Smart City

Si chiama calcolo reversibile ed è uno dei filoni che il mondo della ricerca sta seguendo per dare vita a paradigmi di calcolo radicalmente nuovi, per rispondere a quello che si profila altrimenti come un “collo di bottiglia” per lo sviluppo del digitale e in particolare dell’IA: il consumo energetico. Oggi il calcolo reversibile è ancora una branca emergente dell’informatica, non sufficientemente sviluppata per un impiego su larga scala. Nasce dall’osservazione che tutti gli algoritmi attuali distruggono informazione ogni volta che assegnano un valore a una casella di memoria, cancellando il valore precedente. I teorici hanno dimostrato che distruggere informazione ha un costo energetico che il calcolo reversibile eliminerebbe alla radice. Ce ne parla Ivan Lanese, Professore di Informatica all'Università di Bologna e coordinatore del progetto.

Fare la lampada all’uva migliora colore e profumo dei vini. È quanto hanno scoperto, e descritto sulla rivista internazionale Plants, i ricercatori dell’Università di Pisa. Nella tenuta dell’Ornellaia a Bolgheri, in Toscana, hanno dimostrato infatti come applicazioni aggiuntive di luce ultravioletta (UV-C) durante la fase di maturazione delle uve stimolino la pianta a produrre una maggiore quantità di composti naturali responsabili del colore e del profilo aromatico del vino. Il dato interessante - che spiega l’aggettivo “aggiuntive” - è che questi trattamenti, o trattamenti molto simili, sono già utilizzati in vigneto per il controllo delle malattie della vite e ridurre l’utilizzo di pesticidi. Si tratterebbe quindi di riorientare una pratica agronomica già esistente, facendo in modo che colga entrambi gli obiettivi. Ce ne parla Claudio D’Onofrio, Professore di Viticoltura all’Università di Pisa e coordinatore della ricerca.

Abbattere del 20% i consumi elettrici e del 60% i consumi termici nell’industria dei succhi di frutta, grazie a una nuova tecnologia chiamata campi elettrici pulsati, applicabile ampiamente in tutta l’industria alimentare dove sia necessario pastorizzare, sterilizzare, essiccare e cuocere: operazioni che rappresentano tra il 20% e il 50% dei consumi del comparto. È quanto emerge da una ricerca condotta da ENEA in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Salerno. Con questo studio è stato dimostrato che brevi impulsi elettrici, di milionesimi di secondo, uccidono i batteri e aprono i pori nelle cellule vegetali, accelerando i processi di evaporazione. È un esempio di come rimangano larghi margini di manovra per fare efficienza energetica anche in settori industriali che consideriamo di punta, come l’agroalimentare in Italia. Ne parliamo con Giovanni Landi, Ricercatore del Laboratorio Soluzioni Integrate per l’Efficienza Energetica di ENEA.

Quanto gas e quanto petrolio abbiamo in Italia? Nelle ultime settimane abbiamo dedicato numerose puntate di Smart City alle varie fonti rinnovabili e a come accelerarne l’installazione a favore di un’energia più economica e più sicura. Ma la situazione geopolitica deve farci guardare anche alle riserve di idrocarburi di casa. Oggi la produzione nazionale è ridotta ai minimi termini, come risultato di precise scelte di non concedere ulteriori permessi di esplorazione e di estrazione. Scelte che lasciano dubbi anche sul piano ambientale. In effetti, localmente si evita l’impatto diretto delle attività estrattive. Ma questo ci sarà comunque altrove, con l’aggravio di ulteriori emissioni dovute al trasporto, a eventuali perdite e a processi energivori come la liquefazione nel caso del GNL. È dunque opportuno porsi la domanda: cosa abbiamo nel giardino di casa? Che ruolo può svolgere nell’accompagnarci nei prossimi anni, mentre facciamo avanzare la transizione energetica? Ne parliamo con Davide Tabarelli, Presidente di Nomisma Energia.

Un computer biologico, fatto cioè di cellule cerebrali umane disposte su un chip ricoperto di elettrodi, ha imparato in una settimana a giocare a Doom, il famoso videogioco “spara-spara”. A realizzare il computer biologico e a renderlo programmabile attraverso un linguaggio di programmazione popolare come Pyton, è stata la start-up australiana Cortical Lab. Ad addestrarlo a giocare a Doom, è stato invece un programmatore indipendente: Sean Cole. “Brain on a chip” non è un grande giocatore di Doom, ma è già sorprendente che funzioni con una frazione infinitesimale delle cellule nervose di un cervello umano. Resta tuttavia il problema che potrebbe funzionare perfino troppo bene in scenari di guerra. Ce lo racconta Chiara Magliaro, professoressa del Centro di Ricerca E. Piaggio dell’Università di Pisa.

Il materiale più duro al mondo non è più il diamante, ma una nuova forma cristallina del carbonio chiamata diamante esagonale, prevista dalla teoria negli anni ’60. Tracce di questa forma erano state trovate in alcuni meteoriti, ma non era mai stata ottenuta in laboratorio. Ora, invece, il Center for High Pressure Science and Technology di Pechino ne ha sintetizzato un campione relativamente macroscopico (circa 1 mm di diametro), seppure per generarlo siano servite una temperatura di 1400°C e una pressione di 200 mila atmosfere. In queste condizioni estreme, gli atomi di carbonio si organizzano secondo una struttura cristallina non più cubica ma esagonale, che conferisce al materiale una durezza del 60% superiore a quella del diamante. In prospettiva questo nuovo materiale, depositato in strati sottili, potrebbe essere utilizzato per realizzare una varietà di utensili usati per l’industria e per applicazioni estreme, come le perforazioni di pozzi geotermici dove bisogna bucare roccia dura e calda. Ce ne parla Daniele Trucchi, Dirigente di ricerca dell’ISM Istituto di Struttura della Materia e direttore del DiaTHEMA Lab.

Etil-levulinato: è il nome di uno dei più interessanti solventi che si possano ottenere da materie prime biologiche, e ha ottime caratteristiche anche come additivo per carburanti. Infatti può essere miscelato fino al 30-40% sia con il diesel che con la benzina, emettendo meno CO2 e altre sostanze inquinanti. All’università di Pisa hanno trovato un modo economico ed efficiente di produrlo a partire da scarti di pane, uno dei rifiuti alimentari più abbondanti al mondo: circa un milione di tonnellate all’anno, di cui buona parte inutilizzabile anche per l’alimentazione animale. Ma il processo funziona con qualunque fonte di amido. Lo studio, descritto sulla rivista “Journal of Environmental Chemical Engineering”, è stato finanziato nell’ambito del progetto PNRR NEST e rappresenta l’ennesimo esempio di come coniugare sostenibilità ambientale, economica e sicurezza energetica. Ne parliamo con Anna Maria Raspolli Galletti, professoressa dell’Università di Pisa.

In Italia produciamo circa 2,5 miliardi di metri cubi di bio-metano, ottenuto in gran parte dalla fermentazione di scarti agricoli, rifiuti organici e deiezioni degli allevamenti. L’obiettivo al 2030 supera i 5,3 miliardi di metri cubi e da anni circolano stime secondo le quali si potrebbe puntare a 8 o 9 miliardi di metri cubi, pari al 15% dell’attuale consumo nazionale di metano; senza contare che il residuo solido della produzione di biogas, il digestato, è un ottimo fertilizzante azotato. Obiettivi, quelli al 2030, che non sono impossibili da raggiungere. Ma per andare oltre è probabile che servano almeno un paio di aggiustamenti alla normativa europea, che prevede restrizioni molto forti sia sull’utilizzo di colture dedicate sia sulla possibilità di spargere digestato nei campi. Ne parliamo con Piero Gattoni, Presidente del CIB (Consorzio Italiano Biogas) e dell'EBA (European Biogas Association).

Siamo tutti abbastanza in grado di afferrare un oggetto al volo stimandone istintivamente la traiettoria, che si tratti di calciare un pallone o di lanciare un qualunque altro oggetto. Naturalmente un computer è perfettamente in grado di calcolare la traiettoria esatta di quello stesso pallone, applicando alla lettera tutte le leggi della fisica; il nostro cervello arriva a un risultato simile in un modo completamente diverso, e la stessa cosa sono in grado di fare le reti neurali alla base di molte applicazioni dell’IA. Se il primo calcola, il secondo stima, intuisce. Se il primo offre precisione assoluta, ma al prezzo di un gran numero di calcoli, il secondo è meno preciso ma offre immediatezza. Ed eccoci a Fast Computing, start-up nata all’interno dell’ecosistema della SISSA, il cui obiettivo è portare questa sorta di “intuito” che caratterizza gli algoritmi di IA nel mondo delle simulazioni numeriche, offrendo una scorciatoia computazionale per simulare in tempo reale molti processi fisici, industriali e biologici molto complessi. Ce ne parla Gianluigi Rozza, Professore di Numerical Analysis alla SISSA di Trieste, Direttore Scientifico e cofondatore di Fast Computing.

Per una presa salda ci vuole una pinza “molle”: ecco la tecnologia per far manipolare ai robot oggetti di ogni tipoAfferrare oggetti di ogni forma, dimensione e consistenza, con il giusto mix di forza e delicatezza. Noi umani lo facciamo con la massima naturalezza, ma ai robot riesce tutt’altro che facile, da cui prototipi di mani e pinze robotiche a non finire: dure, morbide, sensorizzate, pneumatiche, ecc. Da qualche anno è però emersa una nuova soluzione, basata sulla cosiddetta elettroadesione. In pratica, è possibile rendere “adesive” a comando delle superfici, sfruttando un principio di tipo elettrostatico simile a quello con cui attiriamo pezzetti di carta con una bacchetta di vetro dopo averla strofinata. Omnigrasp, startup finanziata con quasi 2,5 milioni di euro dal programma europeo Transition, ha sviluppato una pinza basata su questo principio: costituita da due sottilissimi foglietti di materiale soffice in grado di aderire a comando a quasi ogni superficie, permette di maneggiare dalla fragola al melone in modo semplice e senza danni. Ce ne parla Vito Cacucciolo, Professore di Meccatronica e Robotica Del Politecnico di Bari e cofondatore della startup Omnigrasp.

Si chiama ARCA - Agritech Research Center Arena - ed è una nuova infrastruttura di ricerca che ha visto la luce all’Università Federico II, all’interno del Centro Nazionale di Ricerca per le Tecnologie dell’Agricoltura, uno dei 5 nati nel 2022 grazie a fondi PNRR. Si tratta di una struttura di cinque piani, all’interno della quale convivono ambienti capaci di replicare microclimi diversi, sistemi di sensori che monitorano ogni variabile, e tutte le principali tecnologie di coltivazione fuori suolo: aeroponica, acquaponica, substrato sintetico. Al suo interno le piante possono essere osservate mentre si adattano - o faticano ad adattarsi - ai cambiamenti climatici e alle varie condizioni di coltura, permettendo non solo ai ricercatori, ma anche alle imprese agricole di prendere decisioni di investimento dati alla mano. Ne parliamo con Matteo Lorito, Rettore dell'Università degli Studi di Napoli Federico II e Presidente di Agritech.

Poiché il razionamento energetico costituisce certamente una misura estrema, è preferibile adottare misure preventive atte a guadagnare tempo in attesa di un miglioramento della situazione. Le ha messe nero su bianco la FIRE, Federazione per gli usi razionali dell’energia, in un documento consegnato al governo in cui compaiono insieme a molti altri suggerimenti per accelerare sull’efficienza energetica. Si va dalla riduzione dei limiti di velocità in autostrada, all’introduzione di regole per l’accensione dei condizionatori simili a quelle che già esistono per l’accensione dei riscaldamenti invernali. E ancora, più smart working e più IA, che sì, consuma energia, ma applicata correttamente può farcene anche risparmiare molta. Ne parliamo con Dario di Santo, Direttore di FIRE - Federazione per gli usi razionali dell’energia.

Continua lo speciale di Smart City, dedicato alla crisi energetica e alle soluzioni che abbiamo in casa ma non usiamo. Questa sera facciamo il punto sullo sviluppo dell’eolico in Italia, che negli ultimi anni non è andato bene: nel 2024 è stato installato circa mezzo GW; nel 2025 si è passati a 0.6GW. Ma siamo ancora molto al di sotto delle attese e questi ritardi ci costano cari. L’eolico è una fonte di energia elettrica tra le più economiche e offre sicurezza e sovranità energetica, ma arranca tra procedure autorizzative complicatissime e tempi di approvazione biblici. Mentre non meno di 1GW di progetti potrebbe essere sbloccato con un semplice atto amministrativo dalla Presidenza del Consiglio dei Ministri. Ne parliamo con Simone Togni, Presidentedi ANEV.

Eolico e Fotovoltaico costano stabilmente, da anni, meno dell’elettricità prodotta da gas. Anni di campagne contro le rinnovabili sembra siano riusciti a oscurare questo elementare dato di fatto. Ciononostante le ultime aste del GSE, l’anno scorso, hanno chiuso a cifre che vanno da meno di 60 a poco più di 74€MWh, contro i 170 dell’elettricità da gas di oggi. Attraverso questo e altri meccanismi, che realizzano il famoso disaccoppiamento, è oggettivamente possibile ridurre il costo dell’energia in bolletta. Eppure almeno 11GW di richieste di autorizzazione per nuovi impianti giacciono in attesa di validazione da parte della Presidenza del Consiglio di ministri, che potrebbe sbloccarle con un semplice atto amministrativo. Ma c’è di più. Nel corso di questa e delle prossime puntate, parleremo delle strategie e delle fonti attraverso cui il Paese potrebbe diventare più autonomo e ridurre la bolletta. Ospite di questa puntata: Tommaso Barbetti, Partner di Elemens.

Più fonti non programmabili come sole e vento installeremo, più avremo bisogno di sistemi di accumulo di durata crescente. Le moderne batterie al litio svolgono egregiamente il compito su una scala scala temporale che va dai secondi alle ore. Ma per applicazioni in cui i cicli di carica e scarica sono più radi e più lunghi, la loro convenienza economica viene meno. Ed è qui che entrano in gioco le batterie a flusso: parenti delle normali batterie, se ne differenziano perché invece di avere i reagenti impacchettati al loro interno insieme agli elettrodi, li conservano all’esterno in appositi contenitori. Seppur meno efficienti, permettono di aumentare la capacità di accumulo semplicemente aggiungendone di nuovi. Finora questo settore è dominato dalle batterie a flusso al vanadio cinesi, ma una start-up Italiana, Green Energy Storage, è convinta di avere in mano una tecnologia migliore basata sul manganese: più economico, reperibile e facile da maneggiare; una tecnologia che ad oggi non esiste e sulla quale, quindi, si può ancora aspirare ad acquisire un primato. Ospite Salvatore Pinto, Fondatore e presidente - Green Energy Storage.

La crisi Hormuz ha fatto tremare tutto il mondo della logistica e degli auto-trasporti pesanti in particolare, giacché proprio il gasolio - da cui questi dipendono completamente - ha fatto registrare in questi giorni uno degli aumenti più sostanziosi, con rischi addirittura di razionamento. Torniamo quindi a parlare di biocarburanti, cui oggi dovremmo guardare come strumento di autonomia e sicurezza energetica prima ancora che di decarbonizzazione. Come vedremo infatti, oggi bio-carburanti come il biodiesel e come l’HVO - quest’ultimo del tutto equivalente al gasolio - possono essere prodotti a costi non troppo diversi da quelli dei carburanti tradizionali a partire da grassi vegetali e animali. Tuttavia regolamenti molto restrittivi sulle materie prime ammesse dalla normativa europea per produrre questi biocombustibili, obbligano all’importazione di grassi vegetali dall’estero (come navi cariche di olio da frittura esausto) anche quando potremmo produrli in Europa e in Italia con pratiche agricole adeguate, in alcuni casi perfino carbon negative. Un’occasione mancata per la sostenibilità e la sicurezza della logistica e dei trasporti pesanti. Ospite David Chiaramonti. Prof. del Dipartimento di Energia del Politecnico di Torino.

Da rifiuti a materie prime: è il concetto chiave alla base di molti processi di economia circolare. E siccome i rifiuti sono straordinariamente variegati, altrettanto variegato è lo spettro di processi di riciclo che si stanno progressivamente mettendo a punto. E a dimostrazione che volere è potere, parliamo di un progetto che ha visto protagonisti il Politecnico di Milano e l’azienda Calchera Sangiorgio, specializzata nella produzione di materiali per il restauro e il risanamento delle murature e la bioedilizia, che ha trovato il modo di valorizzare una serie di rifiuti agro-alimentari (tra cui non mancano gusci di uova marce e conchiglie di vongole scadute) e residui di lavorazione di pietre e altri materiali, alcuni dei quali apparentemente improbabili. Ospite Marco Imperadori, professore di Produzione E Gestione Dell'Ambiente Costruito al Politecnico di Milano.

La dissalazione è una risorsa strategica per molti paesi che da essa dipendono completamente per il rifornimento di acqua dolce. Tra questi, presto ci saranno anche varie regioni del Sud-Europa, come il Sud-Italia. Il problema della dissalazione è tuttavia la necessità di ingenti quantità di energia. Uno studio del Politecnico di Torino, pubblicato su Cell Reports Physical Science, descrive un nuovo materiale: un gel ottenuto da alghe brune, che permette di produrre acqua dolce, valorizzando il calore a bassa temperatura disperso da moltissimi processi industriali. Parliamo di fumi e reflui a 50 o 60°C, di cui siamo pieni: un oceano di energia, ma di bassa qualità, che i ricercatori torinesi hanno trovato il modo di usare per produrre il più essenziale dei beni: l’acqua. Ne parliamo con Matteo Fasano, professore del Dipartimento DENERG del Politecnico di Torino.

Arrivano le prime celle solari basate sulla tecnologia Black Diamond, nella quale un sottilissimo strato di diamante nero artificiale funge da catodo. Sono state messe a punto dall’Istituto di Struttura della Materia del CNR e hanno la capacità di funzionare a temperature comprese tra 325 °C e 625 °C, del tutto impossibili per la tecnologia fotovoltaica tradizionale che perde efficienza surriscaldandosi. Le celle solari al diamante hanno il comportamento opposto, e questo le renderebbe perfette per quelle applicazioni in cui la luce del sole viene concentrata. Potenzialmente, il fotovoltaico ad alta temperatura permetterebbe di aumentare moltissimo l’efficienza nello sfruttamento dell’energia solare, grazie a una sorta di doppia produzione, fotovoltaica e termodinamica nello stesso tempo. L’innovazione è stata descritta sulla rivista Joule e la raccontiamo con l'aiuto di Daniele Trucchi, dirigente di ricerca dell'Istituto di Struttura della Materia del CNR e direttore del DiaTHEMA Lab.

Dopo decenni di ricerche, grazie anche a scoperte recenti come la CRIPR-Cas9 da Nobel di pochi anni fa, le terapie geniche hanno preso a diffondersi nella pratica clinica. E seppure al momento siano riservate solo a patologie genetiche gravissime e a certi tipi di cancro, le terapie geniche sono tuttavia destinate a offrire risposte a un ventaglio sempre più ampio di patologie, meno letali ma non per questo poco rilevanti, come la nevralgia del trigemino, una patologia che colpisce circa un milione di persone in Europa, distruggendo in molti casi la qualità della vita. È questo l’obiettivo del progetto TREAT, di cui parliamo con Chiara Mercurio, ricercatrice dell’Università Statale di Milano. Un caso particolarmente ingegnoso di applicazione della terapia genica, che introduce un gene in più che permette di “calmare” le cellule nervose a comando.

Da anni ricercatori di tutto il mondo sono impegnati nel tentativo di sviluppare muscoli artificiali. Ma finora nessuna soluzione è ancora riuscita a offrire quel mix di forza, volume ridotto, escursione, velocità, capacità di controllo fine e silenziosità che caratterizza le fibre muscolari. Tuttavia, la settimana scorsa un gruppo di ricercatori del MIT e del Politecnico di Bari ha descritto su Science Robotics qualcosa che ci si avvicina molto, applicando a una soluzione nota - chiamata attuatore McKibben - che funziona con particolari fibre pneumatiche, un altrettanto particolare tipo di pompa detta “elettroidrodinamica”, portando a qualcosa di davvero molto simile ai muscoli dell’uomo e degli altri animali. Ne parliamo con Vito Cacucciolo, professore di robotica del Politecnico di Bari.

Un paio di settimane fa, dopo ben 33 anni, un gruppo di ricercatori dell'Università di Huston ha infranto il record di temperatura per un materiale superconduttore a pressione ambiente. I superconduttori sono materiali in grado di condurre l'elettricità senza nessuna dispersione di energia e possono essere usati per generare potentissimi campi magnetici. Il nuovo materiale, una particolare ceramica, è rimasto superconduttivo fino alla temperatura di -123°C, contro i -141 °C del record precedente. Il balzo, di ben 18 gradi, è frutto di una nuova tecnica mai sperimentata prima e fa sperare che possa essere il primo di una serie di nuovi materiali superconduttivi in grado di funzionare a temperature sempre meno estreme, e quindi più facili da gestire. Si tratta di qualcosa che rivoluzionerebbe svariati settori, dall'energia alla medicina, ai trasporti. Ne parliamo con Lucio Rossi, fisico tra i massimi esperti di superconduttività, professore dell'Università degli Studi di Milano.

Per più di una settimana a Smart City abbiamo parlato di nuove tecnologie che rendono il legno trasparente o più resistente dell'acciaio, ma anche di super materiali a base di cellulosa e di pioppi modificati per contenere pochissima lignina. Tuttavia, mentre prendono piede nuove applicazioni del legno, l'Italia rimane debole nella silvicoltura e nell'economia forestale. Abbiamo una superficie forestale in crescita da un secolo, ma importiamo enormi quantità di legno per mobili, costruzioni e legna da ardere. Una situazione legata a vari fattori, a cui ha tentato di dare risposta la Strategia Nazionale Forestale, operativa dal 2020. Chiudiamo questo speciale cercando di capire, con l'aiuto di Alessandra Stefani - Presidente del Cluster Nazionale Italia Legno - se qualcosa sta cambiando anche in Italia.

La presenza della lignina, che pure conferisce al legno alcune delle sue proprietà più importanti, è tuttavia un ostacolo alla sua trasformazione in materiali avanzati, come il legno trasparente e il cosiddetto superlegno, più resistente dell'acciaio e quasi del tutto inerte di fronte a fuoco, acqua e funghi. Da qui, il lavoro dell'università del Maryland, che dopo aver inventato il superlegno, ora punta a renderlo più economico e ambientalmente sostenibile grazie alla selezione di specie arboree - come il pioppo - già prive, o quasi, di lignina. Ne parliamo con Chiara Biselli, genetista, ricercatrice del Centro di Ricerca Foreste e Legno del CREA, l'ente di ricerca dedicato all'agroalimentare e alle foreste.

Dopo aver parlato di super-legno e di legno trasparente, dedichiamo questa puntata ai materiali avanzati a base di cellulosa. Alla base di tutti questi materiali, così come del legno ingegnerizzato, ci sono importanti proprietà delle fibre di cellulosa. Diverse start-up in tutto il mondo stanno sviluppando varianti di questi materiali che sono destinati a entrare progressivamente nella nostra vita quotidiana. Ne parliamo ancora con Irene Bonadies, prima ricercatrice all'Istituto per i polimeri compositi e biomateriali (Cnr-Ipcb) di Pozzuoli.

In questa puntata parliamo di come potenziare il legno, trasformandolo in un materiale più resistente e più leggero dell'acciaio, addirittura antiproiettile. L'idea del superlegno è scaturita all'Università del Maryland, che nel corso degli anni l'ha perfezionata. Oggi è una tecnologia pronta per essere applicata a livello industriale, come dimostra la nascita delle prime imprese e start-up che lavorano a questo obiettivo. La più avanti di queste è Inventwood, nata come Spin-off della ricerca di Liangbing Hu proprio all'University of Maryland, che produce un materiale ottenuto rimuovendo la lignina e poi comprimendo il legno fino a ridurne il volume di 4 o 5 volte. Il risultato è un materiale caratterizzato da una resistenza a trazione fino al 50% superiore all'acciaio, e un rapporto resistenza/peso 10 volte maggiore. Esistono test in cui una tavoletta di superlegno resiste senza troppi problemi perfino ai proiettili. Ne parliamo con Irene Bonadies, prima ricercatrice all'Istituto per i polimeri compositi e biomateriali (Cnr-Ipcb) di Pozzuoli.

Come spiegato nella puntata precedente, esistono diversi processi che permettono di trasformare una tavoletta di legno convenzionale in un materiale semi-trasparente. Da qui, l'ampio ventaglio di potenziali applicazioni di cui parliamo in questa puntata, che vanno dall'edilizia, all'interior design, fino al settore dell'elettronica di consumo, dove per esempio sottili lamine di legno trasparente potrebbero essere utilizzate per realizzare gli schermi dei cellulari. Ne parliamo ancora con Giulio Malucelli, professore di Scienza e Tecnologia dei Materiali presso il Politecnico di Torino.

Da una decina di anni, la ricerca è impegnata nel tentativo di "potenziare" il legno, dotandolo di caratteristiche innovative che possano renderlo adatto a una gamma di applicazioni più ampia. Ne parliamo ampiamente nel corso delle prossime puntate, a partire da questa. Uno dei filoni più affascinanti riguarda la possibilità di rendere il legno traslucido, con l'idea che questo tipo di materiali possano un domani sostituire alcune superfici trasparenti o semi trasparenti, non solo grazie a una maggiore sostenibilità, ma soprattutto alla capacità di coniugare la trasparenza con le caratteristiche meccaniche e di sicurezza che il legno offre abitualmente. Ne parliamo con Giulio Malucelli, professore di Scienza e Tecnologia dei Materiali presso il Politecnico di Torino.

Messo a punto all'Università di Bologna il primo nano-motore con la retromarcia che funziona con la luce. Qualcosa che fa intuire quale sia il potenziale, ancora del tutto inesplorato, che lo sviluppo delle nanotecnologie ci potrà mettere a disposizione in futuro. Lo sviluppo di nano-motori rotanti artificiali è una delle frontiere più promettenti della ricerca chimica, perché questi dispositivi possono svolgere molte funzioni in campo tecnologico e biomedico: muscoli artificiali, sistemi di conversione dell'energia, nuove forme di sintesi chimica e nuovi farmaci. Più precisamente i ricercatori bolognesi sono riusciti a sintetizzare una molecola chiamata ROAR che, se illuminata, inizia una sorta di danza che la porta a ruotare in un senso o nell'altro a seconda del colore della luce. Ce ne parla Massimiliano Curcio, ricercatore al Dipartimento di Chimica Industriale "Toso Montanari" dell'Università di Bologna.

La corsa a ridurre i consumi energetici dell'IA è cominciata: si lavora su nuovi paradigmi come la cosiddetta IA on the edge; c'è un enorme lavoro per sviluppare HW ad hoc per far "girare" le reti neurali artificiali, e ora una ricerca pubblicata su Nature Artificial Intelligence da un gruppo di studiosi dell'Università di Bologna e dell'INFN di Roma Tre ci ricorda che il percorso per rendere efficiente l'IA ha ulteriori opzioni da esplorare. I ricercatori hanno infatti applicato un formalismo matematico preso dalla termodinamica statistica e lo hanno applicato all'analisi delle reti neurali profonde, cuore dei moderni sistemi di Intelligenza Artificiale, scoprendo che è possibile ristrutturarle per renderle più efficienti. Ne parliamo con Pierluigi Contucci, professore al Dipartimento di Matematica dell'Università di Bologna e coautore dello studio.

Stimolare la crescita e la rigenerazione del tessuto nervoso, riparando danni come quelli causati da lesioni al midollo spinale, oppure ictus, è da sempre uno dei più ambiziosi obiettivi della medicina rigenerativa. E finora non è stato raggiunto. Sembra però che un team di ricercatori dell'Università degli Studi di Milano e dell'Università di Verona sia riuscito nell'impresa, descritta in uno studio che ha conquistato la copertina di Immunity nel mese di febbraio. I ricercatori hanno scoperto che è possibile ammaestrare alcune cellule del sistema immunitario a fare ciò che non era riuscito a nessuno prima d'ora. Prelevate dal paziente e indotte con segnali chimici a comportarsi come veri e propri elettricisti del sistema nervoso, vengono semplicemente reinserite nel paziente dove svolgono autonomamente il loro lavoro. La nuova terapia ha un nome: REMaST, e ora uno spin-off universitario, Hemera, è nato per portarla nella pratica medica. Ne parliamo con Ilaria Decimo, docente di Farmacologia all'Università di Verona, coordinatrice della ricerca e co-fondatrice di Hemera.

Torniamo al centro BI-REX, il Competence Center specializzato sui Big Data e sulle applicazioni di Industria 4.0 che ha sede a Bologna. Da anni il centro si è attrezzato con una linea pilota, che permette alle imprese di testare e mettere a punto nuovi processi produttivi che investono in tecnologie quali IOT, robotica, additive e smart manufacturing. Ma alcune settimane fa, a BI-REX, è nato IPAZIA, il nuovo supercomputer per mettere a disposizione delle capacità di supercalcolo che sono alla base di applicazioni rilevanti, come la manutenzione predittiva, la simulazione di parti e componenti, l'IA e i gemelli digitali. Ne parliamo con Stefano Cattorini, General Director at BI-REX.

Negli ultimi anni la sharing economy ha dimostrato come la condivisione degli asset possa aumentarne l'efficienza d'uso: un'auto condivisa, ad esempio, viene utilizzata per molte più ore rispetto a un veicolo privato. Tuttavia, nel settore della logistica - e in particolare in quello del trasporto pesante - i modelli di economia condivisa, pur ampiamente studiati, trovano ancora scarsa applicazione pratica. Tra i primi esempi di shared logistics emerge la condivisione dei semirimorchi: un camion può trasportare un carico lungo una tratta e, a metà percorso, cedere il semirimorchio a un'altra motrice che completa il viaggio, mentre il primo autista rientra con un nuovo carico. Un sistema semplice solo in apparenza, che offre vantaggi significativi in termini di efficienza operativa e qualità della vita dei conducenti. Nonostante le barriere tecnologiche siano ormai superate, questo modello resta poco diffuso. Il tema viene approfondito con Damiano Frosi, direttore dell'Osservatorio Contract Logistics "Gino Marchet" del Politecnico di Milano.

Un sistema di messaggistica dedicato ai veicoli autonomi, che fornisce in tempo reale informazioni su come comportarsi: una sorta di vigile urbano elettronico incorporato nell'incrocio stesso che, sulla base di un sistema di comunicazione strettamente locale - quindi indipendente da Internet - comunica con i veicoli dando le istruzioni necessarie. La soluzione, denominata TLM (Time-Logic-Map), è stata messa a punto dal CNR di Pisa insieme all'Università di Pisa e al Massachussetts Institute of Technology, ed è stata presentata con successo alla Vehicle Technology Conference di Chengdu. Ne parliamo con Ilaria Matteucci, prima ricercatrice di IIT-CNR.

Continuiamo a parlare di piante bio-ibride, cioè di piante - prodotte all'Università di Bolzano - che incorporano delle nanoparticelle che agiscono come antenne capaci di aumentare la fotosintesi, permettendo loro di crescere più rapidamente e assorbire più CO2 dell'atmosfera. Si tratta di nanoparticelle di natura organica, che la pianta assorbe attraverso le radici e che, dopo un certo periodo, vengono completamente bio-degradate. Questa tecnologia, che permette di modificare le proprietà degli organismi vegetali migliorandoli senza alterarne il DNA, apre le porte a numerose applicazioni in settori che vanno dall'agricoltura alle energie rinnovabili, a partire dalla produzione di biomassa destinata alle energie rinnovabili. Ne parliamo ancora con Manuela Ciocca, ricercatrice in Fisica Sperimentale alla Facoltà di Ingegneria dell'Università di Bolzano.

Nata all'Università di Bolzano la prima pianta bio-ibrida, grazie a una vasta collaborazione con altri centri di ricerca come Fondazione Bruno Kessler, Eurac Research, Università di Monaco, CNR e Elettra Sincrotrone Trieste. I ricercatori sono riusciti a incorporare per la prima volta nelle piante, delle nanoparticelle che agiscono come antenne capaci di aumentare l'assorbimento di luce della pianta e quindi la fotosintesi, col risultato di piante che crescono più rapidamente e assorbono più CO2 dell'atmosfera. Un filone di ricerca che apre prospettive del tutto inedite, di cui parliamo in questa puntata e nella successiva, con Manuela Ciocca, ricercatrice in Fisica Sperimentale alla Facoltà di Ingegneria dell'Università di Bolzano.

Il 6G, il prossimo protocollo di rete mobile che nelle previsioni inizierà ad essere introdotto a partire dal 2030, rappresenterà una discontinuità importante rispetto al passato: sostituirà l'attuale paradigma di reti di telecomunicazione sovrapposte, sostituendole con un unico "tessuto di telecomunicazione". Ingloberà, cioè, tecnologie wireless che oggi non si parlano (come il wi-fi e la rete cellulare) e segnerà la convergenza tra reti di telecomunicazioni e reti di sensori. Si parla infatti di tecnologia ICAS, che sta per Integrated Communication and Sensing, in cui, come sperimentato con successo dall'Università di Bologna, uno stesso dispositivo funge sia da antenna per trasmettere i dati sia da sensore capace di individuare, mappare e tracciare oggetti a distanza. Ne parliamo con Roberto Verdone, professore del Dipartimento "Guglielmo Marconi" dell'Università di Bologna e direttore del WiLab.

Circa metà delle buste in plastica compostabile per la spesa segnalate non rispettano il requisito di legge, che prevede non contengano più del'1% di polietilene, la plastica comune. Si tratta di prodotti in gran parte di provenienza extra UE, nei quali il quantitativo di polietilene può arrivare anche al 5%. Finora mancava un metodo pratico, per poter verificare che questo limite fosse rispettato. Ma l'Università di Pisa, in collaborazione con Biorepack (il Consorzio Nazionale per il Riciclo Organico delle Bioplastiche Compostabili) ha pubblicato sul Journal of Analytical and Applied Pyrolysis una nuova metodologia di analisi, sufficientemente semplice ed economica e allo stesso tempo altamente sensibile, che ha colmato questa lacuna. Ce ne parla Erika Ribechini, professoressa di Chimica Analitica dell'Università di Pisa.

Quante volte abbiamo sentito parlare delle difficili condizioni in cui versano molte reti idriche, segnate da perdite che in alcuni casi superano perfino il 50%. In questa puntata andiamo in Valbelluna per parlare di Dolobot, una start-up innovativa che sta completando lo sviluppo di un robot, GECO, capace di intrufolarsi in reti idriche, fognarie, gallerie e bacini idroelettrici alla ricerca di perdite, segni di deterioramento e quant'altro. Caratteristica unica di GECO è la capacità di fare tutto questo senza svuotare gli impianti, mentre sono ancora in funzione e quindi senza alcuna interruzione di servizio. Il robot, lungo una settantina di centimetri e capace di infilarsi in qualunque condotta con un diametro superiore ai quaranta centimetri, è in grado di sopportare fino a cinquanta atmosfere di pressione, equivalente di cinquecento metri di profondità, e non teme quindi di percorrere gli acquedotti mentre sono in pressione. Ce ne parla Luca Anselmi, CEO di Dolobot.

Il tracciato gps di un furgone impegnato nelle classiche consegne porta a porta assomiglia ancora oggi a uno di quei pasticci che facciamo con la biro quando siamo piccoli. Che ci sia spazio per rendere questi spostamenti più razionali ed efficienti è evidente. Meno evidente è come riuscirci rispettando tutti i vincoli, quali quelli posti dalle consegne rapide, come sta facendo il gruppo MOVE. Il gruppo, composto da ricercatori del Politecnico di Milano, che dopo aver analizzato i tracciati degli spostamenti dei veicoli impegnati nella logistica dell'ultimo miglio, ha sviluppato una metodologia per posizionare dei micro-hub urbani, condivisi tra corrieri diversi e ottimizzati come location nella città, che possano fungere da punti di redistribuzione delle merci nelle immediati vicinanze. E il risultato è sorprendente: consegne più rapide, e meno 70% di km urbani percorsi e di emissioni; costi più bassi; meno veicoli in doppia fila. Ne parliamo con Silvia Strada, professoressa del Dipartimento di Elettronica, Informatica e Bioingegneria del Politecnico di Milano.