Questo mese, vi presentiamo il laboratorio di Modellistica e Calcolo Scientifico MOX del Politecnico di Milano.
Il MOX è nato nel 2002 all’interno del Dipartimento di Matematica“F. Brioschi” del Politecnico di Milano, con la finalità di organizzare le competenze presenti nel dipartimento nei campi della modellistica, dell’analisi numerica e della statistica applicata. Questa aggregazione è stata creata con un duplice scopo: creare sinergie fra i vari gruppi di ricerca e presentare queste forze in maniera omogenea e organizzata verso la comunità scientifica internazionale e il mondo industriale, al fine di promuovere la matematica avanzata quale strumento primario di innovazione ingegneristica.
Ideato da Alfio Quarteroni e Sandro Salsa, allora Direttore del Dipartimento di Matematica, il MOX ha da subito potuto contare su alcuni dei nomi più attivi nei campi scientifici di riferimento; Luca Formaggia, Fausto Saleri, Piercesare Secchi, Alessandro Veneziani, oltre a una nutrita compagine di ricercatori. Inizialmente insediatosi al sesto piano dell’edificio che ospita il Dipartimento (la famosa“Nave” del Politecnico), il MOX si è col tempo accresciuto in partecipanti ed è quindi andato a occupare sempre più spazi, con uffici nei vari piani e nella nuova palazzina a fianco della “Nave” (il“Tender”). Oggi al MOX lavorano circa 50 persone suddivise in una struttura piramidale formata da tre professori ordinari, tre associati, 16 ricercatori, 12 collaboratori scientifici e 17 dottorandi. I temi dell’analisi numerica, della probabilità e della statistica vengono declinati in più attività di ricerca, alcune volte a dare solidità teorica a strumenti matematici e algoritmi, altre a fornire la giusta formulazione per l’applicazione delle tecniche matematiche a problemi di natura ingegneristica. La sinergia fra queste due linee di ricerca è totale, nel senso che, come i problemi teorici possono essere stimolati dalla necessità di nuove applicazioni, così nuove tecniche di indagine possono aprire la strada alla risoluzione di applicazioni pratiche. La natura specificatamente trasversale degli strumenti matematici estende potenzialmente il campo di azione a qualsiasi problema.
Tuttavia, nel corso del tempo, si sono consolidate precise esperienze in ambiti applicativi ben delineati. Citiamo, ad esempio, le applicazioni in campo cardiovascolare, o nell’introspezione geologica, o ancora l’analisi statistica di grandi quantità di dati, temi ormai divenuti “classici” al MOX e oggetto di continue collaborazioni con enti esterni di ricerca, pubblici e privati. Accanto a questi, troviamo lo studio di dispositivi elettro-ottici, l’analisi fluidodinamica di microstrutture – come la trama e l’ordito di speciali tessuti – o la modellazione fluidodinamica di oggetti con struttura sottoposta a deformazioni – quali, ad esempio, imbarcazioni o ausili per la navigazione. Come già ricordato, l’applicazione degli strumenti matematici non ha certo potuto prescindere dallo sviluppo degli strumenti stessi; problemi nuovi richiedono strumenti innovativi ma consolidati allo stesso tempo, quindi verificati nelle loro proprietà di stabilità e convergenza; banalizzando, potremmo dire che non esiste un’applicazione che non sia sostenuta da un teorema, il che rende il lavoro teorico imprescindibile all’interno di una ”officina” come il MOX. Ecco quindi che vengono studiate tecniche di generazione di griglia e tecniche adattive, e parallelamente metodi multiscala, analisi di dati funzionali, modelli a effetti misti per l’analisi e la gestione di database ad alta complessità, problemi di frontiera, nuovi precondizionatori per la soluzione di sistemi lineari di grandi dimensioni.
La scommessa del MOX è stata duplice: portare la matematica alle aziende, ma anche portare le nuove problematiche ingegneristiche dentro la matematica, in modo che entrambi i settori potessero beneficiarne reciprocamente. La misura del successo mantiene un carattere di dualità: da un lato una cospicua testimonianza del lavoro scientifico svolto, costituita dal classico sistema di pubblicazioni sulle più rinomate riviste del settore, dall’altro un crescente interesse delle aziende nel chiedere al MOX aiuto e consulenza per i loro problemi ingegneristici. Un’altra sinergia cercata e puntualmente verificata è poi stata quella con il corso di studi in ingegneria matematica, che il Politecnico di Milano ha istituito basandosi essenzialmente sulle forze del Dipartimento di Matematica stesso. Il MOX è subito diventato centro attrattore per molti studenti, sia per i loro lavori di tesi di laurea che per i progetti di dottorato. Dopo otto anni di attività, si è presentata la necessità di convogliare la continua crescita in direzioni sostenibili, che non portassero alla creazione di strutture a dimensione fuori scala rispetto alle strutture ospitanti. E’ notizia di questi giorni la nascita di uno spin-off del MOX, tramite collaborazione fra il Politecnico di Milano e la società Warrant: MOXOFF è una società di diritto privato che prende in carico e amplia i servizi alle aziende oltre quei limiti che competono a una struttura universitaria, ma che saprà avvalersi del MOX quando sarà necessaria la ricerca e la sperimentazione di punta. MOXOFF è un nuovo luogo della matematica e, almeno per l’Italia, è veramente un luogo unico. Diamogli tempo di costruirsi una storia, e poi ne riparleremo in queste pagine.
Maggiori informazioni al sito web http://mox.polimi.it
