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Un astigiano ideatore di COgITOR, il sistema cibernetico liquido che potrà produrre energia pulita ed esplorare i pianeti

C’è un astigiano a coordinare il progetto COgITOR che ha l’obiettivo di realizzare un sistema cibernetico liquido, ispirato al mondo delle cellule e adatto all’esplorazione di ambienti estremi come fondali oceanici, luoghi con campi magnetici intensi o per l’esplorazione di pianeti gassosi.

Alessandro Chiolerio, 41 anni originario di Vigliano d’Asti, è un ricercatore dell’IIT-Istituto Italiano di Tecnologia di Genova, dove è approdato dopo aver conseguito il dottorato di ricerca al Politecnico di Torino e aver avuto esperienze di lavoro al Max Planck Institute for Microstructure Physics in Germania e al Jet Propulsion Laboratory della NASA negli Stati Uniti.  “Ho viaggiato molto, ma non mi sono mai allontanato troppo e per troppo tempo dal Monferrato il posto più bello del mondo” afferma orgoglioso delle sue radici.

Chiolerio lavora per l’IIT per la realizzazione di questo progetto finanziato dall’Unione Europea nell’ambito del programma di ricerca Horizon2020, con circa 3,5 milioni di euro per i prossimi 4 anni, in partenariato con diverse realtà europee: University of Bristol, EMPA, Dübendorf,  Plasmachem GmbH, Berlino e  Ciaotech Srl, Milano, 25 persone in tutto tra cui Andrew Adamatzky, Artur Braun, Carsten Jost e Chiara Zocchi.

“Non c’è una bandiera su questo progetto se non al massimo quella europea. Siamo un gruppo di ricerca delocalizzato e liquido” tiene ad evidenziare Chiolerio che usa il termine “liquido”, che implica uno stato in continuo movimento e cambiamento, non a caso. COgITOR è infatti un sistema cibernetico liquido, ispirato al mondo delle cellule. Avrà la forma di una sfera e sarà ricoperto da una membrana per l’interazione con l’ambiente esterno, riempito di una sostanza liquida e di organelli che svolgono specifiche funzioni, con al centro un nucleo, un chip in silicio.

cogitor
Immagine di COgITOR

“Non utilizzo la parola robot perchè la mente va subito a qualcosa che si muove su due gambe – entra nel dettaglio Chiolerio – E’ invece corretto parlare di sistema cibernetico che si basa sulla relazione di un soggetto che fa qualcosa e un oggetto su cui si agisce secondo un automatismo. Ci sono tanti sistemi cibernetici via via più complessi, come il linguaggio, o quello cui stiamo lavorando noi che è l’interazione tra un soggetto singolo e l’ambiente esterno, che è un insieme di molti soggetti in relazione tra loro (ecosistema). L’oggetto su cui noi agiremo è un liquido, non come l’acqua ma piuttosto come un colloide, che non ha una forma propria, ma possiede un volume. Questo liquido ha al suo interno delle particelle disperse che producono energia se sottoposte ad agenti, come la temperatura, ed elaborano informazioni”.

Il sistema COgITOR sarà realizzato seguendo un progetto del tutto innovativo. Per la realizzazione della sfera i ricercatori svilupperanno un polimero in grado di autoripararsi in caso di danno; al suo interno, invece, verranno usate nanoparticelle ferroelettriche, così che, attraverso l’uso di elettrodi disposti sulla superficie interna della sfera, le stesse possano rispondere alla presenza del campo elettrico e dislocarsi in una geometria coordinata, come un cristallo. Tale configurazione può essere attivata o disattivata, spegnendo o accendendo il campo elettrico e realizzando una composizione di schemi in grado di codificare l’informazione.

COgITOR sarà munito di un sistema di generazione d’energia basato sul gradiente termico, cioè su una differenza di temperatura – un punto caldo e un punto freddo – che permette di creare energia, un’energia pulita rinnovabile. “Calore è la quantità di energia che si immette nell’ambiente come risultato delle inefficienze. Qualsiasi azione produce calore e questo fa capire come l’aumento del calore sia alla base del riscaldamento globale e dei cambiamenti climatici. Se fossimo più efficienti potremmo controllare il calore prodotto, immagazzinarlo e rilasciarlo quando serve”. 

Cosa si avrà alla fine? Un prototipo che nel lungo termine, tra 20 e 50 anni, potrà essere alla base per l’esplorazione di sistemi lontani come una sonda spaziale, ma nel periodo più breve può essere alla base di sistemi per la creazione di energia pulita: la trasformazione di un gradiente termico in energia elettrica.

C’è anche un’altro sbocco nella ricerca che è l’elaborazione delle informazioni in un sistema olonomico, simile a come funziona il nostro cervello. I ricercatori dovranno inventare un nuovo linguaggio di programmazione, quello che in gergo si chiama unconventional computing. Non sarà possibile utilizzare la logica binaria, ma bisognerà ricorrere ad una logica olografica radicalmente innovativa. “Il liquido sarà interrogato per fare dei calcoli. E’ una grossa sfida. Un sistema liquido non è come un semplice chip formato, per fare una similitudine, da autostrade in cui ci sono un’entrata, un’uscita e degli svincoli. Nello stato liquido tutto si sposta in continuazione e in modo dinamico e si deve guardare all’insieme in modo, appunto, olistico. Tutto cambia velocemente  dalle informazioni che vengono processate, come per esempio un cambio di pressione, e dall’ambiente esterno. Tutto l’insieme risentirà di queste modifiche. Pensiamo ad un bicchiere d’acqua che contiene miliardi di particelle: con COgITOR potremo interrogare tutte queste particelle, diventerà quindi uno strumento ideale per il calcolo parallelo”.

“Sono fortunato a fare parte di questo team di ricerca i cui membri hanno un’apertura mentale tale da permettere lo scambio di conoscenze e la condivisione – conclude Chiolerio – Per fare ricerca è necessaria l’interdisciplinarietà. La ricerca è spesso troppo settoriale e così si affossa la scienza. Solo con un approccio open science si potrà davvero progredire e produrre conoscenza”.