Tre progetti USI hanno vinto il prestigioso bando SNSF Ambizione

Tre progetti dell'Università della Svizzera italiana (USI), di cui uno afiliato all'Ente Ospedaliero Cantonale (EOC), hanno vinto il prestigioso bando SNSF Ambizione. Responsabili dei progetti vinti sono Emanuele Guidotti, Assistente con dottorato presso la Facoltà di scienze economiche; Alberto Martín López, Assistente con dottorato presso la Facoltà di scienze informatiche; e Anna Castelnovo, Libera docente presso la Facoltà di scienze biomediche.

Il progetto di Emanuele Guidotti, condotto all'interno dell'Istituto di finanza (IFin) della Facoltà di scienze economiche, si intitola "Financial Market Microstructure, Big Data, and AI". L'idea del progetto nasce dalla considerazione che ad oggi, si sa poco su come stimare la liquidità nel passato quando non sono disponibili dati ad alta frequenza e simulare l'impatto dell'IA sui mercati finanziari nel futuro. Alla base di entrambi i problemi c'è la mancanza di una comprensione pratica del modo in cui il prezzo di un'attività viene determinato nei mercati finanziari, che impedisce di collegare i dati ad alta frequenza a quelli a bassa frequenza e ostacola simulazioni realistiche. Negli ultimi due anni Emanuele Guidotti ha lavorato a un modello di formazione dei prezzi che preveda e spieghi nuove relazioni verificabili tra le variabili chiave dei mercati finanziari e che ipotizza possa essere utilizzato per collegare la microstruttura dei mercati finanziari agli effetti macroscopici. L'obiettivo del progetto è quindi quello di finalizzare il modello e di utilizzarlo per migliorare la stima e la simulazione in applicazioni critiche. La proposta, articolata in tre parti, prevede analisi empiriche utilizzando il database NYSE Trade and Quote (TAQ). Il progetto prevede la collaborazione con i maggiori esperti mondiali di microstruttura del mercato e di intelligenza artificiale: il Prof. Albert S. (Pete) Kyle (Robert H. Smith School of Business dell'Università del Maryland); il Prof. Albert Menkveld (Vrije Universiteit Amsterdam); il Prof. Björn Hagströmer (Stockholm Business School); il Prof. Stefano M. Iacus (Harvard University); il Prof. Nicolò Cesa-Bianchi (Università di Milano) e il Prof. Semyon Malamud (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL).

Il secondo progetto vincitore del bando, condotto da Alberto Martín López all'interno del Software Institute (SI) della Facoltà di scienze informatiche, si intitola "SAPIENS: Supporting the API Lifecycle with Neuro-Symbolic AI". Mentre il software si intreccia con il tessuto stesso del nostro mondo, le interfacce di programmazione delle applicazioni web (API) diventano i punti, la colla che tiene tutto insieme; esse permettono a sistemi eterogenei di comunicare su Internet e forniscono accesso a tutti i tipi di dati e servizi. Oggi l'intelligenza artificiale (IA) è un ingrediente fondamentale dello sviluppo del software, con strumenti come ChatGPT e GitHub Copilot che hanno cambiato il modo di creare il software. Ciò pone però anche delle sfide, poiché nel campo delle API web, lo sviluppo guidato dall'IA non è all'altezza. Per affrontare la sfida di semplificare un'ampia varietà di compiti complessi nel ciclo di vita delle API, Alberto Martín López ipotizza che l'IA neuro-simbolica (NSAI) sia la strada da percorrere. La NSAI combina la potenza delle reti neurali, come i modelli di codice pre-addestrati e i modelli di linguaggio di grandi dimensioni (LLM), con la robustezza e il determinismo delle tecniche simboliche, come il rilevamento degli invarianti e la programmazione dei vincoli. L'obiettivo del progetto, che si vuole raggiungere attraverso l'indagine di più domande di ricerca, è duplice: potenziare gli sviluppatori nello sviluppo, nella manutenzione e nel consumo di API web e migliorare l'affidabilità dei servizi del mondo reale.

L'ultimo progetto, affiliato all'EOC, è condotto da Anna Castelnovo e si intitola "Mental and Neural Correlates of NREM Parasomnias in Children". Le parasomnie NREM, o "disturbi del risveglio" (come sonnambulismo, terrori notturni e risvegli confusionali), sono episodi ricorrenti e imprevedibili di risveglio parziale dal sonno profondo, durante i quali sonno e veglia coesistono, generando stati di coscienza alterata. Sebbene molto più frequenti in età pediatrica, la maggior parte degli studi si è finora concentrata sugli adulti. La diagnosi, inoltre, risulta talvolta complessa, soprattutto per le difficoltà di diagnosi differenziale con alcune forme di epilessia. A oggi, non esistono strumenti affidabili per prevedere o prevenire questi episodi nei bambini, che possono avere un impatto rilevante sul loro benessere e su quello delle famiglie. Le opzioni terapeutiche disponibili sono limitate e basate su conoscenze ancora frammentarie. Questo progetto mira a colmare tale lacuna, studiando in modo sistematico cosa accade nel cervello dei bambini prima, durante e dopo un episodio, mediante l'utilizzo di elettroencefalogrammi ad alta densità (EEG), e il dialogo con i bambini subito dopo ogni episodio, per rilevare la presenza di esperienze mentali (come immagini oniriche o stati allucinatori). Il progetto si avvale della collaborazione con IDSIA USI-SUPSI e ZHAW per l'analisi dei dati tramite machine learning, con l'Università di Zurigo per lo sviluppo degli aspetti neurostimolatori, e con due centri accademici italiani per l'analisi video degli episodi.

Il bando SNSF Ambizione è destinato a giovani ricercatori (entro un massimo di 4 anni dal conseguimento del Dottorato) e consente loro di svolgere e gestire un progetto di ricerca indipendente presso un'istituzione svizzera. Il finanziamento copre il salario del ricercatore e fino a un massimo di CHF 400'000 per i costi legati alla ricerca. Il bando è estremamente competitivo, con un tasso di successo di circa il 18%.