Approfondimenti trimestrali sull’innovazione: T3 2024

Talvolta un’innovazione scaturisce immediatamente da una sola intuizione preziosa. Più spesso, però, le innovazioni emergono in un modo che può sembrare improvviso e brusco, ma che in realtà è il risultato di anni di lavoro in campi diversi. Le innovazioni interessanti che abbiamo scelto in questo trimestre sono prevalentemente di quest’ultimo tipo. In tutti i casi, coniugano i progressi compiuti in campi diversi come la robotica e la scienza dei materiali per inventare nuove soluzioni ingegnose basate sulle innovazioni precedenti. Ciò che le accomuna è la capacità di incidere potenzialmente sul nostro mondo e sulla nostra economia, ben più di quanto suggerito dai casi d’uso iniziali.

Un “cane” robot avanzato usa l’apprendimento per rinforzo per fare parkour

Di recente un team della Carnegie Mellon University ha creato un cane robotico che salta su blocchi alti il doppio di lui, si muove su terreni difficili e può scorrazzare liberamente.¹ L’apprendimento per rinforzo, una tecnica che utilizza l’intelligenza artificiale (IA) per imitare il modo in cui imparano gli esseri umani, consente a questo nuovo cane robot di rispondere dinamicamente all’ambiente in cui è inserito.

Perché è importante: i ricercatori hanno spostato l’attenzione sul modo in cui la “mente” di un robot può imparare a compiere nuove azioni con il suo corpo. Di conseguenza, riescono a creare robot sempre più agili e reattivi al loro ambiente. Questo nuovo approccio potrebbe consentire ai robot di imparare a svolgere attività quotidiane di routine al posto nostro.

Un nuovo modello di IA è in grado di prevedere come cambiano le proteine nelle interazioni con le molecole

La prima versione di AlphaFold, un algoritmo usato per prevedere le strutture delle proteine, è stata rilasciata nel 2020. Nel 2024 AlphaFold è stato aggiornato con un’importante innovazione: ora è in grado di prevedere le strutture delle proteine durante le interazioni con altre molecole con una precisione sorprendente.²

Perché è importante: gli sviluppatori di AlphaFold sperano di potenziare ulteriormente la tecnologia, con l’obiettivo di prevedere la struttura delle >100.000 proteine presenti nel nostro corpo, sia isolatamente che nelle interazioni. Il raggiungimento di questo obiettivo segnerebbe un progresso fondamentale per la scoperta di farmaci, che passerebbe così dal laboratorio al computer.

Scoperti batteri simili al lievito in grado di metabolizzare il carbonio e produrre etanolo

Una possibile risposta al cambiamento climatico potrebbe essere stata individuata nelle feci dei conigli, dove si trova il batterio clostridum autoethanogenum.³ Come il lievito, che mangia lo zucchero e produce etanolo, questo batterio fa altrettanto con il carbonio allo stato gassoso. Un’azienda cattura le emissioni di carbonio delle acciaierie e le inserisce in un bioreattore con i batteri.

Perché è importante: questa innovazione ha un duplice beneficio per il clima. In primo luogo, questi batteri potrebbero consentire di abbattere del 30% le emissioni di carbonio delle acciaierie, che come settore sono responsabili dell’11% delle emissioni globali. In secondo luogo, l’etanolo che si ottiene può essere utilizzato per produrre carburante per l’aviazione con l’85% di emissioni di carbonio in meno.⁴

I ricercatori inventano un robot che cambia forma

Esiste un nuovo robot in miniatura in grado di passare dallo stato liquido a quello solido, ispirato al flessibile cetriolo di mare.⁵ Incorporando particelle magnetiche nel gallio, i ricercatori hanno ottenuto un robot con una flessibilità simile, che può saltare distanze pari fino a 20 volte la lunghezza del suo corpo, arrampicarsi sulle pareti e persino fuggire da una finta prigione.

Perché è importante: Anche se è ancora presto, questo nuovo robot promette di tornare molto utile nelle applicazioni biomediche. Ad esempio, potrebbe essere utilizzato per rimuovere una moneta dallo stomaco di una persona. Al di là della medicina, potrebbe aiutare ad assemblare e riparare circuiti difficili da raggiungere o addirittura fungere da vite universale.

I progressi nell’energia geotermica potrebbero aiutare ad abbattere le emissioni di carbonio

Nuove idee per risolvere vecchi problemi si possono trovare nei luoghi più improbabili. In questo caso parliamo dell’energia geotermica, una delle fonti di energia rinnovabile più promettenti, che ha trovato una nuova applicazione della fratturazione idraulica.⁶ Dopo aver spaccato pietra solida a una profondità senza precedenti, si inietta acqua per produrre vapore, il quale aziona le turbine da cui si genera elettricità per la rete.

Perché è importante: Oggi l’energia geotermica rappresenta meno dell’1% del totale. Tuttavia, come i combustibili fossili, questa fonte di energia non varia con le condizioni meteo o con l’ora del giorno, che sono invece importanti fattori limitanti per altre tecnologie rinnovabili. Di conseguenza, potrebbe alimentare la rete quando la disponibilità di altre fonti rinnovabili è minore.