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HomeModeling and engineering risk and complexity (MERC)

Modeling and engineering risk and complexity (MERC)

Dai fenomeni epidemici e i cambiamenti climatici e ambientali, all’ingegneria sismica e all’Industria 4.0, tutte le sfide cruciali dell’Umanità richiedono la capacità di sviluppare nuovi strumenti teorici e metodologie per comprendere e ingegnerizzare sistemi complessi e interconnessi sempre più grandi e interdipendenti. Questo programma di dottorato si rivolge a giovani e ambiziosi scienziati e ingegneri che vogliano lavorare a questi problemi aperti con forte impatto nella società in una maniera fortemente interdisciplinare e innovativa.

L’obiettivo principale del dottorato MERC è di formare ricercatori e professionisti superiormente qualificati, in grado di utilizzare un approccio sistemistico e interdisciplinare per lo studio e la gestione di sistemi complessi, la progettazione e l’ingegnerizzazione di sistemi resilienti e l’analisi e la gestione dei rischi e degli effetti a cascata. A tal fine il corso di dottorato in “Modelling and Controlling Risk and Complexity” offre un percorso formativo basato su un approccio multi- e inter-disciplinare incardinato sulla teoria dei sistemi e del controllo, lo studio di sistemi, infrastrutture e reti complesse, la teoria dell’affidabilità per la modellazione dell’incertezza, l’analisi e la gestione dei rischi derivanti da fenomeni naturali e antropici su sistemi complessi e interdipendenti e lo studio delle loro proprietà emergenti e degli effetti domino e a cascata.

Obiettivo principale del corso è quello di sviluppare nuovi approcci metodologici per lo studio del rischio e della complessità instaurando un circolo virtuoso tra teoria e applicazioni. Il programma si concentra sulla descrizione integrata e la gestione di fenomeni che interessano sistemi complessi e dei rischi a cui sono esposti, in diversi ambiti applicativi attraverso l’uso di metodi per la modellazione matematica, stocastica, computazionale e basata sui dati, strategie dell’ingegneria dei sistemi e del controllo e tecniche di machine learning.

Le aree applicative di interesse includono (ma non sono limitate a queste) l’ingegneria civile, l’ingegneria dell’automazione e del controllo, l’ingegneria matematica, l’ingegneria dell’industria di prodotto e di processo, le infrastrutture e le reti di distribuzione, l’economia e la finanza e l’analisi dei pericoli naturali e antropici.

Il dottorato

Struttura del corso di dottorato

  • Borsa di studio: Ogni anno la SSM mette a concorso per questo dottorato borse di studio da 19.000€ ciascuna. Ogni borsa è integrata da ulteriori fondi per attività di ricerca in Italia e all’estero.
  • Durata: 4 anni, di cui il primo focalizzato sulla frequentazione di corsi ad elevata specializzazione, e i restanti tre sulla ricerca.
  • Progetti di ricerca: Durante il I anno di corso, gli studenti potranno scegliere uno tra i tanti progetti e temi di ricerca proposti.
  • Periodo all’estero: E’ previsto che ogni studente porti a termine un periodo di studio in una istituzione esterna alla SSM per almeno 12 mesi.

Attività

  • Corsi: Durante il I anno di corso, gli studenti seguiranno corsi erogati dall’area MERC, su vari temi della complessità e del rischio. Potranno in aggiunta scegliere di includere corsi organizzati da altre aree dottorali.
  • SSM Scientific Colloquia: Settimanalmente sono organizzati seminari tenuti da chiarissimi esperti di rilievo internazionale, italiani ed esteri, di ampio respiro e su temi interdisciplinari. 
  • Informal talks on MERC: Settimanalmente, sono organizzati riunioni di tutto il gruppo di dottorandi, assegnisti e personale MERC, dove i membri espongono le proprie attività di ricerca
  • Meetings with board members: Durante il I anno, sono organizzati incontri con tutti i membri del collegio, per illustrare agli studenti le linee di ricerca attive nell’area MERC e facilitare la scelta del progetto di ricerca
  • Ospiti: Il dottorato MERC ospita regolarmente esperti di chiara fama, italiani ed esteri, e organizza incontri individuali tra essi e i dottorandi.

Anno accademico 2025-2026

  • Bando non ancora aperto

Anno accademico 2024-2025 (procedura terminata)

Persone

Mario di Bernardo, University of Naples Federico II

  • Stefano Boccaletti (Institute for Complex Systems – CNR, Italy)
  • Francesco Bullo (Department of  Mechanical Engineering, University of California Santa Barbara, U.S.A.)
  • Tiziano de Angelis (Department of Economic and Social Sciences and Mathematical and Statistical Sciences, University of Turin)
  • Almerinda di Benedetto (Department of Chemical, Materials and Industrial Production Engineering, University of Naples Federico II, Italy)
  • Mario di Bernardo (Department of Electric Engineering and Information Technology, University of Naples Federico II, Italy)
  • Iunio Iervolino (Department of Structures for Engineering and Architecture, University of Naples Federico II, Italy)
  • Juergen Kurths (Department of Physics, Humboldt Universitaet, Germany)
  • Massimiliano Giorgio (Department of Industrial Engineering, University of Naples Federico II, Italy)
  • Warner Marzocchi (Department of Earth Sciences, Environment and Resources, University of Naples Federico II, Italy)
  • Mirco Musolesi (Department of Computer Science, University College London, U.K.)
  • Maurizio Porfiri (Department of Mechanical and Aerospace Engineering, New York University, U.S.A.)
  • Costantinos Siettos (Department of Mathematics and Applications “Renato Caccioppoli, University of Naples Federico II, Italy)
  • Michael Richardson (School of Psychological Sciences, Macquarie University, Australia)
  • Giovanni Russo (Department of Information Engineering, Electrical Engineering and Applied Mathematics (DIEM), University of Salerno, Italy)
  • Gianfranco Urciuoli (Department of Civil, Building and Environmental Engineering, University of Naples Federico II, Italy)
  • Aldo Zollo (Department of Physics “Ettore Pancini”, University of Naples Federico II, Italy)
  • Marco Coraggio
    • Ricercatore Tenure Track (RTT)
    • SSD: Automatica (IINF-04/A)
    • Interessi di ricerca: Analisi e controllo dei sistemi complessi,  Controllo non lineare, Controllo basato sui dati e sull’apprendimento automatico.
  • Alessandro Della Pia
    • Titolo del progetto di ricerca: “Reduced-order-modeling in bifurcating fluid flows”.
    • Area di studio: Simulazione numerica di flussi complessi. Modellistica di ordine ridotto basata sui dati mediante tecniche di machine leanring.
    • Responsabile scientifico: Constantinos Siettos
  • Caio César Graciani Rodrigues
    • Titolo del progetto di ricerca: “A model of strategic sustainable investment”.
    • Area di studio: Formulazione matematica e computazionale di un modello economico per l’analisi del rischio degli investimenti a favore della riduzione dell’inquinamento ambientale. Applicazione della teoria dei giochi e della teoria del controllo ottimale.
    • Responsabile scientifico: Tiziano De Angelis
  • Gian Carlo Maffettone
    • Titolo del progetto: Controlling large-scale complex systems across scales: towards an application-oriented micro-macro framework
    • Aree di studio: Analisi e controllo di sistemi complessi, Controllo non lineare, Controllo di equazioni differenziali alle derivate parziali, Swarm robotics
    • Responsabile scientifico: Mario di Bernardo
  • Dimitrios Patsatzis
    • Titolo del progetto di ricerca: “Physics-Informed Machine Learning for the Numerical Analysis and Control of Agent-based Models”
    • Area di studio: Analisi dei sistemi complessi, metodologie di analisi numerica e machine learning, metodologie per collegare le scale microscopiche e macroscopiche.
    • Responsabile scientifico: Constantinos Siettos
  • Davide Salzano
    • Titolo del progetto di ricerca: Control of complex biological systems in space time and composition
    • Area di studio: Analisi e controllo di sistemi complessi. Progettazione di controllori in ambito biomolecolare. Metodologie di controllo spaziale.
    • Responsabile scientifico: Mario di Bernardo
  • Antonio Vitale
    • Area di studio: Tecnica delle costruzioni CEAR-07
      Titolo del progetto di ricerca: Multi-risk analysis for industrial plants and cascading effects triggered by NaTech events.
    • Responsabile scientifico: Iunio Iervolino

 40° ciclo

(Progetti e supervisori verranno assegnati dal collegio dei docenti durante il primo anno di corso):

  • Elena Capasso
  • Stefano Covone
  • Beniamino Di Lorenzo
  • Lorenzo Giordano
  • Francesca Leanza
  • Devansh Sharma

39° ciclo

  • Ruben Blasco Aguado
    • Tutore: Francesco Bullo
    • Co-tutori:  Giovanni Russo
    • Titolo del progetto : Towards Trustable Biologically Plausible Neural Learning, Optimization and Control 
  • Angelo Di Porzio
    • Tutore: Marco Coraggio
    • Co-tutori: Mario di Bernardo, Francesco De Lellis
    • Titolo del progetto : The Bot in the Group: steering collective behavior in complex human networks 
  • María Paula Díaz Monfort
    • Tutore: Michael Richardson
    • Co-tutori:  Giovanni Russo
    • Titolo del progetto : Data-driven Architecture for Agent-Human Interactions: From EEGS and LLMs to Models and Decisions 
  • Wen-Li Du
    • Tutore: Stefano Boccaletti
    • Co-tutori:  Luciano Pietronero
    • Titolo del progetto : Economic Complexity and Fitness for Cities and Start Up Companies 
  • Italo Napolitano
    • Tutore: Mario di Bernardo
    • Co-tutori:  Mirco Musolesi, Giovanni Russo, Michael Richardson
    • Titolo del progetto : Machine-Learning based control of autonomous multiagent systems for search-and-rescue operations in natural disasters
  • Annamaria Pane
    • Tutore: Warner Marzocchi
    • Co-tutori:  Mario di Bernardo, Iunio Iervolino
    • Titolo del progetto : Improvement of earthquake forecasting modeling and implications in terms of seismic hazard and risk
  • Rodolfo Petito Penna
    • Tutore: Aldo Zollo
    • Co-tutori:  Vincenzo Convertito, Grazia De Landro, Guido Russo
    • Titolo del progetto : 3D/4D seismic imaging of elastic/anelastic properties of complex geological media
  • Tancredi Rino
    • Tutore: Davide Fiore
    • Co-tutori:  Francesco Giannino, Mario di Bernardo
    • Titolo del progetto : Modelling and control of complex biological systems for wastewater treatment for agricultural and industrial processes
  • Francesca Rossi
    • Tutore: Giovanni Russo
    • Co-tutori: Mario di Bernardo 
    • Titolo del progetto : Towards Autonomous Agents That Learn, Control and Optimize Like People

38° ciclo

  • Salvatore Ferrara
    • Tutore: Warner Marzocchi
    • Co-tutori: Iunio Iervolino
    • Titolo del progetto: Towards a complete and quantitative description of the volcanic hazard and risk at Campi Flegrei caldera, Italy, with implications for the emergency planning
  • Karan Kabbur Hanumanthappa Manjunatha
    • Tutore: Stefano Boccaletti
    • Titolo del progetto: Disentangling multiple components correlations: methods and techniques for hypergraph or simplicial complex representation of data 
  • Kirill Kovalenko
    • Tutore:  Stefano Boccaletti
    • Co-tutori: Pietro De Lellis
    • Titolo del progetto: Structural properties and emergent dynamics of networks beyond pairwise interactions
  • Pietro Murialdo
    • Tutore:  Tiziano de Angelis
    • Titolo del progetto: Stochastic Models for Environmental Investment Decisions
  • Antonio Piscopo
    • Tutore: Massimiliano Giorgio
    • Co-tutori: Bruno Castanier, Mitra Fouladirad
    • Titolo del progetto: Prognostic tools and predictive maintenance models for complex degrading technological units in the presence of multiple sources of variability

37° ciclo

  • Andrea Lama
    • Tutore: Mario di Bernardo
    • Co-tutori: Warner Marzocchi, Francesco Bullo
    • Titolo del progetto: Shepherding Field Theories
  • Flavia Ferriero
    • Tutore: Warner Marzocchi
    • Co-tutori: Gianfranco Urciuoli
    • Titolo del progetto:  A full probabilistic approach to landslide forecast
  • Julio Ariel Dueñas Santana
    • Tutore: Almerinda di Benedetto
    • Co-tutori: Ernesto Salzano, Ruben Van Coile
    • Titolo del progetto: A holistic Risk Assessment-Safety Management framework for addressing the complexity linked to the energy, chemical, and structural fire engineering sectors
  • Antonio Grotta
    • Tutore:  Mirco Musolesi
    • Co-tutori: Marco Coraggio, Mario di Bernardo, Giovanni Russo
    • Titolo del progetto: Hierarchies of thought and action: combining control theory and reinforcement learning
  • Ali Tawalo
    • Tutore: Gianfranco Urciuoli
    • Co-tutori: Anna D’Onofrio, Marianna Pirone, Gaetano Falcone, Grigrios Tsinidis
    • Titolo del progetto: Strategies for the Safeguard of Pipelines Networks Exposed to Natural Hazards
  • Hector Vargas Alvarez
    • Tutore: Costantinos Siettos
    • Co-tutori: Maurizio Porfiri, Michael Richardson
    • Titolo del progetto: Data-driven modelling, analysis and design of crowd dynamics: from agent-based modelling to the construction, numerical analysis and control of macroscopic models with physics-informed machine learning.
 

 

Studenti di dottorato

36° ciclo

Assegnisti di ricerca

  • Giuseppe Petrillo. Attualmente (nov 2024) Research Fellow presso Nanyang Technological University Singapore
  • Shyam Joshi. Attualmente (nov 2024) Assistant Professor of Artificial Intelligence presso Woxsen University 
  • Simone Mancini. Attualmente (nov 2024) Earthquake Risk Research Analyst presso Allianz Reinsurance
  • Simona Guglielmi. Attualmente (nov 2024) Funzionario tecnico ingegnere presso Direzione Generale per le Dighe e le Infrastrutture Idriche presso Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti

Didattica dottorale

Di seguito viene fornita la descrizione dei corsi di dottorato offerti dal MERC per l’anno accademico corrente.

Gli studenti del corso di dottorato MERC potranno seguire tutti i corsi di livello dottorale offerti dalla Scuola Superiore Meridionale . Ogni corso sarà organizzato da un membro del collegio ma coinvolgerà anche docenti di chiara fama interni ed esterni alla scuola. Ulteriori attività seminariali e corsi brevi saranno organizzati e comunicati attraverso questo sito web.

Bimestre 1

Descrizione corsi
Calendario

Bimestre 2

Descrizione corsi
Calendario

Bimestre 3

Descrizione corsi
Calendario

Bimestre 4

Descrizione corsi
  • Stochastic differential equations
  • Industrial Risk

Anno accademico 2023-24

Descrizioni corsi
Calendario

Anno accademico 2022-2023

Anno accademico 2021-2022

Anno accademico 2020-2021

Ricerca

Nel contesto del dottorato in Modeling and Engineering Risk and Complexity (MERC), gli studenti, al termine del primo anno, avranno l’opportunità di selezionare un progetto di ricerca in linea con i propri interessi. La scelta potrà avvenire da un ampio elenco di progetti interdisciplinari proposti. Di seguito sono presentati alcuni esempi di progetti che sono stati disponibili per i dottorandi MERC del XXXIX ciclo. Si precisa che l’elenco non è esaustivo, in quanto nuovi progetti vengono aggiunti nel corso dell’anno accademico.

(For further information see the MERC Visitors Google Calendar)

Anno accademico 2024-2025

  • Mar 2025, Moti Fridman, Professor at Faculty of Engineering at Bar Ilan University – Israel
  • Mar 2025, George Haller, Professor of Mechanical Engineering at ETH Zürich – Switzerland
  • Mar 2025, Sabine Klapp, Professor of Theoretical Physics at Technical University of Berlin – Germany
  • Feb 2025, Karl Henrik Johansson, Professor of Control systems at KTH Royal Institute of Technology – Sweden
  • Nov 2024, Laura Sangalli, Professor of Statistics at Politecnico di Milano – Italy
  • Nov 2024, Andreagiovanni Reina, Research Group Leader at Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour – Germany

Anno accademico 2023-2024

Seminari Visiting Professors a.a. 2023/2024

  • July 2024, Ashok Krishnamurthy, Professor of Mathematics and Computing, Mount Royal University- Canada
  • Jun 2024, Alessandro Tarantino, Professor of Experimental Geomechanics at University of Strathclyde – Scotland
  • May 2024, Ricardo Vinuesa, Professor of Fluid Mechanics at KTH Royal Institute of Technology- Sweden
  • May 2024, Peter Tankov, Professor of quantitative finance, Institute Polytechnique de Paris – France
  • May 2024, Gianluigi Rozza, Professor of Numerical Analysis at SISSA, Trieste – Italy
  • May 2024, Mitra Fouladirad, Professor of Statistics at Ecole Centrale de Marseille- France
  • Apr 2024, Adriano Barra, Professor of Mathematical Phisycs at University of Rome “La Sapienza” – Italy
  • Mar 2023, Thomas Parisini,  Head of the Control and Power Research Group at Imperial College London – England
  • Feb 2024, Lucia Luzi, Director of Researcher at Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia – Italia
  • Feb 2024, Eugenio Lippiello, Professor of Physics at Università della Campania Luigi Vanvitelli – Italy
  • Feb 2024, Jean Virieux, Professor of Geosciences at Universitè Grenoble Alpes-France
  • Jan 2024, Panos Pardalos, Professor Emeritus of Industrial and Systems Engineering at University of Florida – USA
  • Dec 2023, Alfio Borzi, Professor of Mathematics at Universitat Wurzburg- Germany
  • Nov 2023, Inmaculada Torres Castro, Professor at Departament of Mathematics at Universidad de Extremadura – Spain
  • Nov 2023, Luciano Pietronero, Professor at Department of Physics, University of Rome “La Sapienza” – Italy
  • Nov 2023, Stefano Boccaletti, Director of research at CNR – Institute of Complex Systems, Sesto Fiorentino – Italy

Anno accademico 2022-2023

  • Oct 2023, Jessica Dickey, award-winning performer and playwright & actor
  • Oct 2023, Benoit Bardy, Professor at EuroMov Digital Health in Motion, Univ. Montpellier – France
  • Oct 2023, William Warren, Chancellor’s Professor at Department of Cognitive, Linguistic & Psychological Sciences, Brown University – U.S.A.
  • Jun 2023, Paolo Bazzurro, Professor at University School for Superior Studies (IUSS) – Italy
  • Jun 2023, Michael Richardson, Professor at School of Psychological Sciences, Macquarie University – Australia
  • May 2023, Athanasios Yannacopoulos, Professor of Applied Stochastic Analysis, Athens University of Economics and Business – Greece
  • May 2023, Vito Latora, Professor of Applied Mathematics at Queen Mary University – U.K., and Full Professor of Theoretical Physics at University of Catania – Italy
  • May 2023, Manlio De Domenico, Associate Professor of Applied Physics at Department of Physics and Astronomy, University of Padua – Italy
  • May 2023, John Hogan, Senior Research Fellow at the University of Bristol – U.K.
  • Mar 2023, Manuel Ruìz-Marìn, Full Professor at the Department of Quantitative Methods, Law and Modern Languages at Technical University of Cartagena – Spain
  • Feb 2023, Eduardo Montijano, Professor at Departament of Computer Science and Systems Engineering at Universidad de Zaragoza – Spain
  • Jan 2023, Tiziano De Angelis, Professor at Department of Economic and Social Sciences and Mathematical Statistics, University of Turin – Italy
  • Jan 2023, Valerio Cozzani, Professor at Department of Civil, Chemical, Environmental and Materials Engineering, University of Bologna – Italy
  • Nov 2022, Francesco Bullo, Professor at Department of Mechanical Engineering, University of California Santa Barbara – U.S.A.

Anno accademico 2021-2022

  • Sep 2022, Mirco Musolesi, Professor at Department of Computer Science, University College London – U.K.
  • Sep 2022, Rachel Kallen, Professor at Department of Psychology at Macquarie University – Australia
  • Sep 2022, Michael Richardson, Professor at School of Psychological Sciences, Macquarie University – Australia
  • Jul 2022, Paolo Franchin, Professor at Department of Structural and Geotechnical Engineering, “Sapienza” University of Rome – Italy
  • Jun 2022, Enrico Zio, Professor at Energy Department, Polytechnic of Milan – Italy
  • May 2022, Tiziano De Angelis, Professor at Department of Economic and Social Sciences and Mathematical Statistics, University of Turin – Italy
  • Apr 2022, Ernesto Salzano, Professor at Department of Civil, Chemical, Environmental and Materials Engineering, University of Bologna – Italy
  • Apr 2022, Petri Piiroinen, Professor at Mechanics and Maritime Sciences, Division of Dynamics, Chalmers University of Technology – Sweden
  • Mar 2022, Jessica Dickey, award-winning performer and playwright & actor
  • Mar 2022, Benoit Bardy, Professor at EuroMov Digital Health in Motion, University of Montpellier – France
  • Mar 2022, Juergen Kurths, Professor at Potsdam Institute for Climate Impact Research and Institute of Physics at Humboldt University – Germany
  • Jan 2022, Lucilla Alfonsi, Researcher at Upper Atmosphere Physics and Radiopropagation Unit, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia – Italy
  • Dec 2021, Stefano Boccaletti, Director of research at CNR – Institute of Complex Systems – Italy
  • Nov 2021, Paolo Frasca, Researcher at Researcher at Centre national de la recherche scientifique – France
  • Nov 2021, Francesco Bullo, Professor at Department of Mechanical Engineering, University of California Santa Barbara – U.S.A.

È possibile consultare la lista aggiornata delle pubblicazioni del gruppo MERC (inclusi articoli in riviste peer-reviewed, preprints e atti di convegni nazionali ed internazionali) utilizzando il link sottostante.

MERC Publications List

Attività

Gli Scientific Colloquia, organizzati alla Scuola Superiore Meridionale ogni giovedì pomeriggio, sono seminari dove i partecipanti possono incontrare e interagire con esperti di fama internazionale negli ambiti di tutte le aree scientifiche della Scuola. Questi seminari sono principalmente rivolti ai dottorandi e ai giovani ricercatori, ma sono aperti a tutti gli interessati. Il pubblico, altamente interdisciplinare, include studenti, ricercatori e professori provenienti da discipline quali matematica, fisica e ingegneria, con l’obiettivo di rendere le tematiche trattate accessibili a partecipanti con diverse formazioni accademiche.  
 
È possibile consultare il programma dei Colloquia tramite il link sottostante:
 

Programma Scientific Colloquia

Gli Informal Talks on MERC (ITMERC) sono incontri regolari di tutta la comunità di studenti e ricercatori MERC che mirano a sviluppare le competenze degli studenti, come le capacità di presentazione, di comunicazione e di lavoro di gruppo. Gli incontri ITMERC sono organizzati su base settimanale, a partire da novembre 2023 e fino a luglio 2024 dell’anno accademico. Le attività dell’ITMERC includono le seguenti: (i) presentazione degli studenti del nuovo ciclo di dottorato, (ii) relazioni di ricerca da parte dei dottorandi, (iii) seminari da parte degli assegnisti di ricerca, (iv) discussioni di Journal Club, e (v) seminari da parte di professori in visita alla Scuola.

I Meetings with board members sono incontri dove i membri del collegio docenti illustrano le loro attività di ricerca e possibili progetti di ricerca.

2023

2022

2021

Contatti: merc@ssmeridionale.it