I sistemi dinamici complessi considerati nel presente progetto sono composti da numerosi agenti interconnessi tra loro mediante collegamenti di tipo eterogeneo. Sistemi di questo tipo possono essere assunti a rappresentare numerosi fenomeni in diversi contesti: reti di comunicazione, reti di generazione e distribuzione di dati e di energia, dinamica di costellazioni di satelliti, evoluzioni delle opinioni e comportamento delle folle, processi di formazione degli amminoacidi, per citarne alcuni. Tra questi, molti sono rappresentabili mediante modelli a tempo discreto o digitali, lineari o non lineari, omogenei o eterogenei. Sebbene importanti risultati sono stati raggiunti negli anni più recenti sull'analisi e il controllo di sistemi multi-agente a tempo continuo, pochi sono quelli per la controparte a tempo discreto, seppure di estremo interesse nel contesto odierno. Il presente progetto ha lo scopo di estendere tali risultati al contesto di sistemi in cui gli agenti sono caratterizzati da comportamenti eterogenei, autonomi, a tempo discreto e non lineari.
Il presente progetto si inserisce nel quadro della rivoluzione tecnologica indotta dalla cosiddetta "digitalizzazione" che richiede innovazioni parallele sia dal punto di vista metodologico che tecnologico.
Digitalizzazione, interconnessione, sistemi multi-agenti e complessità rappresentano le parole chiave delle questioni metodologiche poste attraverso questo progetto. In questo contesto, digitalizzazione si riferisce ai sistemi a dati campionati e a tempo discreto; i sistemi multi-agente sono sistemi connessi, in rete, che interagiscono tra di loro e con il mondo esterno; la complessità, infine, si traduce in non linearità, ritardi, incertezze, etc. In modo generale, l'automatica sviluppa metodi d'intervento intelligenti su questo tipo di sistemi. L'interesse scientifico dei risultati è legato alla difficoltà dei problemi imposti e alla loro attualità facendo riferimento nel contempo a scienze esatte (e.g., matematica, fisica o biologia) e a diverse discipline ingegneristiche (informatica, trattamento del segnale, robotica, etc). I risultati avranno dunque impatto sia dal punto di vista metodologico stesso (sotto forma di articoli di giornale e partecipazione a conferenze nel settore per la divulgazione) che industriale rispondendo (seppur in modo parziale) a problemi posti dalle tecnologie nei settori applicativi specifici.
Lo studio di nuove metodologie per l'analisi e il controllo di reti di sistemi a tempo discreto (non lineari ed omogenei) risulta quindi essenziale per far fronte a questo fenomeno. La poca letteratura disponibile si basa tipicamente sull'emulazione di risultati noti per sistemi a tempo continuo e che quindi, per natura, non possono far fronte ai problemi imposti dal contesto tempo discreto e, ancor più generalmente, digitale o ibrido.
I risultati attesi sono principalmente metodologici e nella definizione di innovative proprietà di modellistica, di analisi e di controllo dei sistemi multi-agente a tempo discreto mediante approccio port-Hamiltoniano e in presenza di comunicazione sincrona e asincrona tra le parti.
Il raggiungimento di tali obiettivi avrà un impatto nelle aree di ricerca come la teoria dei sistemi, fisica e analisi numerica. I risultati attesi sono di interesse sia teorico che applicativo. Le metodologie proposte saranno poi naturalmente foriere di ulteriori spunti per classi di dinamiche più ampie quali ad esempio switching o ibride.