di Salvatore Caruso
Il futuro è già qui, solo non è omogeneamente distribuito.
William Gibson
Pandemia e crisi climatica. Queste sono le due grandi questioni che hanno dato luogo a nuovi macro-trend, mentre ne rinvigorivano altri, nell’ultimo periodo.
Tra questi macro-trend, la spinta alla digitalizzazione e l’adozione di tecnologie a basso impatto ambientale rivestono un ruolo centrale: è ragionevole aspettarsi che questi temi saranno sostanziale materia di dibattito negli anni a venire.
Le scelte e le policy intraprese in questi mesi, saranno determinanti nel delineare un futuro equo e sostenibile per tutte le parti sociali in gioco. Per questo motivo, essere al corrente delle tecnologie che nel prossimo futuro si riveleranno impattanti è di vitale importanza – sia per i decisori politici che per le forze di mercato.
Venendo a noi, se è vero che la nostra realtà regionale rimane tra le più competitive d’Europa, rimane altrettanto vero che, quando si tratta di creare innovazione, rimaniamo indietro rispetto ad altri poli. Iniziare a rendersi conto della direzione di certe tendenze, è il primo passo per comprenderle, prevederle e parteciparvi in maniera attiva. In questo breve articolo, noi di Modena Vivaio, vi offriremo una breve panoramica di una serie di tecnologie che ad oggi sono appannaggio di centri di ricerca o di star-up innovative, ma che nel futuro prossimo potrebbero irrompere nella nostra quotidianità, modificandola irreversibilmente.
Sun-Powered Chemistry
La produzione di diversi prodotti chimici estremamente importanti comporta il consumo di combustibili fossili, con l’ovvia conseguenza che l’uso di essi implica una carbon footprint non nulla. Un nuovo approccio impiega la luce solare per rendere l’anidrite carbonica utile per la produzione di prodotti chimici – questo metodo aiuterebbe a ridurre le emissioni di gas serra in due modi:
i. usando l’anidrite carbonica come reagente da poter impiegare in nuovi processi produttivi;
ii. usando la luce solare – e non i combustibili fossili – come fonte di energia necessaria ad alimentare detti processi produttivi.
L’introduzione di questi metodi di produzione rappresenterebbe il primo passo verso delle vere e proprie “raffinerie solari”. In questo modo – trasformando cioè prodotti di scarto in materie prime e utilizzando la luce solare per alimentarne la produzione – l’industria chimica completerebbe un passo in avanti nel divenire un’industria priva di scarti, dando effettivamente luogo ad un’economia circolare.
In questo momento, la chimica a energia solare è praticamente il solo ambito di ricerca – al Joint Center for Artificial Photosynthesisal California Institute of Technology ad esempio; o presso il Consorzio Sunrise, partenariato neerlandese di università, centri di ricerca e aziende innovative; e infine al Max Planck Institute for Chemical Energy Conversion in Mülheim, Germania. Nulla impedisce però che da questa tecnologia si riesca presto a sviluppare un’applicazione market-ready capace di avere effetti dirompenti sull’industria chimica.
Pazienti Virtuali
Immaginiamo cosa succederebbe se la medicina potesse avvalersi – come succede già nelle scienze dure – di simulazioni numeriche e raffinate analisi dati che fanno uso di metodi di Intelligenza Artificiale, per studiare la reazione di un organismo a una nuova terapia. Molti processi di test, soprattutto agli stadi iniziali, verrebbero enormemente velocizzati e alla stessa maniera si eviterebbe di somministrare cure non ancora perfettamente a punto.
In verità, tutti questi benefici sono già una realtà di fatto resa possibile dal paradigma della “in silico medicine”, cioè l’utilizzo di modelli numerici di organi (e organismi interi) al fine di analizzare quantitativamente l’effetto di farmaci e terapie su tali sistemi biologici. Tali modelli vengono costruiti acquisendo dati da pazienti reali e organizzati poi in formule e modelli matematici che riproducono il comportamento degli organi.
Nel futuro prossimo, i pazienti reali saranno ancora i protagonisti della parte finale degli studi clinici, ma grazie alla medicina in silico, sarà possibile effettuare un primo test sui modelli numerici, per poi somministrare ai pazienti delle versioni molto più raffinate – e meno invasive – delle terapie messe a punto. Oltre a velocizzare l’ottenimento di risultati clinici e mitigare i rischi dei clinical trials, la medicina in silico può essere utilizzata anche al posto di rischiosi interventi che sono richiesti per puri fini di diagnosi o per pianificare il trattamento di una condizione medica avversa. Per esempio, HeartFlow Analysis, un servizio cloud già approvato dalla Food and Drugs Administration americana, permette ai medici l’identificazione di problemi alle arterie coronariche basandosi sulle immagini a tomografia computerizzata del cuore di un paziente. L’integrazione tra scienze mediche e scienze computazionali si fa sempre più stretta, e i suoi risultati sempre più importanti nella prevenzione e nella cura di stati patologici.
Spatial Computing
Lo spatial computing integra in un contesto unificato quello che le applicazioni di realtà virtuale e realtà aumentata fanno già: digitalizza gli oggetti fisici – che sono connessi tra loro attraverso l’infrastruttura cloud – permette ai sensori e ai relativi motori di controllo di entrare in feed-back e fornisce una rappresentazione digitale del mondo fisico.
Tali funzioni sono poi combinate tra loro grazie al mapping spaziale ad alta fedeltà che permette ad un sistema di controllo computerizzato di seguire e controllare i movimenti e le interazioni di tali oggetti tra loro. Tutto ciò in tempo reale, mentre una persona è immersa in questo ambiente cyber-fisico.
Come accade già per i sistemi CAD (Computer-Aided Design), lo spatial computing utilizza la tecnologia dei “digital twin”. Il paradigma dello Spatial computing crea i digital twins non solo degli oggetti inanimati, ma anche delle persone e dei luoghi – usando tecnologie quali il già familiare GPS, il lidar (light detection and ranging – un device che ha stessa funzione di un sonar, ma usa luce laser per le sue operazioni), videocamere e altri metodi di geolocalizzazione. L’integrazione di queste tecnologie, insieme con una complessa infrastruttura algoritmica – anch’essa basata su metodi avanzati di Intelligenza Artificiale – crea una rappresentazione digitale dove oggetti, luoghi e persone possono essere, osservate, il loro comportamento e le loro interazioni misurati e – entro opportuni limiti – manipolati. Le potenziali applicazioni dello spatial computing sono enormi, dalla guida autonoma alla telemedicina, fino allo sviluppo di ambienti cyber-fisici iperconnessi dove trasferire le nostre interazioni sociali – come Facebook sta già cercando di fare con l’annuncio del cosiddetto metaverso.
Quantum Sensing
Quando si pensa alle tecnologie quantistiche, la prima cosa che viene alla mente è il quantum computing, ma il quantum sensing – cioè l’adozione nella sensoristica di tecnologie basate sulla meccanica quantistica – potrebbe essere ugualmente rilevante. Le applicazioni del quantum sensing sono vastissime: da sensori che permettono ai veicoli autonomi di “vedere” oltre gli angoli, a sistemi di navigazione sottomarina avanzati, early-warning systems estremamente sensibili capaci di captare eventi sismici premonitori di scosse più potenti, fino a scanner portatili che monitorano in tempo reale l’attività cerebrale di una persona. Questa tecnologia permette di raggiungere nuovi livelli di precisione nelle misurazioni basandosi sulla natura quantistica della materia.
Al Massachusetts Institute of Technology – nel 2019 – sono stati usati metodi di fabbricazione convenzionale per apporre un sensore quantistico a base di diamante su un chip di silicio, riuscendo a comprimere molti componenti elettronici in un quadratino largo pochi decimi di millimetro. Questo prototipo potrebbe rappresentare un primo progresso verso una produzione low-cost e su vasta scala di sensori quantistici che operano a temperatura ambiente e che potrebbero essere usati per ciascuna delle applicazioni descritte sopra, modificando radicalmente molti ambiti tra loro disparati.
Fonte: World Economic Forum
Modena Vivaio 