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arrivare al traguardo con 30 secondi di vantaggio sull’avversario. Per ottenere questi risultati, abbiamo dovuto cercare e inventare equazioni molto precise e raffinate, con algoritmi di calcolo altrettanto veloci ed efficienti; ciò ci ha permesso di simulare 100 configurazioni diverse di barche. DP. Come si svolgeva concretamente il vostro lavoro? AQ. Come dicevo, i progettisti ci mandavano sia il profilo completo che le varie parti della barca. Noi testavamo il tutto con questi computer, che sono in grado di svolgere 100 miliardi di operazioni al secondo. Oltre a tutti i dati legati al vento e alle maree del golfo di Hauraki, dovevamo tener conto anche della presenza della barca concorrente che, con le sue vele, influenzava l’aerodinamica di Alinghi. Abbiamo provato diverse soluzioni, sia per SUI 64 - la barca che ha vinto la Coppa - sia per SUI 75 (che non ha mai gareggiato, pur presentando le soluzioni più innovative). DP. Alinghi è stato un successo … AQ. La barca presentava un ottimo mix delle tre caratteristiche che servono per vincere la “Coppa America”: la velocità, la leggerezza e la resistenza, la manovrabilità (cioè la capacità di cambiare assetto nel minor tempo possibile). 29 Appendice A Altri otto spunti per applicazioni d’arte, design... (Andrea Parlangeli, giornalista di “Focus”) Si ritiene che questi spunti possano sollecitare / indurre applicazioni utili, innovative in forma, tipologia, estensione e facilitazione d’uso. 1. Mani nuove (ARTS Lab, Pisa) Oggi, i robot chirurghi sono una realtà e l’Italia è ai primi posti nel mondo tra i produttori di questi tipi di macchine. Come reali sono i micro automi usati per sondare il corpo umano e le protesi cibernetiche da impiantare e connettere direttamente al sistema nervoso. Tra meno di un mese, i ricercatori della Scuola Superiore Sant’Anna e dell’Università di Pisa impianteranno una mano a una persona amputata. “La muoverà col pensiero e, se tutto andrà nel verso giusto, avrà anche sensazioni tattili”, spiega Anna Maria Carrozza, direttore della Scuo-la e tra le prime donne al mondo impegnate nella robotica. [da M. Gasperetti, 16.3.2008, www.corriere.it] 2. Aquiloni d’alta quota per l’energia (Massimo Ippolito e Mario Milanese, Politecnico di Torino) Già oggi, nelle zone molto ventose, l’energia eolica può essere più conveniente del petrolio. Però, se si riuscisse a sfruttare il vento che soffia in quota (molto più intenso e regolare che in superficie), il vantaggio sarebbe ancora maggiore. Un gruppo di ricercatori del Politecnico di Torino, guidati da Massimo Ippolito e Mario Milanese propongono di realizzare un impianto azionato da aquiloni che raccolgono il vento anche a diversi km di quota, con costi limitati e rendimenti elevatissimi. L’idea è diventata un progetto europeo: KiteGen. “Abbiamo realizzato un prototipo che genera 25 kilowatt a 800 m di quota” dice Ippolito. E sono già in programma impian-
ti da 10 MW, capaci di alimentare una piccola città, che prevedono il decollo e il ritiro automatico degli “aquiloni”, e un volo a 1.300 m con una traiettoria controllata elettronicamente a forma di “8”, che consente il rendimento energetico più efficiente. «Con questo impianto si potrebbe produrre energia al costo industriale di 25 €/MWh, contro gli 80 €/MWh del carbone» dice Ippolito. Il vantaggio economico può migliorare con impianti più grandi, in cui molti “aquiloni” azionano una grande turbina. Megaturbina. «Con 200 aquiloni che fanno girare una turbina con diametro di 1,6 km alla velocità di 15 giri all’ora» spiega Ippolito «si potrebbe generare 1 gigawatt». Cioè l’equivalente di una centrale nucleare di media potenza. Secondo Ippolito, tecnicamente questo progetto è realizzabile entro 3 anni. [tratto da A. Parlangeli, “Focus” 190, agosto 2008] 3. Robo-sciami (Dario Floreano, Politecnico di Losanna) Volano, nuotano o camminano compatti. Si adattano all’ambiente nel quale si trovano e, se occorre, si attaccano l’uno all’altro per scavalcare ostacoli, spostare le macerie e, più in generale, aiutare nelle operazioni di soccorso o nella costruzione di insediamenti umani. Tutto ciò è quanto ci si aspetta da una nuova generazione di robot, costruiti per raggiungere tutti insieme un solo scopo, in maniera molto più efficace di quanto potrebbe fare ogni singolo androide, per quanto perfezionato. Li stanno progettando in tutto il mondo, ma soprattutto al Politecnico di Losanna, dove un’équipe guidata dall’italiano Dario Floreano realizza robot capaci di collaborare oppure di competere, ma anche di evolversi adattandosi – come esseri viventi – all’ambiente esterno. […] Altri gruppi di ricerca studiano robot che sono tutti in comunicazione tra loro: invece di essere controllati da un’unità centrale, o di muoversi ognuno per conto proprio, questi robot sono piuttosto controllati da una swarm intelligence (intelligenza dello sciame) collettiva. Rush Robinett, dei Sandia National Laboratories (Usa), per esempio, ha realizzato una tecnica denominata swarming, che permette a un gruppo di robot di cercare un obiettivo (come uno sciatore travolto da una valanga) nel modo più efficace possibile. Come? Confrontando una serie di regole, reimpostate con le reciproche distanze, calcolate istante per istante. Sempre per svolgere operazioni di salvataggio di questo tipo, il gruppo di Floreano sta lavorando a un altro progetto ancora: Swarmbot. “L’idea è di creare un sistema robotico composto da tanti elementi, ciascuno dei quali si chiama S-bot, che possano comunicare tra loro e anche attaccarsi fisicamente l’uno all’altro, per compiere missioni impossibili per il singolo robot, come trasportare oggetti molto grandi oppure scavalcare buche nel terreno” dice Floreano. “Questi sistemi potrebbero essere usati per operazioni di salvataggio, per esempio in caso di ricognizione in un edificio crollato o dopo un incendio”. […] [tratto da A. Parlangeli, “Focus” 129, luglio 2008] 4. Nanospider (University of California e Università di Bologna) È già da qualche giorno che si parla di quel ‘mostro’ di Nanospider, la nano macchina descritta su Science del 19 marzo 2004 da Jovica D. Bladjic e J. Fraser Stoddart, della University of California, e da Vincenzo Balzani, Alberto Credi e Serena Silvi dell’Università di Bologna. Di Nanospider si è detto tutto. È stato descritto nella forma: un ragnetto con tre gambe. È stato descritto nelle dimensioni: pochi nanometri che devono essere ingranditi milioni di volte per assumere consistenze palpabili. Ed è stato descritto nella forza: così grande da permettergli di sollevare tre miliardi di volte il suo peso. S:M. Nanospider però non ‘serve’ ancora a nulla. Perché allora la sua nascita ha fatto il giro del mondo, calamitando l’attenzione di specialisti e profani? 30 V.B. Perché Nanospider dimostra che è possibile costruire e far funzionare a comando una nanomacchina artificiale. È la prima volta, infatti, che l’ingegneria molecolare riesce a progettare un’architettura nanometrica complessa, dotata di una piattaforma che può funzionare da ascensore e di gambe che possono svolgere la funzione di una pinza. Certo siamo ancora lontani dall’efficienza e dalla complessità delle macchine naturali operanti in ciascuno di noi, ma il nostro è un primo passo … S.M. In particolare, Nanospider che scenario fa presagire? V.B. Un cambiamento di rotta nella corsa alla miniaturizzazione. Dal modello top-down della fisica e dell’ingegneria, che finora aveva consentito di rimpicciolire componenti di partenza di grosse dimensioni, si passerà al modello bottom-up della chimica, che permetterà invece di costruire componenti di scala nanometrica assemblando funzionalmente le molecole, che sono le più piccole entità della materia ad avere una forma propria. S.M. Una sorta di ingegneria molecolare, insomma? V.B. Esattamente. Si parte dalla progettazione del design della nanomacchina, poi si assemblano i componenti e infine si studia il modo di azionare il dispositivo, il che comporta fornirgli energia e realizzare un sistema di controllo. [da un’intervista a V. Balzani, responsabile del gruppo di ricerca italiano, di S. Mini, www.magazine.unibo.it] 5. Dai gechi, tute da spidermen (Nicola Pugno, Politecnico di Torino) Negli ultimi anni, ha destato molto interesse lo studio delle magiche proprietà adesive dei gechi, piccoli rettili dotati di zampe con cui camminano senza sforzo in verticale e perfino attaccarsi ad un appiglio durante una caduta. La forza peso che possono sopportare senza staccarsi è di circa 40 kg. Queste prestazioni sono possibili grazie ai tanti micropeletti che
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