Smart City

Internet of Bio-Nano Things: ne abbiamo parlato nella puntata precedente e, come abbiamo visto, consiste nell'applicare al corpo umano il paradigma dell'Internet delle Cose (IOT).
Infatti il corpo umano può essere visto come un insieme di sistemi di telecomunicazioni, chimiche ed elettriche, che permette a singole cellule, tessuti e interi organi di comunicare tra loro.
Riuscire a leggere e a intervenire questi scambi di informazioni aprirebbe la strada a nuove metodologie diagnostiche e terapeutiche, e come vedremo stasera, permetterebbe a dispositivi impiantati nel corpo umano di comunicare tra loro e con l'esterno. Gli scienziati infatti hanno scoperto che i messaggi elettrici che viaggiano lungo i nervi non utilizzano tutte le frequenze disponibili. Come accade talvolta per le frequenze della radio o della televisione, alcune di queste sono rimaste libere, e possono essere utilizzate per permettere a dispositivi artificiali, presenti nel nostro corpo, di parlarsi e coordinarsi tra loro.
Ospite Lorenzo Mucchi, Prof. Ass. al Dip di Ingegneria dell'Informazione dell'Università di Firenze; docente di Reti Dati per Applicazioni Industriali

E' possibile applicare il paradigma dell'Internet of Thing, l'internet delle cose, al corpo umano e a ciò che accade al suo interno?
Da alcuni anni, gli scienziati ritengono di sì. Il punto è che il corpo umano può essere visto come sistema di tele-comunicazioni, elettriche ma sopratutto chimiche: ogni cellula del corpo scambia informazioni chimiche con le cellule vicine; ormoni e neurotrasmettitori circolano per tutto il corpo lanciando segnali e allarmi, mentre impulsi nervosi viaggiano lungo i nervi portando informazioni al cervello, il nostro principale data-center.
Grazie alle nanotecnologie e alla biologia sintetica oggi possiamo immaginare di intercettare, leggere e utilizzare questi segnali a diversi fini: come stabilire lo stato di salute di un soggetto, combattere patologie e far comunicare tra loro eventuali dispositivi impiantati quali il pacemaker: è l'Internet of bio-nano things.

Ospite Lorenzo Mucchi, Prof. Ass. al Dip di Ingegneria dell'Informazione dell'Università di Firenze; docente di Reti Dati per Applicazioni Industriali

Mai, come in questi giorni, ci è parsa cruciale la capacità di produrre rapidamente grandi quantitativi di un farmaco o di un vaccino. Ebbene, tra i più abili produttori di sostanze farmacologiche ci sono senz'altro le piante, da cui ancora oggi deriva circa il 25% dei principi attivi utilizzati dall'industria farmaceutica. Ma si può fare di più: grazie all'impiego delle biotecnologie è possibile utilizzare le piante non solo come "fonte" di principi attivi naturali, ma anche come vere e proprie bio-fabbriche per la sintesi di farmaci biotecnologici. Su questa frontiera, detta del molecular farming, si muove il laboratorio biotecnologie dell'ENEA, dove vi porteremo stasera con SC, che recentemente ha messo a punto un sistema di produzione di anticorpi monoclonali per il trattamento di tumori' basato su piante di tabacco selvatico. Ma, come vedremo, si tratta di un filone in crescita in tutto il mondo, tanto che anche uno dei vaccini allo studio contro il covid punta su questa soluzione.

Si chiama RoomTetris ed è un algoritmo sviluppato dall'Università di Trento che, come dice il nome, risolve un problema simile a quello del popolare videogioco in cui è necessario incastrare mattoncini di varia forma che piovono dal cielo, in modo da formare un muro lasciando meno buchi possibile. Solo che, invece che incastrare mattoncini, RoomTetris cerca di risolvere il problema che più assilla gli albergatori: riempire al massimo le camere di un albergo.
Certo, in questo periodo, parlare di alberghi col tutto esaurito sembra paradossale, ma in tempi normali alcuni alberghi hanno perfino del personale specializzato, che si occupa, essenzialmente, di riorganizzare l'assegnazione alle varie camere degli ospiti che hanno prenotato una stanza con l'obiettivo di trovare spazio per tutti coloro che chiedono una. Può sembrare strano, ma finora non esisteva un algoritmo in grado di risolvere il problema, algoritmo che i ricercatori trentini hanno invece scoperto e pubblicato.

Si chiama wind assisted propulsion, propulsione assistita dal vento, ed è una delle possibili strategie che il mondo dei trasporti navali ha a disposizione per ridurre consumi di carburante ed emissioni inquinanti.
Non parliamo di navi a vela, ma di navi ibride; navi a motore a cui il vento da una mano fornendo parte della spinta. Al posto delle vecchie vele, si punta però su dispositivi più resistenti e facili da manovrare, e la più matura tra le soluzioni allo studio è rappresentata dai cosiddetti rotori Flettner. Si tratta di grandi cilindri rotanti, alti anche più di trenta metri, che generano propulsione sfruttando l'effetto Magnus, lo stesso che fa curvare la traiettoria di un pallone in un tiro a effetto.
Oggi esiste solo una dozzina di navi di questo tipo, ma si prevede che nei prossimi anni questa soluzione, e altre affini, si diffonderanno sempre sempre di più.

Un articolo del 2016 di un'Università tedesca stima che il 72% del consumo globale primario di energia viene disperso in forma di calore. Si tratta in gran parte di calore "tiepido", a bassa temperatura, e la spiegazione di ciò sta nel secondo principio della termodinamica, il quale, spietatissimo, impone che il calore a bassa temperatura sia una forma degradata di energia, e come da un limone spremuto, non se ne possa ricavare granché.
E qui arriviamo alla novità di cui vi parliamo oggi: un dispositivo chiamato Torodyna, un generatore elettrico "liquido" - avete capito bene - dal design totalmente innovativo, capace di ricavare dal calore a bassa temperatura il massimo dell'energia possibile.
È stato progettato, in collaborazione con il Politecnico di Torino, dal CERES Lab dell'Istituto Italiano di Tecnologia, ed è lì che vi portiamo.

Si chiama DeepSpeed ed è, con tutta probabilità, il più efficiente propulsore navale al mondo. Lo ha progettato una start-up italiana, Sealance, che ha da poco concluso un round di finanziamento da record attraverso una nota piattaforma di Crowdfunding, ed è un incrocio fra ingegneria navale ingegneria aeronautica.
Parliamo di un motore fuoribordo elettrico, a idrogetto, che a prima vista assomiglia molto a una di quelle turbine che siamo abituati a veder pendere dalle ali di un aereo. I test condotti fin'ora dimostrano che non solo è più efficiente di qualunque altro sistema di propulsione, sia a elica sia a idrogetto, ma consente anche di raggiungere, pur risparmiando energia, velocità di navigazione più elevate.

Ospite William Gobbo, fondatore e CEO di Sealance

Più di 100 anni fa il geniale inventore Nikola Tesla intuì la possibilità di trasmettere energia a distanza senza fili. Da allora i tentativi di sviluppare un dispositivo che faccia qualcosa del genere sono stati molti ma ancora oggi l'obiettivo appare lontano.
Oggi è possibile ricaricare un telefonino appoggiandolo su una superficie apposita e presto le auto elettriche potranno essere ricaricate in modo simile a qualche centimetro di distanza. Ma Tesla aveva in mente ben altro. E qui veniamo al tema di smart city di stasera.
Infatti nel giugno 2010, sulle Physical Review Letters, è stato proposto per la prima volta un nuovo dispositivo: l'anti-laser, sul quale recentemente ci sono stati interessanti sviluppi. L'anti laser, come dice il nome, fa esattamente il contrario di un laser, e potrebbe essere l'ingrediente che ci mancava per dar corpo alla trasmissione di energia senza fili.

Ospite Stefano Longhi, Professore Associato di Fisica della Materia, Dipartimento di Fisica del Politecnico di Milano

Viviamo in un continente ormai povero di materie prime e altamente dipendente dalle importazioni per assicurare alle proprie industrie ciò di cui necessitano per le loro produzioni. Il tema della dipendenza diventa poi particolarmente critico quando a scarseggiare sono metalli strategici quali quelli necessari all'industria elettronica, come per esempio il tantalio, o all'industria delle energie rinnovabili, come il litio.
Delle dipendenza europea da materie prime e di quali possano essere le strategie per affrontarla si è parlato all'Università di Trento nel corso di una giornata di studio intitolata "Ritorno alle stelle per le materie prime" dove si è ragionato anche di asteroidi, ma soprattutto della possibilità di riaprire in Europa centinaia di siti minerari abbandonati che, grazie alle tecnologie moderne, potrebbero tornare produttivi.
Ospite Stefano Gialanella, Professore di Scienza e Tecnologia dei Materiali al Dipartimento di Ingegneria Industriale dell'Università di Trento e Chairman del convegno.