Tecnologia

Tecnologia (106)



Un team di ricercatori dell’Istituto di biomembrane, bioenergetica e biotecnologie molecolari del Cnr di Bari, dell’Università di Bari e dell’Università Statale di Milano ha sviluppato uno strumento in grado di facilitare la diagnosi genetica delle patologie e la scoperta di nuove mutazioni nel genoma associate a condizioni patologiche. Lo studio è pubblicato su Bioinformatics

Il nuovo software denominato VINYL (Variant prIoritizatioN bY survival anaLysis) - sviluppato da un team di ricercatori dell’Istituto di biomembrane, bioenergetica e biotecnologie molecolari del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ibiom) di Bari, dell’Università "Aldo Moro" di Bari e dell’Università Statale di Milano - riproduce e ottimizza i principali criteri utilizzati in diagnostica molecolare per individuare mutazioni nel nostro genoma potenzialmente collegate con l’insorgenza di patologie genetiche, facilitando le applicazioni della genomica, che si occupa di capire i meccanismi di funzionamento del nostro patrimonio genetico tramite il confronto delle sequenze dei genomi. Lo studio è pubblicato su Bioinformatics.


Cover Advanced Quantum Technologies


Programmata una rete di neuroni artificiali su un computer quantistico, che supera la velocità di apprendimento di quella della NASA. Lo studio coordinato dall'Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn) è in copertina sulla rivista Advanced Quantum Technologies.

 Un team di ricercatori italiani coordinati da Enrico Prati dell'Istituto di fotonica e nanotecnologie del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ifn) di Milano ha sviluppato un nuovo modello di intelligenza artificiale su un computer quantistico. Il risultato, ottenuto in collaborazione con l’Università di Milano Bicocca programmando il computer D-Wave 2000 da 2.048 bit quantistici (qubit), è stato pubblicato sulla rivista Advanced Quantum Technologies come storia di copertina.

“Alla NASA avevano già sperimentato il trasferimento su un computer quantistico di un modello di intelligenza artificiale chiamato macchina di Boltzmann, ispirato a quello adottato tra gli altri da Netflix per raccomandare i film”, spiega Prati. “In quel caso però i risultati erano limitati dall’aver impiegato un solo qubit per rappresentare ciascun neurone artificiale, dal momento che le connessioni da ogni qubit verso quelli limitrofi sul chip sono poche per motivi di spazio. Nel nostro caso, invece, abbiamo fatto ricorso a una tecnica chiamta embedding per raggruppare più qubit perché si comportino come un unico oggetto, chiamato qubit virtuale. Il qubit virtuale eredita le connessioni di tutti i qubits che lo compongono, tranne che quelle tra i suoi costituenti, e quindi la connettività del nostro cervello quantistico è più elevata, da cui un apprendimento più rapido”.



L’Università di Pisa e l’Istituto di Fisiologia Clinica del CNR hanno realizzato il prototipo poi testato dagli astronauti del progetto “Sirius” della futura missione su Marte. La ricerca pubblicata sulla rivista “IEEE Access”


Un gruppo di ricercatori dell’Università di Pisa e dell’Istituto di Fisiologia Clinica del CNR ha realizzato uno Smart Bed per monitorare l’insonnia e la qualità del sonno. Il prototipo è stato testato durante la simulazione di una missione spaziale su Marte dagli astronauti del progetto “Sirius” dell’Accademia delle Scienze della Russia con cui da Pisa è in corso una collaborazione decennale.
“Abbiamo sperimentato lo Smart Bed analizzando il sonno di sei aspiranti astronauti durante la simulazione di un viaggio interplanetario che li ha costretti a un drastico isolamento per tre mesi”, spiega il professore Angelo Gemignani dell’Università di Pisa.


raffigurazione dell'interazione della luce laser con le molecole di anidride radiocarbonica tra i due specchi della cavità ottica

 


Misurare la frazione di materiali di origine biologica utilizzati per la produzione di biocarburanti e bioplastiche, in poco tempo e con precisione, usando radiazione infrarossa. È questo il risultato di uno studio, pubblicato su Advanced Photonics Research, condotto da ricercatori dell’Istituto nazionale di ottica del Cnr e del Lens di Firenze, in collaborazione con l’Istituto di metrologia svedese, una multinazionale finlandese, Neste, che produce biocarburanti, ed uno spin-off del Cnr che sviluppa spettrometri laser innovativi, ppqSense Srl

Per la prima volta è stato possibile misurare la frazione di origine biologica contenuta in diversi carburanti ottenuti per miscelazione con combustibili fossili, utilizzando una tecnica di spettroscopia laser, in grado di raggiungere una precisione dell’1%, molto più economica e potenzialmente trasportabile rispetto alla spettrometria di massa con acceleratore (Ams), unica ad avere prestazioni comparabili. È questo il risultato di uno studio, pubblicato su Advanced Photonics Research, condotto da ricercatori dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ino) e del Lens di Firenze, in collaborazione con l’Istituto di metrologia svedese, Rise, una multinazionale finlandese, Neste, che produce biocarburanti, ed uno spin-off del Cnr che sviluppa spettrometri laser innovativi, ppqSense Srl.

 


Finanziato dalla Commissione Europea, sarà coordinato dall’Università di Pisa

Robot che si muovono facilmente in ambienti naturali, in grado di camminare su superfici sabbiose e su sentieri scoscesi e rocciosi, con il compito di monitorare foreste, praterie, dune e montagne minacciate dal surriscaldamento globale e dall’inquinamento. Nei prossimi tre anni l’Università di Pisa coordinerà il progetto “Natural Intelligence for Robotic Monitoring of Habitats” (NI), finanziato dall’Unione Europea con un budget totale di tre milioni di euro (di cui uno destinato all’Ateneo pisano), il cui obiettivo è proprio quello di sviluppare sistemi robotici capaci di “uscire” dai laboratori e muoversi in habitat naturali. Responsabile del progetto è Manolo Garabini, ricercatore del Centro di Ricerca “E. Piaggio” e del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, che guiderà un consorzio di partner internazionali. Con lui collaborano all’Università di Pisa Franco Angelini e Riccardo Mengacci, rispettivamente post doc e dottorando in Robotics.

 

 


Finanziato dall’Unione Europea un progetto interdisciplinare per la decifrazione dei papiri di Ercolano


La nostra conoscenza delle scuole filosofiche greche è in gran parte basata sulle “Vite dei filosofi” di Diogene Laerzio (III secolo d.C.). Tra le fonti a cui quest’opera attinge figura la monumentale “Rassegna dei filosofi” del filosofo epicureo Filodemo di Gadara (110-post 40 a.C.), scritta alla fine dell’età ellenistica tra il 75 e il 50 a.C. Da questo trattato, trasmesso dai papiri carbonizzati di Ercolano, è possibile ricavare un resoconto sistematico della storia delle scuole filosofiche greche storicamente più attendibile e cronologicamente più vicino alle figure e ai fatti narrati. I manoscritti originali, sopravvissuti grazie all’eruzione del Vesuvio del 79 d.C. e conservati a Napoli presso l’Officina dei Papiri Ercolanesi della Biblioteca Nazionale ‘Vittorio Emanuele III’, sono di difficile lettura e le edizioni attualmente disponibili delle opere in essi contenute sono ampiamente superate.

 

Uno degli ostacoli da superare per rendere concreta la diffusione dei computer quantistici è risolvere il problema del dispendio di energia che tale tecnologia comporta.
Il gruppo di ricercatori coordinati da Filippo Caruso, dell’Università di Firenze, e da Marco Barbieri, dell’Università Roma Tre, ha approfondito la conoscenza dei meccanismi termodinamici che accompagnano il calcolo quantistico, aprendo la strada alla determinazione del costo energetico che sta dietro allo svolgimento di una singola operazione, step essenziale per migliorare le prestazioni di qualsiasi macchina progettata per il calcolo quantistico. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Link identifier #identifier__90102-1npj Quantum Information edita da Nature.

Il team di fisici fiorentini – in collaborazione con i ricercatori della Queen’s University di Belfast coordinati da Mauro Paternostro – ha messo a punto uno schema teorico basato sulla verifica del cosiddetto “principio di Landauer”, uno dei principi fondamentali della computazione, che stabilisce il minimo ammontare di entropia – cioè di disordine - e di energia disperse per svolgere una determinata operazione logica.
“Il livello minimo di consumo di energia descritto nel 1961 dal fisico americano è milioni di volte più basso del dispendio dei computer moderni. E’ cruciale avvicinarsi a tale limite ma, per fare ciò, occorre arrivare a bassissime temperature e a dimensioni nanoscopiche – racconta Caruso, associato di Fisica della Materia Unifi –, dove entrano in gioco le regole della fisica quantistica, verificando così sperimentalmente, nel mondo microscopico, il principio di Landauer”.

Ricostruzione cronologica della sequenza giornaliera di tempeste di grandine più intense che hanno interessato la costa adriatica il 10 luglio 2019. Le etichette, indicano l’ora di passaggio del satellite che ha effettuato la rilevazione.

 


Un team internazionale coordinato dal Cnr-Isac di Bologna ha sviluppato un metodo che grazie ai sensori satellitari nelle microonde ad alta frequenza permette di monitorare l’evoluzione dei sistemi temporaleschi, individuando la presenza dei chicchi all’interno delle nubi. La metodologia consentirà la creazione di un database omogeneo sulla distribuzione globale delle nubi grandinigene. Lo studio è pubblicato sulla rivista internazionale Remote Sensing.


Rivelare la presenza di grandine nelle nubi: una sfida ambiziosa, che è stata raccolta da un team internazionale di ricercatori costituito dall’Istituto di scienze dell’atmosfera e del clima del
Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isac) di Bologna, dal National Environmental Satellite Data and Information Service del National Oceanic and Atmosferic Administration (NOAA – NESDIS, U.S. Department of Commerce) e dall’Earth System Science Interdisciplinary Center (ESSIC) dell’Università del Maryland, il quale ha elaborato un nuovo, efficace metodo, il MicroWave Cloud Classification-Hail method (MWCC-H), basato sulle osservazioni satellitari nelle microonde ad alta frequenza per individuare la presenza delle nubi grandinigene all’interno dei sistemi temporaleschi e monitorarne l’evoluzione. La metodologia è descritta in un lavoro ora pubblicato sulla rivista Remote Sensing.


Coordinato dal Politecnico di Milano, il progetto è finanziato dall’Unione Europea con 5 milioni di Euro

Una svolta nella microscopia e nell'endoscopia rivoluzionerà presto lo studio dell'origine cellulare delle malattie, avanzando nel campo della medicina di precisione. Questo è l'obiettivo di CRIMSON, un progetto di ricerca transdisciplinare e transnazionale recentemente finanziato dalla Commissione Europea. Svilupperà un dispositivo di imaging biofotonico di prossima generazione per la ricerca biomedica, combinando tecniche laser avanzate con sofisticate analisi dati basate su algoritmi di intelligenza artificiale. Questo innovativo microscopio fornirà mappe tridimensionali quantitative di compartimenti subcellulari in cellule viventi e organoidi e consentirà una rapida classificazione dei tessuti con una sensibilità biomolecolare senza precedenti. L'elevata velocità di acquisizione consentirà di creare filmati in tempo reale sia dei processi intracellulari che delle dinamiche tra le varie cellule dei tessuti.

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Messi a punto da ricercatori dell'Università di Pisa e dell'Istituto nanoscienze del Cnr dei nanomateriali con proprietà termiche programmabili per via ottica: permetteranno di progettare etichette intelligenti per monitorare le temperature di conservazione di alimenti, farmaci e vaccini. Lo studio pubblicato su Nature Communications


Mantenere costanti le basse temperature e rilevare possibili interruzioni della catena del freddo sono operazioni essenziali nel settore alimentare o farmaceutico e, nei giorni della messa a punta di un primo vaccino anti Covid-19, che deve essere conservato e trasportato a una temperatura di 70 gradi sotto zero, la questione è al centro dell’attenzione. Da una ricerca pubblicata sulla rivista Nature Communications, coordinata da ricercatori dell’Università di Pisa e dell’Istituto nanoscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Nano) in collaborazione con Scuola Normale Superiore e Istituto per i Processi chimico-fisici (Cnr-Ipcf), arriva una possibile risposta a questa problematica: i ricercatori hanno sviluppato dei nuovi nanomateriali con proprietà termiche che possono essere programmate usando la luce. Un risultato che aiuterebbe a progettare etichette intelligenti per il monitoraggio della temperatura.

 

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