Contattaci

Fisica

I computer piccolissimi che ci cambieranno la vita

Computer di dimensioni quasi microscopiche sono ormai alla portata della tecnologia elettronica. L’ultimo ostacolo da superare riguarda lo sviluppo di metodi per ottimizzarne l’efficienza energetica in modo da produrre batterie di dimensioni anch’esse minuscole ma a lunghissima durata di Stuart Biles / Scientific American

Pubblicato

il

Ricordate Salto nel buio, la commedia fantascientifica degli anni ottanta su una microscopica capsula con equipaggio iniettata in un essere umano?
Anche se siamo lontani anni dal lancio di sottomarini all’interno dei nostri corpi, i progressi dell’ingegneria hanno reso possibile la costruzione di computer così piccoli che l’idea di inserirli nel tessuto vivente non è più solo il parto dell’immaginazione di uno scrittore di fantascienza.

Sono già passati vent’anni da quando lo scienziato britannico Kevin Warwick impiantò per la prima volta un trasmettitore RFID al silicio nel suo braccio per controllare a distanza i computer di porte, luci e altri dispositivi. In seguito ha fatto un ulteriore passo avanti interfacciando il dispositivo con il proprio sistema nervoso in modo da controllare un braccio robotico, e guadagnarsi il soprannome di “Captain Cyborg”.
Anche se non è una notizia da strillare ogni giorno in prima pagina, il ritmo della tecnologia dei microcomputer non ha rallentato, e a volte resto ancora stupito dall’ingegnosità di alcuni nuovi sviluppi.

Per esempio, all’inizio di quest’anno, un team dell’Università del Michigan diretto da David Blaauw, docente di ingegneria elettronica e informatica, ha usato un processore ad alta efficienza energetica costruito dall’azienda per cui lavoro, la Arm, per costruire il computer più piccolo del mondo.

Il dispositivo, che misura appena 0,3 millimetri di lato, ha solo un decimo delle dimensioni del precedente detentore del record, un computer a energia solare non più grande di un granello di sale. Dato che è possibile integrare nel nuovo dispositivo dei sensori di temperatura e pressione, il team di Blaauw prevede che, tra le altre applicazioni, potrebbe essere impiantato nei tumori per determinare se si riducono dopo i trattamenti chemioterapici. (Gli studi dimostrano che i tumori possono avere temperature leggermente superiori a quelle dei tessuti sani).

Anche se lo sviluppo di minuscoli computer è entusiasmante, ci sono ostacoli che ne impediscono un’ampia diffusione nel settore sanitario e in altri settori. Uno dei problemi maggiori è la creazione di batterie sufficientemente piccole per alimentare i dispositivi.

Via via che le dimensioni delle batterie si riducono, anche la quantità di energia che immagazzinano diminuisce drasticamente. Le batterie necessarie per i computer minuscoli sono notevolmente più piccole delle piccole batterie convenzionali usate per alimentare dispositivi come i pacemaker e gli impianti cocleari, e la loro capacità – dice Blaauw – può essere mille volte inferiore.

Una possibile soluzione è trovare il modo per ricaricare frequentemente i dispositivi. Per esempio, i raggi infrarossi possono ricaricare a distanza i sensori impiantati in topi di laboratorio.

Gli scienziati stanno anche studiando come produrre elettricità per piccoli computer sfruttando una tecnica nota come recupero di energia termoelettrica, anche se finora non ci sono stati successi a una scala così piccola. Per far sì che questa tecnica funzioni, ci deve essere una differenza di temperatura tra due superfici di un dispositivo, ma i nuovi mini computer sono così piccoli che è difficile rendere una loro parte qualsiasi molto più calda di un’altra.

Altri metodi ancora allo studio prevedono il ricorso a molecole di glucosio come fonte di energia.

Una soluzione efficace potrebbe essere quella di risparmiare la piccola quantità di energia che può essere immagazzinata in una batteria minuscola. Blaauw e il suo team hanno visto che possono ridurre drasticamente il consumo di energia “svegliando” solo periodicamente i computer per fare calcoli e poi rimettendoli a riposo.

Oltre a massimizzare la quantità di tempo in cui i piccoli computer non sono attivi, si può abbattere il loro consumo energetico riducendo la quantità di elettricità che consumano quando sono attivi.

Blaauw e il suo gruppo sono riusciti a ridurre il consumo di energia a riposo del loro computer fino alla soglia infinitesimale di 30 picowatt, 300 trilionesimi di watt, grazie a una modificazione dei transistor usati, alla riduzione delle dimensioni di alcuni circuiti e ad alcune ottimizzazioni dei circuiti.

Le piccole dimensioni e il ridotto consumo energetico dei mini computer però servirebbero a poco se i dati che raccolgono non potessero essere comunicati correttamente. Per consumare meno elettricità possibile, Blaauw e il suo team hanno dovuto modificare anche questo processo.

Attivando l’antenna radio per le trasmissioni solo per pochi miliardesimi di secondo, i computer possono farsi riconoscere senza sprecare troppa energia. “Perché una radio possa essere sentita, deve ‘urlare’ piuttosto forte”, ha detto Blaauw. “In sostanza, abbiamo fatto sì che invece di urlare tutto il tempo, emetta solo un segnale forte ma breve.”

Se i gruppi di ricerca come quello di Blaauw riescono a superare gli ostacoli tecnologici, è verosimile che un giorno i computer minuscoli potranno rivoluzionare ben più del rilevamento dei tumori.

La CubeWorks, un’azienda nata dall’iniziativa Michigan Micro Mote (M3) dell’Università del Michigan, ha sviluppato un sistema di microsensori in rete che possono essere incorporati in oggetti di uso quotidiano – dai sistemi domotici ai parchi eolici fino ai dispositivi per monitorare i livelli di glucosio – e collegati all’Internet degli oggetti.

Alimentati dalla luce solare, questi computer possono raccogliere informazioni sulla temperatura e la pressione dell’ambiente, oltre a scattare immagini digitali e tracciare il movimento all’interno di una determinata area. Un giorno, sistemi come questi potranno trasformare il modo in cui interagiamo con tutto, dagli edifici in cui viviamo agli abiti che indossiamo.

Anche se non saremo ancora in grado di lanciare sottomarini all’interno del nostro corpo, i computer di dimensioni millimetriche probabilmente arriveranno sul mercato nel prossimo decennio e cominceranno ad avere un impatto significativo sul mondo.

(L’originale di questo articolo è stato pubblicato su “Scientific American” il 28 dicembre 2018





Licenza Creative Commons



Crediti :

le Scienze

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

Continua a leggere
Clicca per commentare

Leave a Reply

Per commentare puoi anche connetterti tramite:



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

Fisica

Nella storia dell’essere umano non c’è mai stata così tanta CO₂ nell’atmosfera

Lo scorso weekend la presenza di gas serra ha toccato un nuovo preoccupante livello record di 415,26 parti per milione: non era mai stato così alto da quando l’uomo è sulla Terra

Pubblicato

il

Gli appelli di Greta Thunberg, la 16enne paladina del clima che ha convinto centinaia di migliaia di studenti in tutto il mondo a protestare contro i cambiamenti climatici e chiede ai governi di impegnarsi molto di più sul fronte ambientale, per ora sembrano essere caduti nel vuoto. Eppure sempre più dati testimoniano la necessità di prendere sul serio l’attivista: questo weekend, i ricercatori dello Scripps Institute for Oceanography di San Diego hanno fatto sapere che la presenza di CO₂ nell’atmosfera ha raggiunto il livello record di 415 parti per milione. Il dato, certificato dall’Osservatorio Mauna Lau delle Hawaii, è il più alto da quando l’uomo è comparso sulla Terra.

Il numero è allarmante. “Non è il più alto solo della storia documentata, o non solo dall’invenzione dell’agricoltura 10mila anni fa: è il più alto dai tempi precedenti ai primi esemplari moderni di essere umano, milioni di anni fa. Non sappiamo nulla di un pianeta come questo”, ha twittato il meteorologo Eric Holthaus.

Gli ha fatto eco la climatologa della Texas Tech University, Katherine Hayhoe. “Come scienziata, quello che mi preoccupa di più non è che abbiamo superato l’ennesima soglia, ma ciò che questo aumento significa nella realtà. Stiamo continuando con un esperimento senza precedenti sul nostro pianeta, che è l’unica casa che abbiamo”.

Un aumento costante

Gli scienziati hanno iniziato a monitorare la presenza di CO₂ nell’atmosfera negli anni Sessanta. Da allora, il livello di emissioni – che era pari a 315 ppm – è sempre aumentato, proporzionalmente allo sviluppo industriale, fino ad arrivare a quota 400 ppm nel 2016. Oggi siamo a 415,26 parti per milione, il che significa che negli ultimi tre anni la presenza di CO₂ è cresciuta in media di 5 parti per milione, soprattutto a causa delle scelte dei governi e dell’utilizzo dei combustibili fossili.

Secondo gli scienziati, è impossibile prevedere cosa comporterà questo livello di CO₂ nei prossimi anni. Si possono solo fare delle ipotesi. Una di queste è che la Terra torni a essere com’era durante il Pliocene, un’epoca geologica che ebbe inizio 5 milioni di anni fa e terminò 2 milioni di anni fa e fu caratterizzata da livelli di Co2 superiori a 400 ppm. Allora la temperatura media era tre gradi più alta di quella odierna, gli oceani erano più alti di 15 metri e non c’erano ghiacciai. Il Polo Sud, per esempio, era ricoperto da foreste.





Licenza Creative Commons



Crediti :

Wired

Continua a leggere

Fisica

SpaceX lancia i primi 60 satelliti per l’internet dello spazio, ma Musk è pessimista

SpaceX sulla rampa di lancio per spedire in orbita i primi nodi della rete spaziale, ma il fondatore di Tesla Elon Musk teme un insuccesso, mentre accelera la corsa con i concorrenti. Ecco come seguire il lancio

Pubblicato

il

Falcon 9 in fase di decollo (Foto: SpaceX/Flickr)

Continua la corsa alla conquista dell’internet spaziale con un lancio di 60 satelliti da parte di SpaceX, la società aerospaziale di Elon Musk, con l’obiettivo di avviare i test della rete web satellitare Starlink. Il lancio dei 60 satelliti caricati nella stiva del razzo Falcon 9 è previsto nella finestra di tempo tra le ore 2.30 e le 4 (fuso orario di Greenwich) del 16 maggio 2019.

L’annuncio è stato dato dal patron di Tesla, Elon Musk, su Twitter, con due foto suggestive del vano di carico del Falcon9 pieno dei satelliti, che verranno rilasciati in orbita a formare la prima parte della rete internet dello spazio.

SpaceX non vuole rimanere indietro dopo che i concorrenti dOne Web, a febbraio, sono riusciti a mettere in orbita 6 satelliti funzionanti. Né vuole essere superata nella corsa allo spazio da Amazon e dai suoi 3.236 satelliti Kuiper

Elon Musk però non è convinto della riuscita del primo lancio. “Molto probabilmente andrà tutto storto nella prima missione”, ha scritto nelle risposte al suo tweet. La rete composta da soli 60 satelliti fungerà da test ma non avrà una ricaduta immediata pet gli untenti. “Saranno necessari altri 6 lanci da 60 satelliti per avere una minima copertura di segnale”, ha spiegato Musk, “e altri 12 per una moderata”.

Finora SpaceX ha inviato in orbita solamente due satelliti di test, denominati TinTin A e TinTin B. I 60 satelliti prossimi al lancio sono un’evoluzione di quei modelli ma non sono ancora la versione definitiva. Sono prototipi sacrificabili per testare l’efficacia del progetto, che si comporrà, nei piani di SpaceX, di circa 12mila satelliti.

Il decollo avverrà dalla stazione aeronautica di Cape Canaveral in Florida e potrà essere seguito dalla diretta live trasmessa sul canale YouTube di SpaceX .





Licenza Creative Commons



Crediti :

Wired

Continua a leggere

Fisica

Caro Libero, ti spieghiamo la differenza tra meteo e clima

Secondo il quotidiano un maggio così freddo basterebbe a smentire il riscaldamento globale in atto, che la scienza sta denunciando ormai da anni. Ancora una volta è stata fatta confusione tra meteo e clima

Pubblicato

il

Riscaldamento del pianeta? Ma se fa freddo”. Così titola e si risponde il quotidiano Libero, nella sua prima pagina di lunedì 6 maggio 2019. L’ennesima leggerezza giornalistica dovuta alla confusione tra due concetti molto diversi tra loro, quello di clima e quello di meteo. A detta dell’autore dell’articolo, infatti, quest’inizio di maggio così freddo e piovoso, con nevicate anche a bassa quota, in tutta la nostra penisola, smentirebbe il riscaldamento globale in atto che la scienza e Greta Thunberg, la sedicenne svedese diventata una celebrità nella lotta al cambiamento climatico (ma che il giornale non perde occasione di chiamare Gretina), stanno denunciando ormai da anni.

libero surriscaldamento globale

Ma bastano davvero temperature rigide e piogge torrenziali per sbugiardare i cambiamenti climatici? No, anzi. Si tratta solamente dell’ennesimo errore da parte di un giornale, che ha confuso fenomeni meteorologici anomali di qualche giorno con il clima e quindi il cambiamento climatico, che si misura invece su lunghe scale temporali. Ricordiamo, infatti, che poco tempo fa anche il Messaggero di Roma aveva fatto uno scivolone simile, titolando un articolo del 5 gennaio scorso con “Il freddo di questi giorni allontana i timori sul riscaldamento globale”. Come vi avevamo raccontato, il giornale aveva successivamente rimediato al “malinteso”, riferendo che era saltato un “non” che aveva cambiato tutto il senso della frase.

Ricordiamo che la lettura degli eventi meteo estremi potrebbe essere proprio l’opposto a quanto sostenuto dal giornale: sarebbero infatti proprio i cambiamenti climatici a generale e rendere più frequenti le ondate di gelo e di calore. E di documenti scientifici che lo dimostrano ce ne sono a palate. Per citarne alcuni, i dati dell’Istituto di science dell’atmosfera e del clima (Isac) del Cnr di Bologna hanno evidenziato come il 2018 è stato l’anno più caldo degli ultimi due secoli nel nostro Paese, confermando la tendenza all’aumento delle temperature medie del pianeta. “Il 2018 è stato l’anno più caldo dal 1800 ad oggi per l’Italia”, ci aveva raccontato il climatologo Michele Brunetti“Con una anomalia di 1,58°C sopra la media del periodo di riferimento dal 1971 al 2000, ha superato il precedente record del 2015 (1,44°C sopra la media)”.

Secondo uno studio della University of Hawaii, pubblicato su Nature Climate Change, le ondate di caldo sono destinate ad aumentare: come sottolineano i ricercatori, nei prossimi anni, le emissioni di gas serracontinueranno a crescere e il 75% della popolazione mondiale potrebbe essere esposto entro il 2100 a ondate di calore mortali. E se le cose non cambieranno, stando al Climate Action Tracker, sempre nel 2100 la temperatura sarà di 3,4°C più alta rispetto a quella attuale, con conseguenze catastrofiche.

Ricordiamo, inoltre, che dall’inizio del 2019 sono già stati registrati 33 record di caldo, ma nessuno di freddo. Lo aveva raccontato al New Scientist il climatologo Maximiliano Herrera, a commento dell’ondata di gelo eccezionale (temperature di -40 gradi) che aveva investito l’America del Nord a gennaio scorso. Secondo lo scienziato, per poter dire che un clima sia stabile, il numero di record di temperature calde e fredde dovrebbe essere uguale. Ma stando alle ultime analisi, nel 2018 ben 430 stazioni in tutto il mondo hanno registrato temperature massime e solamente 40 hanno riportato i minimi storici. Un confronto che è il chiaro ed ennesimo segno del fatto che il nostro pianeta stia diventando sempre più caldo.

 





Licenza Creative Commons



Crediti :

Wired

Continua a leggere

Chi Siamo

Newsletter

Dicono di noi

DAL MONDO DELLA RICERCA

  • Le Scienze
  • Nature (EN)
  • Immunologia

Comunicato stampa - I gruppi umani Gravettiani, probabilmente scomparsi a ridosso dell’Ultimo Massim [...]

Comunicato stampa - Un test per scoprire la presenza di latte importato in un prodotto derivante da [...]

Comunicato stampa - Grazie alla sinergia di diversi Istituti del Cnr con ricercatori di Lens e Unive [...]

Nature, Published online: 17 May 2019; doi:10.1038/d41586-019-01606-8New eligibility requirements fo [...]

Nature, Published online: 17 May 2019; doi:10.1038/d41586-019-01539-2Antibody patterns shift as peop [...]

Nature, Published online: 17 May 2019; doi:10.1038/d41586-019-01572-1Neuroscientist Blaine Roberts e [...]

Una molecola che si trova nei vasi sanguigni e interagisce con il sistema immunitario contribuisce a [...]

Comunicato stampa - Uno studio internazionale pubblicato su The Lancet mette in discussione la sicur [...]

Saranno le immunodeficienze il banco di prova prescelto dai ricercatori dell'Istituto San Raffa [...]

Sismografo Live

Sismi Italia tempo reale

Terremoti Importanti

Aggiornato Dom 19 Mag 13:17:58 (GMT+0200)

NASA TV

SPACE X

Facebook

I più letti