Le “RESTART Grand Challenges” presentano i principali problemi di ricerca delle telecomunicazioni future che il programma affronta dal punto di vista delle nuove tecnologie e dei nuovi sistemi. Sono trasversali a discipline e domini applicativi e mostrano come l’innovazione necessaria richieda competenze e creatività in diversi settori.
Coordinatore del Cluster: Antonio Capone
Il futuro delle Telecomunicazioni in Italia sarà definito da un'analisi attenta delle trasformazioni economiche e tecnologiche necessarie. L'innovazione continua sostituirà l'idea di "nuove generazioni", con un focus sulla virtualizzazione delle reti: la complessità si sposterà dall'hardware al software, consentendo aggiornamenti più semplici, maggiore flessibilità e riduzione dei costi. Tra i macro-trend chiave emergono: riduzione del numero di operatori, separazione tra reti e servizi, integrazione di reti terrestri e satellitari, e un ruolo crescente dell'Intelligenza Artificiale. Questi fattori delineano un futuro sostenibile per il settore, secondo le previsioni del Cluster A delle Grand Challenges di RESTART.
Grand challenge 0: Creare una visione dell'evoluzione futura delle telecomunicazioni in Italia e all'estero
Grand challenge 5: Non più nuove generazioni mobili ma innovazione continua nelle reti
Grand challenge 15: Analizzare il ruolo degli hyperscaler e degli sviluppatori di applic. nella progettazione della rete
Il futuro delle Telecomunicazioni in Italia sarà definito da un'analisi attenta delle trasformazioni economiche e tecnologiche necessarie. L'innovazione continua sostituirà l'idea di "nuove generazioni", con un focus sulla virtualizzazione delle reti: la complessità si sposterà dall'hardware al software, consentendo aggiornamenti più semplici, maggiore flessibilità e riduzione dei costi. Tra i macro-trend chiave emergono: riduzione del numero di operatori, separazione tra reti e servizi, integrazione di reti terrestri e satellitari, e un ruolo crescente dell'Intelligenza Artificiale. Questi fattori delineano un futuro sostenibile per il settore, secondo le previsioni del Cluster A delle Grand Challenges di RESTART.
Grand challenge 0: Creare una visione dell'evoluzione futura delle telecomunicazioni in Italia e all'estero
- Coordinatori: Ilenia Tinniriello, Antonio Capone, Nicola Blefari Melazzi
- Progetti: Tutti i progetti sono coinvolti
Grand challenge 5: Non più nuove generazioni mobili ma innovazione continua nelle reti
- Coordinatore: Nicola Blefari Melazzi
- Progetto: Net4Future
Grand challenge 15: Analizzare il ruolo degli hyperscaler e degli sviluppatori di applic. nella progettazione della rete
- Coordinatore: Eugenio Moro
- Progetto: 6GWinet
Coordinatore del Cluster: Michele Zorzi
Il futuro della risposta ai disastri naturali potrebbe passare attraverso droni capaci di fornire connettività in aree prive di infrastrutture di rete, secondo il Cluster “B” delle Grand Challenges di RESTART. Questi droni necessitano di un’architettura avanzata per connettersi sia a reti cellulari, utili per una guida precisa grazie alla bassa latenza, sia a reti satellitari, che garantiscono connessione in situazioni di isolamento totale. Una soluzione ancora non disponibile commercialmente, ma essenziale per operazioni di ricerca, salvataggio e protezione pubblica (PPDR), con il vantaggio di essere controllabili anche fuori dal campo visivo umano.
Grand challenge 1: Progettare reti dure a morire (anche in condizioni estreme)
Il futuro della risposta ai disastri naturali potrebbe passare attraverso droni capaci di fornire connettività in aree prive di infrastrutture di rete, secondo il Cluster “B” delle Grand Challenges di RESTART. Questi droni necessitano di un’architettura avanzata per connettersi sia a reti cellulari, utili per una guida precisa grazie alla bassa latenza, sia a reti satellitari, che garantiscono connessione in situazioni di isolamento totale. Una soluzione ancora non disponibile commercialmente, ma essenziale per operazioni di ricerca, salvataggio e protezione pubblica (PPDR), con il vantaggio di essere controllabili anche fuori dal campo visivo umano.
Grand challenge 1: Progettare reti dure a morire (anche in condizioni estreme)
- Coordinatori: Michele Zorzi
- Progetti: SEXTET, ITANTN, AQUASMART
Coordinatore del Cluster: Sergio Barbarossa
Il Cluster C di RESTART propone un nuovo approccio alla comunicazione, basato sul concetto semantico e goal-oriented: invece di trasmettere l'intera sequenza di bit, punta a inviare solo il significato essenziale, con una compressione dei dati resa possibile dall'Intelligenza Artificiale e dal deep learning. Questo permette di ridurre l'utilizzo della banda, richiedendo però maggiori risorse computazionali lato ricezione. La soluzione consiste nel distribuire i server di machine learning vicino all'utente per migliorare l'efficienza. Le sfide includono il mantenimento delle performance e l'applicazione in diversi ambiti, come telefonia e sensing ambientale. Il Cluster sta elaborando un white paper e sviluppando collaborazioni, tra cui l'uso di Digital Twin per un controllo smart delle reti.
Grand challenge 2: Definire come trasmettere significati piuttosto che bit
Grand challenge 12: Rendere l'intelligenza artificiale distribuita e in rete
Il Cluster C di RESTART propone un nuovo approccio alla comunicazione, basato sul concetto semantico e goal-oriented: invece di trasmettere l'intera sequenza di bit, punta a inviare solo il significato essenziale, con una compressione dei dati resa possibile dall'Intelligenza Artificiale e dal deep learning. Questo permette di ridurre l'utilizzo della banda, richiedendo però maggiori risorse computazionali lato ricezione. La soluzione consiste nel distribuire i server di machine learning vicino all'utente per migliorare l'efficienza. Le sfide includono il mantenimento delle performance e l'applicazione in diversi ambiti, come telefonia e sensing ambientale. Il Cluster sta elaborando un white paper e sviluppando collaborazioni, tra cui l'uso di Digital Twin per un controllo smart delle reti.
Grand challenge 2: Definire come trasmettere significati piuttosto che bit
- Coordinatori: Sergio Barbarossa
- Progetti: NETWIN
Grand challenge 12: Rendere l'intelligenza artificiale distribuita e in rete
- Coordinatori: Sergio Barbarossa
- Progetti: Tutti i progetti sono coinvolti
Coordinatore del Cluster: Davide Dardari
Il Cluster D di RESTART lavora a soluzioni per reti wireless più sostenibili, utilizzando "smart radio" per controllare il percorso delle onde elettromagnetiche. Questi dispositivi consentono al segnale di aggirare ostacoli, migliorando copertura e riducendo i costi senza la necessità di aumentare il numero di antenne. L'obiettivo è superare le limitazioni del 5G, migliorando capacità, latenza e efficienza energetica. Tra le tecnologie promettenti figurano le meta-superfici, mentre piattaforme comuni di testbed saranno utilizzate per integrare e validare i progressi su scala più ampia.
Grand challenge 3: Piegare la propagazione radio alle esigenze della rete
Il Cluster D di RESTART lavora a soluzioni per reti wireless più sostenibili, utilizzando "smart radio" per controllare il percorso delle onde elettromagnetiche. Questi dispositivi consentono al segnale di aggirare ostacoli, migliorando copertura e riducendo i costi senza la necessità di aumentare il numero di antenne. L'obiettivo è superare le limitazioni del 5G, migliorando capacità, latenza e efficienza energetica. Tra le tecnologie promettenti figurano le meta-superfici, mentre piattaforme comuni di testbed saranno utilizzate per integrare e validare i progressi su scala più ampia.
Grand challenge 3: Piegare la propagazione radio alle esigenze della rete
- Coordinatori: Davide Dardari
- Progetti: SRE, 6GWINET, MOSS
Coordinatore del Cluster: Roberto Verdone
Grand challenge 4: Rendere il teletrasporto virtualmente possibile con i gemelli digitali
Grand challenge 6: Progettare una Internet delle Emozioni
Grand challenge 8: Aggiungere la connettività alla trasformazione digitale per un'industria sostenibile
Grand challenge 4: Rendere il teletrasporto virtualmente possibile con i gemelli digitali
- Coordinatori: Riccardo Marini
- Progetti: SUPER, IN, 6GWINET, COHERENT, RIGOLETTO
Grand challenge 6: Progettare una Internet delle Emozioni
- Coordinatori: Roberto Verdone
- Progetti:
Grand challenge 8: Aggiungere la connettività alla trasformazione digitale per un'industria sostenibile
- Coordinatori: Roberto Verdone
- Progetti: IN
Coordinatore del Cluster: Andrea Passarella
Il Cluster F di RESTART esplora come la digitalizzazione possa contribuire alla sostenibilità ambientale, ottimizzando la gestione delle risorse tramite l’Internet delle Cose (IoT) e l’apprendimento automatico. Applicazioni chiave includono la riduzione degli sprechi idrici, monitorando in tempo reale le perdite nella distribuzione (attualmente stimate al 35-40%) e diminuendo il consumo energetico associato. La sfida mira a sviluppare una visione inter-progettuale per promuovere soluzioni sostenibili a livello energetico, sociale ed economico, con l’obiettivo di migliorare le condizioni ambientali globali.
Grand challenge 7: Digitalizzare l'ambiente per un mondo più sostenibile
Il Cluster F di RESTART esplora come la digitalizzazione possa contribuire alla sostenibilità ambientale, ottimizzando la gestione delle risorse tramite l’Internet delle Cose (IoT) e l’apprendimento automatico. Applicazioni chiave includono la riduzione degli sprechi idrici, monitorando in tempo reale le perdite nella distribuzione (attualmente stimate al 35-40%) e diminuendo il consumo energetico associato. La sfida mira a sviluppare una visione inter-progettuale per promuovere soluzioni sostenibili a livello energetico, sociale ed economico, con l’obiettivo di migliorare le condizioni ambientali globali.
Grand challenge 7: Digitalizzare l'ambiente per un mondo più sostenibile
- Coordinatori: Andrea Passarella
- Progetti: PESCO, ISaCAGE, R4R, SENSING NET, TeleSmEg, WITS
Coordinatore del Cluster: Enrico Magli
Il Cluster G di RESTART affronta le sfide di un mondo sempre più digitale e immersivo, caratterizzato da opportunità e rischi legati all'Intelligenza Artificiale. Da un lato, l'IA consente esperienze realistiche e interattive, come collaborazioni musicali a distanza; dall'altro, facilita la creazione di media sintetici iperrealistici, come i deepfake, con gravi implicazioni sociali. Nell'ambito del progetto FUN-Media e collaborazioni con il PNRR, il Cluster sviluppa soluzioni per migliorare l’esperienza utente e prevenire la diffusione di contenuti contraffatti, garantendo un ecosistema digitale più sicuro.
Grand challenge 9: Integrare media e reti per un nuovo mondo digitale immersivo
Grand challenge 17: Scoprire i deepfake di immagini e video per combattere la disinformazione
Il Cluster G di RESTART affronta le sfide di un mondo sempre più digitale e immersivo, caratterizzato da opportunità e rischi legati all'Intelligenza Artificiale. Da un lato, l'IA consente esperienze realistiche e interattive, come collaborazioni musicali a distanza; dall'altro, facilita la creazione di media sintetici iperrealistici, come i deepfake, con gravi implicazioni sociali. Nell'ambito del progetto FUN-Media e collaborazioni con il PNRR, il Cluster sviluppa soluzioni per migliorare l’esperienza utente e prevenire la diffusione di contenuti contraffatti, garantendo un ecosistema digitale più sicuro.
Grand challenge 9: Integrare media e reti per un nuovo mondo digitale immersivo
- Coordinatori: Enrico Magli
- Progetti: FUN-Media, 6GSALUS
Grand challenge 17: Scoprire i deepfake di immagini e video per combattere la disinformazione
- Coordinatori: Sara Mandelli
- Progetti: FUN-Media
Coordinatore del Cluster: Carla Chiasserini
L'evoluzione delle reti ha portato dal predominio di hardware fisso e non programmabile al concetto di "network softwarization", che offre maggiore flessibilità ma presenta limiti di prestazioni. Si assiste quindi a un ritorno all'uso di hardware programmabile, combinando la flessibilità del software con l'efficienza dell'hardware specializzato per sviluppare piattaforme avanzate di gestione delle reti.
Un aspetto cruciale è la distribuzione del potere di calcolo lungo la rete, permettendo adattamenti dinamici alle richieste e migliorando la reattività e la sostenibilità. Questo progresso contribuisce alla transizione digitale, consentendo agli utenti di accedere a servizi più rapidi e affidabili, alle aziende di ridurre i costi, sviluppare settori innovativi e offrire nuovi servizi ad alte prestazioni, e all'ambiente di beneficiare di minori consumi energetici. Tale evoluzione è il focus del Cluster H delle Grand Challenge di RESTART.
Grand challenge 10: Rendere la rete una piattaforma programmabile per l'esecuzione di applicazioni
Grand challenge 14: Ridefinire il ruolo dei componenti hardware nelle reti basate su software
L'evoluzione delle reti ha portato dal predominio di hardware fisso e non programmabile al concetto di "network softwarization", che offre maggiore flessibilità ma presenta limiti di prestazioni. Si assiste quindi a un ritorno all'uso di hardware programmabile, combinando la flessibilità del software con l'efficienza dell'hardware specializzato per sviluppare piattaforme avanzate di gestione delle reti.
Un aspetto cruciale è la distribuzione del potere di calcolo lungo la rete, permettendo adattamenti dinamici alle richieste e migliorando la reattività e la sostenibilità. Questo progresso contribuisce alla transizione digitale, consentendo agli utenti di accedere a servizi più rapidi e affidabili, alle aziende di ridurre i costi, sviluppare settori innovativi e offrire nuovi servizi ad alte prestazioni, e all'ambiente di beneficiare di minori consumi energetici. Tale evoluzione è il focus del Cluster H delle Grand Challenge di RESTART.
Grand challenge 10: Rendere la rete una piattaforma programmabile per l'esecuzione di applicazioni
- Coordinatori: Carla Chiasserini
- Progetti: SUPER, COHERENT, 6GWINET, RIGOLETTO, PESCO, WatchEDGE, ADAPTO, LEGGERO, LIAISON
Grand challenge 14: Ridefinire il ruolo dei componenti hardware nelle reti basate su software
- Coordinatori: Sebastiano Miano
- Progetti: SUPER
Coordinatore del Cluster: Luca Chiaraviglio
Nei sistemi di comunicazione, i segnali non solo trasmettono informazioni, ma possono anche essere utilizzati per percepire l'ambiente circostante. Questo è il principio alla base della comunicazione e del sensing integrati, che sfruttano le infrastrutture esistenti per migliorare qualità, efficienza e sicurezza negli ambienti e nelle strade, ottimizzando al contempo la comunicazione stessa.
Questa tecnologia consente, ad esempio, di ottimizzare la copertura cellulare analizzando in tempo reale l'ambiente e regolando segnali in modo più preciso. Il Cluster I delle Grand Challenges di RESTART esplora questa frontiera attraverso ricerche su reti ottiche per rilevamenti, integrazione di comunicazione e sensing su varie frequenze, utilizzo di reti terrestri e non-terrestri, raccolta di dati da segnali e tecnologie di sensing abilitate alle comunicazioni.
Grand challenge 11: Percepire e proteggere il mondo attraverso i segnali di comunicazione
Nei sistemi di comunicazione, i segnali non solo trasmettono informazioni, ma possono anche essere utilizzati per percepire l'ambiente circostante. Questo è il principio alla base della comunicazione e del sensing integrati, che sfruttano le infrastrutture esistenti per migliorare qualità, efficienza e sicurezza negli ambienti e nelle strade, ottimizzando al contempo la comunicazione stessa.
Questa tecnologia consente, ad esempio, di ottimizzare la copertura cellulare analizzando in tempo reale l'ambiente e regolando segnali in modo più preciso. Il Cluster I delle Grand Challenges di RESTART esplora questa frontiera attraverso ricerche su reti ottiche per rilevamenti, integrazione di comunicazione e sensing su varie frequenze, utilizzo di reti terrestri e non-terrestri, raccolta di dati da segnali e tecnologie di sensing abilitate alle comunicazioni.
Grand challenge 11: Percepire e proteggere il mondo attraverso i segnali di comunicazione
- Coordinatori: Luca Chiaraviglio, Marco Lops
- Progetti: ISaCAGE, R4R, SENSING NET
Coordinatore del Cluster: Ernesto Limiti
Grand challenge 13: Aprire i grandi spazi delle alte frequenze all'accesso radio
Grand challenge 13: Aprire i grandi spazi delle alte frequenze all'accesso radio
- Coordinatori: Ernesto Limiti, Umberto Spagnolini
- Progetti: 6GWINET, MIND-DREAM, T-NEXT, INCHNET, ARCADIA
Coordinatore del Cluster: Francesco Matera
L'emergere di nuovi casi d'uso altamente eterogenei richiede protocolli e sistemi di comunicazione sempre più flessibili, capaci di soddisfare requisiti stringenti di latenza e larghezza di banda. L'obiettivo è sviluppare un sistema unico, completamente integrato, in cui persone, veicoli e infrastrutture possano scambiarsi dati in tempo reale. Le attività del Cluster delle Grand Challenge di RESTART includono ricerche su veicoli autonomi connessi e non connessi, operazioni con droni, gestione del traffico e analisi dell'esposizione elettromagnetica in contesti di comunicazione V2X.
Grand challenge 16: Connettere e supportare chiunque e qualunque cosa si muova
L'emergere di nuovi casi d'uso altamente eterogenei richiede protocolli e sistemi di comunicazione sempre più flessibili, capaci di soddisfare requisiti stringenti di latenza e larghezza di banda. L'obiettivo è sviluppare un sistema unico, completamente integrato, in cui persone, veicoli e infrastrutture possano scambiarsi dati in tempo reale. Le attività del Cluster delle Grand Challenge di RESTART includono ricerche su veicoli autonomi connessi e non connessi, operazioni con droni, gestione del traffico e analisi dell'esposizione elettromagnetica in contesti di comunicazione V2X.
Grand challenge 16: Connettere e supportare chiunque e qualunque cosa si muova
- Coordinatori: Francesco Matera, Alessandro Bazzi
- Progetti: ITA-NTN, MoVeOver
Coordinatore del Cluster: Piero Castoldi
Grand challenge 18: Costruire le autostrade del futuro con le comunicazioni in fibra
Grand challenge 18: Costruire le autostrade del futuro con le comunicazioni in fibra
- Coordinatori: Piero Castoldi
- Progetti: RIGOLETTO, GrapHICS, ELENE, HePIC, SENSING NET
Coordinatore del Cluster: Giacomo Verticale
Le attività principali del task e del Grand Challenge associato al progetto includono il coinvolgimento della comunità e la definizione di strategie per coinvolgere le comunità di riferimento, sia interne che esterne a RESTART, misurando l'impatto dei prodotti open-source e open-data. È prevista l'identificazione di piattaforme rilevanti per rendere accessibili i contributi del progetto alla comunità e l'organizzazione del software open-source prodotto per associarlo direttamente a RESTART e garantirne una visibilità strategica. Inoltre, verranno creati repository per raccogliere e rendere disponibili dati open, assicurando accessibilità e affidabilità attraverso sinergie con altri progetti PNRR su Cloud e Big Data, così da garantire la disponibilità dei risultati nel lungo termine.
Il progetto comprende anche la definizione di linee guida per la pubblicazione di contributi open-source, affrontando le questioni di licenza per assicurare un uso corretto e una possibile commercializzazione dei materiali. Saranno individuati strumenti per garantire la sostenibilità delle iniziative, inclusa la creazione di un portale strutturato per dare visibilità e accesso ai dati e al software prodotti. Infine, sarà promossa la partecipazione di volontari per assumere responsabilità in compiti specifici, valorizzando individui motivati che possano guidare efficacemente le attività.
Grand challenge 19: Creare una comunità per i dati aperti e il software open source RESTART
Le attività principali del task e del Grand Challenge associato al progetto includono il coinvolgimento della comunità e la definizione di strategie per coinvolgere le comunità di riferimento, sia interne che esterne a RESTART, misurando l'impatto dei prodotti open-source e open-data. È prevista l'identificazione di piattaforme rilevanti per rendere accessibili i contributi del progetto alla comunità e l'organizzazione del software open-source prodotto per associarlo direttamente a RESTART e garantirne una visibilità strategica. Inoltre, verranno creati repository per raccogliere e rendere disponibili dati open, assicurando accessibilità e affidabilità attraverso sinergie con altri progetti PNRR su Cloud e Big Data, così da garantire la disponibilità dei risultati nel lungo termine.
Il progetto comprende anche la definizione di linee guida per la pubblicazione di contributi open-source, affrontando le questioni di licenza per assicurare un uso corretto e una possibile commercializzazione dei materiali. Saranno individuati strumenti per garantire la sostenibilità delle iniziative, inclusa la creazione di un portale strutturato per dare visibilità e accesso ai dati e al software prodotti. Infine, sarà promossa la partecipazione di volontari per assumere responsabilità in compiti specifici, valorizzando individui motivati che possano guidare efficacemente le attività.
Grand challenge 19: Creare una comunità per i dati aperti e il software open source RESTART
- Coordinatori: Giuseppe Bianchi, Giacomo Verticale
- Progetti: Tutti i progetti sono coinvolti