Nei laboratori di tutto il mondo i ricercatori lavorano per approfondire le conoscenze scientifiche e per creare nuove tecnologie che cambieranno il nostro lavoro e la nostra vita.
Non si tratta solamente di singole invenzioni, ma della creazione e dello sviluppo di intere famiglie di tecnologie completamente nuove, che potrebbero trasformare presto i nostri metodi di calcolo, la medicina, la produzione industriale, la comunicazione, i trasporti e la produzione di energia.
Siamo di fronte a un ribollire di idee e progetti, perché nella grande sfida della globalizzazione è ben chiaro, dagli Stati Uniti al Giappone, dall’Europa alla Cina, che competitività e crescita vi saranno solo per chi saprà sviluppare conoscenza e innovazione.
Per offrire un “filo di Arianna” a chi vuole provare a capire, in modo abbastanza immediato, cosa sta succedendo, i redattori di “Technology Review” ogni anno identificano le tecnologie emergenti che, a giudizio degli esperti del MIT(1)
potrebbero avere un’importanza determinante nel prossimo futuro.
Questo libro è la presentazione di venti tecnologie tra quelle così selezionate negli ultimi tre anni. Per ognuna di esse, sono stati scelti un ricercatore o un team di ricercatori che hanno una funzione trainante sia per il loro lavoro sia per la loro creatività.
I filoni tecnologici maggiormente interessati sono tre:
BIO, che penetra nei meccanismi più profondi della materia vivente e sviluppa nuove forme di cooperazione con la scienza dei computer.
NANO, che lavora ai livelli dell’infinitamente piccolo della materia non vivente.
INFO, che tramite il “digitale” e i nuovi straordinari sistemi di connessione integra, in una rete sempre più fitta e più grande, elaborazione dei dati, memoria, informazione e comunicazione.
A ciascuno di questi settori viene dedicato un capitolo contenente schede descrittive delle tecnologie emergenti, con uno sguardo ai cambiamenti del futuro che esse potrebbero produrre.
In parallelo sono stati anche selezionati i TR100, ovvero i cento giovani ricercatori che si sono fatti apprezzare per il coraggio delle proposte e per la capacità di portare contributi rilevanti non solo di conoscenze ma anche di possibilità di applicazione pratica.
Del loro lavoro viene presentata una panoramica alla fine di ogni capitolo, e, in appendice, di tutti vengono forniti i riferimenti sufficienti a ritrovarli, uno per uno, nei laboratori delle università o delle aziende grandi, piccole o piccolissime che magari loro stessi hanno già contribuito a far nascere.
La loro selezione dimostra come le barriere all’innovazione, sia geografiche sia disciplinari, stiano crollando. Essi provengono da luoghi diversi, come Singapore, Boston, Corea del Sud, Israele, Cina e India (uno italiano, Massimo Marchiori di Venezia) e molti stanno sviluppando tecnologie che rifuggono da facili classificazioni, mettendo insieme i progressi nei campi informatico, della medicina e della nanotecnologia. Nella lista sono presenti autorevoli ricercatori universitari, imprenditori, fautori di un uso sociale della tecnologia e persino esperti in intrattenimento high –tech.
In sostanza, i TR100 mostrano quanto sia vario il panorama di contributi di chi usa la tecnologia per cambiare il mondo. La scelta dei giovani ricercatori più rappresentativi non è semplice e non è un impegno preso alla leggera. Ci si è affidati al giudizio di un gruppo di esperti che scrupolosamente riducono la lista, inizialmente superiore a seicento nomi.
Nell’insieme, il gruppo fornisce un quadro preciso del futuro della tecnologia. La previsione del futuro, come ben sappiamo, è oltremodo difficile, ma è una scommessa già vinta dire che le persone di cui qui si parla giocheranno un ruolo decisivo nel determinarne la direzione.
1. BIO
I ricercatori stanno abbattendo il muro tra le scienze biologiche, la robotica(2)
e la tecnologia dell’informazione. Stanno imparando a utilizzare cellule viventi e frammenti del codice genetico per riprodurre proteine(3), funzioni e organi. Facendo questo vanno decisamente oltre i confini dell’origine della vita e spesso si trovano ad affrontare, insieme a problemi scientifici, anche problemi etici.
1.1 Biomecatronica
Huh Herr (MIT, Media Lab.)
L’unione tra robotica e sistema nervoso crea una nuova generazione di arti artificiali che funzionano come quelli veri.
1.2 Studio dei glicidi
James Paulson (Scripps Research Institute, La Jolla, California)
Il tentativo di comprendere e infine sfruttare gli zuccheri – un campo che si chiama “glycomics” (studio dei glicidi) – è in pieno sviluppo.
1.3 Ingegneria dei tessuti biologici iniettabili
Jennifer Elisseeff (Johns Hokpins University)
La sostituzione di un’articolazione, in cui al posto del ginocchio o di un’anca vengono applicate protesi, è intervento piuttosto invasivo; si cerca di cambiare tale situazione con una terapia che esclude completamente la chirurgia: l’ingegneria dei tessuti iniettabili.
1.4 Biologia sintetica
Ron Weiss (Princeton University)
La biologia sintetica consentirà in futuro una serie di applicazioni che oggi non siamo neanche in grado di immaginare. Grazie a una raccolta di componenti biologiche, blocchi di DNA(4) facili da mettere insieme e da far funzionare come quelli del Lego.
1.5 Terapia con RNA(5) interferente
Thomas Tuschl (Rockefeller University, New York)
Le implicazioni del RNAi sono impressionanti perché gli organismi viventi sono in buona parte definiti dall’attivazione e disattivazione, mirabilmente orchestrata, dei geni(6) e lo RNAi ha funzionato come “interruttore” fin dal primo esperimento che abbiamo fatto.
1.6 Genomica personalizzata
David Cox (Perlegen Sciences, Mountain Veiw, California)
Per realizzare il sogno di una medicina personalizzata – un futuro in cui un semplice esame del sangue determinerà il tipo migliore di terapia sulla base dei geni del paziente – molti scienziati stanno prendendo una scorciatoia: dedicarsi soltanto alle differenze tra i genomi(7) delle persone.
1.7 Metabolomica
Maren Laughlin (National Institute of Health)
L’analisi di migliaia di piccole molecole, come quelle degli zuccheri e dei grassi che sono prodotti del metabolismo(8), può offrire un nuovo strumento diagnostico per scoprire le malattie più rapidamente e facilmente.
2. NANO
La nanotecnologia è la scienza della costruzione e manipolazione delle strutture a livello molecolare. Essa promette di aprire nuove prospettive e soluzioni impreviste per una lunga serie di problemi che colpiscono numerosi settori.
Poche tecnologie emergenti hanno destato tante speranze come la nanotecnologia, presentata come lo strumento per continuare la lunga corsa di semiconduttori(9), ottica e biotecnologia verso l’infinitamente piccolo e per cambiare volto a varie discipline, dalla produzione di energie alla diagnostica medica. Molte aziende hanno investito nella nanotecnologia e quasi ogni università importante vanta un’iniziativa in questo settore.
2.1 Le nanocelle solari
Paul Alivisatos (University of California, Berkeley)
Ci si può servire della nanotecnologia per produrre un materiale fotovoltaico(10) che si possa adattare a una superficie come un rivestimento di plastica o uno strato di tinteggiatura, e fare così dell’energia solare un’alternativa su larga scala per la produzione di elettricità.
2.2 Litografia con nano stampa
Stephen Chou (Princeton University)
La nano stampa potrebbe diventare il metodo preferito per inserire facilmente e a buon prezzo le nano caratteristiche in prodotti come i componenti ottici per comunicazioni e i chip(11) genetici per la diagnostica.
2.3 Nanofili
Peidong Yang (University of California, Berkeley)
Lo sviluppo dei nanofili è essenziale per il successo di tutta la ricerca scientifica e tecnologica in nanoscala.
2.4 Memoria universale
Greg Schmergel (Nantero)
I nano tubi aprono la strada all’archiviazione dei dati ultradensa, vale a dire di sistemi di archiviazione di prossima generazione ultradensi e a basso consumo.
2.5 Fili quantici
Richard Smalley (Rice Universiy, Houston)
Trasporto di energia: i fili formati dai nano tubi al carbonio(12) potrebbero condurre elettricità in modo più efficace.
2.6 Fotonica al silicio(13)
Bahram Jalali (University of California, Los Angeles)
Materiali dei chip del computer che emettono luce aumentano la velocità del flusso dei dati.
2.7 Fibre ottiche microfluidiche
John Rogers (University of Illinois)
Se si può evitare di manipolare la luce si ottengono risparmi significativi, maggiore affidabilità e un incremento delle capacità.
3. INFO
Il mondo INFO è oggi impegnato nella sfida di creare collegamenti sempre più rapidi, sicuri e integrati, siano essi tra microprocessori(14) o tra esseri umani. Esso affronta i problemi delle connessioni ad alta velocità, e senza fili (wireless), tra molteplicità di soggetti contemporaneamente, e dell’accesso a grandi basi di dati senza che la loro localizzazione abbia alcuna importanza. Include nei suoi campi di interesse i sistemi di comunicazione tra operatori con lingue diverse e le modalità di apprendimento delle esperienze passate, che aggiornino, rendendole sempre più efficaci, le interazioni uomo – macchina, o meglio, uomo – rete.
3.1 Il calcolo in rete
Carl Kesselman (Information Sciences Institute, University of South California) e Ian Forster (Argonne National Laboratory)
Stiamo marciando verso un futuro dove la località geografica in cui si trovano le risorse di calcolo non ha più nessuna importanza.
3.2 Crittografia quantistica(15)
Nicolas Gisin (Università di Ginevra)
La crittografia quantistica può trasmettere l’informazione con modalità che rivelano ogni tentativo di intercettarla ed è all’avanguardia di un movimento tecnologico che potrebbe migliorare la segretezza delle comunicazioni elettroniche.
3.3 Reti di sensori(16) senza fili
David Culler (Università di California, Berkley)
Si sta per aprire la strada alle reti di comunicazioni senza fili che uniscono migliaia e persino milioni di sensori.
3.4 Traduzioni universali
Yuqing Gao (Watson Research Center, IBM)
Entro dieci anni chiunque potrà avere un software(17) di traduzione universale sul suo portatile o cellulare.
3.5 Memoria distribuita
Hari Balakrishnan (Infrastructure for Reisliet Internet Systems, University of California, Berkeley, Rice University)
Con la memoria distribuita oggi si possono spostare e duplicare “file”(18) sui computer in rete e il prodotto non subisce alcun danno.
3.6 Apprendimento probabilistico
Daphne Koller (Stanford University)
Le persone hanno una capacità limitata nel mettere insieme diversi aspetti della realtà. I computer no.
Per i non pochi – ad es. lo scrivente – pressoché digiuni in materia, dare un rapido sguardo almeno ai temi su cui vertono alcune delle tecnologie emergenti, non è affatto male. Può servire anche a capire aspetti e tendenze “di punta” dei più recenti sviluppi dell’assetto capitalistico e di quelli probabili nell’immediato futuro.