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Internet quantistico, ologrammi e tessuti hi-tech: tecnologia del presente

Gli scienziati corrono alla ricerca di sistemi sempre più avanzati di integrazione della tecnologia nella vita di tutti i giorni

Tecnologia

Se è vero che sempre più anglicismi stanno prendendo piede anche all’interno del lessico italiano, espressioni come hi-tech, AI (Artificial Intelligence) o qubit, specifici della tecnologia, non sono da meno. Con buona pace del Presidente del Consiglio Mario Draghi. Ma la rivoluzione non è solo linguistica e non investe solo i direttori dei principali vocabolari italiani, costretti ad aggiornare costantemente la lista dei neologismi.

La ricerca in ambito tecnologico corre ed anche noi stentiamo a tenere il passo. È questo il caso di prodotti e servizi tecnologici innovativi in fase di sviluppo in questo periodo e che potrebbero avere interessanti sviluppi futuri. Si parla di comunicazione, di interattività, di telemedicina e molto altro. Ma vediamo alcuni degli esempi più interessanti pubblicati recentemente sulle principali riviste scientifiche.

Tecnologia dinamica: l’intelligenza artificiale per gli ologrammi

Già da alcuni anni si vocifera delle possibili applicazioni degli ologrammi nella vita di tutti i giorni. Un gruppo di ricerca del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha recentemente pubblicato sulla rivista Nature[1] i risultati dei propri studi su questo campo. Creare ologrammi tridimensionali (3D), anche su device come gli smartphone si può.

tecnologia - ologrammi

La rielaborazione di immagini così complesse ha sempre richiesto l’utilizzo di super-computer, chiamati a rielaborare una grande mole di dati, impedendo la realizzazione di una olografia dinamica. L’uso, finora, di strumenti meno potenti comportava, invece, la rielaborazione di immagini qualitativamente inferiori.

Per aggirare il problema i ricercatori hanno riprodotto la struttura di rete del nostro cervello, una rete neurale, in grado di processare informazioni visive: a questa rete è stato insegnato a calcolare il modo migliore per generare gli ologrammi. Alla base di questo apprendimento c’è il concetto di deep learning, e l’utilizzo di ben 4.000 immagini, una banca dati da cui apprendere queste competenze.

Questa assimilazione ha permesso alla rete neurale di rielaborare ologrammi in pochi millisecondi, usando meno di un megabyte di memoria: una vera inezia se si pensa ai tanti gigabyte di cui ciascun cellulare è provvisto oggi.

Una rete neurale convoluzionale (CNN), come la chiamano gli autori di questa ricerca, efficiente a livello di memoria e risoluzione, il che fa presupporre che ben presto potremmo averla disponibile sui nostri smartphone.

Tecnologia da teletrasporto: l’internet quantistico

In un futuro non troppo lontano potremo contare su comunicazioni più sicure, su una maggiore memorizzazione dei dati, capacità di calcolo e rilevamento di precisione[2]. A rendere queste operazioni più fattibili ci penserà l’internet quantistico, cioè un sistema di rete in cui le informazioni sono memorizzare in qubit.

tecnologia - internet quantistico

Qubit non è altro che la contrazione di quantum Bit, cioè bit quantistico, l’unità di informazione quantistica. Queste informazioni possono essere condivise su lunghe distanze grazie all’entanglement:

fenomeno che connette i sistemi quantistici in modi che risultano impossibili nel mondo classico delle grandi dimensioni. Quando due particelle, come una coppia di elettroni, sono entangled […], è impossibile misurarne una senza ricavare qualche informazione sull’altra. Le loro proprietà, quali momento e posizione, sono inestricabilmente legate[3].

Il risultato di queste ricerche, condotte da un team multidisciplinare, frutto della sinergia tra pubblico e privato, ha confermato la possibilità di effettuare comunicazioni sicure con una fedeltà di oltre il 90%. Le misurazioni, eseguite sui due sistemi di teletrasporto Caltech e Fermilab Quantum Network (CQNET, FQNET), hanno permesso:

il teletrasporto prolungato a lunga distanza (44 km di fibra) di qubit time-bin con fedeltà all’avanguardia (>90%) e fotoni a banda stretta con coppie di fotoni entangled a banda stretta.

Tecnologia indossabile: il tessuto hi-tech

La tecnologia è in grado di integrarsi sempre più con le nostre abitudini e gli stili di vita, riuscendo a celare se stessa in maniera camaleontica. È un po’ quello che stanno realizzando alcuni studiosi della Fudan University, in Cina, che hanno messo a punto un tessuto hi-tech[4].

La sfida principale, vinta dai ricercatori, stava nel rendere malleabile qualcosa che, per propria natura, è poco flessibile come lo sono i classici schermi dei nostri PC o cellulari. Quello che gli studiosi sono riusciti a produrre è un tessuto simile visivamente alla classica stoffa, che può essere lavata, stirata e piegata, ma composto di fibre elettroluminescenti e cotone, in grado di accendersi come un classico display.

Il problema della vestibilità e dell’adattabilità al corpo umano è stato risolto proprio dall’intreccio tra fibre di cotone e fibre conduttrici, capaci di renderlo più morbido. Il prototipo rielaborato finora è lungo 6 metri e largo 25 centimetri e può essere integrato con una tastiera sensibile al tatto ed una batteria alimentata ad energia solare, realizzati comunque in tessuto.

tecnologia - tessuto hi-tech

Ma a cosa potrebbe essere utile questa invenzione? Secondo gli autori della ricerca, il tessuto hi-tech potrà essere impiegato nella navigazione di mappe interattive o comunicazioni bluetooth con smartphone, aiutare le persone con difficoltà di voce o di linguaggio.

Gli scienziati hanno stressato il tessuto con cicli di piegatura, stiratura e pressione per testarne la durata ed hanno osservato che è rimasto pressoché inalterato e stabile, eccezion fatta per la luminosità che ha cominciato a deteriorarsi dopo cento cicli.

L’uomo ed il rapporto con la tecnologia

Le tecnologie progrediscono continuamente, quelli appena descritti ne sono un chiaro esempio, ma ciò implica una maggiore problematizzazione del rapporto con l’uomo. A risentirne sono soprattutto le nostre funzioni cerebrali ma, si sospetta, anche la struttura di alcune aree.

La neuroplasticità del cervello umano, ossia la sua capacità di modificarsi nel corso del tempo in risposta all’esperienza, si sta modellando sulla base dell’interazione con internet.

I risultati di questa trasformazione sono ben visibili:

  • Frammentazione dei livelli di attenzione
  • Crescita del multitasking che se da un lato rappresenta un vantaggio, dall’altro rischia di far perdere il filo logico, confondere il ragionamento
  • Memoria a lungo termine compromessa: le continue ricerche su internet ci spingono a ricordare meno, inficiando la connettività neuronale e la sincronizzazione di alcune aree del cervello.

Insomma, se da un lato la tecnologia rappresenta una forma di guadagno in know-how e semplificazione dei processi, dall’altro rischia di farci perdere funzioni importanti, frutto dell’evoluzione di migliaia di anni.


[1] Shi, L., Li, B., Kim, C. et al. “Towards real-time photorealistic 3D holography with deep neural networks”. Nature 591, 234–239 (2021). Consultabile al seguente indirizzo: https://www.nature.com/articles/s41586-020-03152-0#citeas

[2] R. Valivarthi, S. I. Davis, C. Peña et al., Teleportation Systems Toward a Quantum Internet”, 2020. PRX Quantum 1,020317, consultabile al seguente indirizzo: https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/PRXQuantum.1.020317

[3] INFN, “Alla ricerca dell’entanglement”, 2018. Consultabile al seguente indirizzo: http://w3.lnf.infn.it/alla-ricerca-dellentanglement/

[4] Shi, X., Zuo, Y., Zhai, P. et al., “Large-area display textiles integrated with functional systems”. Nature 591, 240–245 (2021). Consultabile al seguente indirizzo: https://www.nature.com/articles/s41586-021-03295-8?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+nature%2Frss%2Fcurrent+%28Nature+-+Issue%29#citeas

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Autore articolo

Martina Shalipour Jafari - autore

Martina Shalipour Jafari

Redattrice

Giornalista pubblicista ed esperta di comunicazione digitale.
Instancabile lettrice e appassionata di cinema.
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