Dieci tecnologie che promettono bene…

Ogni anno, dal 2001, la prestigiosa rivista MIT Technology Review individua le principali tecnologie che avranno maggior impatto sull'economia e la politica, miglioreranno il campo della medicina e influenzeranno la nostra cultura nel prossimo futuro. Eccole brevemente descritte e spiegato il motivo del loro interesse.
Micron
Micron
Giornalista scientifico
Micron
Sociologia, Comunicazione della Scienza

1) STAMPA 3D CON IL METALLO
La stampa 3D è una tecnologia ampiamente utilizzata in diversi ambiti ormai da molti anni. Ogni giorno viene utilizzata per stampare oggetti di design e addirittura case o organi. Ma se la stampa tridimensionale è una realtà tecnologica in circolazione da decenni rimane particolarmente costoso e lento utilizzare il metallo come “inchiostro”. Almeno fino all’anno scorso. Nel 2017, i ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory hanno annunciato di aver sviluppato un metodo di stampa 3D per creare parti in acciaio inossidabile due volte più resistenti di quelle tradizionali. La 3D Markforged – una start-up con sede a Boston – ha invece rilasciato la prima stampante 3D a metallo ad un prezzo di circa 100.000 dollari mentre Desktop Metal ha proposto un software che permette agli utenti di personalizzare l’oggetto che desiderano e il programma produce un modello adatto alla stampa.
L’implementazione della stampa tridimensionale con il metallo è già oggi disponibile e promette di essere una vera rivoluzione: si potranno creare parti più leggere, più resistenti e forme complesse che non sono possibili con i metodi convenzionali. Se la stampa 3D con il metallo si diffondesse – osservano dalla redazione di MIT Technology Review – potrebbe cambiare il mondo della produzione di massa. Elimineremmo in un sol colpo la necessità di ampi magazzini e di spazi per lo stoccaggio poiché potremmo comodamente stampare un oggetto, come la parte di un’auto usurata, solo al momento del bisogno.

2) EMBRIONI ARTIFICIALI
Nel 2017, un team dell’Università di Cambridge guidato da Sarah Harrison ha pubblicato su Science i risultati di un esperimento che ha visto lo sviluppo di una struttura estremamente simile a un embrione naturale, utilizzando unicamente due tipi di cellule staminali embrionali di topo e un’impalcatura 3D di matrice extracellulare (un tessuto biologico su cui crescono le cellule). Un traguardo importante, spiegavano già allora gli autori della scoperta, che potrebbe aiutare in futuro a studiare direttamente in provetta le fasi iniziali, e più delicate, dello sviluppo embrionale senza ricorrere agli embrioni.
Magdalena Zernicka-Goetz del Dipartimento di Fisiologia, Sviluppo e Neuroscienze, che ha guidato la ricerca si diceva soddisfatta per i promettenti sviluppi di quel loro esperimento. «Sarà possibile simulare molte delle primissime fasi evolutive – ha detto la Zernicka-Goetz – e ciò ci permetterà di studiare gli eventi chiave che avvengono nei primi 14 giorni di gestazione, uno stadio critico dello sviluppo, e capire perché talvolta capiti che prenda la strada sbagliata. Tutto senza lavorare sugli embrioni». Magdelena Zernicka-Goetz, infatti, vuole studiare in che modo le cellule di un embrione precoce iniziano ad assumere i loro ruoli specializzati. Al lavoro ci sono già le equipe dell’Università del Michigan e della Rockefeller University. È indubbio che gli embrioni umani “sintetici” sarebbero un ottimo strumento per gli scienziati. Come è facile immaginare, però, non mancano le numerose implicazioni bioetiche con cui una simile tecnologia non potrà esimersi dal confrontarsi.

3) SENSING CITY
Toronto, in Canada, potrebbe ben presto accrescere la sua fama di città innovativa e tecnologica. Tutto grazie al progetto Quayside, un nuovo quartiere dove sorgeranno uffici, edifici residenziali e spazi pubblici che rivoluzionerà il concetto di smart city. Tra le caratteristiche di questo ampliamento urbano c’è l’uso di veicoli elettrici e la costruzione di una centrale per la produzione di energia totalmente rinnovabile. Non mancherà anche una componente robotica: il progetto prevede l’impiego di veicoli autonomi che viaggeranno sottoterra per svolgere compiti semplici ma indispensabili per la vita metropolitana come la consegna della posta. Le statunitensi Alphabet’s e Sidewalk Labs, promotrici del progetto, stanno collaborando con il governo canadese per mappare la qualità dell’aria, misurare i livelli di rumorosità urbana, monitorare il livello di traffico e le attività svolte dalle persone attraverso vari sensori e device. Sulla base di tutti questi dati saranno prese le decisioni architettoniche e urbanistiche per la realizzazione di questo nuovo modello di smart city. Molte altre città nordamericane (San Francisco, Denver, Los Angeles e Boston), secondo Waterfront Toronto, l’agenzia pubblica canadese che supervisiona lo sviluppo del Quayside, hanno chiesto di entrare in simili progetti. Le smart city del futuro potrebbero essere ben presto realtà.

4) INTELLIGENZA ARTIFICIALE PER TUTTI
Era il dicembre 2017 quando, durante l’annuale conferenza a Las Vegas, Amazon ha annunciato che avrebbe implementato la sua piattaforma di cloud computing, Amazon Web Services, con nuove funzionalità di machine learning. Anche Google – attraverso Tensorflow, una libreria di software open source utili nella realizzazione di algoritmi per diversi tipi di compiti percettivi e di comprensione del linguaggio – ha iniziato ad offrire servizi di intelligenza artificiale sul cloud. Microsoft, con Azure, e Amazon stanno invece collaborando per offrire una nuova libreria di deep learning che consenta agli sviluppatori di creare prototipi, costruire, addestrare e implementare modelli di machine learning nel cloud(Gluon). Questi prodotti saranno utili per il futuro dell’AI. Non si tratta, infatti, solo di un’enorme opportunità di business per l’azienda che per prima arriverà sul mercato ma anche una grande chance per rendere più accessibile, più diffuso e meno esoso l’uso dell’intelligenza artificiale. Attualmente l’intelligenza artificiale è utilizzata principalmente nel settore tecnologico dove ha creato nuovi prodotti e servizi. Molte imprese e industrie faticano a sfruttare e utilizzare i progressi dell’intelligenza artificiale. Attraverso il cloud potremmo rendere l’AI alla portata di quasi tutti. Allora potrà iniziare la vera rivoluzione dell’intelligenza artificiale.

5) DUELING NEURAL NETWORK
Ian Goodfellow era uno studente del Montreal Institute for Learning Algorithms quando, nel 2014, propose una nuova classe di algoritmi in grado di far fare un salto di qualità all’intelligenza artificiale. Goodfellow ha sviluppato per Google Brain quelle che oggi sono conosciute come Generative adversarial networks (reti antagoniste generative, GAN). Il problema era piuttosto semplice: può un sistema di intelligenza artificiale creare immagini talmente realistiche da sembrare reali a un osservatore umano? Goodfellow pensò di riuscirci contrapponendo due intelligenze artificiali: una IA lavora per creare, per esempio, immagini realistiche, mentre una seconda AI analizza i risultati e cerca di determinare se le immagini sono vere o false. I risultati hanno mostrato che questa tecnica può generare fotografie che appaiono autentiche agli occhi degli osservatori umani. Lo scorso 18 gennaio, con un post sul proprio blog, Microsoft ha annunciato la realizzazione di un “drawing bot”. L’azienda di Bill Gates ha sviluppato un sistema di intelligenza artificiale che, partendo da una descrizione testuale di un soggetto, è in grado di crearne una rappresentazione sotto forma di immagine. La tecnologia sviluppata dai laboratori di ricerca del colosso di Redmond, ha già ottenuto risultati sorprendenti. Il nuovo sistema di machine learning può generare immagini di qualsiasi genere, anche di completa fantasia. E, aspetto ancora più interessante, ogni lavoro contiene dei dettagli che non sono presenti nella descrizione iniziale. Ciò dimostrerebbe, secondo alcuni esperti, che si stia raggiungendo un reale livello di autoapprendimento da parte dei sistemi di intelligenza artificiale.

6) AURICOLARI PER LA TRADUZIONE ISTANTANEA
Google ha lanciato a fine 2017 i Pixel Buds, un paio di auricolari che, se utilizzati assieme a uno smartphone Google “Pixel” di seconda generazione, permettono di conversare con una persona in due lingue diverse grazie alla traduzione istantanea. Per capire il meccanismo immaginiamo due persone, una madrelingua italiana e una madrelingua inglese. Mentre la persona italiana indossa le cuffie, quella inglese tiene in mano lo smartphone. La persona con le cuffie pronuncia una frase in italiano. Lo smartphone capta la frase, la traduce e la riproduce in inglese attraverso il microfono integrato. Lo stesso meccanismo avviene anche in direzione opposta. L’inglese parla e le sue frasi vengono tradotte in italiano e fatte così ascoltare nelle cuffie. Si tratta, a detta degli sviluppatori, di un sistema che permetterebbe di superare gli inconvenienti dei traduttori istantanei al momento disponibili, dato che l’uso delle Pixel Buds renderebbe la conversazione più fluida e naturale, mantenendo il contatto visivo con l’interlocutore.
Rimangono alcuni dubbi sull’efficacia di questo sistema, in primis per quanto concerne l’applicazione che si occuperebbe della traduzione istantanea: Google Translator. In molteplici casi si è visto come, per giungere a una traduzione discreta, sia necessario trovarsi in un ambiente privo di rumori di disturbo e, soprattutto, sia fondamentale che la pronuncia delle frasi risulti impeccabile. L’uso delle cuffie Pixel Buds permette di superare il primo inconveniente ma il problema della riconoscibilità della pronuncia e del tono rimane. Di sicuro non ci troviamo davanti al famigerato pesce, chiamato “Babelfish” e descritto in “Guida Galattica per Autostoppisti”, che una volta infilato nell’orecchio permette di sostenere e capire conversazioni in qualsiasi lingua ma un passo avanti è stato fatto.

7) GAS NATURALE A EMISSIONI ZERO
Secondo i “Dati Statistici sull’energia elettrica in Italia” presentati da Terna – Rete Elettrica Nazionale, al 2016 la produzione lorda di energia da fonte termoelettrica incideva sul 68,8% del totale. Il combustibile di gran lunga più utilizzato in Italia per la produzione di energia da fonte termoelettrica è il gas naturale. Nel mondo, in generale, la strada per giungere al 100% di energia rinnovabile e pulita appare ancora lunga e segnata da molte tappe intermedie. Il prossimo passo in questa direzione potrebbe essere mosso dalla Net Power, una compagnia americana che ha sviluppato e costruito una centrale elettrica sperimentale in grado di generare energia pulita usando il gas naturale come combustibile. I responsabili delle società sostengono che la centrale sarà un grado di produrre energia dal gas naturale, catturando l’anidride carbonica che deriva dal processo produttivo e che altrimenti verrebbe rilasciata nell’ambiente. La centrale sperimentale, situata alle porte di Houston, in Texas, ha iniziato da poco i primi test e i responsabili prevedono di rendere disponibile questa tecnologia in un tempo compreso tra i tre e i cinque anni.

8) PRIVACY ONLINE
Navigare su internet mantenendo il più completo anonimato sembra ormai impossibile. Non secondo gli sviluppatori di Zcash, una criptovaluta con cui i pagamenti vengono sì evidenziati su una blockchain pubblica, senza però che appaiano mittente, ricevente e importo della transazione. Il metodo utilizzato si chiama zk-SNARK che permette di dimostrare di essere maggiorenni (senza rivelare la data di nascita) e di provare di possedere una quantità sufficiente di denaro sul proprio conto per potere procedere a un acquisto senza far conoscere l’ammontare dei propri risparmi. Ricercatori e ricercatrici di tutto il mondo hanno lavorato per anni per sviluppare un sistema molto complesso per cui, in estrema sintesi, un computer processa e verifica un’informazione, dopo avere ricevuto un anonimo “via libera” che conferma la veridicità dell’informazione. Dal punto di vista dell’utente, è come se, per ottenere un accesso, dovessimo inserire una password senza, però, che questa effettivamente venga trasmessa. Questa tecnologia è già disponibile e molti la indicano come un grande passo avanti nel mantenere l’anonimato on line. Altri, invece, sostengono che sia ancora troppo presto per avere sufficienti dati per valutare il livello d’anonimato promesso da Zcash.

9) PREVISIONI DEL FUTURO GRAZIE AI GENI
Un giorno i neonati potrebbero subito avere una carta d’identità genetica che riporta le possibilità future di sviluppare un tumore, di soffrire di cuore o di risultare più o meno predisposti a incorrere in determinate patologie. Questa previsione del futuro è possibile grazie allo sforzo combinato di vari partner e istituti di ricerca – Helix, 23andMe, Myriad Genetics, UK Biobank, Broad Institute – che hanno creato quello che viene definito “polygenic risck scores” (Punteggio di rischio poligenico), frutto di nuovi test del DNA in grado di fornire stime accurate sui fattori predittivi di molte malattie.
Le possibilità di applicazione sono molteplici, alcune di queste hanno suscitato i primi dubbi. Ad esempio, questo sistema di analisi può potenzialmente predire qualsiasi tratto, fra cui l’intelligenza di un individuo. Come verrà utilizzata questa informazione? Inoltre si tratta sempre di “previsioni”: non è detto che un individuo con un basso punteggio di rischio di cancro sia del tutto immune alla malattia. Al momento questa tecnologia è già disponibile e pare abbia possibilità applicative dirompenti, una caratteristica che ha interessato e al contempo allarmato molte persone.

10) MATERIALI QUANTISTICI
Capire esattamente e modellare la struttura delle molecole è difficilissimo. Anche prendendo in esame molecole semplici è impossibile per i computer di oggi simulare il comportamento degli elettroni. Il fine è quello di riuscire, un giorno, a sviluppare molecole alla base di medicinali più efficaci, di celle per pannelli solari più efficienti, di batterie più durature. Le difficoltà potrebbero essere superate grazie alle enormi capacità dei computer quantistici. I ricercatori e le ricercatrici della IBM sono riusciti a modellare e studiare nel dettaglio una piccola molecola composta da tre atomi tramite un computer quantistico a sette qubit (il qbit è il bit quantistico, l’unità di informazione quantistica). Nel prossimo decennio sarà possibile modellare con precisione molecole sempre più complesse per l’ideazione di materiali fin ora impossibili da ottenere.

Commenti dei lettori


Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

    X