Laurence CadieuxLa Prima Rivoluzione Industriale utilizzava l’energia dell’acqua e del vapore per meccanizzare la produzione. La Seconda Rivoluzione Industriale utilizzava l’energia elettrica per consentire la produzione di massa. La Terza Rivoluzione Industriale utilizzava l’elettronica e l’IT per automatizzare la produzione.
E ora, secondo i futurologi, siamo sull’orlo della Quarta Rivoluzione Industriale, che utilizzerà una crescente interconnessione e l’automazione intelligente per apportare cambiamenti rapidi, senza precedenti — e per molti aspetti inaspettati — alla tecnologia, alle industrie e ai modelli e processi sociali, sfumando i confini tra le sfere fisica, digitale e biologica.
Di seguito evidenziamo 10 tendenze tecnologiche che cambieranno il mondo — in alcuni modi che possiamo prevedere, e forse in molti altri che non possiamo:
Necrobotica
La necrobotica è la pratica di utilizzare materiali biotici — o organismi morti — come componenti robotici. Ad esempio, gli ingegneri meccanici della Rice University di Houston hanno dimostrato l’anno scorso come trasformare ragni deceduti in “pinze meccaniche” in grado di inserirsi in ambienti naturali afferrando oggetti che li superano di peso, come gli insetti.
Attualmente, il concetto di necrobotica è ancora nelle sue primissime fasi. Tuttavia, il potenziale è sorprendente (e forse anche un intero nuovo genere di film dell’orrore!).
Batterie a sabbia
Una batteria a sabbia è un sistema di accumulo di energia termica ad alta temperatura, che utilizza la sabbia (o materiali simili alla sabbia che funzionano come super conduttori) come mezzo di stoccaggio. Può conservare per mesi il calore generato da elettricità a basso costo prodotta da fonti solari o eoliche. La prima batteria a sabbia è stata costruita dalla startup finlandese Polar Night Energy, insieme all’azienda energetica finlandese Vatajankoski. Il progetto ha realizzato la prima soluzione di accumulo energetico a base di sabbia commercialmente valida al mondo.
Al momento, le principali sfide per le batterie a sabbia sono — come spesso accade con i concetti tecnologici rivoluzionari — il costo e la scalabilità. Tuttavia, c’è speranza che entrambi questi ostacoli vengano superati nel prossimo futuro, il che potrebbe scatenare un intero nuovo livello di tecnologia verde. Come osservato da IEEE, la più grande associazione professionale al mondo per l’avanzamento della tecnologia: “Un accumulo termico economico potrebbe aiutare industrie e città a catturare il calore che attualmente viene sprecato, oltre a bilanciare le incoerenze nella produzione di energia eolica e solare”.
Xenotrapianto
Lo xenotrapianto è la procedura di trapianto, impianto o infusione in un essere umano di organi, cellule o tessuti provenienti da una fonte animale. Il più famoso intervento di xenotrapianto è avvenuto molti anni fa.
Nel 1984, una neonata nacque con un difetto cardiaco che l’avrebbe uccisa in pochi giorni. Il suo chirurgo, Leonard Lee Bailey, era un pioniere nei trapianti animale-animale e decise di provare a trapiantare un cuore di babbuino; non come soluzione permanente, ma per consentire alla bambina (divenuta nota come “Baby Fae”) di vivere abbastanza a lungo da poter ricevere in futuro un secondo trapianto, questa volta umano. Tragicamente, Baby Fae morì 21 giorni dopo, quando il suo corpo rigettò il cuore di babbuino. Tuttavia, quell’evento fu il primo serio tentativo di xenotrapianto.
Ora, quattro decenni dopo, l’interesse per lo xenotrapianto è stato riacceso — e con esso anche il dibattito etico e la controversia che lo circondano — come modo per affrontare il grave problema globale della carenza di organi, che ogni anno costa milioni di vite. Come sottolinea l’Irving Medical Center della Columbia University: “Lo xenotrapianto riguarda molto più che il raggiungimento di una procedura che sembra appartenere alla fantascienza. È una priorità per molti chirurghi ed esperti dei trapianti perché potrebbe risolvere molte delle barriere che sono esistite nell’accesso agli organi per decenni”.
Robot che leggono il cervello
Da diversi anni esiste una tecnologia per assistere le persone tetraplegiche (coloro che non possono muovere la parte superiore o inferiore del corpo) a interagire con il mondo. Tuttavia, questa tecnologia si basava sul fatto che le persone fornissero un qualche tipo di input.
Ora sta emergendo una tecnologia che sfrutta l’apprendimento automatico per stimare e comprendere i segnali cerebrali, ma senza input attivi da parte della persona. Ad esempio, l’algoritmo potrebbe teoricamente e potenzialmente interpretare l’attività cerebrale di una persona su sedia a rotelle, al fine di comprenderne le preferenze riguardo a velocità, distanza da altri oggetti e altre variabili. È stato anche ipotizzato che questi cosiddetti “robot che leggono il cervello” possano un giorno riconoscere le circostanze contestuali di una persona e adattarsi di conseguenza in tempo reale. Ad esempio, una sedia a rotelle potrebbe automaticamente sapere di modificare la propensione al rischio se una persona fosse in ritardo per un appuntamento.
In un certo senso, ciò che questa straordinaria tecnologia si propone di fare è catturare l’umore e i sentimenti di una persona, e utilizzare queste informazioni per migliorare la sua esperienza quotidiana. Ma per ora, l’ostacolo maggiore è garantire la coerenza dell’algoritmo nel tempo. Ha commentato la BBC: “Senza tale coerenza, l’algoritmo potrebbe essere destabilizzato in situazioni reali. Se, ad esempio, qualcuno stesse guidando una sedia a rotelle in mezzo a una folla e passasse vicino a persone in una discussione, potrebbe generare un errore che non ha nulla a che fare con l’esperienza di guida”.
Cattura diretta dell’aria
Gli alberi svolgono un ruolo essenziale nella riduzione dell’anidride carbonica (CO2) nell’atmosfera attraverso il processo di fotosintesi. Tuttavia, ciò richiede una grande quantità di terreno — risorsa sempre più scarsa. È qui che la tecnologia di cattura diretta dell’aria (DAC) potrebbe cambiare il paradigma.
La DAC prevede l’estrazione della CO2 dall’aria e la sua conservazione in caverne geologiche in profondità nel sottosuolo, oppure la sua combinazione con idrogeno per creare combustibili sintetici. Attualmente sono operativi in tutto il mondo 18 impianti DAC, che catturano collettivamente quasi 0,01 Mt di CO2 all’anno. Entro il 2030, si prevede che la DAC catturerà quasi 60 Mt di CO2 all’anno.
Sebbene la DAC abbia un potenziale incredibile, ci sono alcuni problemi e sfide significative da superare — in particolare il fatto che gli impianti DAC necessitano di un’enorme quantità di energia per funzionare. Tuttavia, se questo onere può essere ridotto, la DAC potrebbe rappresentare una svolta rivoluzionaria per le generazioni future.
Mattoni che accumulano energia
Conosciamo bene gli smartphone, le smart TV e le case intelligenti. Ebbene, nei prossimi anni aggiungeremo, si spera, un altro membro al panorama “smart”: i mattoni intelligenti!
I ricercatori della Washington University di St Louis hanno sviluppato un metodo per applicare un rivestimento conduttivo — noto come PEDOT — su campioni di mattoni, che poi permea la struttura porosa dei mattoni cotti, trasformandoli in elettrodi in grado di accumulare energia; trasformando essenzialmente i mattoni in una batteria.
La buona notizia è che questi mattoni intelligenti costano solo circa 3 $ USA ciascuno da produrre. La notizia meno buona è che, al momento attuale, la capacità di accumulo di energia è estremamente bassa — circa l’1% di una batteria agli ioni di litio (sufficiente per illuminare una lampadina LED). Tuttavia, c’è molta speranza ed entusiasmo. I ricercatori sperano che, mescolando determinati metalli di transizione nei mattoni, come il manganese, possano aumentare significativamente la capacità di accumulo di energia.
Calcestruzzo vivente
I ricercatori dell’Università del Colorado a Boulder hanno sviluppato quello che viene definito “calcestruzzo vivente”, composto da sabbia, gel e batteri. Questo potrebbe apire la strada (letteralmente!) a future strutture edilizie in grado di riparare autonomamente le proprie crepe, rilevare e reagire a sostanze chimiche tossiche, o addirittura illuminarsi per segnalare danni strutturali.
I minerali presenti nel nuovo materiale sono depositati dai cianobatteri, una comune classe di microbi che catturano energia attraverso la fotosintesi. Il processo assorbe CO2, a differenza della produzione del normale calcestruzzo, che emette enormi quantità di gas a effetto serra.
Attualmente, i ricercatori si concentrano sul rendere il calcestruzzo vivente più resistente, oltre ad aumentarne la resistenza alla disidratazione. Stanno inoltre valutando modi per riconfigurare il materiale in modo che possa essere assemblato più facilmente e imballato in modo compatto — il che potrebbe aprire la possibilità di applicare questa tecnologia su altri pianeti, come Marte. Ha commentato Wil Srubar, ingegnere strutturale dell’Università del Colorado a Boulder e responsabile del progetto di ricerca: “Non c’è modo di trasportare materiali da costruzione nello spazio. Porteremo la biologia con noi”.
Smartwatch alimentati dal sudore
Gli ingegneri dell’Università di Glasgow hanno sviluppato un nuovo tipo di supercondensatore flessibile che accumula energia e, di conseguenza, sostituisce gli elettroliti presenti nelle batterie convenzionali con il sudore.
Ecco come funziona: un tessuto di poliestere assorbe gli ioni positivi e negativi presenti nel sudore. Questi ioni interagiscono con la superficie del polimero, creando una reazione elettrochimica — generando così energia. Il supercondensatore può essere completamente ricaricato con appena 20 microlitri di sudore (circa 4 gocce), ed è sufficientemente robusto da resistere a 4.000 cicli.
Tuttavia, restano alcuni problemi da risolvere prima che gli smartwatch alimentati dal sudore entrino nel mercato di massa e vengano adottati su larga scala. Principalmente, i ricercatori devono capire come far durare la batteria anche quando chi lo indossa non sta sudando. Un’idea è quella di aggiungere una batteria convenzionale di backup. Sebbene non sia una soluzione ideale, potrebbe rappresentare un ponte verso uno smartwatch migliore, completamente privo di batteria, in un futuro (si spera) non troppo lontano.
Generazione di immagini con l’IA
Conosciamo tutti la ricerca di immagini convenzionale, quella in cui inseriamo un termine come “cucciolo” in un motore di ricerca, clicchiamo su immagini e otteniamo migliaia e migliaia di possibilità di immagini — dalle foto stock ai clipart.
Tuttavia, sta emergendo una tecnologia nota come generazione di immagini con l’IA, che va ben oltre la semplice raccolta di immagini esistenti — sta effettivamente creando immagini nuove e originali basate su semplici richieste testuali.
Questa tecnologia di OpenAI, nota come Dall-E, è arrivata alla sua seconda iterazione (“Dall-E 2”). Ci sono stati alcuni miglioramenti impressionanti rispetto alla versione originale, tra cui una migliore risoluzione delle immagini, un tempo di creazione delle immagini più rapido e un algoritmo più intelligente.
Tuttavia, ci sono ancora alcuni problemi da superare prima che Dall-E 2 (o una successiva iterazione) sia meraviglioso e sorprendente quanto il personaggio da cui prende il nome, Wall-E. Ad esempio, se chiedete un’immagine di un “buco nero dentro una scatola”, Dall-E 2 prenderà la richiesta alla lettera e fornirà un’immagine con un cerchio nero (che rappresenta un buco) dentro una scatola. Ma cosa succede se in realtà volevate un’immagine di un buco nero cosmico? Inoltre, Dall-E 2 può avere problemi con la combinazione delle variabili. Ad esempio, se gli chiedete di disegnare un cubo rosso sopra un cubo blu, a volte otterrete un cubo blu sopra un cubo rosso.
E in più, c’è un crescente e turbolento dibattito etico su come questa tecnologia possa essere (e in effetti, lo è già) utilizzata per scopi nefasti come la propaganda e le “fake news”.
Al momento, Dall-E 2 viene lanciato gradualmente (esiste una lista d’attesa) e non ci sono piani ufficiali per renderlo disponibile al pubblico generale. Ha commentato Aditya Ramesh, uno dei principali ricercatori del progetto: “Vogliamo metterla nelle mani delle persone, ma per il momento siamo interessati solo a ricevere feedback su come le persone utilizzano la piattaforma. Siamo sicuramente interessati a implementare questa tecnologia più ampiamente, ma al momento non abbiamo piani di commercializzazione”.
Catapultare satelliti nello spazio
Il modo convenzionale per mandare i satelliti nello spazio è agganciarli a razzi. Tuttavia, esiste la possibilità che nei prossimi anni i satelliti vengano essenzialmente catapultati verso la loro destinazione. Sì, stiamo parlando sul serio!
Esiste ora un sistema prototipo per portare satelliti (o qualsiasi altro carico utile) nello spazio utilizzando l’energia cinetica. In pratica, il satellite verrebbe agganciato a un lanciatore e fatto girare a una velocità impressionante di 8.000 km/h e 10.000 G, prima di essere lanciato verso l’alto attraverso un gigantesco tubo.
Al momento, il concetto non elimina completamente i motori a razzo, che resterebbero comunque necessari per portare i satelliti in orbita. Tuttavia, l’azienda dietro questa tecnologia, SpinLaunch, afferma che questo approccio potrebbe ridurre carburante e infrastrutture del 70%.
Uno sguardo al futuro
Queste sono solo alcune delle numerose idee tecnologiche che daranno inizio alla Quarta Rivoluzione Industriale, e che un giorno, in un futuro lontano, verranno considerate convenzionali piuttosto che sorprendenti. Sebbene non sappiamo cosa accadrà, possiamo affermare con certezza che sarà molto, molto interessante.
Qual è il vostro parere?
Condividete i vostri pensieri su queste (e altre) idee tecnologiche. Pubblicate i vostri commenti qui sotto. Siete entusiasti di ciò che si prospetta all’orizzonte? Preoccupati? Forse un misto di entrambi? Fate sapere alla community cosa ne pensate, cosa vi aspettate e quali consigli avete.