Smart City

Alcune settimane fa FIRE, la Federazione Italiana per gli Usi Razionali dell'Energia, ha pubblicato un report intitolato "Intelligenza artificiale per la gestione dell'energia", che restituisce una fotografia di quali siano oggi le tecnologie di IA più usate in questo settore, per fare cosa e con quali risultati. A prevalere sono, da un lato, le tecnologie volte a ottimizzare la conduzione e la manutenzione di impianti industriali, edifici e reti elettriche, e dall'altra quelle dedicate a formulare previsioni di mercato, per ottimizzare la gestione economica. Si tratta in entrambi i casi di applicazioni "classiche" dell'IA, con una forte enfasi sull'analisi dei dati e sui processi di apprendimento automatico. Meno diffuso invece è l'uso di soluzioni di intelligenza artificiale generativa e ancora meno sono i casi in cui si è fatto ricorso a soluzioni di IA personalizzate. Ne parliamo con Dario di Santo, Direttore FIRE

C'è all'orizzonte un nuovo modo per produrre vino novello di qualità superiore e con meno rischi per gli operatori: la macerazione con azoto, in cui, prima di subire la pigiatura e il classico processo di fermentazione che, con innumerevoli varianti, è alla base della produzione di tutti i vini, i grappoli interi vengono lasciati fermentare in ambienti saturi di azoto, anziché che CO2 come si fa tradizionalmente. Un gruppo di ricercatori dell'Università di Pisa ha testato il nuovo processo nella cantina sperimentale del "Podere Cipollini" a San Piero a Grado, col risultato di un vino con un contenuto significativamente più alto di antociani e polifenoli, sostanze fondamentali per la qualità e la stabilità del prodotto finale, e una maggiore sicurezza per gli operatori, che non rischiano l'esposizione a concentrazioni eccessive di CO2.Ospite Alessandro Bianchi, ricercatore del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-am

A che punto è la refrigerazione a stato solido, il santo Graal della refrigerazione? Immaginate un frigorifero, o un condizionatore, o una pompa di calore senza pompe e compressori: nessuna parte in movimento che possa rompere o usurarsi; nessun liquido refrigerante che possa disperdersi nell'ambiente. Al loro posto, una o più piastre di uno speciale materiale che, quando viene stimolato con il magnetismo, l'elettricità o altre forme di energia, è capace di generare una differenza di temperatura tra un lato e l'altro, più o meno come un pannello fotovoltaico genera una differenza di tensione elettrica quando viene esposto alla luce. Il tentativo di realizzare sistemi di raffreddamento a stato solido è in corso da tempo per i molti vantaggi che potrebbero offrire. A che punto siamo? Ne parliamo con Mario Motta, professore di Fisica Tecnica al Politecnico di Milano e direttore di ReLAB.

Imparare di nuovo dalla natura, procedendo anche per prova ed errore, e con un po' più di disponibilità al rischio. Questa la sintesi un po' brutale del pensiero di Carlo Ratti - architetto e ingegnere conosciuto in tutto il mondo per i suoi progetti che mescolano la dimensione architettonica e quella digitale - in merito a come le città debbano affrontare la sfida dell'adattamento climatico. Lo ha incontrato Silvia Bandelloni a "Città nel Futuro 2030-2050", la manifestazione organizzata a Roma da ANCE per discutere delle tante sfide che le città si trovano ad affrontare: dal turismo di massa al climate change, e proprio l'adattamento delle città ai mutamenti del clima è stato al centro di numerosi dibattiti. Cosa che accade sempre più spesso. Sarà che il problema è politicamente trasversale, considerato che, finanche chi nega che il riscaldamento climatico sia causato dall'uomo, deve fare i conti con i cambiam

Somministrare terapie geniche direttamente in utero, in modo da poter correggere, già durante la gravidanza, patologie genetiche devastanti, come le malattie mitocondriali, che fanno danni irreparabili prima ancora che il bambino nasca. Si parla in questi casi di Terapia Genica Fetale In Utero (IUFGT) e in uno studio coordinato dall’Università degli Studi di Milano e dalla Fondazione IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta, in collaborazione con il Policlinico di Milano e Avantea di Cremona, un gruppo di ricercatori ha descritto una procedura sperimentale per la somministrazione di questo tipo di cura, basata sull’iniezione ecoguidata transaddominale: una tecnica comprovata e sicura, già usata per l’amniocentesi e quindi ben sperimentata nella pratica clinica. I risultati dello studio, ottenuti al momento sui suini, sono pubblicati sulla rivista Gene Therapy del gruppo Nature e sono alquanto incoraggianti. Ne parliamo con Dario Brunetti, coordinatore dello studio, docente

Lo chiamano Calcestruzzo bio-recettivo ed è un calcestruzzo leggero, una miscela di cemento: fibre vegetali e materiali industriali di scarto che, nelle giuste dosi, favoriscono l’attecchimento di muschi e licheni, di cui si ricopre rapidamente. L’idea è che il calcestruzzo bio-recettivo possa essere utilizzato per realizzare rivestimenti edilizi, che in breve tempo si trasformano in superfici verdeggianti in grado di tenere sotto controllo il fenomeno dell’isola di calore e di fornire numerosi altri vantaggi: isolamento termoacustico, assorbimento di Co2 e inquinanti e una migliore gestione dell’acqua, grazie alla capacità di trattenerne almeno una parte e ritardarne l’afflusso nel sistema fognario. Ce ne parla Antonella Belletti, tesista del Politecnico di Milano, vincitrice del primo premio della call "Ideas for Future” di Kerakoll.

Pannelli fonoassorbenti che fermano le vibrazioni, lasciando passare aria e luce; barriere per ridurre l’inquinamento acustico sottomarino; dispositivi in grado di interagire e ridirigere le onde sismiche. Sono alcune delle applicazioni allo studio nei progetti DREAM e POSEIDON: il primo sostenuto dal MIUR e dedicato alla progettazione di materiali innovativi per l’architettura; il secondo, dallo European Research Council e concentrato sulla lotta all’inquinamento acustico sottomarino. Entrambi puntano a risolvere il problema grazie allo sviluppo di nuovi metamateriali, le cui strutture geometriche presenti al loro interno conferiscono loro proprietà non convenzionali. Ne parliamo ancora con Marco Miniaci, professore di Scienza delle Costruzioni al Politecnico di Torino.

Similmente alla foglia di loto, la cui idrorepellenza dipende da microscopici peli che ricoprono la superficie, ci sono sono materiali le cui proprietà dipendono quasi esclusivamente dalla presenza, sulla loro superficie o al loro interno, di motivi geometrici ripetuti, anziché dalla “sostanza” di cui sono composti. Materiali artificiali di questo tipo vengono detti metamateriali e possono esibire proprietà straordinarie, inesistenti in natura e addirittura contro-intuitive. In particolare, quando si tratta di manipolare delle onde: dalle onde radio alle onde acustiche, dalle onde sismiche a quelle del mare. Con l'aiuto di Marco Miniaci, professore di Scienza delle Costruzioni al Politecnico di Torino, in questa puntata parliamo proprio di metamateriali e di come possono essere utilizzati nel mondo delle costruzioni.

Dalla plastica al paracetamolo (il principio attivo della tachipirina) grazie un batterio. È quanto è riuscito a fare un team di scienziati del Wallace Lab dell’Università di Edimburgo che ha utilizzato l’E. coli, un batterio innocuo tra i più studiati dai biologi: questo batterio viene riprogrammato geneticamente per trasformare in paracetamolo una molecola nota come acido tereftalico, derivata dal PET (la plastica delle bottiglie). Il processo ricorda la fermentazione con cui i lieviti trasformano gli zuccheri in alcool, che avviene a temperatura ambiente e con un impatto ambientale minimo.L’idea, finora testata solo a livello di laboratorio, è un’altra, possibile tessera che va ad aggiungersi al puzzle dell’economia circolare. Ce lo spiega Loredano Pollegioni, professore di Biochimica all’Università dell’insubria.

Si apre oggi la Milano Digital Week, che fino al 5 ottobre inonderà il capoluogo lombardo di workshop, talk e dibattiti dedicati alla cultura digitale e all’innovazione. Filo conduttore di questa edizione è “Tutte le intelligenze della città”, tema sul quale interverrà anche Cosimo Accoto, filosofo delle nuove ingegnerie affiliato al MIT di Boston e uno dei pensatori più originali dell’impatto profondo che la cultura e la tecnologia digitale stanno avendo sulla nostra vita. Parleremo con lui della necessità di un cambio di passo rispetto al modo in cui usiamo e intendiamo l’uso dell’Intelligenza Artificiale, anche per affrontarne le criticità, passando dall’isteria alla strategia, e dalla concezione strumentale che abbiamo dell’IA a una di tipo “istituzionale”. 

Andiamo a Bergamo al JOiiNT LAB, il laboratorio di ricerca nato da una partnership tra IIT e Sistema Bergamo, per conoscere Frasky, un robot capace di muoversi in autonomia in un vigneto ed eseguire operazioni varie: dal monitoraggio, alla manipolazione dei grappoli di uva, fino alla somministrazione mirata di antiparassitari. Delle dimensioni di un piccolo frigorifero, con quattro ruote e una mano guantata, Frasky è pensato per offrire un supporto concreto ad agricoltori e aziende vitivinicole, anche di fronte alla crescente carenza di manodopera e alle sfide imposte dai cambiamenti climatici. Ce ne parla Manuel Catalano, ricercatore dell’Istituto Italiano di Tecnologia e Coordinatore del laboratorio JOiiNT LAB a Bergamo.

Il concetto di Smart City, che ha preso corpo intorno al 2010, consiste nell’idea che grazie alla diffusione di sensori, reti telematiche e centri di elaborazione dati sia possibile fotografare istante per istante, e governare in tempo reale e in modo coordinato, molti dei processi e delle infrastrutture che caratterizzano le società moderne, come il traffico, i flussi di energia, la logistica, le reti elettriche e idriche. La possibilità di realizzare concretamente tutto ciò dipende in ultima analisi dalla qualità dei dati raccolti, che tuttavia in molti casi è insufficiente. Ripulire e tirare a lucido i dataset è quindi parte integrante del lavoro, se non addirittura la parte più onerosa. Oggi questo avviene anche attraverso strumenti come l’intelligenza artificiale. Un caso è quello dei dati prodotti dai sensori sparsi lungo la rete idrica di Lombardia e Friuli Venezia Giulia, su cui, in collaborazione con la società Idrostudi, ha l

Aprire la strada alla sperimentazione dell’idrogeno liquido come carburante per aerei: è quanto si propone il progetto europeo HASTA, finanziato con oltre 3 milioni di euro, che coinvolge un consorzio di 15 partner provenienti da 8 Paesi, tra cui molti provenienti dall’Italia: ENEA, Cnr, Sapienza Università di Roma e Università degli Studi Niccolò Cusano. HASTA ha tra i più importanti obiettivi la progettazione di un serbatoio per aerei adatto a gestire l’idrogeno liquido, risolvendo problemi come lo sloshing, il rimescolamento tumultuoso dell’idrogeno liquido che può avvenire durante il volo a causa di qualche sballottamento, rendendo difficile una fornitura regolare di carburante ai motori. Ce ne parla ancora Antonio Agresta, ricercatore del Laboratorio Idrogeno e Nuovi Vettori Energetici del Dipartimento Tecnologie Energetiche e Fonti Rinnovabili dell’ENEA.

L’idrogeno liquido è un carburante usato da decenni dall’industria aerospaziale, grazie alla sua leggerezza in rapporto alla sua capacità di fornire energia. Ora numerose compagnie aeree stanno studiando come applicarlo anche ai normali aeroplani al posto del cherosene, molto più impattante sia dal punto di vista climatico che ambientale. È un percorso ancora lungo, che passerà per l’introduzione graduale dell’idrogeno nell’ambiente aeroportuale, iniziando dalle operazioni come la movimentazione a terra. Ce ne parla Antonio Agresta, ricercatore del Laboratorio Idrogeno e Nuovi Vettori Energetici del Dipartimento Tecnologie Energetiche e Fonti Rinnovabili dell’ENEA.

Trasformare il BOOM di un aereo supersonico in un tonfo sordo. È l’obiettivo di una serie di progetti che stanno tentando di riportare in vita il volo supersonico in ambito civile. Progetti che riaprono una stagione - quella del Concorde - chiusa ormai da decenni, ma facendo un passo avanti ritenuto cruciale, per permettere il volo supersonico anche sulla terraferma: attutire quel potente boato, simile a un colpo di cannone. USA, Giappone e Cina ci stanno lavorando e, seppur meno alacremente, anche l’Europa. Intanto il primo prototipo di aereo supersonico “low boom”, l’X59 della NASA, si prepara a effettuare entro l’anno il primo volo. Ne parliamo ancora con Nicole Viola, professoressa di Ingegneria Aerospaziale del Politecnico di Torino.

Tornare al volo supersonico civile. È l’obiettivo di numerosi progetti che vedono coinvolti i principali paesi dotati di capacità e industrie aerospaziali: USA, Giappone, Cina e UE.Ma il principale problema da risolvere per andare oltre l’era del Concorde, è riuscire a controllare il “boom sonico”: il botto, simile a un’esplosione, è dovuto al fatto che le onde acustiche emesse da un velivolo che viaggia a velocità supersonica tendono a fondersi, formando un’onda d’urto capace di farsi sentire a molte decine di chilometri di distanza, rendendo pressoché impraticabile il volo supersonico sopra le regioni abitate. Da qui, progetti come l’XB1 o l’X59, che pur con differenti approcci inseguono il medesimo risultato. Ne parliamo con Nicole Viola, professoressa di Ingegneria Aerospaziale del Politecnico di Torino.

Le condizioni di stress idrico sempre più frequenti , dovute sia ai cambiamenti climatici che all’uso sempre più intensivo dell’irrigazione, suggeriscono la necessità di passare a diete basate su alimenti che richiedano meno acqua.Stimolare un cambiamento delle abitudini alimentari capace di innescare effetti a catena sulle reti commerciali internazionali e sui sistemi di produzione è l’obiettivo del progetto TIP-FRESH, premiato con un prestigioso ERC grant, che riunendo specialisti di materie le più disparate, dall’idrologia alla sociologia, cercherà di spiegare in che modo nuove abitudini alimentari, coerenti con l’obiettivo di ridurre in consumo di acqua, possano essere propagate a partire da nicchie di consumatori virtuosi, studiando come ciò sia avvenuto in passato e quali siano state le leve che hanno fatto la differenza.Ospite Marta Tuninetti, ricercatrice e docente di Idrologia Applicata all'Agricoltura presso il Polite

Curare con gli ultrasuoni. Non è un novità assoluta bensì qualcosa che già si fa, ma non se il bersaglio da colpire si trova nel cervello, protetto da una barriera quale la scatola cranica. Una barriera che non fa passare in modo controllabile nemmeno le vibrazioni.Superare questa barriera è l’obiettivo di LUMEN, progetto cui è stato assegnato un ERC Grant da circa 1,5 M€ e che mira ad aggirare il problema trasformando la scatola cranica stessa in una sorta di campana la quale, fatta vibrare in modo opportuno, permetterebbe di concentrare l’energia acustica su un bersaglio preciso: un nuovo approccio alla cosiddetta "stimolazione cerebrale transcranica" che potenzialmente potrebbe dare benefici a milioni di persone che soffrono di disturbi quali il Parkinson o di dolore di origine neurologica.Ospite Emanuele Riva, ricercatore del Dip Mecc del Polimi.

Aprire la strada a un nuovo tipo di calcolatore quantistico, più semplice da costruire e soprattutto capace di operare in condizioni non estreme, come quelle richieste dagli attuali computer quantistici che per funzionare hanno bisogno di temperature di oltre 270 °C sottozero. Questo l’obiettivo del progetto Light-driven molecular spin qubits (LIGHT-QIS), che studierà la possibilità di realizzare dei Qbit (l’elemento base del calcolo quantistico) utilizzando porfirine, molecole organiche ben note per essere coinvolte nella fotosintesi delle piante e nel trasporto dell’ossigeno nel sangue.Ospite Alberto Privitera, ricercatore dell’Università di Firenze presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Firenze.