Grups de Recerca

BIOCOMSC - Computational Biology and Complex Systems

• És possible erradicar malalties com la malària i la tuberculosi?
• Per què caduca un iogurt? Quan està llesta la cervesa?
• Què poden fer els microorganismes pel medi ambient?

Els sistemes amb un gran nombre de components interactuant, com per exemple els sistemes microbiològics, poden mostrar un comportament complex que no és fàcil d'entendre, ni es dedueix directament de la suma del comportament de les parts. Aquest grup de recerca aplica tècniques de modelització i simulació a l'estudi de sistemes microbiològics en àmbits tan diferents com són la biomedicina, la microbiologia alimentària i el medi ambient.

https://biocomsc.upc.edu/en

DONLL - Grup de Dinàmica No Lineal, Òptica No Lineal i Làsers

Vídeo del grup

Nonlinear and Stochastic Dynamics in Biophysics

• És possible veure com funciona el cervell?
• Podríem utilitzar això per detectar precoçment l'Alzheimer?
• Podem programar bacteris per tal que facin allò que volem?

L'estudi de la física vinculada a processos biològics que duu a terme aquest grup de recerca contesta a aquestes preguntes i moltes més.

Nonlinear Phenomena in Materials and Photonics

• És possible construir un ordinador que funcioni amb llum?
• És possible codificar la informació que es transmet per fibra òptica d'una manera infal·lible?
• És possible concentrar la llum d'un feix en un àrea molt petita?

Estudiar com es propaga la llum en materials nanoestructurats ha donat moltes sorpreses. És possible canviar el color de la llum amb un material transparent, o crear interruptors de llum que funcionen amb la pròpia llum. Els experiments que es porten a terme en aquest grup de recerca seran claus per poder dissenyar un ordinador que funcioni amb llum.

 http://donll.upc.edu/en

NOLIN - Grup de Física No-lineal i de Sistemes Fora de l'Equilibri

• Podem dissenyar les propietats dels materials?
• Poden els líquids comportar-se com sòlids?
• Podem prevenir la mort sobtada cardíaca?

La Física No Lineal governa el comportament de molts sistemes del mon real, des de la Biologia fins a la Ciència de Materials. La recerca del grup tracta molts d'aquests problemes, tant des del punt de vista teòric, com mitjançant simulacions.

https://nolin.upc.edu/en 

QEL - Quantum Engineering of Light

• Qui és el gat de Schrödinger que està entre la vida i la mort?
• Què és un fotó? Té forma i color? Pot estar a dos llocs al mateix temps?
• Què podem teleportar?

La resposta a aquestes preguntes està a la Física Quàntica, la millor descripció de la naturalesa que tenim actualment. Curiosa, però certa. Al QEL ens dediquem al què s'anomena Òptica Quàntica (Quantum Optics). Utilitzem fotons i les seves interaccions amb els àtoms (generem, manipulem i detectem llum) per crear i utilitzar estats quàntics que tenen propietats especials que ens interessen. A partir d'aquí podem pensar en ordinadors quàntics (quantum computing), simular sistemes molt complexes quasi intractables (quantum simulation), generar claus criptogràfiques més segures (quantum cryptography), i desenvolupar nous codis de comunicació (quantum communication).

http://www.icfo.eu/research/group_details.php?id=21

SLN - Super-resolution Light Microscopy & Nanoscopy Lab

• Com un òvul passa de ser una única cèl·lula a un ésser viu amb òrgans ben diferenciats?
• Com es comuniquen les neurones entre elles?
• Hi ha alguna relació entre l'estructura del teixit muscular i la predisposició a tenir malalties cardíaques?

Per respondre aquestes preguntes necessitem "veure" el que està passant, però en cada cas la informació s'ha de capturar de forma diferent. En el primer cas cal una tècnica que no pertorbi el creixement normal de l'òvul; en el segon la tècnica ha de ser ultraràpida per monitoritzar el moviment dels ions de calci; en l'últim hem de poder monitoritzar canvis a nivell molecular. En el SLN desenvolupem les tècniques que ho fan possible.

http://www.icfo.eu/research/group_details.php?id=16

GCO - Grup de Comunicacions Òptiques

• Podem enviar més i més informació a traves d'una fibra òptica, i que arribi més i més lluny i a més i més gent?
• Podem fer que els fotons siguin prou intel·ligens” per trobar el camí a través de la xarxa d’Internet des de casa meva fins a la d'un amic al Japó?

Les comunicacions òptiques van fer possible que avui tinguem Internet a un preu molt baix i, fins i tot, que les trucades des del telèfon fixe siguin gairebé gratis, quan fa uns 20 anys eren molt cares. Al Grup de Comunicacions Òptiques treballem per fer las comunicacions cada vegada més barates, més ràpides i més transparents.

http://www.tsc.upc.edu/gco

CommSensLab - Group of
Remote Sensing, Antennas, Microwaves and Superconductivity 

• Es possible construir antenes de la mida d'un gra d'arròs?
• Com es poden fer telèfons mòbils i receptors GPS més eficients, més petits i més barats?
• Es pot millorar el control mediambiental?

Al CommSensLab, Unitat d'Excelència María de Maeztu, entre altres temes es treballa en el desenvolupament d'antenes petites molt eficients (a l'AntennaLAB), així com de dispositius per generar i detectar ones d’alta freqüència fins arribar als THz (10¹² Hz) fent servir la fotònica per a aconseguir-ho (a l'RF&MW), i en la millorar els lidars (radars làser utilitzats per al sondeig de l'atmosfera, anomenats així del nom anglès "light detection and ranging") que són l'única tècnica de teledetecció òptica que proporciona alta resolució en distància (a l'RSLab).

http://www.tsc.upc.edu/en/research/commsenslab

SPCOM - Signal Processing and Communications Group

• Quines són les aplicacions dels sistemes de comunicacions i localització, les xarxes de sensors i les xarxes intel·ligents d’energia (“smart energy grids”)?
• Com podem aprofitar al màxim el fet de disposar de múltiples antenes, tant en els transmissors com en els receptors, per fer un ús eficient dels recursos energètics i de computació de les xarxes inalàmbriques?

Les respostes a aquestes preguntes i d’altres més són les que intenten trobar els investigadors del SPCOM.

http://spcom.upc.edu

CD6 - Centre for Sensors, Instruments and Systems Development

• És possible millorar el diagnòstic del càncer de pell amb noves tecnologies òptiques?
• Podem avaluar de forma objectiva la visió i millorar-la?
• Com dissenyar nous sistemes mèdics no invasius d’elevada sensitivitat i especificitat ?

Al CD6 abordem qüestions com aquestes per proporcionar solucions innovadores en el camp de l'enginyeria òptica amb tecnologies fotòniques. La transversalitat de les eines que ens dóna la fotònica ens permet donar resposta a tots tipus d’àmbits industrials, des dels mèdics a la seguretat, passant pel control de qualitat o el disseny de prototips tecnològics a mida. Les principals línies de recerca són fonamentalment el disseny de sistemes òptics i sensors, el desenvolupament d'instrumentació industrial i biomèdica, la metrologia òptica, les aplicacions amb làser, la tecnologia del color i espectral, la radiometria i la fotometria.

http://www.cd6.upc.edu 

ISI - Instrumentation, Sensor and Interfaces group

• Es poden fer mesures del cor amb una balança?
• Pot una cadira fer un electrocardiograma d’una persona a través de la roba?
• Poden desenvolupar-se sensors per a les smart-cities que funcionin amb simples bateries durant més de deu anys?

El grup ISI treballa en el desenvolupament de nous mètodes no invasius per mesurar paràmetres fisiològics fora d’ambients hospitalaris i en nous sistemes sensors amb un consum i cost reduïts per a la seva aplicació transversal en qualsevol àmbit.

http://isi.upc.edu/en

Centre de Recerca en Ciència i Enginyeria Multiescala de Barcelona

• Com es pot optimitzar la generació d'hidrogen per al seu ús en piles de combustibles?
• Serà possible en un futur fer una anàlisi de sang només amb una petita gota?
• Podem crear a la carta materials biocompatibles per reparar parts del nostre cos?

El CRnE és un laboratori multidisciplinar on s'estudien els potencials de materials nanomètrics. Els aparells de mesura d'última generació permeten estudiar l'estructura a escala atòmica, o reaccions químiques que es produeixen en parts petites d'un material.

http://multiscale.upc.edu/en

MNT - Micro and Nano Technologies research group

• Com seran els transistors del futur?
• És possible millorar l'eficiència de les plaques fotovoltaiques?
• És possible crear petits motors amb uns quants àtoms?

Amb l'electrònica clàssica no és possible anar més enllà. Ja s'ha arribat al límit de miniaturització del transistor, i per tant ja no es poden fer ordinadors més petits. El grup de Micro i Nano Tecnologies obre una porta per tal de sobrepassar els límits imposats per la física clàssica.

http://eel.upc.edu/ca/recerca/carpeta-grups/grup-de-micro-i-nano-tecnologies-mnt

NEMEN – Nanoenginyeria de Materials Aplicats a l’Energia

• Per què més del 95% dels processos químics industrials utilitzen catalitzadors?
• És possible controlar la posició dels àtoms en una superfície?
• És possible produir hidrogen a partir només d’aigua i llum del Sol?

La nanotecnologia ens permet preparar nanopartícules de mida i forma controlades. Amb les nanopartícules podem preparar nous materials per a dissenyar catalitzadors i fotocatalitzadors per a una millora de la gestió de l’energia i el medi ambient. Amb una mentalitat aplicada, el grup de recerca NEMEN utilitza els conceptes fonamentals de la ciència per al disseny de materials a la nanoescala, tot fent possible la relació entre la seva estructura i les seves propietats. 

https://eq.upc.edu/ca/recerca/grups-sgr/nemen

GCM - Grup de Caracterització de Materials

• Per què el caramel flueix cada vegada més lentament quan es refreda?
• És possible fer bateries de Liti més ecològiques que funcionin més eficientment?
• Com es mouen les molècules als líquids?

El Grup de Caracterització de Materials experimenta per descobrir l'estructura i el moviment de les molècules a nivell microscòpic. Els projectes que duu a terme són tan variats com l'estudi del ful·lerè (una molècula amb forma de pilota de futbol), l'estudi de l'estabilitat de medicaments, el moviment i la disposició de les molècules dintre d'un líquid o les propietats dels vidres

http://gcm.upc.edu

MMN - Grup de Materials Metaestables i Nanoestructurats

• Com podem crear metalls més resistents a la fractura?
• Com convertien plata en "or" al califat de Bagdad?
• Com cristal·litza la matèria?

Utilitzant tècniques tan sofisticades com la llum sincrotró o l'espectroscòpia Mössbauer, és possible entendre el passat i el futur. D'una banda, el grup investiga els processos de fabricació de materials antics, i de l'altra, dissenya vidres metàl·lics amb propietats que revolucionaran el món de la ciència de materials

http://mie.esab.upc.es/mmn

CEMAD - Grup de Caracterització Elèctrica de Materials i Dispositius

• Podrem aconseguir ceràmiques nanoestructurades igual d'eficients que les microestructurades?
• Podrem integrar eficaçment propietats com la ferroelectricitat i el ferromagnetisme en un mateix material?
• Com afecten les imperfeccions cristal·lines a les propietats macroscòpiques de les ceràmiques?

El grup CEMAD intenta donar resposta parcial o total a aquests i altres interrogants, relacionats amb el desenvolupament de nous materials electroceràmics, així com de nanoestructures basades en nanotubs de carboni. Atès l'impacte directe de les investigacions d'aquest grup en el desenvolupament d'aplicacions, la transferència de coneixements a la indústria també es contempla com un dels objectius.

http://cemad.upc.edu

IMEM - Grup d'Innovació en Materials i Enginyeria Molecular

Vídeo de l'IMEM

• Es podem utilitzar materials 100 % orgànics per emmagatzema i allibera energia?
• Com es pot controlar l’electroactivitat dels materials per fabricar plataformes cel·lulars electro-estimulades i biodetectors?
• Es l’enginyeria molecular una eina útil pel desenvolupament del materials avançats?

El grup d'IMEM treballa en el disseny molecular mitjançant ordinador, fabricació, caracterització i aplicació de materials avançats amb prestacions a l’àmbit de l’Energia i la Biomedicina.

https://imem.upc.edu/en

PSEP - Polímers sintètics: Estructura i Propietats

Vídeo del PSEP

• Es pot controlar la biodegradabilitat dels materials?
• L’estructura microscòpica del materials determina les seves propietats?
• Son el polímers eines essencials en Biomedicina pel subministrament controlat de fàrmacs?

El grup PSEP desenvolupa la seva activitat en l'àmbit de la síntesi i l'estudi de propietats de nous polímers, majoritàriament materials biodegradables amb aplicacions com a sistemes dosificadors de fàrmacs.

http://eq.upc.edu/ca/ca/recerca/psep

SIMCON - Computer Simulation in Condensed Matter Research Group

• Com es comporta l'aigua dintre de tubs nanomètrics formats per àtoms de carboni?
• Quines exòtiques propietats tenen els sòlids quàntics?
• Per què les molècules sembla que es posin d'acord per moure's dins d'un vidre?

Crear molècules virtuals amb l'ordinador per entendre les propietats de la matèria és la tasca d'aquest grup de recerca. El seus resultats ajuden a interpretat els experiments, entendre el comportament microscòpic de la matèria, i tenir una visió de com poden ser els materials del futur.

http://simcon.upc.edu

GAA - Grup d'Astronomia i Astrofísica

Vídeo del grup

• Quan s'apagarà el sol?
• Com són les reaccions nuclears que tenen lloc a les estrelles?
• Podem aprendre quelcom sobre les estrelles fent experiments a la Terra?

Per tal de respondre aquestes preguntes, i moltes més, el Grup d'Astronomia i Astrofísica treballa en diferents vessants, com la simulació en supercomputadors dels processos estel·lars, o l'estudi de la informació que prové de satèl·lits artificials.

http://gaa.upc.edu/

DF - Grup de Dinàmica no lineal de Fluids

• Per què la platja de Barcelona es queda cada any sense sorra?
• Com canvien les formes de les platges degut a la construcció de ports?
• Com es barregen dos fluids?

Mitjançant tècniques de simulació i la resolució de complicades equacions matemàtiques, aquest grup de recerca intenta entendre la dinàmica dels fluids des d'un punt de vista aplicat.

https://df.upc.edu/en 

ACES - Advanced Control of Energy Systems Group

• Quines tècniques coneixem per estudiar la dinàmica dels sistemes?
• Què hem de fer per estabilitzar un procés inestable?
• Com podem modificar i ajustar el comportament dinàmic de diferents dispositius i sistemes?

ACES és un grup multidisciplinari, amb membres de diferents departaments de la UPC, que té per objectiu contribuir en el coneixement i la formació en el cap del modelat i control de sistemes complexos, incloent tècniques avançades, tant de control lineal com de control no lineal. El grup també contribueix en el l’aplicació d’aquestes tècniques per problemes relacionats en la generació, el condicionament, la gestió i l’emmagatzement de l’energia elèctrica, i en l’àmbit de l’automoció.

http://recerca.upc.edu/aces/en

CAP - Computació d'Altes Prestacions

• Cóm s'utilitza la computació d'altes prestacions per millorar el rendiment de les aplicacions?
• Quin és el màxim rendiment quan es paral·lelitza una aplicació i com es balanceja la càrrega de treball entre diferents processadors?

La resposta a aquestes preguntes són els objectius principals d'aquesta àrea d'investigació. En particular es consideren aspectes relacionats amb el sistema (cicles d'operació, consum de potència dels processadors i la jerarquia de memòria), amb la verificació funcional dels sistemes i la portabilitat del model de programació en entorns de gran escala distribuïts.

https://www.ac.upc.edu/ca/recerca/grups-de-recerca/cap 

VIRTUOS - Virtualització, Seguretat i Privacitat

• Cóm s'utilitzen les tècniques de  virtualització per millorar els serveis de la xarxa amb contenidors i altres tecnologies de virtualització?
• Cóm es pot millorar la seguretat i la privacitat de les dades des de el hardware fins sl nivell d'una  aplicació?

La recerca en aquesta àrea respon a aquestes preguntes. Per fer-ho, desenvolupem noves solucions per garantir la fiabilitat, la seguretat i la privacitat, tant a nivell de hardware com del sistema operatiu i d'aplicació. Aquestes solucions es desenvolupen en entorns diversos, com data-centers, sistemes ciber-físics i Edge Computing.

https://www.ac.upc.edu/ca/recerca/grups-de-recerca/virtuos