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Gli studenti di tutta Europa sono richiamati all’attenzione dall’Esa (European Space Agency): c’è la possibilità di partecipare a un training completamente gratuito per imparare a sviluppare e testare piccoli satelliti, i cosiddetti CubeSats, direttamente con gli esperti di tecnologia e scienze spaziali dell’Agenzia.

L’iniziativa, ribattezzata Fly Your Satellite, è alla sua terza edizione e i satelliti prodotti dai team di studenti della prima sono in orbita ormai da tre anni. Vuoi diventare il prossimo protagonista? Dai un occhio alla call – e, naturalmente, in bocca al lupo!





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Detective presso Computer Crime Research Center. Investigazioni Roma. Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni Seminario Analisi del Crimine Violento Università di Roma

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Lab

Come il 5G cambierà il nostro modo di guidare

Sorpasso assistito, incrocio cooperativo, mappe realmente intelligenti: saranno queste le prime soluzioni tecniche che la nuova rete potrebbe portare

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In un evento presso il circuito di Guida Sicura ACI, alle porte di Milano, Vodafone ha mostrato come il 5G potrà cambiare il mondo della mobilità. L’operatore telefonico, però, non si è limitato a presentare ipotesi e applicazioni futuristiche sviluppate in sinergia con 38 parner industriali e istituzionali (tra cui il Politecnico di Milano, Pirelli, FCA, Magneti Marelli). Ha concretamente permesso alle persone presenti nel di sperimentare su pista alcune soluzioni 5G per l’automotive: il sorpasso assistito, l’incrocio cooperativo, l’aumento della fluidità del traffico e le mappe realmente intelligenti.

Per saggiare le quattro esperienze sono state utilizzate tre vetture  ottimizzate con soluzioni di connettività 5G fornite da Marelli e pneumatici intelligenti Cyber Tyre Pirelli in grado di rilevare le reali condizioni di aderenza dell’asfalto. A questi si deve aggiungere il Multi-Access Edge Computing (MEC) di Vodafone. Si tratta di particolari strutture di calcolo che invece di avere un’unica grande sede sono distribuite verso i bordi periferici (edge) della rete. Ciò garantisce la prossimità fisica alla strada delle risorse computazionali necessarie a ridurre i tempi di latenza (tempo che passa tra il comando e la sua esecuzione) della comunicazione tra i veicoli. Ma soprattutto tra l’infrastruttura di raccolta delle informazioni –come telecamere e semafori intelligenti– e le vetture connesse. Ecco in dettaglio le quattro experience.

Il sorpasso assistito

Il 5G promette di essere la soluzione per i sorpassi in totale sicurezza. In Vodafone lo hanno chiamato See Through (guardare attraverso) perché sfrutta la comunicazione tra due veicoli (V2V) per scambiare video in alta definizione e in tempo reale. Lo scopo è estendere il raggio visivo del guidatore in scenari di visibilità ostruita. Grazie al 5G, il conducente riceve in tempo reale sul display della vettura il video con la visione soggettiva frontale della prima macchina che lo precede: quella immediatamente davanti al veicolo che ne ostruisce parzialmente la visuale. Ciò permette di vedere attraverso l’ostacolo per verificare che la carreggiata sia libera e sicura nel concludere la manovra di sorpasso.

L’incrocio cooperativo

Seduti sul sedile posteriore dell’auto abbiamo assistito alla cronaca annunciata di un mancato incidente. L’Urban Cross Traffic Cooperativo è una soluzione che sfrutta la comunicazione trai veicoli e tra gli stessi con l’infrastruttura (come telecamere intelligenti) per ampliare il raggio visivo degli attuali sistemi di sicurezza.

Obiettivo ultimo è evitare la collisione tra veicoli che si approssimano a un incrocio, lanciando segnali visivi e acustici di warning al guidatore fino ad attuare una frenata automatica di emergenza (AEB – Automatic Emergency Breaking). In questo caso d’uso, la bassissima latenza del 5G (si parla di qualche millisecondo) garantisce la reattività  dei sistemi di frenata automatica che anticipano i tempi di reazione sia dell’automobilista, sia dei sistemi di assistenza alla guida come il radar anticollisione.

Niente più code

In gergo, questa soluzione si definisce Highway Chauffeur. Anche in questo caso si sfrutta la comunicazione tra due veicoli per scambiare in tempo reale informazioni di posizione e velocità di veicoli circolanti in colonna su una corsia. Lo scopo è permettere all’automobilista di mantenere una velocità e una corretta distanza di sicurezza che si adatta dinamicamente alle condizioni di traffico. Grazie a questa soluzione, sarà possibile migliorare la fluidità del traffico, ridurre gli ingorghi, il consumo di carburante e le emissioni. Si tratta di un’evoluzione degli attuali sistemi standard di Adaptive Cruise Control (ACC).

A bordo di Alfaromeo Giulia Quadrifoglio per la prova dell’Intelligent Speed Adaptation Control


Le mappe realmente intelligenti

L’ultima delle quattro soluzioni presentate nell’ambito della sperimentazione 5G di Vodafone è stata l’Intelligent Speed Adaptation and Control. Anche in questo caso si sfrutta la comunicazione V2V e I2V (Infrastructure-to-Vehicle) per la condivisione di informazioni statiche e dinamiche dell’ecosistema stradale intorno al veicolo: limiti di velocità, lavori in corso temporanei, restringimenti di carreggiata, curve pericolose, stato degli impianti semaforici e l’elenco sarebbe ancora lungo.

A queste informazioni si aggiungono quelle rilevate da altri veicoli circostanti. Tra queste, le condizioni pericolose del manto stradale registrate dai pneumatici sensorizzati Pirelli. Il nostro passaggio su una zona a scarsissima aderenza ha inviato a tutte le altre auto in prossimità l’alert e informato il conducente di adeguare la velocità di marcia per non incorrere in pericoli.

I quattro esperimenti sono andati tutti a buon fine; senza intoppi e senza incidenti. A conti fatti, sembra proprio che il 5G sia una reale tappa di avvicinamento verso la guida autonoma. Serve però che anche i legislatori stiano al passo con l’innovazione non solo a parole, ma con regolamenti e leggi adeguate.





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Google annuncia la supremazia quantistica

Con uno studio pubblicato su “Nature” arriva la conferma che il computer quantistico sviluppato dai ricercatori di Google ha davvero superato il più potente supercomputer del mondo costruito da IBM: che però ridimensiona il risultato raggiunto dai rivali

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Dopo le prime indiscrezioni di cui avevamo scritto appena un mese fa, arriva adesso su “Nature” la conferma della conquista della quantum supremacy, o supremazia quantistica. A tagliare il traguardo, considerato una pietra miliare fondamentale per lo sviluppo dei computer quantistici, è stato un gruppo di ricercatori del Google Quantum AI Lab. In effetti, in un commento online la IBM – proprietaria del più potente supercomputer del mondo – tenta di ridimensionare il risultato; ma tutti – anche la stessa IBM – concordano sul fatto che il traguardo raggiunto è comunque senza precedenti.

Lo studio pubblicato su “Nature” fa chiarezza su quanto era trapelato nelle scorse settimane tramite un documento comparso su un sito interno della NASA e rimosso poche ore dopo. Pochi dati, che erano però bastati a comprendere la portata del lavoro della squadra di ricerca guidata dal Google Quantum AI Lab, ma che non avevano ancora nessuna conferma ufficiale.

L’articolo di “Nature” riporta che, grazie al processore quantistico programmabile Sycamore a 53 qubit, è stato possibile completare in appena 200 secondi un’elaborazione che anche al più potente supercomputer del mondo avrebbe richiesto circa 10.000 anni. Un’affermazione inequivocabile del raggiungimento della quantum supremacy, ossia essere riusciti a battere le prestazioni dei computer tradizionali più potenti in circolazione.

Per capire la portata del traguardo serve fare un passo indietro, ai primi anni ottanta, quando vennero poste le basi teoriche per la nascita dei primi computer capaci di sfruttare pienamente i bizzarri comportamenti dei quanti. Nacque quindi la necessità di porre obiettivi “comprensibili” per lo sviluppo di questa tecnologia ritenuta a lungo poco più che fantascienza, e uno dei traguardi che si imposero gli sviluppatori fu arrivare a produrre calcolatori quantistici capaci di completare un qualsiasi calcolo, anche se completamente inutile, che nessun computer tradizionali fosse in grado di elaborare. Il concetto ha trovato poi grande popolarità sotto il termine di quantum supremacy, proposto nel 2012 da John Preskill.

Per arrivare all’obiettivo i ricercatori di Google hanno sviluppato un processore a 54 qubit, denominato Sycamore, e lo hanno messo al lavoro su una precisa tipologia di calcoli detti di sampling o campionamento. Per raggiungere lo scopo i ricercatori hanno ovviamente scelto le condizioni di gioco più adatte allo scopo: “Si tratta di un problema ingegnerizzato ad hoc, senza nessuna utilità pratica se non quella di raggiungere la quantum supremacy”, ci spiega Fabio Sciarrino, responsabile del Quantum information Lab della Sapienza Università di Roma.

Ma nonostante quest’apparente artificiosa inutilità, il traguardo raggiunto ha una grande rilevanza scientifica, non solo tecnologica, “perché finora non si aveva nessuna certezza che un simile risultato si potesse davvero ottenere. Si temeva che non fosse possibile mantenere le caratteristiche di un sistema quantistico anche in un sistema di dimensioni notevoli come questo”. In appena 200 secondi il processore Sycamore ha completato un’elaborazione “inutile” ma in ogni caso impossibile per qualunque altro computer visto che anche il più potente del mondo, il Summit di IBM, avrebbe dovuto lavorare per circa 10.000 anni.

I produttori del supercomputer più potente del pianeta però non ci stanno ad avere il ruolo degli sconfitti e rispondono precisando che con le giuste correzioni la loro macchina avrebbe potuto risolvere il calcolo in appena 2,5 giorni. “Una precisazione che però non toglie nulla al traguardo raggiunto da Google”, osserva Sciarrino. “Che sia un calcolo di giorni o anni, è un dato di fatto che ormai il livello dei supercomputer è stato raggiunto. Mai si era arrivati a qualcosa di questo livello”.

Raggiunta la quantum supremacy, si apre ora una nuova fase per lo sviluppo di questa tecnologia. E anche se sono ancora lontani dall’avere applicazioni concrete – c’è ancora molto lavoro da fare sia sul fronte hardware, in particolare nella riduzione del rumore e degli errori, sia sul fronte del software, dove sarà necessario sviluppare programmi capaci di dare contributi alla soluzione di problemi concreti – i computer quantistici rappresentano comunque il futuro.

“C’è un margine di crescita enorme e gli investimenti fatti finora nel settore sono nulla rispetto a quanto fatto invece con i computer tradizionali”, conclude Sciarrino. Solo il tempo potrà dare risposte, ma se la cosiddetta legge di Neven si rivelerà corretta l’attesa sarà davvero breve





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Come si sta costruendo un utero artificiale

Il progetto, guidato dai ricercatori dell’università di Heindoven, punta a realizzare un prototipo funzionante entro 5 anni. Un dispositivo finanziato con 3 milioni di euro dell’Ue, che potrebbe rivoluzionare l’assistenza ai neonati pretermine più a rischio

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(foto: Jacoplane/Wikipedia)

Per la fantascienza è cosa fatta, e da tempo. Che Siano i campi sterminati di Matrix, dove gli uomini “non nascono, vengono coltivati”. O un esempio più classico, come il celebre Il nuovo mondo (Brave New World in originale) di Aldous Huxley, in cui gli esseri umani sono prodotti in serie, estrema perversione di una società industriale che ha preso il sopravvento anche sulla nostra biologia. Nella realtà, invece, un modo per far sviluppare completamente un embrione umano al di fuori del corpo materno (o di un utero umano, quanto meno) è ancora impossibile. Ma in Europa si lavora a qualcosa di simile: all’università tecnica di Heindoven è infatti in fase di sviluppo un utero artificiale, o meglio un supporto vitale perinatale, pensato per far sopravvivere i bambini prematuri anche prima della 22sima settimana di vita, cioè quando attualmente le chance di sopravvivenza sono pressoché inesistenti. Un obbiettivo che i ricercatori dell’università olandese ritengono di poter raggiungere al massimo nel giro di cinque anni, grazie a un finanziamento da tre milioni di euro ricevuto dall’Ue nell’ambito del programma Horizon 2020.

Cos’è un utero artificiale?

In termini molto generali, un utero artificiale è un qualunque dispositivo che riproduca le condizioni in cui un bambino si trova a crescere all’interno dell’utero materno. Per i nati prematuri, infatti, il maggiore pericolo è rappresentato dalle differenti caratteristiche ambientali in cui si trovano a crescere: l’esposizione all’aria e la mancanza del cordone ombelicale, per citarne un paio, rendono difficile il loro sviluppo anche nelle migliori unità di terapia intensiva. Prima della 28esima settimana esistono rischi non trascurabili che un bambino prematuro riporti complicazioni e disturbi dello sviluppo, perché gli organi dei piccoli sono troppo immaturi e hanno difficoltà ad adattarsi alla vita extrauterina. Prima della 22esima, le chance di sopravvivere sono praticamente inesistenti. Un ambiente che offra loro qualcosa di equivalente ad un liquido amniotico, un cordone ombelicale collegato a una placenta e tutte le altre caratteristiche di un utero vero e proprio, permetterebbe di salvare moltissimi bambini nati estremamente prematuri. E la ricerca, un po’ alla volta, ci sta avvicinando all’obbiettivo.

L’esempio americano

Le novità eclatanti, in questo campo, sono ferme a un paio di anni fa. Quando i ricercatori del Children’s Hospital di Philadelphia hanno presentato i traguardi raggiunti dal loro Biobag: una sacca di plastica molto speciale, in grado di imitare la protezione offerta dalla placenta, colma di una soluzione elettrolitica che mima il liquido amniotico, e dotata di un tubo che viene collegato al feto in via di sviluppo, per replicare le funzioni del cordone ombelicale, filtrando il sangue dalle scorie e dall’anidride carbonica e arricchendolo di nutrienti e ossigeno. Per testarlo, i ricercatori americani hanno utilizzato otto agnellini, inseriti nel dispositivo in un periodo dello sviluppo paragonabile alla 23esima settimana di una gravidanza umana, e lasciati crescere al suo interno per 28 giorni. Al termine dell’esperimento, gli agnelli sono stati estratti dal Biobag e dopo questa nascita artificiale le loro condizioni di salute sono state comparate con quelle di un agnellino di controllo, frutta di una gravidanza tradizionale, senza che emergessero differenze importanti.

I risultati incoraggianti hanno fatto sbilanciare Alan Flake, direttore del Centro per la ricerca fetale al Children’s Hospital di Philadelphia, che all’epoca ha annunciato l’avvio di sperimentazioni cliniche nel giro di 3-5 anni. Per ora però non ci sono state conferme di esperimenti che coinvolgano neonati umani. E non c’è da stupirsi: un agnello e un bambino, per quanto simili, sono anche molto diversi. Troppo, probabilmente, per sfidare la sorte nel mondo reale.

Un agnello incubato nel Biobag al 107esimo giorno di gestazione (foto: Emily A Partridge / Nature communications/Chop handout/Epa)


Il progetto europeo

Per i ricercatori del gruppo di Heindoven e i loro partner, tra cui spicca anche un gruppo del Politecnico di Milano, l’esperimento americano rappresenta un importante punto di partenza. La conferma – ha raccontato al Guardian Guid Oei, uno dei ricercatori del gruppo olandese – che è possibile mantenere in vita un feto di animale sommergendolo in un ambiente liquido. Tra i problemi che devono affrontare i nati prematuri, infatti, uno dei principali riguarda lo sviluppo di polmoni e intestino: quando questi organi non sono sufficientemente maturi non riescono ad espletare le loro funzioni, e quindi respirare autonomamente (così come digerire i nutrienti) è per loro estremamente complicato. Tenendoli sommersi in un liquido e lasciando lavorare il cordone ombelicale, come avviene normalmente, si superano questi problemi.

Ma una gravidanza naturale è molto più di questo, ed è quanto puntano a replicare nei laboratori di Heindoven. Nelle loro intenzioni, il nuovo utero artificiale sarà qualcosa di molto più complesso di una semplice sacca di plastica: al suo interno i feti avranno sensazioni tattili, uditive e olfattive paragonabili a quelle che avrebbero nel grembo materno. E lungi dall’essere meri effetti speciali, queste sensazioni sono essenziali per un corretto sviluppo del nascituro. Anche sul piano delle sperimentazioni i ricercatori vogliono compiere un importante passo in avanti rispetto all’esperienza americana. Agnelli e altri modelli animali non sono sufficientemente affidabili per mettere a rischio una piccola vita umana, e quindi il progetto prevede di sostituirli con una tecnologia di nuova concezione: manichini stampati in 3D dotati di un vasto range di sensori, che permetteranno, insieme a modelli computazionali e simulazioni computerizzate ad hoc, di testare e monitorare tutti gli aspetti salienti della gravidanza, prima di immaginare un primo test sull’uomo.

Neonati a rischio

Se tutto andrà come sperato, il nuovo utero artificiale – di cui al momento non si conoscono ancora le specifiche tecniche – potrebbe vedere la luce entro i prossimi 5 anni. A quel punto, potrebbe rapidamente diffondersi in tutte le neonatologie del mondo, perché rappresenterebbe un’autentica rivoluzione. Stando ai dati, oggi alla 23esima settimana la sopravvivenza dei prematuri si aggira ancora intorno al 10-40%, alla 24esima raggiunge il 40-70%, e solo dalla 27esima inizia a superare il 90%. Un utero artificiale perfettamente funzionante rappresenterebbe quindi una chance fondamentale per moltissimi piccoli che oggi, con un parto precedente alla 27-28esima settimana, hanno ancora poche probabilità di sopravvivere e crescere in salute.

Rischi e possibilità

I problemi da risolvere prima di un simile traguardo sono però ancora molti. Di ordine tecnico e scientifico, ma anche etico e legale. Come ricorda sul Guardian Elizabeth Chloe Romanis, della facoltà di legge dell’Università di Manchester, dal punto di vista legale e bioetico un utero artificiale funzionante rappresenterebbe un territorio ancora completamente inesplorato. “Le leggi oggi trattano bambini e feti in modo molto differente, e quindi la domanda è: un piccolo che cresce all’interno di un utero artificiale in quale delle due categorie rientra?”, riflette l’esperta. “Mi pare chiaro che questi aspetti etici e legali devono essere affrontati subito, prima che l’utero artificiale diventi realtà”.

Se per ora non ci sono ancora informazioni precise su come sarà fatto il nuovo utero artificiale, quel che è certo è cosa non sarà. Un sistema per crescere artificialmente la vita umana dal concepimento fino alla nascita, come negli esempi che citavamo all’inizio presi dal mondo della fantascienza, è assolutamente impensabile con le tecnologie e le conoscenze odierne. Un utero artificiale oggi può avere una serie di utilizzi ben definiti: supportare i nati molto prematuri (intorno alla 22esima settimana) che oggi hanno scarse possibilità di farcela, e rendere possibili operazioni prenatali che oggi vanno ritardate fino alla nascita, e che in futuro potrebbero invece essere svolte prelevando il feto, mantenendolo in vita nell’utero artificiale per il tempo necessario all’intervento, e poi reinserendolo nel grembo materno una volta risolto il problema. Per vedere uomini creati completamente in laboratorio, invece, ci sarà da attendere ancora bel po’.





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