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In una ricerca dell’Iia-Cnr, pubblicata sulla rivista Scientific Reports del gruppo Nature, reti di neuroni artificiali – che apprendono il funzionamento del sistema climatico dai dati osservati nel passato – confermano le azioni umane come causa principale del riscaldamento globale recente e conducono a nuove scoperte sui cambiamenti climatici dell’ultimo secolo

Le applicazioni dell’intelligenza artificiale (IA), sia in ambito scientifico che tecnologico, sono molto numerose. Pochi, tuttavia, si aspetterebbero che l’IA possa aiutarci a comprendere le origini di un problema attuale e pressante come quello dei cambiamenti climatici. Una ricerca recente dell’Istituto sull’inquinamento atmosferico del Consiglio nazionale delle ricerche (Iia-Cnr), pubblicata sulla rivista Scientific Reports del gruppo Nature e condotta in collaborazione con l’Università di Torino e l’Università di Roma Tre, ha mostrato come modelli di reti di neuroni artificiali (le cosiddette reti neurali) siano in grado di ‘comprendere’ i complessi rapporti tra i vari influssi umani o naturali e il comportamento climatico. “Il cervello di un bambino che cresce aggiusta pian piano i propri circuiti neuronali e impara infine semplici regole e relazioni causa-effetto che regolano l’ambiente in cui vive, per esempio per muoversi correttamente all’interno di esso”, spiega Antonello Pasini, ricercatore dell’Iia-Cnr e primo autore della ricerca. “Come questo bimbo, il modello di cervello artificiale che abbiamo sviluppato ha studiato i dati climatici disponibili e ha trovato le relazioni tra i fattori naturali o umani e i cambiamenti del clima, in particolare quelli della temperatura globale”.


RETRAINER è una piattaforma per la riabilitazione del braccio e della mano per pazienti colpiti da ictus, cofinanziata all’interno Programma EU Horizon 2020.
La piattaforma integra un esoscheletro passivo per il sostegno del peso del braccio, che può essere montato su una normale sedia o sulla carrozzina del paziente, una neuro-protesi per i muscoli del braccio controllata direttamente dall’attività elettromiografica residua del paziente e una seconda neuro-protesi per il recupero delle funzioni della mano. Gli esercizi riabilitativi prevedono l’utilizzo di oggetti interattivi che riconoscono in modo automatico il raggiungimento delle posizioni target. Il terapista sceglie gli esercizi e ne imposta i parametri in base alle esigenze del singolo paziente grazie all’utilizzo di un’interfaccia grafica su tablet.


È possibile ridurre notevolmente le emissioni di gas ad effetto serra e riciclare le ceneri.  Il progetto Residue2Heat rivela che è possibile ridurre notevolmente le emissioni di gas ad effetto serra e riciclare le ceneri utilizzando il bio-olio ottenuto per pirolisi veloce di biomasse per il riscaldamento residenziale. L’obiettivo del progetto di ricerca dell’Unione Europea “Residue2Heat” è utilizzare vari flussi di residui della biomassa per la generazione di calore nelle abitazioni.
Mediante il processo di pirolisi veloce, i residui della biomassa sono trasformati in un bioolio (FPBO), un biocarburante di seconda generazione adatto alla combustione in una caldaia domestica opportunamente modificata. È possibile avere una riduzione tra il 77% e il 95% delle emissioni a seconda delle materie prime utilizzate per tale bio-olio. Questo è il risultato di un’analisi condotta nell’ambito del progetto Residue2Heat. Tali valori rivelano che sono soddisfatti i requisiti relativi alla riduzione delle emissioni di gas ad effetto serra dell’attuale direttiva europea sulle energie rinnovabili (RED) nonché quelli della direttiva futura (RED II).
Tramite il recupero e il riciclo delle ceneri durante la produzione di olio da pirolisi, è possibile ottenere effetti ambientali positivi. Le presenti indagini hanno mostrato che le ceneri ottenute durante il processo di produzione del bio-olio sembrano avere effetti positivi sulla crescita delle piante in esperimenti su piccola scala. Inoltre, le proprietà fisiche e chimiche di tali ceneri sembrano simili a quelle derivanti da altri tipi di ceneri. Uno dei possibili vantaggi potrebbe essere la loro applicazione come ammendante per terreni agricoli. Inoltre, è stata elaborata un’analisi del rischio di sostenibilità per la produzione di olio da pirolisi basata sui residui forestali e la combustione in una caldaia domestica di piccola  13.12.2017 2/3 scala. In tale analisi sono state incluse varie materie prime, quali paglia di cereale, cortecce e miscanthus. In principio, tutte le materie prime analizzate possono essere
applicate in modo sostenibile per il riscaldamento residenziale attraverso il bio-olio. Sono stati identificati alcuni possibili rischi che devono essere monitorati e tenuti in considerazione nell’applicazione di tali materie prime, ad esempio mediante certificazione della sostenibilità:
• Stock di carbonio: mantenere bilanciato il tenore di carbonio nei suoli in seguito
alla raccolta;
• Cambiamento indiretto della destinazione dei terreni: la coltivazione non deve
sostituire la produzione alimentare;
• Biodiversità: mantenere la qualità del suolo e i nutrienti quando si utilizzano i
residui di biomassa;
• Uso a cascata delle biomasse: applicare le biomasse (residue) per i prodotti e il
consumo diretto di energia.
L’intero potenziale dell’olio da pirolisi ottenuto dai residui di biomassa per il riscaldamento residenziale sarà ulteriormente esplorato nel progetto Residue2Heat. Nell’ambito del progetto sono condotti studi di mercato relativi a tale nuovo combustibile e al relativo sistema di riscaldamento modificato, che forniranno ulteriori conoscenze per un’ottimale lancio sul mercato. L’obiettivo a lungo termine del progetto “Residue2Heat” è produrre il bio-olio attraverso i residui agricoli e forestali che non possono essere usati per la produzione di alimenti e mangimi e non comportano un cambiamento indiretto della destinazione dei terreni. L’approccio concettuale mira a ottenere biomasse locali, convertirle in bio-olio in strutture produttive relativamente piccole con una capacità di trasformazione tra le 20.000 e le 40.000 tonnellate di biomassa all’anno e distribuire il
 combustibile a livello locale ai consumatori finali. Il progetto Residue2Heat ha beneficiato del finanziamento del programma di di sovvenzione N. 654650 Il consorzio del progetto Residue2Heat Il progetto di ricerca dell’Unione europea “Residue2Heat” combina lo sviluppo delle tecnologie produttive nella produzione di combustibili rinnovabili con lo sviluppo di sistemi di riscaldamento per il mercato residenziale. Il consorzio è composto da tre università, tre
istituti di ricerca e tre piccole e medie imprese provenienti da cinque diversi paesi:
• RWTH Aachen University (coordinatore del progetto, DE)
• OWI Oel-Waerme-Institut GmbH (coordinatore tecnico, DE)
13.12.2017 3/3
• BTG Biomass Technology Group B.V. (NL)
• VTT Technical Research Centre of Finland Ltd. (FI)
• MEKU Energie Systeme GmbH & Co. KG (DE)
• IM-CNR Istituto Motori, Consiglio Nazionale delle Ricerche (IT)
• PTM Politecnico di Milano (IT)
• BTG BioLiquids B.V. (NL)
• UIBK University of Innsbruck, Institute of Microbiology (AT)

Ricercatori di Nano-Cnr e dell'Università di Regensburg hanno elaborato un interruttore ultra veloce per le onde elettroniche, che potrebbe consentire di accelerare enormemente i futuri dispositivi elettronici, aprendo al nuovo campo della plasmonica. Lo studio pubblicato su Nature Nanotechnology

 

La lucentezza tipica dei metalli è dovuta agli elettroni che si muovono liberamente all'interno del materiale, riflettendo la luce. Illuminando opportunamente il metallo si possono generare delle ‘onde’ sulla superficie di questo ‘mare’ di elettroni, che vengono dette plasmoni di superficie. Quando la luce è concentrata su un punto di pochi nanometri (un nanometro è un milionesimo di millimetro, circa dieci volte il diametro di un atomo), essa genera onde in miniatura che si propagano sulla superficie del materiale in modo circolare. La plasmonica intende sfruttare queste onde per realizzare dispositivi elettronici compatti e ultraveloci: finora tuttavia non si era trovato un modo per accendere e spegnere tali onde rapidamente. Per la prima volta, ricercatori dell'Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Nano-Cnr) e della Scuola Normale Superiore, in collaborazione con l'Università di Regensburg, hanno dimostrato che è possibile accendere e spegnere con velocità elevatissima onde di elettroni. Un risultato che potrebbe portare a interruttori con velocità di commutazione enormemente maggiori rispetto a quelle dei più avanzati transistor attuali e quindi alla possibilità di costruire dispositivi elettronici ultraveloci. Lo studio è pubblicato su Nature nanotechnology.

immagine al microscopio ottico Dark –field (100X) di motivi complessi ottenuti attraverso la tecnica di dewetting. Ogni motivo si estende per circa 5 micron.

 

Un recente studio effettuato da ricercatori dell’Ifn-Cnr in collaborazione con le università di Marsiglia e Dresda ha rivelato come la formazione di goccioline sulla superficie di alcuni materiali a seguito di un riscaldamento possa essere utilizzata per sviluppare tecniche litografiche su larga scala a basso costo. La ricerca, che apre nuove prospettive nel campo della nanoelettonica, è pubblicata su Science Advances

 

“L’opportunità di creare delle particelle di silicio di piccola taglia con controllo di forma e densità attraverso un processo semplice apre la possibilità di implementare meta-superfici dielettriche, cioè superfici che possono essere sedi di campi elettromagnetici, in maniera semplice, economica e su larga scala”. A parlare è Monica Bollani, ricercatrice presso l’Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Ifn-Cnr) di Milano, che insieme al suo gruppo di ricerca ha scoperto, con uno studio pubblicato sulla rivista Science Advances, come manipolare la riflettività del silicio semplicemente variandone la temperatura. “Molti materiali che compongono dispositivi elettronici sono strutturalmente composti da sottili strati posti l’uno sopra l’altro a formare un insieme che a occhio nudo appare omogeneo. Quando vengono scaldati, questi materiali hanno la tendenza a rompersi in piccole goccioline, di dimensione variabile e posizione casuale”, prosegue Bollani. “Fino ad ora questo effetto era stato considerato negativo per la costruzione di dispositivi elettronici e i contatti elettrici al loro interno, ma il nostro studio è partito da questo 'difetto' per arrivare a una nuova scoperta”.

 

Grande successo per l’Educational Day che apre la manifestazione:

saranno 20mila gli studenti in visita alla Fiera di Roma

Ancora un grande successo di adesioni per l’Educational Day che venerdì 1 dicembre aprirà ufficialmente la quinta edizione di “Maker Faire Rome – The European Edition 4.0”. Sono, infatti, oltre 20mila gli studenti provenienti da tutta Italia che si sono già registrati e che avranno la possibilità di visitare, in anteprima, la più grande manifestazione europea dedicata all’innovazione. Scuole primarie, medie, superiori e centri di formazione professionale entreranno, per prime - dalle 9 alle 13 - negli spazi espositivi della Fiera di Roma: un’invasione pacifica di ragazze e ragazzi, accompagnati da oltre 1.500 professori, che scopriranno così le centinaia di progetti innovativi provenienti da tutto il mondo, con alcune di queste invenzioni nate sui banchi di scuola. Infatti, Maker Faire Rome - promossa dalla Camera di Commercio di Roma e organizzata dalla sua Azienda speciale Innova Camera - da sempre dedica ampio spazio alle idee dei giovani maker: quest’anno sono 55 le scuole selezionate per esporre i propri progetti che hanno partecipato alla “Call for Schools”, realizzata in collaborazione con il Miur.

Microscopio olografico portatile. In alto a destra è riportato un dettaglio del chip raffigurante una microlente polimerica utilizzata per ottenere l’ingrandimento ottico desiderato

I ricercatori dell’Isasi-Cnr hanno realizzato un microscopio olografico integrato su una sorta di vetrino che fornisce immagini 3D da cui si ricavano i dati quantitativi di elementi biologici. In futuro il chip consentirà di portare la diagnostica di laboratorio direttamente presso il paziente. Lo studio è pubblicato su Light: Science and Applications del gruppo Nature

 

Un sofisticato laboratorio di analisi a portata di tasca è stato messo a punto dai ricercatori dell’Istituto di scienze applicate e sistemi intelligenti del Consiglio nazionale delle ricerche (Isasi-Cnr) di Napoli con il primo microscopio olografico, che darà modo agli utenti di effettuare, per alcune patologie, esami diagnostici rapidi e a casa propria. Lo studio è stato pubblicato su Light: Science and Applications, rivista del Nature Publishing Group.

“La svolta tecnologica è stata possibile grazie ai cosiddetti dispositivi Lab-on-a-Chip (Laboratori su chip)”, spiega Vittorio Bianco, ricercatore Isasi-Cnr. “Abbiamo dotato un chip microfluidico, cioè un semplice ed economico pezzetto di plastica nel quale sono scavati dei canaletti in cui scorre il fluido da analizzare (sangue, urine, saliva…), di micro-elementi ottici che gli conferiscono le funzionalità di microscopio tridimensionale di tipo olografico tascabile. Il microscopio olografico si presenta come un semplice vetrino da microscopio di alcuni centimetri di lunghezza ma costituisce un vero e proprio strumento di misura, fornendo mappe 3D da cui si ricavano i dati quantitativi di elementi biologici, statici o in movimento all’interno di un liquido”.

Alla Microsoft House in anteprima ReStart4Smart, il progetto italiano che sarà protagonista del Solar Decathlon Middle East 2018 di Dubai. Grazie alla collaborazione tra Microsoft e Sapienza Università di Roma e ai programmi Azure for Research e Student Advantage, i migliori talenti dell’Ateneo beneficiano delle nuove tecnologie di Microsoft per realizzare un prototipo all’avanguardia di abitazione sostenibile

In occasione della presentazione alla Microsoft House del progetto italiano finalista del Solar Decathlon Middle East 2018 di Dubai, Microsoft Italia e Sapienza Università di Roma hanno annunciato l’ampliamento della consolidata partnership, che vede i due soggetti collaborare da anni per sperimentare modalità di formazione innovative e che ora si arricchisce di un ulteriore contributo alle attività di ricerca: grazie al programma Microsoft Azure for Research, la Sapienza può infatti far leva gratuitamente sul Cloud Computing di Microsoft. Un’opportunità di cui ha già beneficiato il team di oltre 50 studenti e dottorandi che sta realizzando il prototipo di casa del futuro ReStart4Smart in gara nelle Olimpiadi universitarie dell’architettura sostenibile.

 

Riproduzione grafica (a) e immagine al microscopio ottico (b) del fotorivelatore grafene/silicio realizzato dall’Imm-Cnr in collaborazione con il Cambridge Graphene Centre

 

Un recente studio dell’Istituto per la microelettronica e microsistemi del Cnr, in collaborazione con il Graphene Centre dell’Università di Cambridge, ha trovato il modo di convertire la luce infrarossa in corrente integrando silicio e grafene, avvicinando così l’ipotesi di fabbricare fotorivelatori in silicio funzionanti nel vicino infrarosso. La ricerca è pubblicata su ACSNano

I fotorivelatori sono dispositivi in grado di convertire luce in corrente. Alle lunghezze d’onda del vicino infrarosso tale conversione viene in genere realizzata con materiali quali l’Arseniuro di Gallio e Indio, particolarmente costoso da lavorare, oppure il Germanio, difficilmente integrabile con una circuiteria microelettronica preesistente. Il più economico silicio, invece, sebbene sia ampiamento utilizzato per la conversione di luce a lunghezze d’onda del visibile (380-750nm), non può essere utilizzato nel vicino infrarosso (750-2500nm) a causa di alcuni limiti intrinseci del materiale. Un recente studio condotto da un team di ricercatori dell’Istituto per la microelettronica e microsistemi dell’unità di Napoli del Consiglio nazionale delle ricerche (Imm-Cnr), in collaborazione con il Graphene Centre dell’Università di Cambridge, ha trovato il modo di convertire la luce infrarossa in corrente, integrando il silicio - materiale ormai maturo come tecnologia di fabbricazione di dispositivi grazie agli investimenti messi in campo dalla microelettronica - con un materiale emergente come il grafene, consentendo così di avvicinare l’ipotesi di fabbricare fotorivelatori in silicio funzionanti nel vicino infrarosso. La ricerca è pubblicata sulla rivista ACSNano.

 Con il progetto JETSCREEN arriva una innovativa piattaforma di screening e ottimizzazione 

Il Politecnico di Milano è partner del progetto Horizon2020 JETSCREEN che propone una innovativa piattaforma di test per nuove miscele di combustibili rinnovabili destinati al trasporto aereo. La piattaforma di screening e ottimizzazione integrerà strumenti di progettazione e attività sperimentale per valutare rischi e benefici dei nuovi combustibili alternativi. Per i produttori di combustibili alternativi, le aziende di aeromobili e di componentistica sarà possibile valutare l’adeguatezza di nuovi prodotti da introdurre sul mercato. JETSCREEN (JET Fuel SCREENing and Optimization) risponde alla richiesta della Comunità Europea e del suo Obiettivo 2020 su “cambiamenti climatici e sostenibilità energetica”, di utilizzare, entro il 2020, il 10% di energia rinnovabile nei trasporti di tutti i Paesi della UE e di raggiungere il 40% di combustibile sostenibile a basso tenore di carbonio nel settore dell’aviazione entro il 2050. Per immettere sul mercato un nuovo combustile rinnovabile è previsto un lungo e costoso processo di approvazione denominato ASTM D4054. JETSCREEN viene prima della fase di approvazione, fornendo una piattaforma di screening che utilizza test sperimentali economici e modelli per prevedere l'impatto del nuovo combustibile sul motore e sulla componentistica del sistema di alimentazione dell’aeromobile. La fase di ottimizzazione permette di definire quale modifica della formulazione del combustibile sarà in grado di garantire un determinato obiettivo di performance e di riduzione delle emissioni.

 

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