Durante questo difficile anno per il genere umano, ci siamo ancora di più resi conto di quanto la scienza, la ricerca collegata e le innovazioni abbiano un ruolo essenziale per combattere le sfide contemporanee.
E non si parla solamente di scienza medica tout court, ma anche di una ricerca scientifica che consenta di adeguare i modelli di creazione, consumo e smaltimento di quanto serve sopravvivenza umana.
Ibm ha una forte tradizione nel sostegno alla ricerca scientifica per l’innovazione e la sostenibilità e tramite la sua divisione Ibm Research, ogni anno individua cinque innovazioni che sono destinate a cambiare le nostre vite nel successivo quinquennio.
Un elenco di venti innovazioni sviluppate Ibm Research
Utilizzando tecnologie come quantum, intelligenza artificiale, high performance computing e cloud ibrido, Ibm Research sta lavorando all’accelerazione della scoperta scientifica in cinque aree che hanno un forte legame con la sostenibilità del nostro futuro.
Sono l’impiego di semiconduttori più efficienti tramite l’uso di nuovi composti chimici fotoresistenti, la disponibilità di batterie prive di cobalto e nichel, la cattura e la trasformazione della CO2 presente in atmosfera, la conversione dell’azoto presente nel suolo in fertilizzante ricco di nitrati, come avviene in natura, il sostegno alla medicina volto a fronteggiare le minacce virali su larga scala.
Fotoresistenza
Entro fine anno ci saranno 3 volte più dispositivi connessi rispetto al numero di essere umani. Molti dei dispositivi utilizzati non sono sostenibili, anche per via dei semiconduttori che li compongono. Nei prossimi cinque anni Ibm vuole scoprire nuovi materiali che consentano ai produttori di semiconduttori di migliorare la sostenibilità dei propri prodotti.
Centrale è l’apporto del calcolo quantistico avanzato, dell’intelligenza artificiale e la ricerca continuativa, in modo da sviluppare computer migliori e più sostenibili, efficaci e sicuri. Ibm ha messo a disposizione competenze e strumenti per permettere agli scienziati di aggregare e analizzare le informazioni note sulle sostanze chimiche fotoresistenti e quindi spingere la modellazione sui sistemi informatici tradizionali ad alte prestazioni. In questo modo, i sistemi di intelligenza artificiale saranno qindi in grado di costruire nuovi modelli suggerendo classi di composti che soddisfano specifici obiettivi ambientali e di efficienza.
Nuove batterie
Stante la crescita della popolazione mondiale, entro il 2050 l’uso di energia in tutto il mondo aumenterà del 50%. L’energia rinnovabile (solare, eolica e idroelettrica) che non rilascia CO2 può aiutare a soddisfare la domanda. Ma serve energia rinnovabile più affidabile: le fonti esistenti non sono al momento supportate da infrastrutture adeguate a garantire la continuità energetica e richiedono impianti di stoccaggio per evitare problemi di intermittenza.
Per risolvere questo problema Ibm sta lavorando per accelerare la scoperta di nuovi materiali per le batterie, più sicuri e preferibili dal punto di vista ambientale. L’uso dell’intelligenza artificiale e del calcolo quantistico permetterà di progettare batterie migliori per soddisfare la domanda crescente di elettricità senza incidere sulla temperatura del pianeta.
I ricercatori Ibm hanno già sviluppato una batteria a catodo a base di iodio, priva di cobalto e nichel, che ha una densità maggiore, una minore infiammabilità e tempi di ricarica più rapidi rispetto alle batterie tradizionali. Ibm ha anche collaborato con gli scienziati di Daimler AG per sviluppare batterie al litio-zolfo di nuova generazione, più potenti ed economiche, facendo leva sul calcolo quantistico per simulare accuratamente l’interazione delle molecole delle batterie al litio-zolfo.
Meno CO2
Entro il 2025 la CO2 presente nell’atmosfera raggiungerà livelli limite, e governi e imprese sono attivate per tagliare le emissioni e contenere la temperatura globale. Servono nuovi materiali e processi per la cattura e la trasformazione della CO2: nei prossimi 5 anni Ibm prevede che la tecnologia aiuterà a catturare le emissioni atmosferiche in modo più efficace, trasformando la CO2 in prodotti e componenti utili, ottenendo così un’aria più pulita e un pianeta più fresco.
Un team di ricercatori Ibm è impegnato nell’identificazione di metodi e materiali già esistenti e pronti all’uso, utilizzando cloud e tecnologie NLP (natural language processing) per estrarre le informazioni contenute nei brevetti e nei documenti, per poi applicare intelligenza artificiale ai materiali utilizzati per la separazione e la cattura della CO2.
L’obiettivo è rendere il processo efficiente da ridurre significativamente il livello di CO2 nocivo nell’atmosfera a livello globale.
Azotofissazione
Per supportare la crescita della popolazione mondiale, stimata raggiungere i 10 miliardi di persone entro il 2050, rispetto agli 8 miliardi di oggi, dobbiamo garantire l’accesso al cibo. I fertilizzanti hanno un ruolo decisivo nella produzione alimentare, ma è necessario individuare modi migliori e meno energivori per produrli.
L’azoto, il gas più abbondante nell’atmosfera, è l’ingrediente principale nei moderni fertilizzanti industriali, ma produrre una tonnellata di fertilizzante richiede la combustione di una tonnellata di energia fossile che trasformi l’azoto in nitrati utilizzabili in campo agricolo. Queste sostanze influiscono sulle emissioni di anidride carbonica in atmosfera.
Nei prossimi cinque anni sarà possibile replicare la capacità della natura di convertire l’azoto nel suolo in fertilizzanti ricchi di nitrati, nutrendo il mondo che verrà e riducendo l’impatto ambientale dell’industria agroalimentare.
Con intelligenza artificiale e calcolo quantistico Ibm sta lavorando per reinventare gli approcci tradizionali all’agricoltura sviluppando soluzioni innovative, sostenibili e scalabili per consentire la fissazione dell’azoto.
Farmaci antivirali
L’ultima previsione di Ibm ci riporta al presente: la pandemia Covid-19. La scienza si sta occupando di creare e implementare un processo più efficiente per la scoperta dei farmaci, in modo da essere pronti ad affrontare eventuali minacce virali che potrebbero presentarsi in futuro.
La progettazione di nuovi farmaci è difficile e costosa e richiede tanto tempo: servono più di 2 miliardi di dollari e più di 10 anni prima che un nuovo farmaco raggiunga il mercato.
Ibm nei prossimi cinque anni applicherà intelligenza artificialer, cloud e data analysis per snellire il processo di scoperta dei farmaci, accelerando la scoperta di terapie e molecole utili a combattere nuovi virus su scala globale e riducendo i costi della ricerca.
