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Da anni, il laboratorio Bioinspired Soft Robotics dell’IIT - una delle culle mondiali della soft-robotics - lavora a un braccio robotico morbido ispirato a quello del polpo, e recentemente ne ha messo a punto uno, dotato di ventose che integrano sensori in grado di conferire al tentacolo robotico la capacità di manipolare autonomamente gli oggetti sulla base del tatto: descritto in un articolo pubblicato su Nature Machine Intelligence, è uno dei primi esempi al mondo di manipolatore robotico di questo tipo. Ce ne parla Barbara Mazzolai, Associate Director per la Robotica dell’Istituto Italiano di Tecnologia e fondatrice del laboratorio Bioinspired Soft Robotics.
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C’è una tendenza sempre più evidente nel mondo dell’IA: tenersi quanto più possibile i dati in casa. Per alcuni soggetti - pensiamo al mondo delle banche piuttosto che della sanità o della difesa - è imprescindibile; per altri è comunque consigliabile: basti pensare al rischio di furto di proprietà intellettuale o di segreti industriali. Meglio, dunque, avere i dati in locale e così anche gli agenti di IA. In altre parole, a ognuno la sua IA. Oggi il bisogno di mantenere il controllo e la riservatezza dei propri dati critici sta emergendo in modo piuttosto chiaro ed è alla base di molti iniziative di ricerca e imprenditoriali. Parliamo in qiesto caso di Astramind, una start-up che ha messo a punto un ecosistema di strumenti di IA proprietari che permettono a un’azienda di farsi e gestirsi la propria IA. Ce lo racconta Lorenzo Cabras, socio e Chief Marketing Officier di Astramind.
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Una fabbrica mobile per assemblare grandi impianti fotovoltaici, altamente automatizzata. È un esempio di robotica applicata al mondo dell’energia, ma soprattutto un caso abbastanza raro di robotica applicata in un ambiente non pernsato per ospitare la presenza di robot. La soluzione, che si chiama Hyperflex, è stata messa a punto da Comau, una delle aziende più note al mondo nella robotica industriale, che ha da poco concluso di sperimentarla in un test su piena scala per realizzare circa 5MW di un impianto da oltre 100MW della EDP in Spagna. È costituita da un impianto automatizzato abbastanza compatto da entrare in un container, in grado di assemblare moduli fotovoltaici e strutture di sostegno, e da un rover che prende i pannelli pre-assemblati e li porta nel punto esatto di installazione. L’obiettivo è di ridurre tempi e costi, ma anche di evitare agli operai il grosso del lavoro pesante richiesto dalla realizzazione di queste infrastrutture energetiche. Ne parliamo con Giovanni di Stefano, responsabile del Dipartimento di Robotica Avanzata di Comau.
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Per anni gli scienziati si sono chiesti se fosse possibile utilizzare in modo pratico i computer quantistici per potenziare il machine learning, il processo attraverso il quale le reti neurali alla base dell’Intelligenza Artificiale vengono addestrate partendo dai dati. C’era molto scetticismo al riguardo, perché un processo di questo tipo sembrava richiedere computer quantistici enormi. Oggi un team del California Institute of Technology ha dimostrato che, a certe condizioni, i computer quantistici possono processare dati a un costo inferiore, per unità di memoria impiegata, a quello di qualunque computer tradizionale. Il trucco per riuscirci ricorda la differenza che esiste tra scaricare in memoria un intero film o riceverlo in streaming un fotogramma alla volta. Ne parliamo con Tommaso Calarco, professore dell'Università di Colonia dal 2018 e dell'Università di Bologna.
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Questa sera vi portiamo al Centro alimenti e nutrizione del CREA, per parlare di stampa in 3D degli alimenti. Nel settore dell’industria alimentare e delle preparazioni gastronomiche, la stampa 3D apre nuove possibilità creative e un controllo di precisione sui valori nutrizionali e sulle consistenze che permette di rispondere a molte esigenze speciali: dallo sportivo, a chi soffre di disturbi della deglutizione. Inoltre può valorizzare alcuni sottoprodotti alimentari di alto valore nutrizionale, che senza soluzioni innovative sono destinati a diventare scarti. Tutto dipende dagli “inchiostri”: così vengono chiamati in gergo i preparati che la stampante deposita. Ce lo racconta Valeria Turfani, prima ricercatrice del Centro alimenti e nutrizione del CREA.
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Due puntate per chiudere il nostro viaggio a tappe nel mondo dei materiali per la stampa 3D, a qualche anno dal momento di hype, in cui pareva che la stampa 3D avrebbe sostituito tutto. Prevedibilmente non è quello che è successo, e tuttavia le tecnologie additive sono ormai entrate a pieno titolo nei processi industriali. Il loro successo dipende in larga parte anche dallo sviluppo dei materiali da stampa. E dopo aver parlato di materiali per la stampa 3D in metallo e in ceramica, parliamo di materiali compositi, i più noti dei quali sono la fibra di vetro e la fibra di carbonio. Ancora una volta cerchiamo di capire qualcosa di più di questi materiali e di come vengono prodotti e utilizzati. Ma la parola chiave è "leggerezza". Ne parliamo con Massimo Messori, professore di Scienza e Tecnologia dei Materiali al Politecnico di Torino e cofounder della startup MAT3D.
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Torniamo sul difficile percorso di decarbonizzazione degli autotrasporti pesanti, per parlare del progetto H-DUAL, il cui obiettivo è sperimentare una tecnologia dual-fuel che integra idrogeno e Hydrotreated Vegetable Oil (HVO), un biocombustibile con caratteristiche del tutto analoghe al diesel. Il Politecnico di Milano ha svolto le prime simulazioni e i risultati sono molto incoraggianti: fino al 30% del combustibile liquido può essere sostituito da idrogeno senza modifiche al motore, abbattendo emissioni inquinanti e di CO2. E lavorandoci, si può fare anche di meglio. Ce ne parla Tommaso Lucchini, professore di Motori a Combustione Interna del Politecnico di Milano.
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Si chiama acciaio maraging: è una lega di ferro, cobalto nichel e molibdeno, e costa una fortuna. Lo si trova nel mondo dell’aeronautica e dei motori, nelle migliori mazze da golf e nelle spade da scherma. In questa puntata andiamo a Pisa per parlare di una collaborazione tra l’ateneo Pisano e la Federazione Italiana di scherma, per sviluppare attività di ricerca nel settore dei materiali e delle attrezzature schermistiche con l’obiettivo, soprattutto, di rendere più accessibile questo sport, trovando alternative più economiche alle attuali senza sacrificare prestazioni e la sicurezza. E se possibile, migliorandole. Ne parliamo con Renzo Valentini, professore di Metallurgia all’Università di Pisa.
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Il riciclo dei materiali da demolizione, in particolare delle macerie di calcestruzzo, promette meno rifiuti in discarica, meno cave, meno trasporti pesanti. Ma la semplice sostituzione dei materiali vergini con materiali da demolizione non è automatica: non si può semplicemente rifare una trave con le macerie di una trave; non mantenendo le prestazioni inalterate. Ma un gruppo di ricercatori di Milano e Cagliari ha messo a punto un nuovo componente edilizio, basato su un approccio alternativo al classico cemento armato con tondini, che permette di integrare macerie a volontà senza compromettere le prestazioni, e anzi migliorandole. Tutto dipende dal particolare design del componente, che trasforma le caratteristiche peculiari del materiale da demolizione in un vantaggio anziché un limite. Ne parliamo con Flavio Stochino, professore di Tecnica delle Costruzioni dell’Università di Cagliari.
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Torniamo a parlare di Edilizia Off-Site, un approccio industriale alle ristrutturazioni edilizie, che fa largo uso di componenti di involucro prefabbricati e preassemblati. Finora poco sviluppato in Italia, questo approccio trova oggi un'opportunità nel progetto Officio, coordinato dall’ENEA, che ha mappato 116 aziende operanti sul territorio italiano coinvolte nella produzione e commercializzazione di 541 diversi sistemi e componenti per l'isolamento e riqualificazione degli edifici, riconducibili al concetto di edilizia off-site. Cresce anche il numero di casi applicativi, ma restano ancora frontiere poco esplorate anche dei nuovi impianti. Ne parliamo con Miriam Benedetti, prima ricercatrice ENEA.
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Parliamo del progetto Officio, che ha svolto la prima mappatura delle filiere dell’edilizia Off-Site in Italia, uno dei più importanti trend di innovazione emersi nell’ultimo decennio nel settore delle costruzioni. Si tratta del tentativo di applicare un approccio industriale alle riqualificazioni edilizie, spostando buona parte delle lavorazioni dal cantiere a una fabbrica, dove intere sezioni del nuovo involucro vengono pre-assemblate per poi essere “agganciate” all’edificio una volta in cantiere. Il lavoro, condotto insieme al Politecnico di Milano e all’Università di Bologna, ha portato a identificare sia le principali imprese attive a vario titolo in questo ambito, sia le principali soluzioni tecnologiche offerte e prodotte. L’approccio Off-Site punta a standardizzare i processi, certificare le prestazioni, migliorare la sicurezza e a ridurre costi e tempi. Ne parliamo con Miriam Benedetti, prima ricercatrice ENEA.
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L’inquinamento da plastiche passa anche attraverso la produzione di compost di cattiva qualità, inquinato a sua volta da microplastiche se il materiale di partenza è contaminato a monte. A complicare le cose c’è poi il fatto che questi residui sono difficili da distinguere dai residui di polimeri compostabili - bioplastiche come il mater-b o il PLA -, che invece hanno tutto il diritto di trovarsi frammisti al compost. Da qui, il lavoro fatto congiuntamente da Cnr-Isafom e Università degli Studi di Milano: un nuovo protocollo di analisi che permette in modo facile ed economico di quantificare eventuali plastiche “cattive” presenti nel compost, che potrebbe presto diventare un test standard. Ne parliamo con Mirko Cucina, primo ricercatore dell’Istituto per i Sistemi Agrari e Ambientali nel Mediterraneo, del CNR di Perugia.
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C'è una ricerca condotta da un gruppo di ricercatori del CNR e del Politecnico di Milano, e pubblicata sulla rivista Nature Photonics, che potrebbe darci un giorno i primi computer completamente ottici, dove sia il trasferimento che l'elaborazione delle informazioni avviene grazie a impulsi luminosi. In ballo c’è la possibilità di avere computer 100 volte più veloci: i ricercatori sono infatti riusciti, grazie a impulsi di luce ultra-rapidi, a controllare lo stato degli elettroni in un particolare materiale bidimensionale, il disolfuro di tungsteno, ponendo le basi per un nuovo tipo di componente digitale. Ce ne parla Giulio Cerullo, professore di Fisica del Politecnico di Milano.
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Si chiama 6G ed è il prossimo protocollo per le telecomunicazioni mobili, destinato a succedere al 5G. Ma si legge “Terahertz”, una sorta di territorio inesplorato del vasto spettro delle onde elettromagnetiche, a metà strada tra le radiofrequenze e la luce. Una delle più importanti innovazioni del 6G sarà proprio l’utilizzo diffuso, per la prima volta, di questa banda di trasmissione, con l’obiettivo di raggiungere nelle comunicazioni senza filo - anche se al prezzo di qualche complicazione - delle prestazioni simili a quelle della fibra ottica. Un progetto Horizon Europe, chiamato TIMES, ha testato questo concept in uno scenario industriale ricostruito grazie alla Linea Pilota industriale riconfigurabile di BI-REX, il Competence Centrer specializzato in digiatalizzazione e Big Data con sede a Bologna. Ne parliamo con Francesco Meoni, CTO di BI-REX.
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Torniamo a parlare di uno dei progetti più affascinanti che abbiamo raccontato a Smart City, e che vedono le nanotecnologie applicate in campo medico: la retina liquida su cui l’IIT lavora ormai da più di cinque anni e che ha di recente fatto un ulteriore passo in avanti verso l’applicazione clinica. Si tratta di qualcosa in grado di restituire la vista a persone che l’hanno persa completamente a causa di una malattia degenerativa: la retinite pigmentosa. La retina liquida è una soluzione in cui sono immerse delle nanoparticelle che, una volta iniettate con una siringa nel retro della retina, agiscono come microscopici pannelli fotovoltaici. Questi trasformano, infatti, gli stimoli luminosi in piccoli impulsi elettrici che il nervo ottico trasmette al cervello. Oggi la retina liquida è stata potenziata grazie all’aggiunta di grafene. Ne parliamo con Elisabetta Colombo, ricercatrice dell’IIT.
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Minerva è la principale iniziativa italiana nel campo dei Large Language Model, termine tecnico con cui si indicano le piattaforme di Intelligenza Artificiale come ChatGPT. Si tratta cioè dell’unica piattaforma sviluppata con controllo diretto sulle fonti e sui processi di addestramento e curata da una università pubblica italiana. Un gruppo di ricerca della Sapienza guidato da Roberto Navigli, in collaborazione con lo spin-off della Sapienza Babelscape, ha presentato Chat Minerva, cioè un assistente di IA multimodale che è stato progettato non solo per dialogare meglio, ma per comprendere test, immagini, documenti, accedere al web in tempo reale: capacità che avvicinano maggiormente Minerva a quelle dei giganti americani. La sfida è impari in termini di risorse, ma è importante per tenere la comunità scientifica e tecnologica del paese al passo con l’innovazione rapidissima che vediamo in questo settore. Ne parliamo con Roberto Navigli, professore dell'Università della Sapienza e principale autore di questa iniziativa.
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Tra gli obiettivi dell’Europa c’è anche quello di riportare fino al 20% del traffico merci dalla strada all’acqua, e tra le dorsali strategiche individuate dall’UE c’è anche il Po e i suoi principali affluenti, vie d’acqua molto meno usate che in passato. Una mano ad aumentare la navigazione potrebbe oggi venire dalla tecnologia, che rendenderebbe disponibili informazioni tempestive come le condizioni in tempo reale del fondale, che nei fiumi cambiano molto rapidamente, soprattutto in presenza di fenomeni estremi. Da qui il lavoro fatto dall’ENEA nell’ambito del progetto europeo CRISTAL, con cui ha sviluppato un sistema basato su sensori in fibra ottica e tecnologie di intelligenza artificiale che permettono di fare previsioni sulla navigabilità fino a 10 giorni. Ne parliamo con Sonia Giovinazzi, ricercatrice del Laboratorio Infrastrutture critiche del Dipartimento Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili (TERIN).
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Sarà capitato a tutti di smontare qualcosa e di non sapere più bene come rimontarlo. Nel mondo della robotica industriale si verifica il problema opposto: milioni di manufatti vengono assemblati quotidianamente da robot nelle fabbriche di tutto il mondo. Eppure tutta questa capacità di assemblare non si traduce in capacità di disassemblare. È qui che entra in gioco il progetto Inverse, coordinato dall’Università di Trento, il cui obiettivo è far sì che i robot, montando, imparino anche a smontare quello che altri robot hanno assemblato solo qualche anno prima. Un sistema utilissimo per potenziare processi come il remanufacturing, che mira a recuperare componenti preziosi che altrimenti andrebbero distrutti, quali le celle che compongono le batterie delle auto. È proprio da qui che partirà Inverse. Ne parliamo con Matteo Saveriano, Ricercatore dell’Università di Trento e coordinatore del progetto.
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+42%: è l’incremento di richieste di brevetti dedicati al riciclo delle batterie registrato dall’Agenzia Europea dei Brevetti; numero impressionate che dà la misura dell’interesse nato intorno al filone dell’economia circolare, destinato a crescere come semplice conseguenza del tempo. Come spiegato nella puntata precedente, si lavora su tutti i comparti della filiera: dallo stoccaggio delle materie esauste al riciclo chimico, dallo smontaggio al remanufacturing. Un fattore abilitante comune a quasi tutte le fasi dei processi di riciclo è l’automazione, necessaria sia per ragioni economiche sia per ragioni di sicurezza. Ci chiediamo: a che punto siamo? Ancora non esistono impianti di disassemblaggio completamente automatizzati, dove cioè l’uomo si limita a supervisionare il processo. Ma l’obiettivo è sempre più vicino. Ne parliamo con Marcello Colledani, professore di Demanufaturing al Politecnico di Milano e coordinatore del progetto BATMASS.
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L’Agenzia Europea dei brevetti ha da poco pubblicato un report che fa il punto sui trend di innovazione nel riciclo delle batterie, un settore in fortissima crescita date le prospettive di volumi sempre crescenti di batterie al litio che giungeranno a fine vita. Se per anni si è invocato l’avvento di filiere del riciclo, oggi i volumi di batterie esauste hanno raggiunto una massa critica sufficiente a giustificare i primi impianti di riciclo su grande scala; ma soprattutto, ci si prepara a quanto ci attende nei prossimi anni. A dimostrarlo c’è l’enorme crescita dei brevetti che coprono le varie fasi del riciclo, cresciuti del 43% in un anno. E se la Cina domina anche questa classifica, all’Europa è riconducibile il 20% delle famiglie dei brevetti del settore, concentrati soprattutto sulla raccolta delle batterie usate e sulla trasformazione chimica volta al recupero delle materie prime. Ne parliamo con Roberta Romano-Götsch, Chief sustainability officer dell'EPO.
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