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Chi pensa che la ricerca non sia entusiasmante potrebbe avere una sorpresa. Nel 2025 potremmo assistere alla decodifica genetica del cervello umano, raccogliere energia solare nello spazio e attraversare un ponte costruito con funghi controllati elettronicamente.
Decodificare la genetica del cervello con l'aiuto dell'IA
Le mappe dettagliate del cervello umano elaborate dallo Human Brain Project, finanziato dall'UE, sono pronte per il debutto e dovrebbero iniziare a funzionare nel 2025. Secondo la professoressa Katrin Amunts, neuroscienziata tedesca dell'Università di Düsseldorf e del Forschungszentrum Jülich in Germania, queste mappe aiuteranno gli scienziati e i medici a orientarsi verso nuovi trattamenti per i pazienti affetti da malattie cerebrali. Katrin Amunts ha guidato l'esplorazione decennale del cervello umano che ha generato l'atlante del cervello umano − le mappe più dettagliate delle aree cerebrali e della loro architettura cellulare mai realizzate − con nuovi sviluppi in arrivo per contribuire a sfruttarne appieno il potenziale.
“L'intelligenza artificiale ci sta aiutando con il cervello”, spiega. “Il cervello ha 86 miliardi di cellule nervose, ognuna delle quali ha fino a 10.000 connessioni con altre cellule, quindi è una rete incredibilmente complessa. I nostri computer più grandi oggi fanno fatica a gestirla. Nel 2025, quando una delle più grandi macchine per l'IA, JUPITER, entrerà in funzione a Jülich, avremo a disposizione un'enorme potenza di calcolo. Unendo i dati all'IA, saremo in grado di elaborare scenari virtuali specializzati sugli effetti di determinate terapie sul cervello.”
“Voglio davvero che gli atlanti cerebrali che abbiamo sviluppato vadano a beneficio di un maggior numero di pazienti”, aggiunge Amunts. “Vorrei davvero che diventassero uno strumento utile per orientare la diagnosi e la chirurgia, ad esempio per quanto riguarda la localizzazione di un tumore. I nostri colleghi in Francia hanno appena concluso il primo studio clinico sulla chirurgia dell'epilessia, utilizzandolo per prevedere dove è possibile asportare il tessuto dai pazienti. I chirurghi vogliono rimuovere il più possibile per evitare crisi al paziente, ma il meno possibile per evitare danni inutili. Ora aspettiamo i risultati. Questi nuovi sviluppi mi entusiasmano molto. È per questo che ho studiato medicina: per aiutare le persone.”
“Un passo avanti che mi piacerebbe vedere è la comprensione del funzionamento del cervello a livello cellulare”, conclude Amunts. “Conosciamo molti tipi di cellule, i profili molecolari e i loro geni, ma non ognuna delle 86 miliardi di cellule nervose. A volte vediamo gli alberi, ma non vediamo la foresta. Spero che nel 2025 potremo colmare alcune delle lacune tra le nostre conoscenze sul rapporto tra le cellule cerebrali, i loro geni e le malattie a diverse scale, dalle cellule alle reti, all'intero cervello”.
L'energia solare riceve un aiuto dallo spazio
La combinazione dei dati satellitari con l'intelligenza artificiale sta offrendo nuove sorprendenti opportunità in cui “il cielo è il limite”, afferma Effie Makri, ingegnere elettronico e vicepresidente del settore Ricerca e innovazione dell'azienda tecnologica greca Future Intelligence. Makri è a capo del progetto RESPONDENT, finanziato dall'UE, che combina la potenza dell'intelligenza artificiale, le osservazioni satellitari e le mini-stazioni meteorologiche per aumentare le previsioni sull'energia che viene immessa in rete da un parco solare. Makri prevede che nel 2025 si farà un uso maggiore dei dati satellitari, talvolta in settori inaspettati della nostra vita.
“I programmi satellitari Galileo e Copernicus sono incredibili e l'Europa dovrebbe essere molto orgogliosa di queste tecnologie”, spiega Makri. “Sono tantissimi i settori in cui in futuro faremo uso dei dati satellitari. Sono lì per essere usati, dall'agricoltura all'energia, alle banche o al tempo libero. Speriamo di poter adattare la nostra soluzione tecnologica all'energia eolica. I dati satellitari possono essere utilizzati anche per scegliere il luogo migliore in cui installare un parco solare fotovoltaico. Un maggior numero di dati raccolti in tempo reale sarà combinato con i dati storici per addestrare meglio i modelli di intelligenza artificiale. Questo può aiutare a elaborare più rapidamente le immagini provenienti dai satelliti e, ad esempio, a seguire meglio i cambiamenti climatici. Potremo monitorare meglio i ghiacciai o la deforestazione, o perfezionare le previsioni sulla diffusione degli incendi boschivi. Davvero il limite è il cielo.”
“Un altro potenziale sviluppo che prevedo è quello dell'energia spaziale”, aggiunge Makri. “Si tratterebbe di raccogliere l'energia solare nello spazio, che verrebbe poi trasmessa senza fili sulla Terra [tramite microonde o laser]. È un settore dell'energia che probabilmente diventerà sempre più interessante. Voglio però che l'intelligenza artificiale sia usata a fin di bene. Ci sono stati molti sentimenti contrastanti riguardo all'IA. Sono entusiasta di vedere nuovi sviluppi che apportano benefici alla società, ma non vorrei essere coinvolto in una tecnologia che viene sfruttata per fare del male. La Commissione europea è stata fantastica nel tenere conto di questi aspetti e nello sviluppare regolamenti.”
Materiali strutturali vivi e autoriparabili
Abbiamo risorse limitate e dovremo essere consapevoli dell'impatto che stiamo avendo sul clima, afferma il dottor Kunal Masania, ingegnere della Delft University of Technology nei Paesi Bassi e parte del progetto AM-IMATE finanziato dall'UE. Masania sta creando materiali compositi fatti con i funghi che potrebbero essere utilizzati in futuro per l'arredamento della casa, per le parti degli aerei e persino per grandi progetti di costruzione come i ponti. I funghi sono una risorsa rinnovabile e alcune specie possono essere coltivate su prodotti di scarto dell'agricoltura o della silvicoltura.
“Abbiamo realizzato dei compositi con segatura e pezzi di legno, legati insieme da funghi”, dice. “Gli ingegneri utilizzano già fibre rinforzate da una matrice, come avviene per gli alberi. Ma quello che ci siamo persi sono tutte le interessanti capacità disponibili quando il materiale è vivo. Sto realizzando pezzi simili a Lego composti da cellule fungine, che vengono montati insieme da un robot per costruire un piccolo ponte. Anche altri membri della comunità scientifica si stanno unendo a questo progetto per rendere i materiali e le strutture viventi una realtà”.
“Abbiamo in programma di inserire degli elettrodi in questo materiale, in modo da poter ascoltare i segnali di stress meccanico provenienti dai funghi”, spiega. “Vogliamo anche inviare segnali ai funghi in risposta per riparare i danni o rinforzare localmente alcune aree, cosa che le ife [filamenti] dei funghi possono fare. Recentemente un gruppo negli Stati Uniti ha costruito un camminatore robotico morbido utilizzando i funghi e inviando segnali ai funghi per controllare il movimento. Si tratta quindi di un'area davvero entusiasmante in cui mi aspetto di vedere molte innovazioni nel 2025.” Il vantaggio delle strutture fatte di organismi viventi potrebbe essere che i materiali sono in grado di percepire, segnalare e adattarsi alle sollecitazioni, rinforzando solo dove il materiale è necessario. Immaginate una bicicletta o un ponte in grado di ripararsi da soli!
Un futuro migliore per le api e la natura in Europa
Le api da miele sono le più frequenti visitatrici dei fiori negli habitat naturali di tutto il mondo e impollinano circa la metà di tutte le colture. Eppure non se la passano bene, afferma il professor Dirk de Graaf, biologo dell'Università di Gand, in Belgio. “L'impollinazione delle colture e dei fiori selvatici da parte delle api mellifere è più preziosa di tutto il miele che producono, di gran lunga. Eppure, in media, ogni anno un terzo delle nostre colonie in Europa va perso. Ciò significa che per alcuni apicoltori tutte le api muoiono”, spiega de Graaf. Tuttavia, tornando alla natura, con l'aiuto della tecnologia la condizione delle api europee migliorerà nel 2025 e oltre. De Graaf è a capo di un progetto di ricerca sulle api mellifere sostenuto dall'UE, denominato B-GOOD, che mira a ripristinare la loro armonia con la natura.
"La stragrande maggioranza delle api da miele che abbiamo in Belgio e nel Nord Europa è stata importata, quindi non abbiamo una varietà adatta al nostro clima. Piuttosto, la nostra apicoltura si è concentrata completamente su api che fossero buone per la produzione di miele e per la loro domestichezza. In futuro, sarà necessario selezionare api che possano resistere meglio a parassiti come l'acaro varroa, piuttosto che affidarsi a prodotti chimici per uccidere questi parassiti. Negli anni a venire dovremo cercare di non interferire più di tanto con i nostri alveari. Possiamo farlo utilizzando la tecnologia sviluppata in Europa, come i sensori posizionati su un alveare per monitorare l'attività e la temperatura a distanza. Da un recente studio è emerso che circa il 21% degli apicoltori di 18 paesi europei dispone già di una raccolta dati automatizzata.”
“Il vero valore aggiunto si avrà quando svilupperemo algoritmi più intelligenti in grado di interpretare i dati e di inviare avvisi all'apicoltore, in modo che quest'ultimo passi meno tempo a lavorare con le api, ma le sue api saranno più sane”, conclude de Graaf. “Prevedo che la diffusione continuerà ad aumentare, soprattutto tra gli apicoltori più giovani che sono così abituati a utilizzare i propri smartphone. Si divertiranno a monitorare le loro api a distanza lasciandole in pace."
Città più verdi e pulite a beneficio di tutti
Le nostre città future saranno più verdi, produrranno meno emissioni di carbonio e saranno più belle, prevede la dottoressa Annemie Wyckmans, architetta presso l'Università norvegese di Scienza e Tecnologia di Trondheim. In qualità di responsabile del progetto CRAFT, finanziato dall'UE, riunisce gruppi artistici e culturali per contribuire ad accendere un cambiamento sostenibile nelle strade delle città. Queste trasformazioni saranno portate avanti soprattutto dalle comunità locali.
“In questo momento ci sono molti cambiamenti in politica e i media si concentrano su tutti gli aspetti negativi. C'è una crisi energetica, una crisi alimentare e una crisi sanitaria. Ci si può sentire senza speranza”, dice Wyckmans. “Eppure molte persone hanno trovato speranza nella possibilità di fare qualcosa a livello locale e di fare davvero una differenza tangibile nelle loro comunità, quartieri e città. Per esempio, abbiamo visitato molti orti urbani in città come Zagabria e Sarajevo. Non ne avevo mai sentito parlare prima, ma è un punto di forza della regione. Permette alle persone di coltivare la propria frutta e verdura. Questo è importante perché spesso le persone non hanno abbastanza soldi per comprare cibo sano, locale e sostenibile, che può essere più costoso del fast food e difficile da trovare in alcuni luoghi. Eppure è facile dare alle persone l'accesso a un pezzo di terra per coltivare il proprio cibo, permettendo loro di incontrare altre persone che fanno lo stesso e di aiutarsi a vicenda.”
“Questi cambiamenti positivi spesso non fanno notizia”, conclude Wyckmans. “Non costano molto, non devono aspettare grandi decisioni politiche e sono facilmente trascurati. Spero che nel 2025 questo tipo di movimento sarà troppo grande per essere ignorato, perché raggiungerà una massa critica e irromperà in superficie, attirando l'attenzione di politici, investitori e altri.”
Il team di CRAFT si ispira a un'iniziativa dell'UE per portare il Green Deal europeo nei luoghi in cui la gente vive. Chiamata New European Bauhaus, o NEB, vuole che la vita quotidiana e gli spazi abitativi delle persone si ispirino all'arte e alla cultura, siano in armonia con la natura e prevedano l'interazione sociale. Oltre a CRAFT, progetti come Re-Value, Bauhaus Bites e NEB-STAR stanno lavorando per raggiungere gli stessi obiettivi, coinvolgendo più di 100 città e comunità in Europa. Come il movimento Bauhaus in Germania un secolo fa, il NEB mira a fondere progettazione urbana, scienza, tecnologia, arte e spirito comunitario per superare le principali sfide sociali. L'arte stessa può essere una forza trainante perché è ampiamente esposta nelle città e ha il potere di motivare le persone.
Le opinioni degli intervistati non riflettono necessariamente quelle della Commissione europea
Questo articolo è stato pubblicato originariamente su Horizon, la rivista dell'UE sulla ricerca e l'innovazione
In copertina: immagine Envato