Lanci spaziali – robot in fabbrica – idrogeno – insulina dalle mucche

Lo spazio dei curiosi di futuro

Lanci spaziali - robot in fabbrica - idrogeno - insulina dalle mucche

S.9 Ep.186 – Lanci spaziali, robot in fabbrica, idrogeno, insulina dalle mucche

Railgun spaziale: Un progetto futuristico per la propulsione spaziale che apre a nuove possibilità, ma presenta ostacoli tecnici e costi elevati.

Robot in fabbrica: L’introduzione di robot umanoidi nelle fabbriche per colmare la carenza di manodopera e aumentare l’efficienza, con possibili implicazioni sul lavoro umano.

Geoingegneria a bolle: Un’idea innovativa per contrastare il cambiamento climatico, ma con dubbi sulla sua efficacia e impatto ambientale.

Insulina dalle mucche: Un progresso scientifico che potrebbe rivoluzionare la produzione di insulina e renderla più accessibile ai diabetici.

Il problema dell’anno 2038: Un potenziale problema informatico simile al Millennium Bug, che richiede attenzione e soluzioni preventive.

Carne coltivata: Un prodotto innovativo con grandi benefici ambientali, ma ostacolato da lobby e politici.

Treni a idrogeno: Una tecnologia promettente per la mobilità su rotaia a zero emissioni, con sfide legate all’infrastruttura e ai costi.

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RAILGUN SPAZIALE

Avete presente i lanciatori che portano uomini e satelliti nello spazio? Abbiamo tutti negli occhi l’immagine di un razzo che in piedi, in verticale, a fianco di una rampa di lancio è pronto ad accendere i motori ed arrampicarsi in cielo.

Ecco, i cinesi della China Aerospace Science and Industry Corporation, meglio nota come CASIC, stanno lavorando su una soluzione completamente diversa. Si chiama “railgun”, cioè una pista di lancio elettromagnetica utilizzata per accelerare un velivolo ipersonico.

Per fare un paragone potreste immaginare letteralmente un proiettile che viene sparato da una canna di fucile. Con le debite differenze. Il proiettile sarebbe un’astronave di una quarantina di metri (come un Boeing 747 per intendersi) che pesa 50 tonnellate. La propulsione non proverrebbe dalla combustione di polveri propellenti, ma da una corrente ed un campo magnetico lungo le rotaie in grado di spingere il mezzo a oltre 5.000 kmh. Ed infine, la canna di fucile sarebbe una galleria con rotaia lunga alcune decine di chilometri.

E non è fantasia. I cinesi lavorano al progetto chiamato Tengyun dal 2016. Dopo il lancio, l’aereo spaziale entrerebbe nello spazio dopo aver acceso il suo motore. In caso di successo, la nuova tecnologia potrebbe ridurre drasticamente i costi di lancio. Per ora CASIC ha usato per i test una galleria di poco meno di 2 km precedentemente sviluppata per i treni maglev, ma progetta di costruirne una di circa 60 km, la lunghezza che porterebbe questa nave spaziale ai 5.000 kmh desiderati.

Ora, il bello di questa notizia finisce qui. Se iniziamo a pensare agli aspetti concreti, capiamo subito che non è una passeggiata. Prima di tutto, secondo le più recenti stime, costruire questo tipo di galleria costerebbe circa 30 milioni di dollari al km; certo la CASIC può anche essere finanziata dal governo, ma parliamo di alcuni miliardi per realizzare una sola infrastruttura di lancio. Poi ci vuole il territorio adatto per costruirla, 60 km non sembrano tanti, ma se pensiamo alla nostra Italia stiamo parlando all’incirca di una Milano – Bergamo, Roma – Latina o Catania – Siracusa, non proprio realizzabile ovunque. Inoltre, ogni singolo lancio consumerebbe tanta energia quanto quella di una piccola città, che andrebbe resa disponibile per intero in quel momento in quel luogo, non una cosa banale.

Poi bisognerebbe riprogettare completamente i veicoli spaziali: siamo abituati ai rischi del lento decollo verticale di mezzi molto pesanti, qui la logica per non far sbriciolare il velivolo una volta uscito dalla galleria andrebbe completamente riscritta. Infine, l’uomo. L’accelerazione ideale per sparare questo oggetto nello spazio sarebbe 14G[AK1] , peccato che un uomo a bordo sopravviverebbe al massimo per 5 secondi; e più rallentiamo il mezzo e la sua accelerazione, più abbiamo bisogno di gallerie lunghe con tutti i problemi di costo e spazio di cui sopra.

Insomma, un progetto molto affascinante e potenzialmente trasformativo, ma che certamente richiede ancora molti sforzi e validazioni. Ed ovviamente apre ad ulteriori domande di grande interesse. Potrebbe questo sistema di lancio essere utilizzato per scopi militari? Questo sistema di lancio renderebbe lo spazio più accessibile a tutti? Oppure favorirebbe solo le grandi potenze con le risorse necessarie per costruirlo?


ROBOT IN FABBRICA

Parliamo di una notizia che sembra uscita da un film di fantascienza: Mercedes-Benz ha annunciato che utilizzerà robot umanoidi nelle sue fabbriche.

Si tratta degli Apollo di Apptronik, robot alti circa un metro e settanta che si occuperanno di svolgere mansioni manuali e fisicamente impegnative all’interno delle linee di produzione Mercedes. Immaginate un operaio alto 1 metro e 70, 70 chili circa, capace di sollevare fino a 25 chili e di lavorare per quattro ore con una singola batteria.

Questo è Apollo, che grazie alle braccia e alle gambe può spostarsi autonomamente, ma non solo, ha anche degli “occhi” con luci LED e uno schermo sul petto che può mostrare informazioni. Invece della bocca, Apollo ha un altro schermo che può mostrare un sorriso, un’icona di una chiave inglese o lo stato di carica della batteria. Per quanto riguarda la sicurezza, Apollo è all’avanguardia: si ferma immediatamente se rileva persone o oggetti in movimento troppo vicini.

E la ricarica? A differenza di un’auto elettrica, Apollo non ha una presa per collegarsi alla corrente. Invece, ha delle batterie che devono essere rimosse e sostituite quando esauriscono la carica. Se però i suoi compiti sono svolti in una postazione fissa, può anche essere montato su un supporto metallico, senza bisogno di usare le gambe.

Ma cosa farà esattamente Apollo in fabbrica? Mercedes prevede diverse possibilità: potrebbe ispezionare parti di veicoli, portare i componenti alla linea di montaggio per gli operai umani e consegnare kit di assemblaggio. Apparentemente stiamo entrando in una fase di test: Mercedes non ha dichiarato quanti robot adotterà, ma se consideriamo che Apptronik ha capacità di produrre 10.000 robot l’anno e Mercedes ha 35 stabilimenti produttivi nel mondo, i numeri a regime potrebbero essere davvero grandi.

Perché questa scelta da parte di Mercedes? Per colmare le carenze di manodopera in lavori ripetitivi, fisicamente impegnativi e poco specializzati. Le ricerche parlano chiaro. Su scala globale, mancano 85 milioni di lavoratori qualificati nel settore manifatturiero. Secondo uno studio di Deloitte del 2022, la carenza di manodopera qualificata potrebbe costare all’economia globale 2,5 trilioni di dollari entro il 2030.  Un’indagine del 2021 della Manufacturing Institute ha rilevato che il 40% delle aziende manifatturiere negli Stati Uniti ha difficoltà a trovare lavoratori con le competenze adeguate.

Potremmo obiettare, nel caso di Mercedes che c’è una bella differenza tra la manodopera qualificata e quella che impegnata in lavori ripetitivi e poco specializzati, ma i primi robot umanoidi devono necessariamente partire da compiti più semplici, per poi evolvere verso ruoli più complessi.

Insomma, sembra che il futuro del lavoro in fabbrica sarà sempre più a fianco dei robot. E Mercedes non è l’unica azienda a puntare sull’automazione. Apptronik, l’azienda che ha sviluppato Apollo, ha alle spalle l’esperienza nella costruzione di Valkyrie, un robot di quasi due metri per la NASA. Progetto che ha dato all’azienda reputazione globale e dal quale discende proprio Apollo che sarebbe la versione commerciale general purpose del suo predecessore. E non è tutto: ci sono i robot umanoidi di Figure che possono conversare con gli umani e il robot a sei zampe Daystar GS di Lenovo, progettato per la raccolta dati. Ogni giorno sembra esserci una novità in questo campo. Il confine tra fantascienza e realtà si fa sempre più sottile.


GEOINGEGNERIA A BOLLE

Quando si parla di metodi per combattere il cambiamento climatico, ci scontriamo spesso con l’affermazione che tutto quanto stiamo facendo non sia abbastanza e sia fin troppo lento per raggiungere gli obiettivi desiderati nel tempo voluto.

Ecco allora correre in soccorso dell’umanità un progetto, per ora teorico, pensato dagli ingegneri dell’MIT.

A differenza di altre idee di geoingegneria che modificano direttamente la Terra ed il suo ambiente, questo progetto propone di posizionare un gigantesco schermo solare nello spazio. Questo schermo, composto da sfere gonfiabili interconnesse, sarebbe posizionato nel punto di Lagrange L1 tra la Terra e il Sole. Non una scelta a caso, ovviamente. Questa posizione consentirebbe allo schermo, che avrebbe le ragguardevoli dimensioni del Brasile (!!!), di essere tenuto in posizione dall’equilibrio gravitazionale del Sole e della Terra.

Le sfere fatte da un film sottile e aggregate insieme sarebbero abbastanza grandi da bloccare circa l’1,8% della radiazione solare in arrivo, potenzialmente invertendo l’attuale riscaldamento globale. Pensate, deflettendo una percentuale così piccola, si risolverebbe l’intero problema.

Il progetto è nelle sue prime fasi, con test iniziali di successo concentrati sul riempire una sfera nello spazio. La ricerca futura si concentrerà su materiali, metodi di dispiegamento, posizionamento, efficacia, costi e impatto ambientale.

Come avrete intuito, non si tratta di qualcosa di banale. Sarebbe certamente meglio ridurre le emissioni che affidarsi a soluzioni di geoingegneria che, anche a detta dei tecnici, vanno prese solo come una ultima ratio. E comunque, anche se dovesse funzionare in pratica, vi lascerei immaginare la difficoltà, non solo economica, ma anche politica di mettere tutti d’accordo attorno a questa soluzione.

Genio o follia?


INSULINA DALLE MUCCHE

L’insulina è un ormone prodotto dal pancreas che svolge un ruolo fondamentale nel controllo del livello di glucosio (zucchero) nel sangue. La carenza di insulina può portare al diabete, una malattia caratterizzata da alti livelli di glucosio nel sangue.

Per tutti è una sostanza vitale, ma per alcuni è indispensabile che non manchi mai. E come viene prodotta oggi? Principalmente per sintesi chimica o attraverso organismi geneticamente modificati.

Dal Brasile arriva un esperimento di frontiera che potrebbe cambiare questo settore in futuro.

Ricercatori dell’Università dell’Illinois e dell’Università di San Paolo hanno creato la prima mucca transgenica capace di produrre insulina umana nel suo latte. Questa innovazione potrebbe rivoluzionare la produzione di insulina, rendendola più accessibile e conveniente per le persone diabetiche.

I ricercatori brasiliani hanno inserito un segmento di DNA umano nel nucleo di embrioni bovini per consentire loro di produrre la proinsulina (precursore dell’insulina). Uno di questi embrioni ha portato alla nascita di una vitella sana che, una volta raggiunta la maturità, ha prodotto latte contenente sia proinsulina che insulina umana attiva.

Questo è un risultato iniziale e serviranno ulteriori test e approvazioni per poter utilizzare l’insulina prodotta da mucche transgeniche in campo medico. Tuttavia, i ricercatori sono ottimisti e puntano a creare un intero branco di mucche transgeniche per la produzione di insulina su larga scala. Secondo le loro stime, un piccolo branco, parliamo di appena un centinaio di esemplari, potrebbe potenzialmente produrre tutta l’insulina necessaria per gli Stati Uniti, mentre un branco più grande potrebbe soddisfare il fabbisogno mondiale.

Questo metodo di produzione di insulina potrebbe essere più conveniente rispetto ai metodi tradizionali che utilizzano lieviti o batteri geneticamente modificati, e potrebbe non richiedere strutture altamente specializzate.

Questo giusto per ricordare, che, quando parliamo di modifica del DNA, la scienza non vuole creare nuovi mostri, ma soluzioni utili ai bisogni dell’umanità. E questo è un bellissimo esempio, anche se ancora lontano dall’applicazione quotidiana.


IL PROBLEMA DELL’ANNO 2038

Vi ricordate il Millenium Bug? Allo scadere dello scorso secolo ci siamo fatti prendere dalla paura che qualcosa di grave sarebbe potuto accadere, nel momento in cui i contatori dei computer fossero passati da 99 a 00. Ne abbiamo sentite di tutti i colori, le casseforti delle banche si sarebbero aperte da sole, i missili nucleari avrebbero dovuto decollare fuori dal controllo umano, le reti di computer avrebbero dovuto collassare. I tecnici si misero all’opera e praticamente non accadde proprio un bel niente.

In previsione del 2038 potenzialmente ci risiamo. Come per il Millennium Bug, si tratta di un problema di date. Il 19 gennaio 2038, sette secondi dopo le 3:14, molti computer in tutto il mondo potrebbero smettere di contare verso l’alto, creando un problema di “reset” della data simile a quello del Bug.

Nel caso del 2038, il motivo di questa strana data è che i computer calcolano le date e gli orari contando il numero di secondi a partire dal 1° gennaio 1970 e, tradizionalmente, memorizzano questo numero come un intero a 32 bit.

Senza dilungarsi in una spiegazione completa di come si conta in binario, il risultato è che i numeri più grandi di 2.147.483.647 non possono essere salvati come numeri interi a 32 bit: è esattamente il numero di secondi che saranno trascorsi dal 1970 al 2038.

Al raggiungimento di questo limite, il sistema potrebbe interpretare il valore successivo come un numero negativo, causando errori e malfunzionamenti. Come per esempio, interruzioni di servizio, calcoli errati e perdita di dati.

Bene, penserete voi, ma oggi la maggior parte dei computer viaggia a 64 bit, non più 32. Vero, ma premesso che ne esistono comunque ancora molti basati sulla vecchia tecnologia, non dobbiamo stare attenti solo all’hardware, ma anche al software. A quanto pare, i sistemi operativi come MacOS e Windows sono già aggiornati, ma certo un po’ di attenzione la dovremo prestare. E male che vada, abbiamo ancora circa 14 anni per implementare delle patch di sicurezza.

Speriamo comunque di aver almeno imparato la lezione e di non farci prendere da inutili isterie, maratone televisive di 12 ore pronte a dare notizie di catastrofi inesistenti o altre amenità del genere.


CARNE COLTIVATA

Lo Stato americano della Florida è pronto a bandire la carne coltivata, cioè quella “cresciuta” in laboratorio. Il Governatore è stato chiaro e l’ha definita “fake-meat”, cioè carne fasulla o finta.

Lo stanno seguendo anche Alabama, Arizona, Kentucky e Tennessee. E questo escluderebbe dalla possibilità di produzione vendita un mercato di circa 46 milioni di persone. È esattamente la direzione che ha già intrapreso il Governo italiano alla fine dell’anno scorso.

Ora, su questo prodotto dobbiamo essere chiari. Primo, non è una questione di gusto o sapore, che è un tema completamente soggettivo; anzi, se lo fosse, risulterebbe bizzarro aver bandito un prodotto prima ancora che arrivasse sul mercato. Secondo, non è un problema di sicurezza: dove è stato ammesso ha già passato le forche caudine degli organismi regolatori locali, e negli USA, per esempio, la Food and Drug Administration è un organismo rigidissimo, con il quale non si scherza per nulla. Terzo, non è nemmeno un problema di prezzo, è un prodotto competitivo con le soluzioni tradizionali.

È solo un problema di lobby. A protezione di coloro che oggi producono carne tradizionale. È l’espressione di una visione “o carne coltivata in laboratorio o carne tradizionale”, mentre un approccio “sia carne coltivata che carne tradizionale”, sarebbe più maturo è incredibilmente migliore per l’ambiente. I benefici li ho descritti ampiamente a The Future Of e non c’è bisogno di ripeterli.

Pensate che, in una lettera, il North American Meat Institute, un ente commerciale che rappresenta le aziende produttrici di carne, si è opposto al divieto, affermando che è in conflitto con la legge federale e che è “una cattiva politica pubblica che limiterebbe la scelta dei consumatori e soffocherebbe l’innovazione”. La scelta di molti Stati americani, tra l’altro, sta spiazzando anche alcuni produttori di carne tradizionale, che hanno già investito nella carne cresciuta in laboratorio, senza la mucca attorno, perché la ritengono un’alternativa plausibile e vogliono farsi trovare pronti alla nuova domanda dei consumatori.

Il teatro della battaglia, quindi, è solamente politico ed è fatto per compiacere gli elettori e le aziende del settore che finanziano i politici per imporre le nuove regole restrittive. Siamo solo all’inizio.


TRENI A IDROGENO

Per l’ultima notizia della settimana vi porto in California. Negli USA l’Amministrazione Biden ha stanziato 36 miliardi di dollari per l’ammodernamento delle infrastrutture ferroviarie, con un’enfasi particolare sui progetti a zero emissioni. 10 miliardi sono destinati ad un segmento di investimento denominato “zero emission veichle package”.

La California sta usando parte di queste risorse per acquistare treni passeggeri a idrogeno. Ne ha operativi appena 10 al momento e conta di allargare la flotta a 29 mezzi.

Ma come funzionano questi treni? L’idrogeno viene immagazzinato in serbatoi ad alta pressione sotto il telaio del treno. L’idrogeno viene convogliato dal serbatoio alla cella a combustibile. All’interno della cella, l’idrogeno si combina con l’ossigeno prelevato dall’aria in un processo chimico che produce energia elettrica, acqua calda e vapore acqueo.

L’energia elettrica generata alimenta il motore elettrico, che a sua volta muove le ruote del treno. Le batterie immagazzinano l’energia in eccesso prodotta dalla cella a combustibile e la rilasciano quando necessario, ad esempio in fase di accelerazione o in salita.

I mezzi comprati dalla California avranno un’autonomia di poco meno di 500 km, una velocità relativamente contenuta 127 kmh e un tempo di rifornimento inferiore alla mezz’ora. Anche l’Italia sembra muoversi sul tema, il nostro Paese ha ordinato allo stesso produttore svizzero dei treni per la California, 130 mezzi ovviamente adeguati ai nostri scartamenti che sono diversi da quelli americani. Ad oggi, infatti, sul nostro territorio non ne circola in servizio regolare nemmeno uno, anche se ci sono due progetti pilota in Puglia ed Emilia-Romagna.

Nel nostro Paese è prevista la costruzione anche di 10 stazioni di rifornimento che dovrebbero aggiungersi a quelle già esistenti di Bolzano e San Donato Milanese. Perché, se il treno ad idrogeno ha un grande potenziale ambientale, tutta l’infrastruttura attorno deve essere ancora costruita. E quando i volumi aumenteranno, ovviamente diminuiranno i costi di una tecnologia che per ora sembra ancora abbastanza costosa. È questo il futuro della mobilità su rotaia? Oltre ai passeggeri riuscirà ad espandersi anche verso il cargo togliendo una quota di tir dalle strade? Tutte domande che non hanno risposta oggi, ma richiedono la nostra osservazione attenta per il futuro.


VIDEO


APPROFONDIMENTI

China plans to launch 747-sized space planes into orbit using rail gun – Interesting Engineering

Apptronik

Space Bubbles: an MIT project to restrict global warming | Floornature

Illinois project creates first insulin-producing cow (feedstuffs.com)

This is the “Q” I’m worried about – by James O’Malley (jamesomalley.co.uk)

States Are Lining Up to Outlaw Lab-Grown Meat | WIRED

FLIRT Wasserstoff – Stadler (stadlerrail.com)


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