È interessante addentrarsi un po’ nel recente Top 10 Emerging Technology Report del World Economic Forum (WEF) perché sono ormai evidenti due fattori che condizionano il nostro modo di vivere oggi e in prospettiva:
- il primo è il diffuso ricorso alle tecnologie digitali come elemento abilitante di nuovi cambiamenti;
- il secondo perché sono chiare le sfide che ci attendono, in termini di sostenibilità e ripensamenti dei modelli produttivi e sociali, per le quali la tecnologia è una delle risposte primarie.
Allora diventa un utile strumento di razionalizzazione un documento, al quale hanno contribuito circa 300 persone tra scienziati, ricercatori, futurologi, accademici, che identifica le aree strategiche che nei prossimi 3-5 anni impatteranno le strutture portanti della ricerca e dello sviluppo tecnologico e scientifico a livello mondiale (e a seguire, quindi, dell’economia e della società).
Si tratta di tecnologie per un ripensamento strutturale nei diversi ambiti: dalla connettività alla gestione del climate change; dalla medicina all’agricoltura; dai processi industriali all’accelerazione di un’innovazione ad ampio spettro nei diversi settori.
Le Top 10 sono state identificate secondo criteri di:
- novità (tecnologie emergenti da un primo stadio di sviluppo);
- applicabilità (uso potenzialmente significativo per società ed economie);
- profondità (tecnologie sviluppate da più di una società con la prospettiva di aumentare investimenti e diffusione);
- potenza (tecnologie che stanno cambiando le regole del gioco in settori consolidati).
1 – AI per le scoperte scientifiche/Esplorare nuove frontiere della conoscenza
I progressi realizzati nell’Intelligenza artificiale consentono oggi agli scienziati di esplorare nuove vie per la ricerca di conoscenza, sfruttando deep learning, AI generativa e altri modelli di gestione e analisi dati e contenuti. Recenti sono ad esempio iniziative di data mining di letteratura scientifica applicata alle strutture delle proteine per la scoperta di nuove famiglie di antibiotici piuttosto che nell’analisi dei materiali per rendere più efficienti le batterie. Sta cambiando la modalità con cui si approfondiscono le fonti di conoscenza scientifica, con impatti sui processi di ricerca e sviluppo. È in corso un processo di integrazione tra tecnologie di AI/robotiche con tradizionali metodi di laboratorio per accelerare e innovare la Ricerca. Altra tecnologia importante, ad esempio, riguarda gli AI chatbot per fare brainstorming su nuove ipotesi, creando modelli capaci di analizzare insiemi sempre più vasti di letteratura e dati scientifici, usando deep learning per giungere a nuove scoperte.
2 – Tecnologie di miglioramento della privacy – Potenziamento globale per una collaborazione su larga scala
Se un accesso sempre più semplificato a grandi insiemi di dati può trasformare i modelli di analisi e ricerca, dall’altro lato impatta su elementi di privacy, sicurezza, etica, sensibilità di informazioni e dati a livello sia di singoli individui sia di società e di interessi nazionali limitando così un’ampia condivisione a livello scientifico internazionale. Sta emergendo quindi un insieme di tecnologie per la messa a fattor comune di dati sensibili limitando queste criticità. Si tratta di tecnologie per i “dati sintetici”. Sono dati che replicano pattern e tendenze nei data set contenenti dati sensibili ma che non forniscono informazioni in grado di collegarli a individui o enti fornitori dei dati. Rinnovato interesse vi è anche per la crittografia omomorfica. Nella crittografia standard i dati vengono prima crittografati e poi decifrati attraverso una chiave: se quest’ultima viene scoperta, tutti i dati potrebbero essere decifrati. Nella crittografia omomorfica viene resa possibile l’analisi direttamente sui dati cifrati senza che sia necessario decifrarli. Tuttavia, per l’applicabilità su scala di questa tecnica serviranno miglioramenti sia sul versante della certezza dei risultati e delle informazioni analizzate sia per la necessità di maggiore potenza elaborativa dei sistemi.
3 – Superfici intelligenti riconfigurabili – Trasformare la connettività wireless con specchi intelligenti
Continua la crescita di domanda per velocità di trasmissione dati più elevate, latenze inferiori, minori consumi. Per questo si sta sviluppando la tecnologia RIS (Reconfigurable Intelligent Surfaces) che usa metamateriali, algoritmi intelligenti ed elaborazione dei segnali avanzata attraverso la trasformazione dei componenti dedicati alla comunicazione wireless. L’idea è di utilizzare “specchi intelligenti” per migliorare il controllo e la precisione delle onde elettromagnetiche riducendo le interferenze e la necessità di alti livelli di potenza nella trasmissione. Le tecnologie RIS si sono rivelate adaptive e dinamicamente riconfigurabili anche rispetto a una domanda di trasmissione in real time. L’impatto è previsto significativo in numerosi settori. La tecnologia RIS consente ai sensori IoT di trasmettere dati con un basso consumo energetico. Anche in quest’ambito si dovrà tuttavia lavorare sulla diminuzione dei costi hardware e su elementi sensibili quali una migliore definizione di standard e di normative in area security e utilizzo etico della tecnologia.
4 – Stazioni piattaforma in alta quota – Colmare l’internet divide dalla stratosfera
Si chiamano HAPS (High Altitude Platform Stations) e operano nella stratosfera, circa 20 km dalla terra con la forma di palloni aerostatici, dirigibili o velivoli ad ala fissa. Tecnologie avanzate con pannelli solari ad alta efficienza, materiali leggeri ed evoluti, avionica autonoma, batterie ad altissima autonomia per connessioni ed erogazione di applicazioni critiche (disaster management, monitoraggio ambientale, gestione delle emergenze, ecc) che non possono offrire sia i satelliti sia i ripetitori terrestri, soprattutto nelle aree più disagiate quali montagne, giungle o deserti. La duttilità di queste tecnologie è fondamentale dove un’efficace diffusione di informazioni e stabilità di comunicazioni può salvare vite umane.
5 – Rilevamento integrato e comunicazione – Costruire la prossima generazione di reti con una consapevolezza digitale
Si tratta dei sistemi ISAC (Integrated Sensing and Communications) per una capacità autonoma operativa basata sull’integrazione tra consapevolezza dell’ambiente esterno e funzionalità evolute di comunicazione in un singolo sistema. Facilitano la raccolta e la trasmissione di dati ottimizzando hardware, energia ed efficienza di costi. L’obiettivo è rendere le reti wireless permeabili alle variazioni ambientali attraverso funzionalità di controllo quali localizzazione, mappatura e monitoraggio delle infrastrutture. Sensori che analizzano qualità dell’aria e dell’acqua, condizioni meteo, ecc. consentono ai sistemi di diventare un supporto strategico nella trasmissione autonoma di dati in smart agricolture, protezione ambientale, pianificazioni in area smart city, previsioni di situazioni future, ecc.
6 – Tecnologie immersive nell’edilizia – Definire nuove basi per la costruzione e la manutenzione
È una delle industrie a più alto impatto ambientale, che contribuisce a circa il 40% delle emissioni di Co2. Il cambiamento che le tecnologie digitali immersive, realtà virtuali, digital twins possono determinare in questo comparto è molto profondo. Rischi, costi, soluzioni alternative possono essere verificati prima dell’avvio delle fasi di costruzione in ogni minimo dettaglio. Tecnologie di AI e grande capacità elaborativa guidano questa rivoluzione dove uno degli elementi più critici è oggi rappresentato dalla carenza di competenze specialistiche. L’AI generativa può ulteriormente accelerare il processo creando direttamente dai dati e dai testi tecnici modelli di costruzioni tridimensionali, specifiche costruttive, linee guida di sicurezza e altro ancora.
Lo studio WEF, infine, affronta altre 4 top emerging technologies per altrettanti settori in profondo cambiamento guidato, anche se indirettamente, dalle tecnologie digitali e dall’analisi dei dati.
- Le tecnologie elastocaloriche (riducono l’energia necessaria per riscaldare e raffreddare più volte i materiali, consentendo agli impianti termini di lavorare come muscoli)
- La reingegnerizzazione dei microorganismi (per catturare il carbonio dall’aria e convertire le emissioni di gas serra in prodotti di valore usando luce solare o sostanze chimiche)
- Alimenti alternativi per il bestiame (provenienti da insetti, proteine unicellulari, alghe, rifiuti in alternativa a soia, mais e grano, per ridurre i consumi di acqua e gli impatti ambientali)
Genomica per i trapianti (vi sono progressi significativi nel campo dei trapianti di organi da animali superando con nuove tecniche di manipolazioni genetiche in un singolo animale, tipicamente il suino, il problema delle barriere immunologiche che portavano al rigetto dell’organo).
