Microscopic Active Particles with Embodied Intelligence

Informazioni relative al progetto

MAPEI

ID dell’accordo di sovvenzione: 101001267

DOI

10.3030/101001267

Data della firma CE 18 Dicembre 2020

Data di avvio 1 Settembre 2021

Data di completamento 31 Agosto 2026

Finanziato da

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Costo totale

€ 1 992 636,00

Contributo UE

€ 1 992 636,00

Coordinato da

GOETEBORGS UNIVERSITET
Sweden

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Pubblicazioni

Peer reviewed articles (23)

Light, Matter, Action: Shining Light on Active Matter

Autori: Marcel Rey, Giovanni Volpe, Giorgio Volpe
Pubblicato in: ACS Photonics, Numero 10, 2023, Pagina/e 1188−1201, ISSN 2330-4022
Editore: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsphotonics.3c00140

Playing with active matter

Autori: Angelo Barona Balda, Aykut Argun, Agnese Callegari, Giovanni Volpe
Pubblicato in: American Journal of Physics, Numero 92, 2025, Pagina/e 847-858, ISSN 0002-9505
Editore: American Association of Physics Teachers
DOI: 10.1119/5.0125111

Nanoalignment by critical Casimir torques

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

Neural network training with highly incomplete medical datasets

Autori: Yu-Wei Chang, Laura Natali, Oveis Jamialahmadi, Stefano Romeo, J. B. Pereira, Giovanni Volpe
Pubblicato in: Machine Learning-Science and Technology, Numero 3, 2022, Pagina/e 035001, ISSN 2632-2153
Editore: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2632-2153/ac7b69

Microscopic geared metamachines

Autori: Gan Wang, Marcel Rey, Antonio Ciarlo, Mahdi Shanei, Kunli Xiong, Giuseppe Pesce, Mikael Käll, Giovanni Volpe
Pubblicato in: Nature Communications, Numero 16, 2025, ISSN 2041-1723
Editore: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-62869-6

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

Autori: 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
Pubblicato in: Nature Communications, Numero 16, 2025, ISSN 2041-1723
Editore: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-61949-x

Perspectives on adaptive dynamical systems

Autori: 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
Pubblicato in: Chaos, Numero 33, 2023, Pagina/e 071501, ISSN 1054-1500
Editore: 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]

Autori: Laura Pérez-García, Martin Selin, Antonio Ciarlo, Alessandro Magazzu, Giuseppe Pesce, Antonio Sasso, Giovanni Volpe, Isaac Pérez Castillo, Alejandro V. Arzola
Pubblicato in: Biomedical Optics Express, Numero 14, 2023, Pagina/e 6442-6469, ISSN 2156-7085
Editore: The Optical Society
DOI: 10.1364/boe.495468

Deep learning for optical tweezers

Autori: Antonio Ciarlo, David Bronte Ciriza, Martin Selin, Onofrio M. Maragò, Antonio Sasso, Giuseppe Pesce, Giovanni Volpe, Mattias Goksör
Pubblicato in: Nanophotonics, Numero 13, 2024, Pagina/e 3017-3035, ISSN 2192-8614
Editore: De Gruyter
DOI: 10.1515/nanoph-2024-0013

Single-shot self-supervised object detection in microscopy

Autori: Benjamin Midtvedt; Jess Pineda; Fredrik Skrberg; Erik Olsn; Harshith Bachimanchi; Emelie Wesn; Elin K. Esbjrner; Erik Selander; Fredrik Hk; Daniel Midtvedt; Giovanni Volpe
Pubblicato in: Nature Communications, Numero 13, 2022, Pagina/e 7492, ISSN 2041-1723
Editore: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-022-35004-y

Cross-modality transformations in biological microscopy enabled by deep learning

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

Diffusion models for super-resolution microscopy: a tutorial

Autori: Harshith Bachimanchi, Giovanni Volpe
Pubblicato in: Journal of Physics: Photonics, Numero 7, 2025, Pagina/e 013001, ISSN 2515-7647
Editore: IOP Publishing
DOI: 10.1088/2515-7647/ada101

Optical label-free microscopy characterization of dielectric nanoparticles

Autori: Berenice García Rodríguez, Erik Olsén, Fredrik Skärberg, Giovanni Volpe, Fredrik Höök, Daniel Sundås Midtvedt
Pubblicato in: Nanoscale, Numero 17, 2025, Pagina/e 8336-8362, ISSN 2040-3364
Editore: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d4nr03860f

Environmental memory boosts group formation of clueless individuals

Autori: Cristvo S. Dias, Manish Trivedi, Giovanni Volpe, Nuno A. M. Arajo, Giorgio Volpe
Pubblicato in: Nature Communications, Numero 14, 2023, Pagina/e 7324, ISSN 2041-1723
Editore: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-023-43099-0

Crystallization and topology-induced dynamical heterogeneities in soft granular clusters

Autori: Michał Bogdan, Jesus Pineda, Mihir Durve, Leon Jurkiewicz, Sauro Succi, Giovanni Volpe, Jan Guzowski
Pubblicato in: Physical Review Research, Numero 6, 2024, ISSN 2643-1564
Editore: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevresearch.6.l032031

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

Autori: David Urban, Marcel Rey, Antonio Ciarlo, Marie Friederike Schulte, Emiliano Descrovi, Giovanni Volpe
Pubblicato in: Nature Communications, Numero 17, 2026, ISSN 2041-1723
Editore: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-67739-9

Roadmap for animate matter

Autori: 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
Pubblicato in: Journal of Physics: Condensed Matter, Numero 37, 2025, Pagina/e 333501, ISSN 0953-8984
Editore: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1361-648x/adebd3

Bubble-propelled micromotors for ammonia generation

Autori: Rebeca Ferrer Campos, Harshith Bachimanchi, Giovanni Volpe, Katherine Villa
Pubblicato in: Nanoscale, Numero 15, 2023, Pagina/e 15785-1579, ISSN 2040-3372
Editore: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d3nr03804a

Microplankton life histories revealed by holographic microscopy and deep learning

Autori: Harshith Bachimanchi; Benjamin Midtvedt; Daniel Midtvedt; Erik Selander; Giovanni Volpe
Pubblicato in: eLife, Numero 11, 2022, Pagina/e e79760, ISSN 2050-084X
Editore: eLife Sciences Publications
DOI: 10.7554/elife.79760

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

Autori: 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
Pubblicato in: Soft Matter, Numero 21, 2025, Pagina/e 8602-8623, ISSN 1744-683X
Editore: Royal Society of Chemistry
DOI: 10.1039/d5sm00284b

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

Autori: Jesús Pineda, Sergi Masó-Orriols, Montse Masoliver, Joan Bertran, Mattias Goksör, Giovanni Volpe, Carlo Manzo
Pubblicato in: Nature Communications, Numero 16, 2025, ISSN 2041-1723
Editore: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-025-65557-7

Active matter in space

Autori: Giorgio Volpe, Clemens Bechinger, Frank Cichos, Ramin Golestanian, Hartmut Löwen, Matthias Sperl, Giovanni Volpe
Pubblicato in: npj Microgravity, Numero 8, 2022, Pagina/e 54, ISSN 2373-8065
Editore: Springer-Nature
DOI: 10.1038/s41526-022-00230-7

Geometric deep learning reveals the spatiotemporal features of microscopic motion

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