Gli interessi di ricerca di Ilaria Bartolini riguardano principalmente collaborative filtering, apprendimento di preferenze utente, tecniche per la ricerca e l'esplorazione di similarità di grandi collezioni di dati "non-convenzionali", con particolare interesse a quelli multimediali (ad esempio, documenti testuali, immagini, video/audio stream, serie temporali e, piu' in generale, ogni "pattern" interessante).
Piu' nel dettaglio, la sua ricerca si concentra su problematiche relative alla definizione di tecniche efficaci ed efficienti per la ricerca di informazione di interesse sfruttando sia la caratterizzazione automatica del contenuto del dato mediante feature di basso livello (ad esempio, le porole più rilevanti di un libro, la distribuzione di colore in un'immagine o in un key-frame di un vidoe clip), sia la sua semantica. La stessa ha elaborato e diffuso a livello internazionale modelli di interrogazione basati su tali caratterizzazioni, congiuntamente ad algoritmi di query processing efficienti e scalabili, a supporto di utenti altamente differenziati.
Più di recente, le stesse tecniche sono state applicate con profitto al contesto dell'"authorship attribution" e, più in generale, al dominio dei "beni culturali", e nell'ambito della salute con lo scopo di supportare il riconoscimento automatico di malattie.
