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Le sfide vinte e perse dalla scienza nel 2018

Esseri umani modificati, scienza aperta, voli privati e cambiamento climatico alle porte: un 2018 di passaggio per la scienza

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Un anno di transizione, questo 2018 scientifico. Alcuni timori, finora all’orizzonte, per cambiamento climatico e ingegneria genetica umana sono diventati realtà, che dall’anno prossimo dovremo essere capaci di affrontare. L’esplorazione spaziale sembra passare lentamente in mano ai soggetti privati. Ai successi in fisica e medicina si accompagnano zone oscure. Ma in generale la ricerca scientifica sembra diventare più apertaconsapevole dei propri problemi e intenzionata a risolverli. Ecco alcune delle vittorie e sconfitte della scienza in un anno, come ormai sempre accade, complicato.

Il clima: con l’acqua alla gola

Partecipanti lasciano la conferenza Cop24 di Katowice. (Photo by Beata Zawrzel/NurPhoto)

 

Partiamo con una sfida persa, non tanto dalla scienza ma dall’umanità nel suo complesso. Il report Ipcc uscito lo scorso ottobre non è più un grido di allarme, è la presa d’atto a occhi sbarrati che non possiamo più tornare indietro: se pensate quel report sia allarmistico, sappiate che molti scienziati lo hanno criticato in quanto troppo cauto. Il pianeta si scalderàdi almeno un grado e mezzo in media, quasi sicuramente due o più: sembra poco, ma essendo una quantità di energia enorme in più nell’atmosfera, avrà un impatto tragico su clima, economia e salute.

Possiamo ormai solo tentare di moderare il riscaldamento globale in corso, ma anche questo obiettivo sarà durissimo: richiederà uno sforzo enorme in una dozzina di anni, e richiederà tra l’altro strategie di cattura del carbonioche al momento non abbiamo neanche iniziato a implementare.

Peccato che stiamo facendo esattamente il contrarioNon è il momento di arrendersi, perché ogni frazione di grado centigrado che riusciremo a strappare all’effetto serra vorrà dire meno danni all’agricoltura, alle città e a milioni di persone, ma dovremo comunque adattarci a un mondo che presto non sarà più quello che conosciamo. Specie se la politica continua follemente a spingerci verso il precipizio: se non è una novità che a Trumpla questione non interessi e che stia smantellando i controlli sulle emissioni, altrove non va meglio. La Cop24 di Katowice è stata un fallimento a causa non solo degli Usa ma anche di Russia, Kuwait e Arabia Saudita, mentre in Australia si eliminano le politiche di riduzione delle emissioni. In Italia, intanto, la politica dà la colpa a Satana. Che dire, di certo si vedono parecchie forze del Male di questi tempi.

 

Superconduttori verso la temperatura ambiente?

 

(foto: Science Source/Getty Images)

 

A proposito di cambiamento climatico ed energia, una cosa farebbe comodo: un superconduttore a temperatura ambiente. Sprechiamo circa il 6-7% dell’energia elettrica a causa delle perdite nella trasmissione della corrente, spreco che un superconduttore, ovvero un materiale senza resistenza elettrica, potrebbe abbattere a zero. Il problema è che i superconduttori noti funzionano a temperature troppo basse per essere pratiche, spesso oltre i 100 gradi sotto zero, e per questo trovano poche applicazioni specifiche.

Quest’anno è stato scoperto un superconduttore capace di lavorare alla bollente temperatura di 23 gradi sotto zero. Ancora freschino, ma ben più accessibile delle precedenti: per la prima volta, un superconduttore funzionerebbe davvero all’aperto in qualche luogo della Terra (ok, ai poli o durante un inverno molto rigido). L’unico problema è che, se la temperatura è mite, serve invece una pressione immane: 170 gigaPascal, che in parole povere è metà della pressione al centro della Terra. Ma intanto un superconduttore a temperatura ambiente non sembra più una fantasia irraggiungibile.

 

Due bambine, molti errori

 

He Jiankui, lo scienziato che ha guidato il progetto delle gemelle geneticamente modificate con Crispr (Wikimedia Commons)

 

Non era questione di se, ma di quando: le due bambine geneticamente modificate con Crispr dal ricercatore cinese He Jiankui concretizzano finalmente un timore di lunga data, l’avvento di esseri umani il cui genoma è stato riscritto a piacimento prima della nascita. A nulla è servita dunque la moratoria del 2015, del resto interamente volontaria. Di per sé l’editing di esseri umani è una questione delicatissima su cui c’è un ventaglio di pareri possibili, ma di certo c’è che Jiankui ha realizzato questo traguardo nel modo peggiore. Agendo in segreto (perfino il suo istituto era apparentemente all’oscuro degli esperimenti), affrontando problemi tecnici con estrema leggerezza, ottenendo un consenso informato in malafede, scegliendo un gene del sistema immunitario che non era essenziale modificare e che ora, alterato, potrebbe rendere le bambine più suscettibili a infezioni.

Al di là del destino delle gemelle, l’esperimento di Jiankui è la prova che non ci sono etiche condivise, moratorie e appelli che tengano per fermare situazioni del genere. L’Occidente non ha più il monopolio delle frontiere della medicina e non è detto che la Cina o altri paesi ragionino come Europa e Stati Uniti. Ma anche in Occidente il genio è ben fuori dalla lampada. Abbiamo parlato in occasione della morte di Aaron Traywick di come esista una parte spregiudicata della comunità biohacker, che sembra avere più interesse in exploit pubblicitari che altro.

 

Una materia sempre più oscura

 

Osservando le galassie abbiamo dedotto per la prima volta l’esistenza della materia oscura, ma la sua natura continua a sfuggirci (foto: Corbis Images)

 

Forse quando l’hanno chiamata materia oscura non immaginavano che sarebbe stato un nome così appropriato. Sono decenni che sappiamo che manca qualcosa alla nostra descrizione dell’universo, e tutto fa pensare si tratti di una forma di materia invisibile. Eppure tutti i tentativi di afferrarne l’identità sono falliti – primo fra tutti Lhc, che non ha mai fornito indizi dell’esistenza di nuove particelle che possano far parte della materia oscura. Finora l’unica speranza a cui appigliarsi era un esperimento italiano, Dama, che a differenza degli altri afferma da quasi vent’anni di aver identificato un segnale attribuibile alla materia oscura. L’esperimento Cosine 100 ora ha cercato di replicare i risultati di Dama e non ha trovato assolutamente niente, mettendo in dubbio i già discussi risultati del gruppo italiano e affondando la materia oscura in un buio ancora più fitto.

 

Cambia l’esplorazione spaziale

 

L’ultima immagine di Starman alla guida della Tesla Roadster di Musk, mentre si lascia la Terra alle spalle (SpaceX)

 

È stato un anno di transizione per l’esplorazione spaziale. Si sono chiuse missioni importanti: come Dawn, che ci ha rivelato il volto delle regine della fascia degli asteroidi, Vesta e Cerereconclusa a novembre come previsto. Abbiamo dovuto dire addio, dopo quasi dieci anni, anche a Kepler, il telescopio spaziale che ha fatto la storia scoprendo migliaia di pianeti extrasolari. Ma lo spazio continua a essere affollato come non mai: non lanciavamo più di 100 voli orbitali dal 1990.

I pianeti del nostro Sistema solare continuano a ricevere attenzione da missioni come InSight, che studierà l’interno di Marte, e BepiColombo, la missione europea (e giapponese) diretta verso Mercurio, che sfrutta innovativi motori a propulsione ionica.

Gli asteroidi però stanno diventando i veri protagonisti dell’esplorazione spaziale, sia perché preservano la storia del Sistema Solare, sia per le possibilità future di sfruttamento economico: quest’anno è la volta di Osiris-Rex che ha appena incontrato il piccolo asteroide Bennu, sperando di riportarne campioni a Terra. E se vogliamo sforare di un giorno questo riassunto dell’anno passato, New Horizons il primo gennaio 2019 ci farà incontrare per la prima volta un piccolo corpo della fascia di Kuiper, ovvero 2014 MU69, soprannominato Ultima Thule, portando l’esplorazione spaziale ai confini remoti del Sistema Solare.

Più complicata la situazione del volo umano: gli Stati Uniti non sono ancora tornati a portare astronauti nello Spazio, ma anche le Soyuz russe sembrano alla fine del loro ciclo, come suggeriscono il misterioso buco trovato a settembre e uno spaventoso atterraggio di emergenza a ottobre. È il volo spaziale privato invece a decollare, a partire dal successo di Falcon Heavy di SpaceX, il razzo più potente attualmente disponibile all’umanità oggi e che ha portato la Tesla Roadster di Musk e la mascotte Starman oltre l’orbita di Marte (finché non si disintegrerà). Ma non è da sottovalutare anche il successo di Virgin Galactic, che potrebbe essere il primo passo verso il turismo spaziale.

 

Un nuovo chilogrammo

 

Il campione di platino-iridio che fino a quest’anno definiva il chilogrammo (foto: Thatree Thitivongvaroon)

Una sfida che sembra noiosa e insignificante ma che per gli scienziati voleva dire moltissimo: abbiamo finalmente una definizione esatta del chilogrammo, l’unità di massa. Le unità di misura sono le fondamentadella ricerca scientifica, senza una definizione rigorosa crolla tutto il castello di misure e dati. Eppure il chilogrammo finora aveva resistito ai tentativi di darne una definizione ineccepibile, a causa delle difficoltà tecniche: era ancora definito come la massa di un campione conservato a Parigi, con le imprecisioni del caso (ad esempio il campione perdeva massa). Avere finalmente definizioni oggettive e rigorose del chilogrammo e di altre unità di misura base significa aprire la porta a misure più precise e solide in fisica.

 

Ebola e hiv fanno meno paura

 

Infermiere dell’Oms somministrano il vaccino per l’ebola a un medico locale nella città di Mbandaka, in Congo. (foto: Junior D. KANNAH / AFP / Getty Images)

Poche sfide sono così terribili come quelle di epidemie letali, ma pare che la scienza stia finalmente vincendo contro due nemici sanguinari, ebola e hiv. Ebola continua a scatenare epidemie, fortunatamente tamponate: ma sembra che il vaccino sperimentale Vsv-Zebov effettivamente funzioni (l’Oms lo definisce ora “sicuro e protettivo“). Contro l’hiv non abbiamo ancora vinto definitivamente, ma si guadagna terreno palmo a palmo: abbiamo nuovi vaccini promettenti, e si studia un vaccino terapeutico per bambini, da usare quindi su individui già infetti per tenere sotto controllo la malattia. Risultati che rendono ancora più sconcertanti le posizioni scettiche dell’Ordine dei biologi in materia di vaccini.

 

Scienza più aperta e più umana?

 

(foto: matejmo/Getty Images)

 

Da anni si discute di open access, l’accesso aperto alla letteratura scientifica, finora in mano saldamente agli editori delle riviste scientifiche. Con ben pochi vantaggi e molti svantaggi per scienziati e pubblico. Una situazione che ormai è giunta a rottura in vari paesi europei come la Germania. Undici paesi europei hanno deciso, a settembre, di cambiare la situazionetramite il cosiddetto piano S, che dal 2020 obbligherà la ricerca pubblicaeuropea a pubblicare i propri risultati in modo aperto, libero e immediatamente disponibile. Una decisione che però ha sollevato molte polemiche, dove è difficile districare i giusti timori per una rivoluzione così radicale alle inerzie di un sistema accademico che fatica molto ad abbandonare i propri riti.

Di buono c’è che la comunità scientifica sta facendo finalmente i conti con un’altra serie di questioni interne. Il caso Strumia ha duramente ricordato che il sessismo continua a esistere nella scienza, ma la reazione che ne è seguita potrebbe voler dire che finalmente certi comportamenti sono diventati intollerabili. E finalmente sembra che sia emerso il fenomeno del bullismo nella ricerca scientifica, dove i bulli sembrano finalmente, almeno a volte, pagare le conseguenze. Episodi che confermano come siamo in cammino, sia pure precariamente, verso una scienza forse più aperta e umana.





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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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Le prime immagini del centro Ames della Nasa

In occasione dei primi 50 anni di questo luogo importantissimo per la scienza spaziale, un video storico dell’Agenzia spaziale americana

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Era il 1939 quando, in qualità di secondo polo nazionale degli Stati Uniti per la ricerca in aeronautica, nasceva il centro Ames della Nasa: un conglomerato delle più grandi e sofisticate strutture per i test di volodell’epoca.

Sono trascorsi esattamente 50 anni e, in occasione di questo anniversario importante, l’Agenzia spaziale ricorda lo sviluppo di questo luogo del cuore attraverso le voci dei suoi personaggi e le immagini originali dei primi anni di attività. Un video da non perdere per gli appassionati di storia.

(Video credit: Nasa/Ames Research Center)





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Sulla Luna andata e ritorno: la missione Heracles

Il trailer del progetto delle agenzie spaziali internazionali per un nuovo rover che raccoglierà campioni di roccia sul nostro satellite

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Una sonda che raggiunge la Luna, scorrazza tra i crateri raccogliendo dei campioni di terreno e poi risale a bordo e rientra sulla Terra. La missione è nell’agenda dei prossimi anni delle agenzie spaziali (NasaEsa, ma non solo), che si stanno riunendo per questo grande progetto, che ha già un nome: Heracles.

Anche il sito per l’allunaggio è già stato definito: una piccola regione nei pressi del polo sud lunare, che potrebbe rivelarsi particolarmente interessante stando al parere dei ricercatori.

Qui nel video, appena diffuso dall’Agenzia spaziale europea, il trailer della missione.

(Credit video: Esa)





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Il software italiano che ha cambiato il mondo della polizia predittiva

L’algoritmo di KeyCrime è diverso dagli altri software che cercano di prevenire il crimine, sotto accusa per le loro limitazioni. Lo descrive il suo ideatore

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Diversamente dagli altri software, l’algoritmo italiano di KeyCrime non si basa sulla divisione in “zone pericolose” (foto: Getty Images)

Un quadrato rosso si accende sul display in dotazione alla volante della polizia, indicando in quale area della città e in che fascia oraria è più probabile che venga compiuto un crimine. Una previsione statistica effettuata analizzando migliaia di dati – dove sono stati compiuti i crimini più recenti, quando, in che circostanze, in quali condizioni meteo e altro ancora – e mettendo all’opera gli algoritmi di machine learning.

Le statunitensi PredPol, HunchLab, Palantir; la tedesca Precobs e molte altre funzionano – in estrema sintesi – in questo modo: sfruttando la cosiddetta hotspot analysis per segnalare alla polizia le aree calde della città. Un meccanismo che ha sollevato parecchie perplessità sulla sua effettiva utilità: se in una zona vengono segnalati più crimini – e di conseguenza viene inviata più polizia – inevitabilmente verranno individuati ancora più crimini; rendendo quella stessa zona, di conseguenza, ancora più soggetta a controllo.

Una sorta di circolo vizioso della polizia predittiva che – come sottolineato da The Verge – rischia di essere poco efficace, di lasciare completamente scoperte altre zone della città e di mettere sotto maggiore pressione determinate comunità, rafforzando il timore che questi algoritmi possano esasperare i pregiudizi già presenti nella società.

L’eccezione italiana: KeyCrime

Tutti i software di polizia predittiva funzionano in questo modo. Tutti, tranne uno: l’italiano KeyCrime, ideato dall’ex assistente capo della Questura di Milano Mario Venturi, il quale – dopo aver lavorato per decenni nella polizia – ha intrapreso una nuova carriera da imprenditore, trasformando il suo software in una startup. “Ho iniziato a lavorarci nel 2004. Quattro anni più tardi è iniziata la sperimentazione, quando l’allora questore decise di impiegare il mio sistema di analisi dei crimini per contrastare le rapine in ambito commerciale, racconta Venturi a Wired.

Il 2008 è stato infatti un anno difficile per i negozianti. Solo nella città di Milano ci furono 664 rapine (banche escluse). “È un tipo di reato che ha un impatto fortissimo sulla cittadinanza, il cui danno maggiore non è tanto nel crimine contro il patrimonio, ma in quello contro la persona, prosegue l’ex poliziotto. “Ho visto gestori chiudere la loro attività perché, dopo aver subito una rapina, vivevano nel terrore. Trattandosi di un crimine particolarmente diffuso e odioso, si è deciso di sperimentare il software in quell’ambito. Nel primo anno di sperimentazione siamo riusciti a individuare le responsabilità del 47% delle rapine compiute.

È un dato che continua a crescere negli anni e che oggi ha raggiunto il 60%“Numeri che non hanno eguali a livello mondiale”, afferma Venturi, e che hanno garantito a KeyCrime partnership con realtà come Ibm, validazioni scientifiche da parte di istituzioni come la Essex University o il National Bureau of Economic Research di Boston e l’ambizione di diffondere questo software – che per il momento è utilizzato solo nella provincia di Milano, e di cui a brevissimo sarà pronta la nuova versione – a livello globale. Tutto questo, facendo affidamento anche su 1,2 milioni di euro di investimenti forniti dalla società di venture capital Oltre, dal socio investitore Sdg Group e dall’imprenditore Giorgio Gandini.

Il ruolo del crime linking

Ma cos’è che differenzia KeyCrime dagli altri software di polizia predittiva? “L’idea è nata analizzando, per lavoro, una montagna di fascicoli inerenti ai vari crimini, in cui i dati erano raccolti malamente ma che contenevano comunque informazioni che avrebbero permesso di ipotizzare dietro quali crimini, seppur avvenuti in tempi e luoghi diversi, ci fosse la stessa mano, racconta il fondatore di KeyCrime.

Dietro a centinaia di rapine, infatti, non ci sono centinaia di rapinatori, ma qualche decina. Invece di utilizzare la hotspot analysis per prevedere in quale area della città potrebbero avvenire dei crimini (con tutti i limiti già evidenziati), non sarebbe meglio sfruttare un software per capire quali crimini vengano compiuti dagli stessi rapinatori e prevedere dove, come e quando questi stessi rapinatori compiranno le loro prossime azioni?

È questa la caratteristica fondamentale di KeyCrime, che analizza migliaia di dati (dove si sono compiute le rapine, a che ora, in che modo, come si sono comportati i rapinatori, che mezzi e armi hanno usato, come erano vestiti e molto altro ancora) per mettere in correlazione diversi crimini e determinare quali sono stati compiuti dalla stessa persona o gruppo di persone. È il crime linking, quindi, l’aspetto fondamentale del software ideato da Mario Venturi; che permette di segnalare le serie criminali effettuate dagli stessi soggetti e prevedere dove si svolgeranno le prossime azioni.

Dopo aver individuato una serie di furti compiuti in una farmacia, per esempio, KeyCrime è in grado di prevedere statisticamente quando e in quale farmacia si potrebbe compiere la prossima rapina“Questo è l’aspetto più scenico, che attrae di più l’attenzione. Ma senza il primo passaggio, senza l’algoritmo che ci permette di astrarre la serie criminale, non potremmo sviluppare questa capacità predittiva”, prosegue Venturi. Un altro aspetto fondamentale del crime linking è che consente – dopo il lavoro di indagine dei procuratori – di imputare a un rapinatore la sua intera serie criminosa (e non solo l’evento che ha portato all’arresto) e di ottimizzare il lavoro della polizia; facendo sì che a occuparsi di un’intera serie di crimini sia un unico ufficio.

Quante delle previsioni di KeyCrime su un crimine futuro si avverano? “Questo è un dato che non forniamo e che personalmente considero poco importante”, replica Venturi. “Quel che conta è la riduzione dei crimini, che ha raggiunto il 50%. Una percentuale che rappresenta un caso unico in Italia e che è confermata da analisi indipendenti basate su dati Ossif.

L’utilizzo del crime linking ha però un altro risvolto importante: “Noi non criminalizziamo le aree, come invece può avvenire con l’utilizzo degli hotspot. Noi poniamo la nostra attenzione solamente sull’autore o sugli autori dei crimini che abbiamo individuato e sugli obiettivi a rischio”, spiega Venturi. Una precisazione importante, che può ridurre ampiamente il pericolo che questi strumenti di polizia predittiva si trasformino in un via libera tecnologico per sottoporre a controlli indiscriminati chi magari ha la sola colpa di vivere nelle zone meno sicure delle città o di passeggiare in un quartiere segnalato dal software.

KeyCrime, a differenza di altri sistemi (che vi hanno rinunciato in seguito a numerose polemiche, che hanno mostrato come l’utilizzo di questi algoritmi possa causare discriminazioni contro i soggetti più deboli della società), archivia e utilizza anche i dati relativi all’etnia del rapinatore. “A livello di indagine, le informazioni sull’etnia di chi ha compiuto i crimini sono fondamentali; se gli sviluppatori di alcuni software hanno deciso di non raccogliere questi dati, mi vengono dei dubbi sulla bontà del loro software”.

I rischi della polizia predittiva

Per chiarire questo punto fondamentale, è utile fare un esempio. Un software come PredPol potrebbe indicare che in un quartiere di Milano, a una certa ora e in base ad altri fattori (comprese le condizioni atmosferiche), è possibile che si verifichino violenze a opera magari di una certa minoranza etnica. Questo sistema rischia di provocare un eccesso di controlli e perquisizioni su persone che hanno la sola colpa di essere della stessa etnia di quella indicata dal software. Una conseguenza insopportabile (che, per ovvie ragioni, non può invece avvenire nei confronti della maggioranza etnica) che ha portato alcuni software a escludere dal database le informazioni relativa all’etnia.

KeyCrime, lavorando sul profilo degli autori di una serie criminale e sui luoghi precisi dove potrebbero colpire ancora, riduce effettivamente questo rischio; fornendo un appoggio molto più circostanziato alla polizia di quanto non sia l’indicazione di quale area pattugliare. “Noi conosciamo molte caratteristiche della persona che stiamo cercando”, prosegue Venturi. “Sappiamo, per esempio, che gira su un motorino bianco, che è alto 1.82, di corporatura robusta e anche di che etnia è. In alcuni casi, abbiamo anche una sua immagine. Di conseguenza, la polizia non ferma le persone indiscriminatamente, ma solo quelle che corrispondono al profilo. Inoltre, i rapinatori solitamente vengono bloccati appena prima di compiere la rapina, quando sono già con la pistola in mano, o addirittura subito dopo”.

Nonostante le valide rassicurazioni sul funzionamento dell’algoritmo di Venturi, un dubbio rimane: non sarebbe il caso che un algoritmo con compiti di tale responsabilità, e che maneggia informazioni così delicate, fossero trasparenti e analizzabili dall’opinione pubblica? “Non ce n’è bisogno”, conclude Venturi. “La prevenzione nel nostro caso è mirata: il software ti propone solo il crime linking e la predizione dei prossimi obiettivi. KeyCrime inoltre non ha valenza scientifica in sede processuale. Il nostro algoritmo è parte di un processo che segue un iter giudiziario normale e in cui è la polizia a decidere se e come utilizzare le informazioni che le forniamo. KeyCrime è un tassello importante di un processo investigativo, ma l’ultima parola dev’essere sempre dell’uomo.





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