA: Cultural Heritage Innovation Adopting Risk Assessment - Procedure avanzate per la valorizzazione del patrimonio costruito diffuso (posto in situazioni di isolamento e/o periferiche). Il progetto prevede, a seguito dell'individuazione di casi studio, una raccolta dati tramite l'impiego sia di tecniche tradizionali di analisi (sul costruito storico), sia sperimentali, in grado di fornire in tempo reale informazioni utili per comprendere le diverse situazioni in cui esso versa, anche in relazione al contesto climatico-ambientale. Gli obiettivi principali della ricerca sono la definizione degli indici di rischio e di vulnerabilità nel Nationwide Cultural Heritage e l'incoraggiamento alla diffusione di tecnologie di monitoraggio e allarme da remoto per il controllo dei parametri microclimatici dei luoghi di quel patrimonio, al fine di incrementare la valorizzazione del patrimonio attraverso la messa in pratica di strategie efficaci di conservazione programmata degli ambienti storici e del loro contenuto. Responsabile scientifico: Prof. Arch. Bianca Gioia Marino.

Data Fusion Based Digital Twins For Structural Safety Assessment - Il progetto di ricerca mira ad affrontare le tematiche relative alla valutazione della sicurezza di sistemi strutturali attraverso una fitta collaborazione interdisciplinare. In particolare, si pone come obiettivo la definizione del livello di sicurezza di elementi strutturali e la definizione delle soglie di preallarme rispetto al danno strutturale. A tal fine si prevede, anche attraverso l'ausilio di prove sperimentali su elementi in c.a. e c.a.p, di analizzare l'efficacia di diversi sensori ed il loro utilizzo combinato per la definizione l'aggiornamento di modelli non lineari strutturali (gemelli digitali) da adottare per una migliore valutazione della sicurezza. / This research project aims at addressing some research challenges improving the engineering knowledge in the safety assessment of structural systems through a tightly-knit interdisciplinary collaboration. As for experimental tests of both ordinary and pre-stressed reinforced concrete structural elements, the proposed project is finalized to investigate the fusion between different measurement techniques from different sensors for a more effective updating of the non-linear structural digital twins, taking into account the various uncertainty sources. This improvement can lead to a more reliable assessment of both the safety level of the structural elements and the definition of the pre-alert thresholds with respect to structural damage. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Marco Di Ludovico.

Engineered Basements for Vibration Protection of Artworks and Strategic Sensitive Equipment - The project is focused on the development of a new engineered basement for the vibration protection of artworks or sensitive equipment placed in strategic private and public buildings. The main goal is to combine the emerging concepts of innovative materials with periodic internal structures with those related to complex hysteresis phenomena to conceive a meta-basement capable of adsorbing vibrations due to seismic events or anthropic sources. Responsabile scientifico: Dott. Ing. Nicolò Vaiana.

FAIL-SAFE: near-real-time perFormance Assessment of exIsting buiLdings Subjected to initial Failure through multi-scalE simulation and structural health monitoring - Il progetto FAIL-SAFE mira a valutare in tempo quasi reale le prestazioni strutturali di edifici esistenti in calcestruzzo armato e in muratura, attraverso l'integrazione tra simulazione, monitoraggio strutturale e data science. Lo scopo del progetto è sviluppare una metodologia e modelli fisico-matematici che possano supportare il processo decisionale delle parti interessate allorquando si verifica un dissesto strutturale in un edificio, con particolare attenzione alla valutazione della sua sicurezza strutturale residua, del rischio degli edifici adiacenti e della resilienza dell'area urbana in cui l'edificio è ubicato. A partire da una raccolta di dati sulle tipologie strutturali e sugli scenari potenzialmente critici, verranno definiti alcuni archetipi edilizi per ciascuno dei quali verranno sviluppati modelli di fragilità tipologici. Successivamente si prevede di utilizzare i dati prodotti da sistemi di monitoraggio strutturale al fine di aggiornare sia i modelli strutturali che quelli di fragilità. Lo sviluppo di modelli surrogati consentirà di estendere il quadro di monitoraggio a un numero maggiore di edifici, sino a raggiungere la scala urbana. La fase finale del progetto consisterà nella valutazione della resilienza urbana al dissesto o al crollo di edifici, nonché nella validazione della metodologia per alcuni casi studio di particolare rilevanza. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Fulvio Parisi.

LASTEB: LAttice STructures for Energy aBsorption, advanced numerical analysis and optimal design - Il progetto LASTEB propone analisi avanzate e progettazione ottimale di nuove strutture reticolari, ottenute realizzate tramite unione di celle unitarie (UC), per la dissipazione energetica. Tale dissipazione può essere dovuta sia al comportamento non lineare del materiale sia agli effetti delle grandi deformazioni. Saranno studiate e progettate anche strutture reticolari attive che possono modificare la propria forma e risposta meccanica accoppiando effetti meccanici e termici. Le prestazioni meccaniche delle strutture reticolari verranno adattate all'applicazione specifica, sulla base delle caratteristiche geometriche e costitutive della UC. Il comportamento macroscopico sarà valutato attraverso procedure di omogeneizzazione computazionale della UC. Inoltre, verrà effettuato un processo di ottimizzazione sia a livello micro che strutturale utilizzando procedure abbinate a tecniche di apprendimento automatico. Verrà condotta una campagna sperimentale su reticoli regolari, non regolari e attivi per validare i risultati analitici e numerici. Prototipi di UC e strutture reticolari saranno prodotti in modo additivo e successivamente sottoposti a test statici e dinamici opportunamente progettati. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Federico Guarracino.

MADEMOSHE: Modelling, Analysis and DEsign of MOrphing - L'obiettivo della ricerca è quello di sviluppare una procedura computazionale per la modellazione, l'analisi e la progettazione di gusci in grado di cambiare forma ed adattarsi alla funzione mutevole cui la struttura assolve. La ricerca prevede di studiare l'ottenimento di geometrie doppiamente curve a partire da piastre piane e di analizzare il cambio di configurazione necessario all'adattamento funzionale. I metodi computazionali sviluppati durante la ricerca hanno l'obiettivo di definire ed ottimizzare le forme del guscio, il sistema di attuazione necessario ad indurre il cambio di configurazione e il percorso deformativo della struttura durante il cambio di forma. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Francesco Marmo.

MITICO: MItigation of Tsunami Impact on COastal regions - Il Progetto ha come obiettivo lo sviluppo di un framework per analisi di vulnerabilità e perdite per rischio tsunami a scala urbana tenendo in considerazione l'effetto di strategie di mitigazione. L'attività di ricerca prevede analisi di tipo sperimentale sia di tipo idraulico che strutturale, di supporto alla validazione di modelli numerici per lo sviluppo di scenari di inondazione in presenza di opere di mitigazione (barriere verdi, sea walls) e la stima delle perdite. Responsabile scientifico: Dott. Ing. Marta Del Zoppo.

NEWTON: NEW TOols to compute the seismic demand on Non-structural components - Il Progetto ha l'obiettivo di analizzare, sia dal punto di vista numerico che sperimentale, la domanda sismica su componenti non strutturali, valutata in termini di spettri di piano. Nell'ambito del Progetto si prevede l'esecuzione di prove sperimentali su tavola vibrante su provini in scala rappresentativi di edifici in c.a. e di analisi dinamiche non lineari su tale tipologia di strutture, al fine di migliorare la comprensione del fenomeno di amplificazione in ambito sismico, di definire un dataset ibrido per la valutazione dell'efficacia delle attuali proposte normative e di letteratura per gli spettri di piano, e di definire nuovi strumenti per la valutazione della domanda sismica su componenti non strutturali in differenti strutture. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Paolo Ricci.

NoMISN: Nonlocal Mechanics of Innovative Soft Nanostructures - Il progetto NoMISN mira a fornire metodologie teoriche e strategie computazionali per la modellazione, l'analisi e la progettazione di nanostrutture soffici caratterizzate da proprietà meccaniche avanzate.  Componenti strutturali miniaturizzati, interessati da grandi cambiamenti di configurazione, possono essere infatti efficacemente utilizzati per sviluppare nanodispositivi di nuova generazione con applicazioni emergenti che vanno dalla Nano-Ingegneria alla Biomeccanica. L'analisi di tali sistemi richiede un'adeguata valutazione degli effetti di scala nonché una modellazione dei meccanismi cedevoli mediante analisi non lineari.  A tale scopo, si indagheranno efficaci metodologie di meccanica non locale per interpretare fenomeni di scala caratteristici di nanostrutture e materiali avanzati. Un ulteriore obiettivo è quello di esplorare la risposta non lineare di tali sistemi, adottando un innovativo approccio geometrico. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Raffaele Barretta.

Preparation and Performance of PCs with Nanostructures for Civil Engineering Projects - The main goal of this research are the development of high quality nanomodified Pervious Concretes (PCs) in order to allow an increasing use in civil engineering projects. More precisely, the research is conducted in order to enhance the structural and nonstructural performances of conventional PCs through the use of nanostructures addition and mixture optimisation. Initially, the examined PCs are experimentally tested for mechanical properties measurement and numerically investigated for developing models at different length scales. More precisely, FEM and LDEM are applied at the macroscale, whereas a nonlocal elasticity model is developed at the micro-/nano-scale by using the stress-driven nonlocal model (SDM). Then, the aforementioned PCs are tested in laboratory to evaluate fracture toughness and material resistance to crack propagation by FE, LDE and BBPD numerical simulations. Finally, experimental testing under fatigue loading is performed, and fatigue of materials is numerically examined by a FE analysis. Moreover, analyses for estimating fatigue crack growth path and fatigue damage are carried out. The nanostructures addition and the mixture optimisation, carried out to develop high quality nanoreinforced PCs, are also guided by the experimental assessment of chemical and physical properties, together with microstructure observations. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Francesco Marotti de Sciarra.

SMUH: Safeguard of Modern Urban Heritage, a cross-disciplinary WebGIS for knowledge, monitoring and risk analysis - Obiettivo strategico del progetto SMUH è lo sviluppo di una metodologia multidisciplinare, replicabile e scalabile, per la salvaguardia del patrimonio urbano moderno, basata su analisi spaziali di dati georeferenziati – desunti da i) indagini di archivio, ii) rilievi fotogrammetrici, iii) acquisizioni satellitari – interoperabili su una piattaforma 3D WebGIS. La metodologia realizza un approccio olistico alla salvaguardia del costruito, in termini di sicurezza e valorizzazione culturale, integrando conoscenze morfologiche e tecnologiche dei tessuti urbani, nella loro evoluzione storica, remote sensing e analisi del rischio strutturale. Tra i risultati di SMUH: i) aumento delle conoscenze tecnologiche e storiche sul patrimonio urbano moderno; ii) condivisione aperta di fonti documentali inesplorate, digitalizzate e geoeferenziate, e dei relativi metadati in piattaforme open-science; ii) sviluppo di best-practices per il monitoraggio strutturale non invasivo – remote sensing – del patrimonio urbano moderno; iii) produzione di strumenti, digitali e interattivi, di supporto alla decision making delle PA per pianificazione degli interventi di mitigazione del rischio, di conservazione e valorizzazione culturale del patrimonio costruito. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Carlo Del Gaudio.

TOMORROW: TOpology & Material Optimization using additive manufactuRing to maximize structural and thermal perfOrmances of building Walls – The research project focuses on leveraging additive manufacturing, particularly 3DCP technology, to create innovative engineered building walls that minimize raw material use while optimizing structural and thermal performance. The key innovation lies in employing 3DCP to facilitate both material and topology optimization (T&MO) at macro and micro levels, enabling customized designs that meet various objectives like aesthetics, thermal efficiency, load handling, carbon footprint, cost, and material usage. The TOMORROW project will develop a comprehensive T&MO framework, focusing on the distribution of materials within the wall to ensure compatibility with printing machinery. The project will operate on two interconnected levels: micro-level control of material density during printing to produce functionally graded materials, and macro-level optimization of wall topology for balancing thermal insulation, mechanical strength, lightness, and durability. The project's success, which will be demonstrated through engineered wall prototypes, aims to reduce material usage, enhance energy efficiency, and drive the digital transformation of the construction sector. It encourages multidisciplinary collaborations for sustainable new constructions and retrofitting of existing buildings. Responsabile scientifico: Prof. Ing. Costantino Menna.