Microscopic Active Particles with Embodied Intelligence

Información del proyecto

MAPEI

Identificador del acuerdo de subvención: 101001267

DOI

10.3030/101001267

Proyecto cerrado

Fecha de la firma de la CE 18 Diciembre 2020

Fecha de inicio 1 Septiembre 2021

Fecha de finalización 31 Agosto 2026

Financiado con arreglo a

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Coste total

€ 1 992 636,00

Aportación de la UE

€ 1 992 636,00

Coordinado por

GOETEBORGS UNIVERSITET
Sweden

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Publicaciones

Peer reviewed articles (30)

Light, Matter, Action: Shining Light on Active Matter

Autores: Marcel Rey, Giovanni Volpe, Giorgio Volpe
Publicado en: ACS Photonics, Edición 10, 2023, Página(s) 1188−1201, ISSN 2330-4022
Editor: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsphotonics.3c00140

Playing with active matter

Autores: Angelo Barona Balda, Aykut Argun, Agnese Callegari, Giovanni Volpe
Publicado en: American Journal of Physics, Edición 92, 2025, Página(s) 847-858, ISSN 0002-9505
Editor: American Association of Physics Teachers
DOI: 10.1119/5.0125111

Nanoalignment by critical Casimir torques

Autores: Gan Wang, Piotr Nowakowski, Nima Farahmand Bafi, Benjamin Midtvedt, Falko Schmidt, Agnese Callegari, Ruggero Verre, Mikael Käll, S. Dietrich, Svyatoslav Kondrat, Giovanni Volpe
Publicado en: Nature Communications, Edición 15, 2024, ISSN 2041-1723
Editor: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-024-49220-1

Neural network training with highly incomplete medical datasets

Autores: Yu-Wei Chang, Laura Natali, Oveis Jamialahmadi, Stefano Romeo, J. B. Pereira, Giovanni Volpe
Publicado en: Machine Learning-Science and Technology, Edición 3, 2022, Página(s) 035001, ISSN 2632-2153
Editor: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2632-2153/ac7b69

Microscopic geared metamachines

Autores: Gan Wang, Marcel Rey, Antonio Ciarlo, Mahdi Shanei, Kunli Xiong, Giuseppe Pesce, Mikael Käll, Giovanni Volpe
Publicado en: Nature Communications, Edición 16, 2025, ISSN 2041-1723
Editor: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-62869-6

Quantitative evaluation of methods to analyze motion changes in single-particle experiments

Autores: Gorka Muñoz-Gil, Harshith Bachimanchi, Jesús Pineda, Benjamin Midtvedt, Gabriel Fernández-Fernández, Borja Requena, Yusef Ahsini, Solomon Asghar, Jaeyong Bae, Francisco J. Barrantes, Steen W. B. Bender, Clément Cabriel, J. Alberto Conejero, Marc Escoto, Xiaochen Feng, Rasched Haidari, Nikos S. Hatzakis, Zihan Huang, Ignacio Izeddin, Hawoong Jeong, Yuan Jiang, Jacob Kæstel-Hansen, Judith Min
Publicado en: Nature Communications, Edición 16, 2025, ISSN 2041-1723
Editor: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-61949-x

BRAPH 2: A flexible, open-source, reproducible, community-oriented, easy-to-use framework for network analyses in neurosciences

Autores: Io̍k-uí Tiunn, Blanca Zufiria-Gerbolés, Emiliano Gómez-Ruiz, Anna Canal-Garcia, Hang Zhao, Mite Mijalkov, Joana B. Pereira, Giovanni Volpe
Publicado en: SoftwareX, Edición 35, 2026, Página(s) 102791, ISSN 2352-7110
Editor: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.softx.2026.102791

Deep‐learning‐powered data analysis in plankton ecology

Autores: Harshith Bachimanchi, Matthew I. M. Pinder, Chloé Robert, Pierre De Wit, Jonathan Havenhand, Alexandra Kinnby, Daniel Midtvedt, Erik Selander, Giovanni Volpe
Publicado en: Limnology and Oceanography Letters, Edición 9, 2024, Página(s) 324-339, ISSN 2378-2242
Editor: Wiley
DOI: 10.1002/lol2.10392

Roadmap on deep learning for microscopy

Autores: Giovanni Volpe, Carolina Wählby, Lei Tian, Michael Hecht, Artur Yakimovich, Kristina Monakhova, Laura Waller, Ivo F Sbalzarini, Christopher A Metzler, Mingyang Xie, Kevin Zhang, Isaac C D Lenton, Halina Rubinsztein-Dunlop, Daniel Brunner, Bijie Bai, Aydogan Ozcan, Daniel Midtvedt, Hao Wang, Tongyu Li, Nataša Sladoje, Joakim Lindblad, Jason T Smith, Marien Ochoa, Margarida Barroso, Xavier Intes,
Publicado en: Journal of Physics: Photonics, Edición 8, 2026, Página(s) 012501, ISSN 2515-7647
Editor: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2515-7647/ae0fd1

Video‐rate tunable colour electronic paper with human resolution

Autores: Ade Satria Saloka Santosa, Yu-Wei Chang, Andreas B. Dahlin, Lars Österlund, Giovanni Volpe, Kunli Xiong
Publicado en: Nature, Edición 646, 2025, Página(s) 1089-1095, ISSN 0028-0836
Editor: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41586-025-09642-3

Perspectives on adaptive dynamical systems

Autores: Jakub Sawicki, Rico Berner, Sarah A. M. Loos, Mehrnaz Anvari, Rolf Bader, Wolfram Barfuss, Nicola Botta, Nuria Brede, Igor Franović, Daniel J. Gauthier, Sebastian Goldt, Aida Hajizadeh, Philipp Hövel, Omer Karin, Philipp Lorenz-Spreen, Christoph Miehl, Jan Mölter, Simona Olmi, Eckehard Schöll, Alireza Seif, Peter A. Tass, Giovanni Volpe, Serhiy Yanchuk, Jürgen Kurths
Publicado en: Chaos, Edición 33, 2023, Página(s) 071501, ISSN 1054-1500
Editor: American Institute of Physics
DOI: 10.1063/5.0147231

Optimal calibration of optical tweezers with arbitrary integration time and sampling frequencies: a general framework [Invited]

Autores: Laura Pérez-García, Martin Selin, Antonio Ciarlo, Alessandro Magazzu, Giuseppe Pesce, Antonio Sasso, Giovanni Volpe, Isaac Pérez Castillo, Alejandro V. Arzola
Publicado en: Biomedical Optics Express, Edición 14, 2023, Página(s) 6442-6469, ISSN 2156-7085
Editor: The Optical Society
DOI: 10.1364/boe.495468

Deep learning for optical tweezers

Autores: Antonio Ciarlo, David Bronte Ciriza, Martin Selin, Onofrio M. Maragò, Antonio Sasso, Giuseppe Pesce, Giovanni Volpe, Mattias Goksör
Publicado en: Nanophotonics, Edición 13, 2024, Página(s) 3017-3035, ISSN 2192-8614
Editor: De Gruyter
DOI: 10.1515/nanoph-2024-0013

Global graph features unveiled by unsupervised deep learning

Autores: Mirja Granfors, Jesús Pineda, Blanca Zufiria-Gerbolés, Joana B Pereira, Carlo Manzo, Giovanni Volpe
Publicado en: Machine Learning: Science and Technology, Edición 7, 2026, Página(s) 045054, ISSN 2632-2153
Editor: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2632-2153/ae8d7f

Single-shot self-supervised object detection in microscopy

Autores: Benjamin Midtvedt; Jess Pineda; Fredrik Skrberg; Erik Olsn; Harshith Bachimanchi; Emelie Wesn; Elin K. Esbjrner; Erik Selander; Fredrik Hk; Daniel Midtvedt; Giovanni Volpe
Publicado en: Nature Communications, Edición 13, 2022, Página(s) 7492, ISSN 2041-1723
Editor: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-022-35004-y

Cross-modality transformations in biological microscopy enabled by deep learning

Autores: Dana Hassan, Jesús Domínguez, Benjamin Midtvedt, Henrik Klein Moberg, Jesús Pineda, Christoph Langhammer, Giovanni Volpe, Antoni Homs Corbera, Caroline B. Adiels
Publicado en: Advanced Photonics, Edición 6, 2024, ISSN 2577-5421
Editor: SPIE-Intl Soc Optical Eng
DOI: 10.1117/1.ap.6.6.064001

Diffusion models for super-resolution microscopy: a tutorial

Autores: Harshith Bachimanchi, Giovanni Volpe
Publicado en: Journal of Physics: Photonics, Edición 7, 2025, Página(s) 013001, ISSN 2515-7647
Editor: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2515-7647/ada101

Optical label-free microscopy characterization of dielectric nanoparticles

Autores: Berenice García Rodríguez, Erik Olsén, Fredrik Skärberg, Giovanni Volpe, Fredrik Höök, Daniel Sundås Midtvedt
Publicado en: Nanoscale, Edición 17, 2025, Página(s) 8336-8362, ISSN 2040-3364
Editor: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d4nr03860f

Environmental memory boosts group formation of clueless individuals

Autores: Cristvo S. Dias, Manish Trivedi, Giovanni Volpe, Nuno A. M. Arajo, Giorgio Volpe
Publicado en: Nature Communications, Edición 14, 2023, Página(s) 7324, ISSN 2041-1723
Editor: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-023-43099-0

Crystallization and topology-induced dynamical heterogeneities in soft granular clusters

Autores: Michał Bogdan, Jesus Pineda, Mihir Durve, Leon Jurkiewicz, Sauro Succi, Giovanni Volpe, Jan Guzowski
Publicado en: Physical Review Research, Edición 6, 2024, ISSN 2643-1564
Editor: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevresearch.6.l032031

Directional flows using capillary assembly of photo-deformable colloidal particles at water-air interfaces

Autores: David Urban, Marcel Rey, Antonio Ciarlo, Marie Friederike Schulte, Emiliano Descrovi, Giovanni Volpe
Publicado en: Nature Communications, Edición 17, 2026, ISSN 2041-1723
Editor: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-67739-9

Roadmap for animate matter

Autores: Giorgio Volpe, Nuno A M Araújo, Maria Guix, Mark Miodownik, Nicolas Martin, Laura Alvarez, Juliane Simmchen, Roberto Di Leonardo, Nicola Pellicciotta, Quentin Martinet, Jérémie Palacci, Wai Kit Ng, Dhruv Saxena, Riccardo Sapienza, Sara Nadine, João F Mano, Reza Mahdavi, Caroline Beck Adiels, Joe Forth, Christian Santangelo, Stefano Palagi, Ji Min Seok, Victoria A Webster-Wood, Shuhong Wang, Li
Publicado en: Journal of Physics: Condensed Matter, Edición 37, 2025, Página(s) 333501, ISSN 0953-8984
Editor: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1361-648x/adebd3

Bubble-propelled micromotors for ammonia generation

Autores: Rebeca Ferrer Campos, Harshith Bachimanchi, Giovanni Volpe, Katherine Villa
Publicado en: Nanoscale, Edición 15, 2023, Página(s) 15785-1579, ISSN 2040-3372
Editor: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d3nr03804a

Latent space-driven quantification of biofilm formation using time-resolved droplet microfluidics

Autores: Daniela Pérez Guerrero, Jesús Manuel Antúnez Domínguez, Aurélie Vigne, Daniel Midtvedt, Wylie W. Ahmed, Lisa D. Muiznieks, Giovanni Volpe, Caroline Beck Adiels
Publicado en: Microchemical Journal, Edición 225, 2026, Página(s) 117685, ISSN 0026-265X
Editor: Elsevier BV
DOI: 10.1016/j.microc.2026.117685

Microplankton life histories revealed by holographic microscopy and deep learning

Autores: Harshith Bachimanchi; Benjamin Midtvedt; Daniel Midtvedt; Erik Selander; Giovanni Volpe
Publicado en: eLife, Edición 11, 2022, Página(s) e79760, ISSN 2050-084X
Editor: eLife Sciences Publications
DOI: 10.7554/elife.79760

<i>Myxococcus xanthus</i> for active matter studies: a tutorial for its growth and potential applications

Autores: Jesus Manuel Antúnez Domínguez, Laura Pérez García, Natsuko Rivera-Yoshida, Jasmin Di Franco, David Steiner, Alejandro V. Arzola, Mariana Benítez, Charlotte Hamngren Blomqvist, Roberto Cerbino, Caroline Beck Adiels, Giovanni Volpe
Publicado en: Soft Matter, Edición 21, 2025, Página(s) 8602-8623, ISSN 1744-683X
Editor: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d5sm00284b

SmartTrap: automated precision experiments with optical tweezers

Autores: Martin Selin, Antonio Ciarlo, Giuseppe Pesce, Lars Bengtsson, Joan Camunas-Soler, Vinoth Sundar Rajan, Fredrik Westerlund, L. Marcus Wilhelmsson, Isabel Pastor, Felix Ritort, Steven B. Smith, Carlos Bustamante, Giovanni Volpe
Publicado en: Nature Methods, Edición 23, 2026, Página(s) 1368-1378, ISSN 1548-7091
Editor: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41592-026-03129-3

Enhanced spatial clustering of single-molecule localizations with graph neural networks

Autores: Jesús Pineda, Sergi Masó-Orriols, Montse Masoliver, Joan Bertran, Mattias Goksör, Giovanni Volpe, Carlo Manzo
Publicado en: Nature Communications, Edición 16, 2025, ISSN 2041-1723
Editor: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-65557-7

Active matter in space

Autores: Giorgio Volpe, Clemens Bechinger, Frank Cichos, Ramin Golestanian, Hartmut Löwen, Matthias Sperl, Giovanni Volpe
Publicado en: npj Microgravity, Edición 8, 2022, Página(s) 54, ISSN 2373-8065
Editor: Springer-Nature
DOI: 10.1038/s41526-022-00230-7

Geometric deep learning reveals the spatiotemporal features of microscopic motion

Autores: Jesús Pineda; Benjamin Midtvedt; Harshith Bachimanchi; Sergio Noé; Daniel Midtvedt; Giovanni Volpe; Carlo Manzo
Publicado en: Nature Machine Intelligence, 2023, ISSN 2522-5839
Editor: Springer-Nature
DOI: 10.1038/s42256-022-00595-0