Paolo Pietro ARENA

Professore ordinario di Automatica [ING-INF/04]
Email: paolo.arena@dieei.unict.it
Orario di ricevimento: Lunedì e giovedì dalle 09:00 alle 11:00



Curriculum Vitae del Prof. Paolo Pietro Arena

Paolo Arena è nato a Catania nel 1966. Si è laureato in Ingegneria Elettronica (con lode) nell’A.A. 1989-90 presso L’Università di Catania. Nel 1994 ha conseguito il titolo di Dottore di Ricerca in Ingegneria Elettrotecnica. Ha ricoperto il ruolo di Ricercatore Universitario nel SSD K04X Automatica dal 1996. Dal 2000 al 2015 ha ricoperto il ruolo di professore associato di Automatica. Avendo ottenuto la Abilitazione Scientifica Nazionale 2012 nel Settore concorsuale 09/G1 Automatica, dal 2016 ricopre il ruolo di Professore di I Fascia nel medesimo Settore.
Il prof. Arena ricopre attualmente il ruolo di membro della Commissione per la Abilitazione Scientifica Nazionale per professori di I e II fascia per il SSD ING-INF/04 AUTOMATICA.
La carriera scientifica aveva già ricevuto un riconoscimento all'interno del SSD di appartenenza, concretizzatosi in un'attestazione di merito scientifico, per la posizione di professore di I fascia nel 2005. Attualmente ricopre gli insegnamenti di Automatica (12CFU) per il CdL in Ingegneria Informatica, ed il corso di Complex Adaptive Systems and Biorobotics (mod. Biorobotics 6CFU) per la laurea Magistrale in Automation Engineeringv and Control of Complex Systems.
Interessi scientifici: Biorobotica; Reti non lineari e Sistemi complessi per la locomozione e la percezione in robot mobili; Sistemi cognitivi neuro-ispirati; Modellistica e controllo di sistemi dinamici non lineari; Reti Neurali Cellulari (CNN) (Aspetti teorici legati alla modellistica ed al controllo di sistemi complessi; applicazioni real time per la diagnostica ed il controllo); Analisi e monitoraggio del rischio d’area; Sistemi dinamici di ordine non intero; Reti neurali artificiali supervisionate e non supervisionate (Aspetti teorici ed applicazioni alla modellistica di sistemi non lineari ed al controllo);
Produzione scientifica
Paolo Arena è co-autore di 304 articoli, di cui circa 101 su riviste internazionali, 6 libri monografici (Nonlinear Circuits and Systems for Neuro-inspired Robot Control, Springer, 2018, Bio-Inspired Emergent Control Of Locomotion Systems, World Scientific Series on Nonlinear Science, Series A - Vol. 48, 2004, “SoftComputing per previsione e controllo di Rischio d’Area” Cavallotto Edizioni, 2003, “ Nonlinear noninteger order circuits and systems — an Introduction”, World Scientific Series on Nonlinear Science, Series A - , Vol. 38, 2000, Cellular Neural Networks: Chaos, Complexity and VLSI processing", Springer-Verlag, 1999, "Neural Networks in Multidimensional Domains: fundamentals and new trends in modelling and control" Lecture Notes in Control and Information Sciences 234, Springer, 1998), 4 libri in co-edizione (tra cui: Spatial Temporal Patterns for Action Oriented Perception in Roving Robots II: an insect brain computational model, Cognitive Systems Monographs Vol. 21, Springer, 2014), 23 capitoli in libri editi da collane internazionali, 5 numeri speciali di riviste internazionali in co-edizione, 4 brevetti internazionali.

Da Google Scholar risulta attualmente: 

Citazioni: 4929; Indice H 35;  i10-index 117.    https://scholar.google.it/citations?user=3g5ZVDMAAAAJ&hl=it

 

Da Scopus risulta un

 - indice H 15 anni (2005-2019): 16;

 - Citazioni 15 anni (2005-2019): 1240;

 - Num. Articoli 10 anni (2009-2019): 25;


Paolo Arena:
E' stato Visiting scientist presso il Jont Research Center of the EU Community di Ispra, per lo studio di modelli per la valutazione, la predizione ed il controllo del rischio in area industriale, nell'ambito del Progetto P.O.P. Sicilia 1990-93 "Affidabilità e Sicurezza negli Impianti chimici e petrolchimici" (1995-96).
E' stato Visiting scientist presso l'università di Bielefeld, Istituto di Biologia Cibernetica (nel 2000) modelli di reti cellulari complesse per la locomozione in insetti e bio-robot (2000).
E' stato tutor di dieci studenti di dottorato, nonche' tutor di assegni di ricerca per sedici anni/uomo;
E' stato Coordinatore e docente alla Scuola Nazionale di Dottorato CIRA (AUTOMATICA) sul tema “Reti Autoorganizzanti, Controllo e Sincronizzazione in Fenomeni Emergenti da Dinamiche Nonlineari”. (2005)

E' stato Coordinatore della International Summer school on “Non-Linear Dynamics and Robots: from Neurons to Cognition”, finanziata in parte dalla European Network for the Advancement of Artificial cognitive systems (euCognition), tenutasi a Madrid (2008)

E' stato Coordinatore di una scuola avanzata, presso l'Università di Catania, dal titolo: “Advanced techniques for the management, control and fault detection in TOKAMAK machines” (2003)
E' stato Coordinatore di una Scuola Internazionale dal titolo: «Dynamical Systems, Wave Based Computation and Neuro-inspired Robots» tenuta presso il CISM (International Centre for Mechanical Sciences) di Udine (2003).

E' stato Membro del Comitato Organizzatore del Master in Microelettronica e Sistemistica, nell’ambito del primo ciclo della Scuola Superiore di Catania per la Formazione di Eccellenza. E' stato docente nel modulo di 90 ore dal titolo «Circuiti VLSI per l’apprendimento», con il coinvolgimento di docenti stranieri di rilievo internazionale. (1999-2000)
E' stato Coordinatore di cinque scuole internazionali avanzate, le SPARK weeks, nell'ambito dei progetti europei di cui è stato coordinatore (2004-2011)
Paolo Arena, dal 1993 ad oggi, è stato invitato in qualità di invited, keynote o plenary speaker in circa quaranta congressi scientifici internazionali. HA anche tenuto conferenze orientate a pubblico di estrazione diversificata.
All'interno delle attività nei progetti di ricerca da lui coordinati, Paolo Arena ha coordinato la mobilità di circa dieci dottorandi di svariate università europee da e verso l'Università di Catania.
E' stato Direttore della Biblioteca della Facoltà di Ingegneria (Anni 2010-2011).
Attualmente è Presidente della Commissione Paritetica del Dipartimento di Ingegneria Elettrica Elettronica e Informatica
Risulta Senior Member della IEEE dal 2001.
Per gli anni 2006-2007 è stato nominato Distinguished Lecturer della IEEE Circuits and Systems Society sul tema “Circuits and Systems: from locomotion to perception”.

Dal 2003 risulta Chair Elect dell’IEEE Circuits and Systems Chapter Central & South Italy Section dal 2003. Il chapter ha avuto due Awards per le attività svolte negli anni 2007 e 2009

E' Senior Member della IEEE dal 2001.
Paolo Arena risulta: Associate Editor della IEEE Transaction on Circuits and Systems, Part I nel periodo 2002-2004, e nel 2005; Guest Editor della IEEE Trans. on Circuits and Systems-I, Special Issue on CNN Technology and Active Wave Computing: «Analog-and-logic cellular machines integrating sensors and/or actuators», pubblicato a Maggio 2004; Guest Editor dell’ International Journal of Circuit Theory and Applications, Volume 34, Issue 1, Special Issue on Special Issue on Cellular Wave Computing and CNN Technology Wave algorithms, Part I, Date: January/February 2006, Part II, July/August 2006; Associate editor del Journal of Robotics Hindawi Publishing Corp; Review Editor della rivista Frontiers in Bionics and Biomimetics dal 2013; Review Editor della rivista Frontiers in Neurorobotics dal 2015.
Ha svolto e svolge attualmente il ruolo di revisore di riviste internazionali, tra le quali: IEEE Transaction on Automatic control; IEEE Transaction on Circuits and Systems; IEEE Transaction on Neural Networks; Neural Networks; International journal on Circuit Theory and Applications; International journal on Bifurcation and Chaos; International Journal of Neural Systems; Journal of Adaptive Behaviour; Autonomous Robots.
E' stato Organizzatore e Co-Chair della conferenza 2007 SPIE Bioengineered and Bioinspired Systems III, Maspalomas nel e special session chair e program Committe member nelle edizioni del 2005 e 2009.
E'stato Co-Chair della 6th International Conference on Climbing and Walking Robots, Catania (2003).
Risulta membro del comitato editoriale di diverse conferenze internazionali.

ESPERIENZE DI COORDINAMENTO DI PROGETTI DI RICERCA
Il Prof. Arena ha partecipato e partecipa, in qualità di partner o coordinatore, a numerosi progetti di Ricerca nazionali ed internazionali, tra cui i più importanti sono di seguito elencati:
• Coordinatore locale progetto europeo EMICAB 7FP, 2011-2014
• Coordinatore scientifico del Progetto Europeo IST 6FP n°004690 SPARK (Spatial-temporal patterns for action-oriented perception in roving robots), 2004-2007
• Coordinatore scientifico del Progetto Europeo 7FP ICT n°216227 SPARKII (Spatial-temporal patterns for action-oriented perception in roving robots: an insect brain computational model), 2008-2011.
• Coordinatore locale PRIN 2005: RETI NON LINEARI DINAMICHE: ANALISI ED APPLICAZIONI.
• Coordinatore scientifico del Progetto «Office of the Naval Research» 2003-2004 «A CNN-based hybrid locomotion controller».
• Responsabile scientifico del Progetto ENEA/EURATOM «Emergent nonlinear methods, circuits and architectures for fast processing and control in FTU Systems»; Partner: Università di Catania – DIEES ed ENEA Frascati, nell’ambito del Consorzio EURATOM (dal 2003).
• Project Leader del progetto “Application of Cellular Nonlinear Network (CNN) technology to IR Thermography”, progetto integrato tra ENEA, DIEES e JET/EURATOM, 2006-2007
• Responsabile locale per il Progetto MIUR ISR1 2000-2004 “Sviluppo di metodologie innovative per la previsione, la mitigazione ed il controllo dei rischi derivanti da attività industriali chimiche e petrolifere”.

 

ALCUNE PUBBLICAZIONI NEGLI ULTIMI SEI ANNI
[1] Arena, E., Arena, P., Strauss, R., Patané, L., “Motor-skill learning in an insect inspired neuro-computational control system”, Frontiers in Neurorobotics, Vol. 11, Issue MAR, 8 March 2017.
[2] Arena, P.,Calí, M, Patané, L., Portera, A., Strauss, R., A Fly-Inspired Mushroom Bodies Model for Sensory-Motor Control Through Sequence and Subsequence Learning, International Journal of Neural Systems , Volume 26, Issue 6, 1 September 2016, Article number 1650035
[3] P. Mazzone, P. Arena, L. Cantelli, G. Spampinato, S. Sposato, S. Cozzolino, P. Demarinis, G. Muscato, Experimental new automatic tools for robotic stereotactic neurosurgery: towards ‘‘no hands’’ procedure of leads implantation into a brain target, J Neural Transm, Publ, on line May 2016.
[4] Vitanza, A., Patané, L., Arena, P., Spiking neural controllers in multi-agent competitive systems for adaptive targeted motor learning 2015, Journal of the Franklin Institute, accettato il 28 Aprile 2015 in fase di stampa.
[5] Alessandra Vitanza, Luca Patanè, ARENA P (2015). Emergence of Diversity in a Group of Identical Bio-robots. INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED ROBOTIC SYSTEMS, p. 1-12, ISSN: 1729-8806, doi: 10.5772/60545
[6] Arena P., Calí, M., Patane' L., Portera, A., Strauss, R. (2015). Modelling the insect Mushroom Bodies: Application to sequence learning. NEURAL NETWORKS, vol. 67, p. 37-53, ISSN: 0893-6080, doi: 10.1016/j.neunet.2015.03.006
[7] Alessandra Vitanza, Luca Patane', Arena P. (2015). Spiking neural controllers in multi-agent competitive systems for adaptive targeted motor learning. JOURNAL OF THE FRANKLIN INSTITUTE, vol. 352, p. 3122-3143, ISSN: 0016-0032, doi: 10.1016/j.jfranklin.2015.04.014
[8] Arena P., Patane', L., Stornanti, V., Termini, P.S., Zäpf, B., Strauss, R. (2013). Modeling the insect mushroom bodies: Application to a delayed match-to-sample task. NEURAL NETWORKS, vol. 41, p. 202-211, ISSN: 0893-6080
[9] Murari, A., Arena P., Buscarino, A., Fortuna, L., Iachello, M. (2013). On the identification of instabilities with neural networks on JET. NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH. SECTION A, ACCELERATORS, SPECTROMETERS, DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, vol. 720, p. 2-6, ISSN: 0168-9002, doi: 01689002
[10] Palazzo S., Murari A., Arena P., Mazon D., Contributors J. (2013). Space-varying templates for real-time applications of cellular nonlinear networks to pattern recognition in nuclear fusion. IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE, vol. 41, p. 2516-2526, ISSN: 0093-3813, doi: 10.1109/TPS.2013.2276537
[11] Patane' Luca, Hellbach Sven, Krause Andre' Frank, Arena P., Duerr Volker (2012). An insect-inspired bionic sensor for tactile localisation and material classification with state-dependent modulation. FRONTIERS IN NEUROROBOTICS, vol. 6, ISSN: 1662-5218, doi: 10.3389/fnbot.2012.00008
[12] Murari, A., Vega, J., Mazon, D., Arena P., Craciunescu, T., Gabellieri, L., Gelfusa, M., Pacella, D., Palazzo, S., Romano, A. (2012). Latest developments in image processing for the next generation of devices with a view on DEMO . FUSION ENGINEERING AND DESIGN, vol. 87, p. 2116--2119, ISSN: 0920-3796, doi: 10.1016/j.fusengdes.2012.07.007
[13] Arena P., Patané, L., Termini, P.S. (2012). Learning expectation in insects: A recurrent spiking neural model for spatio-temporal representation. NEURAL NETWORKS, vol. 32, p. 35-45, ISSN: 0893-6080, doi: 10.1016/j.neunet.2012.02.034

ANNO ACCADEMICO 2021/2022


ANNO ACCADEMICO 2020/2021


ANNO ACCADEMICO 2019/2020


ANNO ACCADEMICO 2018/2019


ANNO ACCADEMICO 2017/2018


ANNO ACCADEMICO 2016/2017


ANNO ACCADEMICO 2015/2016

Per le attività scientifiche è attiva la seguente pagina web:

http://www.biorobotics.unict.it/

Tesi di laurea
Gli argomenti delle tesi di laurea vertono sia su approfondimenti degli argomenti studiati durante il corso di Automatica, che applicazioni di  detti argomenti tramite simulazioni o realizzazioni di sistemi di controllo su schede a microcontrollore.

Tesi di laurea Magistrale
Gli argomenti sono tipicamente collegati a quanto svolto nell'ambito della Materia BIOROBOTICS e riguardano sia nuove metogologie che applicazioni di algoritmi di apprendimento o di controllo per la locomozione e la percezione in robot bio-ispirati