Microscopic Active Particles with Embodied Intelligence

Informations projet

MAPEI

N° de convention de subvention: 101001267

DOI

10.3030/101001267

Date de signature de la CE 18 Decembre 2020

Date de début 1 Septembre 2021

Date de fin 31 Août 2026

Financé au titre de

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Coût total

€ 1 992 636,00

Contribution de l’UE

€ 1 992 636,00

Coordonné par

GOETEBORGS UNIVERSITET
Sweden

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Publications

Peer reviewed articles (23)

Light, Matter, Action: Shining Light on Active Matter

Auteurs: Marcel Rey, Giovanni Volpe, Giorgio Volpe
Publié dans: ACS Photonics, Numéro 10, 2023, Page(s) 1188−1201, ISSN 2330-4022
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsphotonics.3c00140

Playing with active matter

Auteurs: Angelo Barona Balda, Aykut Argun, Agnese Callegari, Giovanni Volpe
Publié dans: American Journal of Physics, Numéro 92, 2025, Page(s) 847-858, ISSN 0002-9505
Éditeur: American Association of Physics Teachers
DOI: 10.1119/5.0125111

Nanoalignment by critical Casimir torques

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

Neural network training with highly incomplete medical datasets

Auteurs: Yu-Wei Chang, Laura Natali, Oveis Jamialahmadi, Stefano Romeo, J. B. Pereira, Giovanni Volpe
Publié dans: Machine Learning-Science and Technology, Numéro 3, 2022, Page(s) 035001, ISSN 2632-2153
Éditeur: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2632-2153/ac7b69

Microscopic geared metamachines

Auteurs: Gan Wang, Marcel Rey, Antonio Ciarlo, Mahdi Shanei, Kunli Xiong, Giuseppe Pesce, Mikael Käll, Giovanni Volpe
Publié dans: Nature Communications, Numéro 16, 2025, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-62869-6

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

Auteurs: 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
Publié dans: Nature Communications, Numéro 16, 2025, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-61949-x

Perspectives on adaptive dynamical systems

Auteurs: 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
Publié dans: Chaos, Numéro 33, 2023, Page(s) 071501, ISSN 1054-1500
Éditeur: 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]

Auteurs: Laura Pérez-García, Martin Selin, Antonio Ciarlo, Alessandro Magazzu, Giuseppe Pesce, Antonio Sasso, Giovanni Volpe, Isaac Pérez Castillo, Alejandro V. Arzola
Publié dans: Biomedical Optics Express, Numéro 14, 2023, Page(s) 6442-6469, ISSN 2156-7085
Éditeur: The Optical Society
DOI: 10.1364/boe.495468

Deep learning for optical tweezers

Auteurs: Antonio Ciarlo, David Bronte Ciriza, Martin Selin, Onofrio M. Maragò, Antonio Sasso, Giuseppe Pesce, Giovanni Volpe, Mattias Goksör
Publié dans: Nanophotonics, Numéro 13, 2024, Page(s) 3017-3035, ISSN 2192-8614
Éditeur: De Gruyter
DOI: 10.1515/nanoph-2024-0013

Single-shot self-supervised object detection in microscopy

Auteurs: Benjamin Midtvedt; Jess Pineda; Fredrik Skrberg; Erik Olsn; Harshith Bachimanchi; Emelie Wesn; Elin K. Esbjrner; Erik Selander; Fredrik Hk; Daniel Midtvedt; Giovanni Volpe
Publié dans: Nature Communications, Numéro 13, 2022, Page(s) 7492, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-022-35004-y

Cross-modality transformations in biological microscopy enabled by deep learning

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

Diffusion models for super-resolution microscopy: a tutorial

Auteurs: Harshith Bachimanchi, Giovanni Volpe
Publié dans: Journal of Physics: Photonics, Numéro 7, 2025, Page(s) 013001, ISSN 2515-7647
Éditeur: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2515-7647/ada101

Optical label-free microscopy characterization of dielectric nanoparticles

Auteurs: Berenice García Rodríguez, Erik Olsén, Fredrik Skärberg, Giovanni Volpe, Fredrik Höök, Daniel Sundås Midtvedt
Publié dans: Nanoscale, Numéro 17, 2025, Page(s) 8336-8362, ISSN 2040-3364
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d4nr03860f

Environmental memory boosts group formation of clueless individuals

Auteurs: Cristvo S. Dias, Manish Trivedi, Giovanni Volpe, Nuno A. M. Arajo, Giorgio Volpe
Publié dans: Nature Communications, Numéro 14, 2023, Page(s) 7324, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-023-43099-0

Crystallization and topology-induced dynamical heterogeneities in soft granular clusters

Auteurs: Michał Bogdan, Jesus Pineda, Mihir Durve, Leon Jurkiewicz, Sauro Succi, Giovanni Volpe, Jan Guzowski
Publié dans: Physical Review Research, Numéro 6, 2024, ISSN 2643-1564
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevresearch.6.l032031

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

Auteurs: David Urban, Marcel Rey, Antonio Ciarlo, Marie Friederike Schulte, Emiliano Descrovi, Giovanni Volpe
Publié dans: Nature Communications, Numéro 17, 2026, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-67739-9

Roadmap for animate matter

Auteurs: 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
Publié dans: Journal of Physics: Condensed Matter, Numéro 37, 2025, Page(s) 333501, ISSN 0953-8984
Éditeur: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1361-648x/adebd3

Bubble-propelled micromotors for ammonia generation

Auteurs: Rebeca Ferrer Campos, Harshith Bachimanchi, Giovanni Volpe, Katherine Villa
Publié dans: Nanoscale, Numéro 15, 2023, Page(s) 15785-1579, ISSN 2040-3372
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d3nr03804a

Microplankton life histories revealed by holographic microscopy and deep learning

Auteurs: Harshith Bachimanchi; Benjamin Midtvedt; Daniel Midtvedt; Erik Selander; Giovanni Volpe
Publié dans: eLife, Numéro 11, 2022, Page(s) e79760, ISSN 2050-084X
Éditeur: eLife Sciences Publications
DOI: 10.7554/elife.79760

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

Auteurs: 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
Publié dans: Soft Matter, Numéro 21, 2025, Page(s) 8602-8623, ISSN 1744-683X
Éditeur: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d5sm00284b

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

Auteurs: Jesús Pineda, Sergi Masó-Orriols, Montse Masoliver, Joan Bertran, Mattias Goksör, Giovanni Volpe, Carlo Manzo
Publié dans: Nature Communications, Numéro 16, 2025, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-65557-7

Active matter in space

Auteurs: Giorgio Volpe, Clemens Bechinger, Frank Cichos, Ramin Golestanian, Hartmut Löwen, Matthias Sperl, Giovanni Volpe
Publié dans: npj Microgravity, Numéro 8, 2022, Page(s) 54, ISSN 2373-8065
Éditeur: Springer-Nature
DOI: 10.1038/s41526-022-00230-7

Geometric deep learning reveals the spatiotemporal features of microscopic motion

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