Platforms for Research on Interoperability and Security of Middleware Architectures – PRISMA

Descrizione Attività

L’attività di ricerca svolta dal gruppo riguarda la progettazione, implementazione e validazione di piattaforme IT innovative, infrastrutture di ricerca avanzate, servizi applicativi smart e tecnologie digitali per l’interoperabilità di sistemi informativi eterogenei, distribuiti e su larga scala. Le soluzioni sviluppate mirano a supportare contesti complessi in cui è essenziale garantire accesso, condivisione, analisi, riuso e sicurezza di dati digitali eterogenei e dinamici.

L’approccio metodologico del gruppo integra competenze in Information Management, Data Interoperability, Big Data Analytics, Machine Learning e Cybersecurity, per affrontare le sfide legate alla trasformazione digitale della ricerca e dei servizi pubblici. Le attività si ispirano ai principi FAIR, promuovendo una gestione dei dati aperta, responsabile e sostenibile.

Le principali linee di attività includono:

• Progettazione, sviluppo e verifica di modelli architetturali e piattaforme middleware, anche in ambienti cloud, per l’orchestrazione di servizi digitali avanzati.

• Definizione di modelli informativi e semantici per la rappresentazione interoperabile di dati eterogenei, a supporto di retrieval, knowledge management e data discovery.

• Modellazione di processi di business per l’integrazione di sistemi legacy e lo sviluppo di ecosistemi digitali basati su microservizi e architetture SOA.

• Applicazione di tecniche innovative per la sicurezza informatica, la gestione degli accessi, la tutela della privacy e la conformità normativa, anche attraverso audit e analisi del rischio.

• Sviluppo di soluzioni basate su IA e big data analytics per estrazione e classificazione delle informazioni, con il supporto di modelli per l’elaborazione del linguaggio naturale.

• Integrazione di modelli e approcci di IA in processi e sistemi complessi.

• Sperimentazione di architetture decentralizzate con blockchain e smart contract per tracciabilità, certificazione degli eventi e gestione trasparente dei dati.

• Benchmarking e analisi comparativa di ecosistemi digitali, prodotti e servizi, con mappatura dello stato dell’arte, studio delle best practice e modelli per il trasferimento di tecnologie innovative come quelle quantistiche.

• Partecipazione a processi di standardizzazione tecnica, in particolare per l’informatica sanitaria, promuovendo l’adozione di standard aperti.

• Gestione di infrastrutture digitali, sistemi HPC, sistemi informativi, piattaforme software e servizi IT, assicurandone affidabilità, sicurezza e aggiornamento continuo.

Un’area di interesse strategico è lo sviluppo di modelli di interoperabilità per i sistemi informativi sanitari su scala nazionale, in linea con gli standard europei e con particolare riferimento al Fascicolo Sanitario Elettronico. Il gruppo collabora con istituzioni pubbliche e stakeholder per contribuire alla trasformazione digitale della sanità, alla costruzione di una rete dati affidabile e alla valorizzazione del patrimonio informativo sanitario.

 Obiettivi

Obiettivo del gruppo è condurre attività di ricerca legate allo sviluppo e adozione di sistemi  IT complessi attraverso la progettazione, gestione e validazione di piattaforme innovative, come sistemi middleware distribuiti e infrastrutture di ricerca interoperabili e sicuri. Le attività includono la definizione di metodi per la raccolta, gestione, elaborazione e comprensione di informazioni eterogenee, adottando misure di cybersecurity e integrando approcci innovativi di intelligenza artificiale (IA). La ricerca affronta sfide complesse su interoperabilità, integrazione, uso e spiegabilità dei modelli di IA, protezione, sicurezza e valorizzazione dei dati in ecosistemi distribuiti, dinamici e normativamente eterogenei. Tra le direttrici principali si elencano: architetture IT complesse; scambio sicuro di dati; piattaforme cloud; reti di data center; estrazione e analisi di informazioni mediante approcci di big data analytics; integrazione di modelli di IA in processi complessi.

Campi Applicativi

Salute Digitale, Urban Intelligence, Scienze Sociali Digitali, Fabbrica Intelligente.

Area Tematica

Intelligenza Artificiale e Data Science

Keywords

Interoperability, Distributed Systems, Cybersecurity, Data Analysis

Coordinatore del Gruppo

Mario Ciampi

 

Collaborazioni

Il gruppo collabora con numerose Pubbliche Amministrazioni, Università, Enti Pubblici di Ricerca, PMI e grandi imprese, organizzazioni sanitarie, organismi di standardizzazione in ambito nazionale ed europeo per lo svolgimento di attività atte a favorire la ricerca e l’innovazione digitale in molteplici e significativi ambiti applicativi. Tali collaborazioni si sostanziano mediante la partecipazione congiunta a progetti di ricerca e sviluppo, la stipula di accordi di collaborazione o di consulenza, la creazione di gruppi di lavoro.

Si citano in particolare:

  • Commissione Europea.
  • Agenzia per l’Italia Digitale.
  • Dipartimento per la Trasformazione Digitale della Presidenza del Consiglio dei Ministri.
  • Ministero della Salute.
  • Ministero dell’Economia e delle Finanze.
  • Regioni.
  • Sogei.
  • University of Brighton.
  • University of Essex.
  • Università degli Studi di Napoli “Federico II”.
  • Università degli Studi di Napoli “Parthenope”.
  • Università degli Studi di Salerno.
  • Università degli Studi di Macerata.
  • Università della Calabria.
  • Università degli Studi di Messina.
  • Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering.
  • Foundation for Research and Technology – Hellas.
  • Istituto Nazionale Tumori IRCCS G. Pascale.
  • Pineta Grande.
  • Synlab SDN.
  • Institute of Communication and Computer Systems.
  • eHealthNet scarl.
  • Projecto e Desenvolvimento Manutenção Formação e Consultadoria.
  • Privanova.
  • Sphynx Technology Solutions.
  • TUV Trust IT.
  • Engineering Ingegneria Informatica.
  • Gesan.
  • CID Software Studio.
  • Kelyon.
  • Sync Lab.
  • SA Documents.
  • HL7 Italia.
  • UNI – Ente Italiano di Normazione.
  • UNINFO – Ente Federato UNI per la normazione delle “Tecnologie informatiche e loro applicazioni”.
  • Anglia Ruskin University – Cambridge – UK

 

Prodotti della ricerca

I prodotti della ricerca riguardano articoli scientifici, rapporti tecnici di ricerca e/o di progetto, artefatti software, risorse strumentali opportunamente configurate.

  • I numerosi articoli scientifici prodotti descrivono i risultati ottenuti mediante la sperimentazione di nuove architetture IT, tecniche e servizi di analisi innovativi: sono pubblicati in riviste prestigiose e in atti di convegno internazionali e nazionali, indicizzati dalle principali basi di dati citazionali e consultabili al link https://www.icar.cnr.it/pubblicazioni/.
  • I rapporti tecnici istituzionali sono pubblicati presso la collana del CNR ICAR, disponibile al link https://intranet.icar.cnr.it/rapportitecnici. I rapporti tecnici di progetto sono rilasciati come deliverable agli enti finanziatori, rispettando le relative regole di rendicontazione scientifica.

Tra i numerosi prodotti della ricerca relativi ad artefatti software o norme tecniche, si segnalano i seguenti contributi:

  • Informatica Medica – Modelli architetturali per lo sviluppo di applicazioni software integrate per la sanità: norma tecnica prodotta mediante il coordinamento del gruppo di lavoro, pubblicato dall’Ente Nazionale Italiano di Unificazione (UNI), numero UNI/TR 11794:2020, 30 luglio 2020. Link: https://store.uni.com/uni-tr-11794-2020.
  • Specifiche tecniche per l’interoperabilità tra i sistemi regionali di Fascicolo Sanitario Elettronico: regole tecniche di cui al DPCM 178/2015 e ss.mm.ii. per garantire l’interscambio di dati e documenti sanitari digitali tra i sistemi informativi sanitari regionali ed europei, in conformità agli standard e alle specifiche internazionali di informatica sanitaria (come HL7 CDA, HL7 FHIR, IHE XDS) e alle normative sulla privacy e sulla sicurezza informatica. Elaborate e manutenute in collaborazione con le Istituzioni competenti. Validate mediante un ambiente di test utilizzato anche per supportare le regioni e province autonome nello sviluppo di soluzioni interoperabili del Fascicolo Sanitario Elettronico regionale, oltre che per supportare l’Agenzia per l’Italia Digitale e il Ministero della Salute nel monitoraggio dello stato di avanzamento dei progetti mediante l’uso di opportuni indicatori. Versioni differenti delle specifiche prodotte dal 2017 ad oggi. Link: https://www.fascicolosanitario.gov.it/linee-guida-manuali-documenti-tecnici.
  • Componenti OpenInFSE: componenti software sviluppati conformemente alle specifiche dell’infrastruttura tecnologica sperimentale per l’interoperabilità interregionale del Fascicolo Sanitario Elettronico approvata dal Tavolo di Sanità Elettronica delle Regioni e Province Autonome e messe a disposizione di tutti gli attori interessati. Ultima versione delle componenti rilasciate nel 2012. Link: https://infse.na.icar.cnr.it/index.php/componenti-openinfse/category/10-componenti-openinfse.
  • MITO – DICOM Viewer: sistema software open source basato su Windows per l’elaborazione e la visualizzazione avanzata di immagini medicali digitali. Le sue caratteristiche principali sono la conformità allo standard DICOM, la visualizzazione 2D/3D/S3D, la segmentazione e la fusione di immagini, la selezione di regioni di interesse, una interfaccia utente 3D avanzata. Ultima versione prodotta nel 2011. Link: https://sourceforge.net/projects/mito/.

 

Infrastrutture di ricerca per l’Open Science Cloud

Nell’ambito del progetto PNRR FOSSR una infrastruttura di ricerca avanzata per l’Open Social Science Cloud è in fase di installazione in quattro data center dislocati su altrettanti Istituti di ricerca del CNR. Il data center più grande è dislocato presso il CNR ICAR di Napoli. L’obiettivo principale dell’infrastruttura è favorire l’accesso ai dati delle scienze sociali in maniera più semplice, trasparente e semplificata, attraverso il mantenimento e rafforzamento dei nodi italiani di una rete di infrastrutture di ricerca di livello europeo (quali CESSDA-ERIC, SHARE-ERIC e RISIS).

Il nodo presso il CNR ICAR di Napoli, costituito da 103 server di elaborazione (CPU-node), 24 server GPU (GPU-node) e oltre 1,5 PB di archiviazione, consentirà l’accesso a risorse hardware e software per il calcolo ad alte prestazioni e l’archiviazione di big data attraverso tecnologie di cloud computing, permettendo alla comunità di ricerca di analizzare e archiviare grafi di conoscenza per le scienze sociali mediante algoritmi avanzati di intelligenza artificiale e consentendo la condivisione dei dati, delle applicazioni e dei servizi con la comunità di ricerca, decisori politici e il pubblico in generale.

Inoltre, anche nell’ambito del progetto PNRR SoBigData.it è in fase di realizzazione un nodo di calcolo presso la sede di Napoli, oltre a un ulteriore nodo che integra un ambiente di edge/cloud computing e Internet of Things a supporto dello studio di servizi di Smart City e Industria 4.0 nel laboratorio congiunto tra CNR ICAR e l’Università degli Studi di Messina, presso il Dipartimento di Ingegneria. Il nodo di calcolo in fase di realizzazione presso la sede di Napoli del CNR ICAR è costituito da 20 server di elaborazione, 2 server di archiviazione e 5 server per l’intelligenza artificiale configurati ognuno con doppia GPU di ultima generazione, con oltre 566,4 TB di archiviazione totale, che forniranno alla comunità scientifica capacità di calcolo e di archiviazione per lo sviluppo e la condivisione di metodi e dataset. Il nodo in fase di installazione a Messina include un ulteriore server GPU, un cluster di 5 server con architettura ARM, una serie di dispositivi per la creazione di ambienti di edge/cloud computing, droni e braccia robotiche.

Back To Top