Ricerca

Pubblicazioni

Articoli peer-reviewed del team tusKANNy, dedicati alla approximate nearest neighbor search su rappresentazioni dense, sparse e multi-vettore.

2027

ICDE 2027 (in pubblicazione)Sparse RetrievalCompressionInverted Index

Compact and Efficient Indexes for Learned Sparse Retrieval

Franco Maria Nardini, Luca Rizzo, Cosimo Rulli, Rossano Venturini

Presenta layout di indice compatti per il learned sparse retrieval che riducono l'occupazione di memoria preservando efficienza e accuratezza delle query.

ICDE 2027 (in pubblicazione)CompressionStringsRandom Access

OnPair: Short Strings Compression for Fast Random Access

Francesco Gargiulo, Rossano Venturini

Introduce OnPair, un algoritmo di compressione basato su dizionario per stringhe corte che costruisce il dizionario in un'unica passata cache-friendly e comprime ogni stringa in modo indipendente, eguagliando i rapporti di compressione di BPE con un addestramento molto più veloce e accesso casuale a grana fine.

2026

SISAP 2026 (in pubblicazione)Sparse RetrievalLibraryInverted Index

Two Indexes, One Foundation: kANNolo and Seismic for Efficient Learned Sparse Retrieval

Silvio Martinico, Franco Maria Nardini, Cosimo Rulli, Rossano Venturini

Descrive come la libreria kANNolo e l'indice Seismic condividano una base comune, mostrando come combinarli per un retrieval approssimato efficiente su rappresentazioni sparse apprese.

EMNLP 2026 (in pubblicazione)Sparse RetrievalMultimodalSparsification

PUMA: Post-Hoc Sparsification of Universal Multimodal Embeddings for Efficient Retrieval

Matteo Attimonelli, Alessandro De Bellis, Franco Maria Nardini, Claudio Pomo, Cosimo Rulli, Rossano Venturini, Tommaso Di Noia

Rende sparsi gli embedding multimodali universali pre-addestrati dopo l'addestramento, abilitando retrieval efficiente con indici sparsi senza riaddestrare il modello.

CIKM 2026 (in pubblicazione)DenseGraph IndexCompression

Lossless Compression of Proximity Graph Indexes for Efficient Approximate Nearest Neighbors Search

Francesco Benocci, Leonard Dahlmann, Francesco Gargiulo, Tobias Heuer, Silvio Martinico, Franco Maria Nardini, Cosimo Rulli, Rossano Venturini

Introduce schemi di compressione lossless per indici a grafo di prossimità (es. HNSW) che riducono la dimensione dell'indice senza alterare l'accuratezza della ricerca.

CIKM 2026 (in pubblicazione)Inverted IndexLibraryCompression

RISE: A Rust Library for Inverted Index Search Engines

Angelo Savino, Rossano Venturini

Presenta RISE, una libreria Rust che copre l'intero stack degli indici invertiti, dalla costruzione e compressione delle posting list (Elias-Fano, PEF, Interpolative, Stream VByte) al query processing con WAND, MaxScore e varianti Block-Max, con speedup fino a 2x rispetto allo stato dell'arte.

Tutorial a CIKM 2026 (in pubblicazione)TutorialSparse Retrieval

Neural Lexical Search with Learned Sparse Retrieval

Andrew Yates, Carlos Lassance, Cosimo Rulli, Eugene Yang, Sean MacAvaney, Siddharth A.K. Singh, Thong Nguyen, Yibin Lei

Tutorial di mezza giornata sul learned sparse retrieval: fondamenti (modelli in stile SPLADE, addestramento, valutazione, framework), indicizzazione efficiente, estensioni multilingue e multimodali e retrieval ibrido denso-sparso, con notebook pratici.

SIGIR 2026Multivector RetrievalLate-InteractionClustering

Efficient Multivector Retrieval with Token-Aware Clustering and Hierarchical Indexing

Silvio Martinico, Franco Maria Nardini, Cosimo Rulli, Rossano Venturini

Propone TACHIOM, un sistema di retrieval multi-vettore che utilizza il Token-Aware Clustering (TAC) per un clustering dei token accurato e scalabile. Combinando l'indicizzazione gerarchica con un layout di Product Quantization ottimizzato per MaxSim, TACHIOM offre un clustering fino a 247x più veloce rispetto al k-means standard e offre una velocità di retrieval fino a 9.8x superiore rispetto allo stato dell'arte.

Leggi il PDF
SIGIR 2026Sparse RetrievalScalability

Sparton: Fast and Memory-Efficient Triton Kernel for Learned Sparse Retrieval

Thong Nguyen, Cosimo Rulli, Franco Maria Nardini, Rossano Venturini, Andrew Yates

Sparton è un kernel Triton per la testa del Language Model nei modelli di Learned Sparse Retrieval che fonde moltiplicazione tra matrici tiled, ReLU, log1p e max-reduction in un singolo kernel GPU, ottenendo fino a 4.8x di speedup e una riduzione di un ordine di grandezza del picco di memoria rispetto alle baseline PyTorch.

Leggi il PDF
ECIR 2026Sparse RetrievalCompression

Forward Index Compression for Learned Sparse Retrieval

Sebastian Bruch, Martino Fontana, Franco Maria Nardini, Cosimo Rulli, Rossano Venturini

Introduce DotVByte, una tecnica di compressione ottimizzata per il calcolo del prodotto interno che riduce significativamente lo spazio mantenendo l'efficienza del retrieval sparse.

Leggi il PDF
ECIR 2026Multi-vectorReranking

Multivector Reranking in the Era of Strong First-Stage Retrievers

Silvio Martinico, Franco Maria Nardini, Cosimo Rulli, Rossano Venturini

Dimostra che sostituire le fasi gatherer a livello di token con learned sparse retrieval consente oltre 24x di speedup rispetto ai sistemi di retrieval multi-vettore allo stato dell'arte.

Leggi il PDF
ECIR 2026TutorialSparse Retrieval

Neural Lexical Search with Learned Sparse Retrieval

Andrew Yates, Carlos Lassance, Cosimo Rulli, Eugene Yang, Sean MacAvaney, Siddharth A.K. Singh, Thong Nguyen, Yibin Lei

Tutorial di mezza giornata sul learned sparse retrieval: fondamenti (modelli in stile SPLADE, addestramento, valutazione, framework), indicizzazione efficiente, estensioni multilingue e multimodali e retrieval ibrido denso-sparso, con notebook pratici.

2025

ECIR 2025DenseSparseLibrary

kANNolo: Sweet and Smooth Approximate k-Nearest Neighbors Search

Leonardo Delfino, Domenico Erriquez, Silvio Martinico, Franco Maria Nardini, Cosimo Rulli, Rossano Venturini

Una libreria di ricerca ANN basata su Rust che combina indicizzazione allo stato dell'arte per vettori densi e sparsi con quantizzazione vettoriale, progettata per una prototipazione semplice.

Leggi il PDF
ECIR 2025Sparse RetrievalScalability

Investigating the Scalability of Approximate Sparse Retrieval Algorithms to Massive Datasets

Sebastian Bruch, Franco Maria Nardini, Cosimo Rulli, Rossano Venturini, Leonardo Venuta

Confronta metodi di retrieval sparse basati su grafi e su indici invertiti sul dataset MS MARCO v2 da 138 milioni di passaggi, evidenziando sfide di scalabilità e compromessi di efficienza.

Leggi il PDF
SIGIR 2025Sparse RetrievalInference-Free

Effective Inference-Free Retrieval for Learned Sparse Representations

Franco Maria Nardini, Thong Nguyen, Cosimo Rulli, Rossano Venturini, Andrew Yates

Propone Li-LSR, che sostituisce il query encoder con una lookup table veloce apprendendo in training un punteggio di rilevanza statico per token, raggiungendo retrieval sparse inference-free allo stato dell'arte e superando SPLADE-v3-Doc di 1 punto mRR@10 su MsMarco e 1.8 punti nDCG@10 su BEIR.

Leggi il PDF
SIGIR 2025TutorialSparse Retrieval

Neural Lexical Search with Learned Sparse Retrieval

Andrew Yates, Carlos Lassance, Cosimo Rulli, Eugene Yang, Sean MacAvaney, Siddharth A.K. Singh, Thong Nguyen, Yibin Lei

Tutorial di mezza giornata sul learned sparse retrieval: fondamenti (modelli in stile SPLADE, addestramento, valutazione, framework), indicizzazione efficiente, estensioni multilingue e multimodali e retrieval ibrido denso-sparso, con notebook pratici.

NeurIPS 2025DenseClusteringQuery Routing

Optimistic Query Routing in Clustering-based Approximate Maximum Inner Product Search

Sebastian Bruch, Aditya Krishnan, Franco Maria Nardini

Studia il routing delle query nella ricerca del massimo prodotto interno basata su clustering e, seguendo il principio dell'ottimismo di fronte all'incertezza, propone un framework che usa i momenti della distribuzione dei prodotti interni in ogni shard per stimarne il massimo e decidere quali shard esplorare.

SIGIR 2025DenseSparseLow-Resource

Efficient Approximate Nearest Neighbor Search on a Raspberry Pi

Silvio Martinico, Franco Maria Nardini, Cosimo Rulli, Rossano Venturini

Studia la fattibilità della ricerca ANN su un Raspberry Pi, un dispositivo da due a tre ordini di grandezza più economico dei server tipicamente usati, attraverso esperimenti preliminari con due librerie ANN allo stato dell'arte su dati densi e sparsi, identificando le sfide principali per la ricerca ANN in ambienti a risorse limitate.

Leggi il PDF

2024

CIKM 2024Sparse Retrievalk-NN Graph

Pairing Clustered Inverted Indexes with k-NN Graphs for Fast Approximate Retrieval over Learned Sparse Representations

Sebastian Bruch, Franco Maria Nardini, Cosimo Rulli, Rossano Venturini

Migliora Seismic con l'integrazione di grafi k-NN e un'ipotesi di clustering, ottenendo quasi 2.2x di speedup rispetto a Seismic standard mantenendo l'accuratezza.

Leggi il PDF
SIGIR 2024Sparse RetrievalInverted Index

Efficient Inverted Indexes for Approximate Retrieval over Learned Sparse Representations

Sebastian Bruch, Franco Maria Nardini, Cosimo Rulli, Rossano Venturini

Presenta Seismic, una nuova organizzazione di indice invertito che abilita retrieval veloce su embedding sparso appreso, competitiva con il retrieval denso sui benchmark BigANN.

Leggi il PDF
ECIR 2024Multi-vectorDenseLate-Interaction

Efficient Multi-Vector Dense Retrieval Using Bit Vectors

Franco Maria Nardini, Cosimo Rulli, Rossano Venturini

Introduce EMVB, un framework di retrieval denso multi-vettore che accelera la ricerca basata su centroidi in stile PLAID con pre-filtraggio tramite bit vector, calcolo dei centroidi colonna per colonna con SIMD, Product Quantization e filtraggio dei termini per documento, ottenendo query fino a 2.8x più veloci e 1.8x meno memoria senza perdita di accuratezza.

ACM TOIS 2024Sparse RetrievalDenseClustering

Bridging Dense and Sparse Maximum Inner Product Search

Sebastian Bruch, Franco Maria Nardini, Amir Ingber, Edo Liberty

Mostra che il clustering in stile IVF, sviluppato per vettori densi, è una soluzione efficiente per la ricerca del massimo prodotto interno su vettori sparsi, reinterpreta IVF come tecnica di pruning dinamico per indici invertiti e propone un framework unificato per vettori ibridi densi-sparsi robusto rispetto alla distribuzione delle query.

ACM TOIS 2024Sparse RetrievalSketchingStreaming

An Approximate Algorithm for Maximum Inner Product Search over Streaming Sparse Vectors

Sebastian Bruch, Franco Maria Nardini, Amir Ingber, Edo Liberty

Introduce Sinnamon, un algoritmo approssimato di retrieval top-k per vettori sparsi a valori reali in streaming e con distribuzione arbitraria, con compromessi regolabili tra memoria, latenza e accuratezza, supportato da un'analisi teorica dell'errore e da una valutazione empirica su diverse piattaforme hardware.