Le troviamo non solo nei romanzi di fantascienza, ma anche nella realtà. Parliamo delle macchine molecolari, minuscoli dispositivi fatti da un insieme di molecole che fungono da ingranaggi, in grado di attivarsi in risposta a stimoli ottici, chimici o elettrici. Le macchine molecolari prodotte in laboratorio possono emulare quelle esistenti in natura (come le cellule del corpo umano) e possono essere impiegate, per esempio, nel trasporto e nel rilascio mirato di farmaci all’interno dell’organismo. Queste nanomacchine ingegnerizzate sono di fatto sistemi supramolecolari, il cui comportamento dipende non tanto da ciò che accade all’interno delle singole molecole, quanto soprattutto dalle loro interazioni. I princìpi su cui si basano queste minuscole macchine sono quelli della cosiddetta chimica supramolecolare che, sebbene abbia radici abbastanza lontane, oggi rappresenta un campo della ricerca in grande espansione. Ma come sono fatte le macchine molecolari e quali sono i princìpi della chimica supramolecolare su cui si basa il loro funzionamento? A che punto è la ricerca e qual è il confine tra scienza e fantascienza? Ne parliamo con Francesco Peri, professore di Chimica Organica e Farmaceutica al Dipartimento di Biotecnologie e Bioscienze dell'Università di Milano-Bicocca.

Per quale ragione ci serve una intelligenza artificiale generativa, addestrata interamente in italiano? Chi ci sta lavorando? E a che punto siamo? Sono ormai una decina, i progetti in corso dedicati allo sviluppo di Large Language Model (LLM). Tra i più noti, nati in lingua inglese, ci sono Chat GPT, Copilot, Llama Gemini. Gli LLM nativi italiani sono, invece, addestrati su ambiti più specifici, senza dover fare concorrenza ai suddetti giganti: si va da Dante, il primo in ordine cronologico, a magica Velvet, a Minerva, probabilmente uno dei progetti più ambiziosi, fino all'ultimo arrivato, chiamato Italia, che è stato annunciato il 6 giugno da iGenius, la prima e unica startup del paese ad aver superato il miliardo di euro di valutazione. E qui si apre un ragionamento sulla solita asfittica performance del paese su quasi tutte le sfide tecnologiche del nostro tempo. Di tutto questo, parliamo con Elisabetta Fersini, professoressa di Informatica all'Università degli Studi di Milano-Bicocca, che recentemente ha ospitato un convegno in cui si è fatto proprio il punto sullo sviluppo dei large Language Model madrelingua italiani.

Poco meno di sei anni è quanto ci separa dall'avvento del Computer Quantistico. Eppure, secondo un gruppo di esperti di crittografia, è necessario tenere alta l'attenzione sul rischio dell'avvento di questa tecnologia, in grado di scardinare l'attuale sistema di crittografia a chiave pubblica, che oggi è largamente utilizzato. Su questo sistema poggia la riservatezza delle conversazioni telefoniche, ma anche la sicurezza di alcune transazioni bancarie e molto altro. Ma quando un Computer Quantistico sufficientemente potente sarà disponibile, privacy e riservatezza dei dati potrebbero essere a rischio. Nessuno sa quando questo problema diventerà di immediata rilevanza, ma questa sorta di allerta da parte di esperti di crittografia ci aiuta a fissare un obiettivo e a trasmettere un senso di urgenza che in realtà non è affatto fuori luogo. Il perché di tutto questo ce lo spiega Andrea Visconti, professore di Crittografia presso l'Università degli Studi di Milano.

Nel 2019, SpaceX annunciò che per costruire Starship - il più ambizioso veicolo spaziale, in grado di mettere in orbita più di 150 tonnellate di carico alla volta - avrebbe utilizzato l'acciaio. L'annuncio sorprese gli addetti ai lavori, che davano per scontato l’utilizzo di leghe leggere di materiali compositi nella realizzazione di Starship. Le ragioni sono dovute al fatto che l'acciaio offre una serie di prestazioni meccaniche di resistenza, una minore conducibilità termica, una enorme facilità di sviluppo e un vantaggio in termini di costi. Ma quali sono le nuove frontiere di questo materiale “tradizionale”? Ne parliamo con l'aiuto di Carlo Mapelli, professore di Siderurgia al Politecnico di Milano e noto esperto di acciaio.

Basta una veloce ricerca sulla rete, per verificare che l'Intelligenza Artificiale ha già ideato (o quasi) diversi prodotti alimentari, come una miscela di caffè, un nuovo gusto di gelato, un nuovo piatto stellato. L’IA può gestire le comande, per ridurre gli scarti, per proporre nuovi accostamenti, per analizzare i ricettari, per seguire una dieta senza rinunciare al gusto. Nonostante non avverta il sapore o la consistenza dei cibi, l'Intelligenza Artificiale ha saputo sorprenderci, ricordandoci che la conoscenza e la comprensione umana, talvolta, potrebbero essere sopravvalutate. Ma per saperne di più, esploriamo il mondo dell’IA in cucina con l’aiuto di Davide Cassi, professore di fisica della materia all'Università di Parma, dove ha fondato tutto un ramo di ricerca di fisica gastronomica.

Immaginiamo di dover fare attraversare un fiume a un migliaio di persone. È una grande responsabilità, e per farlo chiediamo aiuto. La risposta che otteniamo dipende dal nostro interlocutore: un ingegnere, per esempio, cercherebbe di capire se sia meglio costruire un ponte oppure una zattera. Un avvocato suggerirebbe forse di far firmare a tutti una liberatoria. Capita, infatti, che la burocrazia finisca per elaborare delle procedure il cui principale effetto è mettere al riparo la stessa burocrazia da possibili magagne legali, anziché risolvere il problema di dover fare attraversare il fiume a queste persone. E il sospetto è che a volte anche la regolamentazione sulla privacy non sia priva di questo lato oscuro. Il caso più emblematico di difficoltà nell’utilizzo dei dati per il bene comune è forse quello della ricerca scientifica in ambito medico, su cui ci concentriamo in questo episodio. Ne parliamo con l’aiuto di Paolo Traverso, direttore della Pianificazione Strategica di Fondazione Bruno Kessler, di cui è anche direttore del Centro per le Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione, e con Paolo Guarda, professore di Diritto Privato Comparato alla Facoltà di Giurisprudenza dell'Università di Trento.

Synthia è un organismo di 381 geni, ottenuto sfoltendo il genoma del Mycoplasma Genitalium. Questo genoma sfoltito è stato sintetizzato da zero e inserito nel corpo cellulare di un altro microrganismo privato del nucleo. Synthia è, secondo il suo principale autore Craig Venter, il primo organismo sintetico mai creato. Venter fu infatti il primo scienziato che riuscì a completare il sequenziamento di un intero genoma umano. Ma, mentre un decennio fa sembrava un’impresa titanica, oggi è all’ordine del giorno. Tuttavia, l'annuncio di Synthia non ha ottenuto lo stesso livello di approvazione da parte della comunità scientifica. La biologia sintetica è però una realtà di ricerca molto diversificata e, in questo episodio, ne parliamo con Antonino Cattaneo, professore di fisiologia alla Scuola Normale Superiore di Pisa, dove dal 2010 insegna proprio biologia sintetica.

L’edizione di quest'anno del Festival Galileo di Padova ha dedicato diversi appuntamenti all'impatto dell'Intelligenza Artificiale su vari settori. In questo episodio, cogliamo quindi l’occasione per fare il punto su come stia entrando l’Intelligenza Artificiale nel mondo della medicina e della sanità. Nel corso degli anni, è stato raccontato più volte di come i sistemi di visione artificiale possano essere utilizzati per analizzare immagini biomediche, radiografie, risonanze magnetiche. Ma questo è solo un esempio dei tanti, perché c'è molto altro. Ne parliamo con Paolo Traverso, Direttore del Centro per le Tecnologie dell'Informazione e della Comunicazione della Fondazione Bruno Kessler.

Le super-grids, o mega-grids, ovvero super-reti elettriche capaci di trasportare grandi flussi di energia su lunghissime distanze, da un estremo all’altro di un continente o da un continente all’altro, nascono concettualmente negli anni ’50 e vedono realizzate alcune opere di frontiera già a partire dagli anni ’60. Oggi le super reti sono considerate una tecnologia chiave per la transizione energetica perché potrebbero essere utilizzate per compensare le fluttuazioni di energia prodotta localmente dalle fonti rinnovabili, competendo così con tecnologie come l’idrogeno e il nucleare per dare soluzione al principale problema tecnologico che affligge la transizione verso le rinnovabili: la loro discontinuità. Ne parliamo con Lucio Rossi, professore al Dipartimento di Fisica dell'Università degli Studi di Milano e associato all'INFN, e con Maurizio Delfanti, professore di Sistemi Energetici al Politecnico di Milano.

In una delle scorse puntate della trasmissione radiofonica abbiamo raccontato di un nuovo tipo di barriera a protezione della costa, inventato al Massachusetts Institute of Technology (MIT), che permette di creare dei frangiflutti sommersi in grado di smorzare le onde: una barriera la cui fabbricazione richiede un decimo dei materiali impiegati nei sistemi tradizionali. In questa puntata di Smart City XL cercheremo di raccontare le principali opzioni per proteggere le coste dall'erosione e dall'innalzamento del livello dei mari, chiedendoci fino a che punto opere di questo tipo possano rappresentare una soluzione generalizzata. Di tutto questo parliamo con Gianmaria Sannino, responsabile del laboratorio di modellistica climatica e impatti dell'ENEA, e con Filippo D'Ascola, coordinatore del gruppo di lavoro sul monitoraggio dell'assetto costiero dell'Ispra.