Ambiti e metodologie di ricerca
L'Unità di Elettronica per Sistemi Sensoriali (ELSE) studia aspetti fondamentali dell'elettronica (analogica e digitale) in continuo dialogo interdisciplinare con diversi ambiti di ricerca e settori industriali, facendo dell'elettronica uno strumento per affrontare e risolvere le problematiche relative alle interfacce intelligenti che possano ottimizzare la ricezione, l'immagazzinamento ed il trattamento di dati provenienti da sensori applicati nei diversi campi di interesse (biomedico, agro-alimentare, ambientale). Secondo questo criterio, in effetti, i suoi componenti e le sue attività, afferiscono alle due facoltà dipartimentali di Ingegneria e di Scienze e Tecnologie per lo Sviluppo Sostenibile e One Health.
ELSE si caratterizza per la capacità di risolvere problemi di estrazione di segnali provenienti da sensori anche in condizioni sfavorevoli di rapporto (s/n<1). In queste condizioni l'esperienza del gruppo consente di applicare i principi e le metodologie realizzative più opportune per filtrare, ottimizzare ed amplificare il segnale. In ambito biologico-biochimico questo aspetto riveste una importanza strategica in quanto le informazioni che possono provenire da tali sistemi devono essere estratte con sistemi elettronici a basso rumore utilizzando strategie di analisi innovative. Aspetti di calibrazione e di valutazione della stabilità delle proprietà dei sensori, come base per un itinerario condivisibile al livello scientifico. Sviluppo e realizzazione di sensori per grandezze chimiche, fisiche e biologiche. Materiali sensibili: meccanismi di adsorbimento-desorbimento; deposizione su dispositivi di base e trasduttori; studio della dinamica di risposta. Principi di funzionamento: meccanismi di sensing e di transducing basati su variazioni conduttometriche, piezoelettriche, e di proprietà ottiche. Dispositivi di base e relative interfacce: amplificatori a basso rumore, riferimenti di tensione e corrente, oscillatori, circuiti analogici dedicati. Calibrazione e test: realizzazione di stazioni ad hoc per la calibrazione di sensori e delle relative procedure di utlilizzo. Progettazione di set-up sperimentali dedicati e analisi dei dati. Finalizzazione in un sistema embedded: ingegnerizzazione, programmazione di microcontrollori, realizzazione di un interfaccia software.
ELSE ha recentemente sviluppato una piattaforma multisensoriale che può essere specializzata per specifiche applicazioni. Questa piattaforma integra diversi sensori che permettono l'analisi qualitativa e quantitativa di liquidi, gas e vapori, attraverso diversi meccanismi di trasduzione (gravimetrico, ottico, conduttometrico) . L'interazione con gli analiti si basa su materiali sensibili di origine biologica. Tali materiali vengono utilizzati per la specializzazione dei sensori per l’analisi di composti di interesse. Questo sistema può essere utilizzato per: applicazioni di E-health: monitoraggio, screening, follow-up, point of care; applicazioni industriali: qualità dell’aria, ottimizzazione dei processi di produzione, innovazione di prodotto; applicazioni alimentari: gestione della filiera, monitoraggio della qualità e della sicurezza.
Collaborazioni con altri Centri di Ricerca
- Memorial Sloan-Kettering Cancer Center - New York (USA)
- Electrolux Italia SpA
- CNR- Istituto di Farmacologia Traslazionale (IFT)
- Dipartimento MESVA - Università di L’Aquila
- Dipartimento di Ingegneria industriale e dell'informazione e di economia - Università di L'Aquila
- UOC di Urologia del Policlinico Tor Vergata, Roma
- UNAPROL - Consorzio Olivicolo Italiano
- Coldiretti
- GESTECO – Gruppo Luci
- Airgloss srl
- TEMA -Centre for Mechanical Technology and Automation – University of Aveiro, Portugal
- CNR – Istituto sull'Inquinamento Atmosferico (IIA)
Brevetti
- Santonico, M., Pennazza, G., Amadei, F., Punzo, G. - System For Characterisation Of Pure And Ultrapure Water; EP3001193 (A1)
- Pennazza, G., Santonico, M., Zompanti, A., Dachà, M., D'amico, A. - Device For Sampling Food Products; EP2962098 (A1)
- Pennazza, G., Santonico, M., Antonelli Incalzi, R., D'amico, A., Petriaggi, M. - Auxiliary device for collection and sampling of exhaled air; EP2641537 (A1)
Laboratorio
Il Laboratorio di ELSE è localizzato al piano -1 dell'Edificio PRABB dell'Università Campus Bio-Medico di Roma. Nel laboratorio avviene la prototipazione dei dispositivi elettronici e la calibrazione dei sensori. Al suo interno sono presenti le strumentazioni di interesse per la caratterizzazione elettronica dei dispositivi (oscilloscopi, generatori di segnali e alimentatori da banco, software di prototipazione elettronica CAD, una cappa chimica provvista di un sistema di calibrazione di sensori chimici).