I lavori del futuro: l’Ingegneria sensoriale

Posted on Feb 27, 2017 |


Ingegneria Sensoriale

Rappresentazione Ingegneria Sensoriale

Nella prima idea del 2017 abbiamo elencato una serie di nuovi lavori che nei prossimi anni impegneranno i lavoratori. Il primo che abbiamo inserito nell’elenco è l’Ingegneria sensoriale. Di cosa si tratta?

L’ingegneria sensoriale è orientata allo studio, alla progettazione, alla ingegnerizzazione e alla sperimentazione di sistemi artificiali sensoriali. Adattativi, di apprendimento e di controllo, in grado di interagire con l’ambiente. Parti integranti dell’ingegneria sensoriale sono:

  • la capacità di un organismo di acquisire attraverso un dispositivo dati si grandezze di tipo fisico, chimico e biologico e la loro trasmissione ad altri organismi;
  • la capacità di elaborare delle informazioni con tecniche analogico digitali, reti neuronali, sistemi adattativi;
  • la progettazione di sistemi di controllo non lineari, adattativi e basati sull’apprendimento continuo;
  • la progettazione delle tecnologie per la costruzione di sensori innovativi;
  • l’organizzazione di misure di grandezza fisiche, chimiche e biologiche su scala nanometrica.

Questa nuova tendenza dell’ingegneria entra in vera e propria competizione con la natura e con le regole dell’evoluzione della specie. La sopravvivenza e l’evoluzione degli organismi viventi e delle specie biologiche in genere, le loro relazioni e le loro intenzioni, sono legate al grado di complessità e di efficienza dell’apparato sensoriale, in grado di acquisire informazioni dall’ambiente esterno, e alla capacità di memorizzare, di elaborare e di sintetizzare i dati acquisiti. Con tali dati poi l’organismo tende a modificare l’ambiente in cui esso stesso si trova a proprio vantaggio.

La mancanza o la perdita di efficienza dell’apparato sensoriale determina un rallentamento dei processi cognitivi a cui consegue il rallentamento dei processi evolutivi e quindi la sua lenta scomparsa dalla competizione naturale.

Tutti noi, come tutti gli animali, siamo dotati di un sistema complesso di rilevazione dei dati sotto forma di sensazioni. Tale sistema ci ha permesso di modificare l’ambiente a nostro piacimento attraverso una lunga evoluzione della specie sino ai nostri giorni.

Dai tempi di Norbert Wiener, fondatore della cibernetica, l’uomo ha iniziato questo processo di tecnologizzazione delle sensazioni che oggi è una vera e propria branca dell’ingegneria.

Questa nuova frontiera dell’ingegneria non si limita alla realizzazione di apparati sensoriali in grado di sostituire apparati danneggiati o poco efficienti, ma vuole andare oltre realizzando nuovi apparati che amplino l’attuale “potere” dei nostri sensori naturali. Ad esempio il nostro occhio ha una banda limitata di ricezione ed elaborazione della luce e dello spazio che i nuovi apparati potrebbero ampiamente superare rendendo il nostro cyber-occhio enormemente più performante di quello naturale con viste kilometriche, capacità di frequenze ampliata e angoli visivi a 360 gradi!

La più grande difficoltà per tutti coloro che intendono affrontare questa disciplina innovativa è rappresentata dalla necessità di una conoscenza multidisciplinare approfondita che spazia dalla fisica alla chimica passando per la biologia e l’ingegneria elettronica.

Questa ingegneria già da alcuni decenni ha iniziato a produrre apparati che ne confermano tutte le potenzialità e preannunciano sviluppi futuri che nemmeno i film di fantascienza più ispirati sono stati in grado di preannunciare.

La ricerca e l’ingegnerizzazione di sensori neuronali, come già accennato in precedenza, è iniziata circa 30 anni fa con i primi sensori capaci di rilevare il movimento, la velocità, il punto focale o il contatto.

Le ultime frontiere in questo campo stanno arrivando alla realizzazione di “oggetti” in grado di integrarsi direttamente nella rete neuronale e sostituirne o potenziarne le funzionalità. Ne è un
esempio la “polvere neuronale” che i ricercatori dell’Università di Berkley hanno reso pubblica nel corso del 2016. Sensori wireless grandi circa un millimetro cubo e capaci di mettersi in contatto diretto con la fibra muscolare o nervosa. Negli esperimenti effettuati sui topi si è osservato come la polvere neuronale sia in grado di fornire informazioni continue tra i tessuti delle aree in cui viene impiantata. Si apre una nuova branca dell’ingegneria sensoriale che viene chiamata elettroceutica! Con questa nuova tecnologia appare più vicino in giorno in cui saremo in grado di monitorare direttamente i nervi i muscoli e gli organi intervenendo direttamente sul sistema nervoso o sul sistema immunitario.

L’ingegnere sensoriale sarà certamente uno dei lavoro più difficili e più affascinanti del prossimo futuro!