Smart City

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.