STEP #23 ~volantino pubblicitario~

STEP #22 ~inventare nel futuro~

Cosa ci riserva il futuro? Soprattuto quale invenzioni cambieranno la nostra vita?

Chi ancora oggi non ha sentito parlare dell'imprenditore e inventore sudafricano Elon Musk? Direi che è quasi impossibile non aver letto una notizia in merito.

Co-fondatore di Pay-pal, mente dietro Tesla e SpaceX. Cosa riserva per il futuro?

Invenzione del tutto innovativa, prevista in futuro in Italia, è l'Hyperloop.

Se dicessi "Andremo da Milano a Roma in 45 minuti" direste "Pazza". Eppure questa idea folle di Elon Musk permetterà di velocizzare i trasporti, il cui costo in Italia sarà pari a un biglietto di un treno ad alta velocità o al massimo di uno aereo. Dunque, "Milano-Roma?" direi intorno ai 100€.

Il tragitto di Hyperloop in Italia.

Il beneficio non si riduce al risparmio di tempo, ma l'Hyperloop non emette CO2, le cui emissioni nel nostro paese sono circa dell'11.8%. 

In cosa consiste questa strabiliante invenzione?

"Tutto si concentra intorno a una serie di cabine mono e biposto installate dentro contenitori più grandi, una sorta di vagoni che prendono il nome di pod, spinti da un motore elettrico che non necessita di carburante di alcun tipo. Questi viaggiano all'interno di tubi sopraelevati sollevati a circa 60 metri da terra. Tramite un movimento simile a quello della lievitazione magnetica, le capsule si muovono senza mai toccare le superfici dei canali, galleggiando a mezz'aria. In assenza di binari e strade si può raggiungere una velocità di circa 1.220 km/h.".

Fonte: panorama.it

Hyperloop del futuro.

Sitografia:
➢ https://www.panorama.it/hyperloop-italia-tutto-quello-che-sappiamo-sul-mezzo-di-trasporto-del-futuro

STEP #21 ~brevetti per Inventare~

Ogni invenzione richiede un brevetto. Allora andiamo a illustrarne qualcuno.

Brevetto Lampada Elettrica di Thomas Alva Edison:

Lampada elettrica.

Descrizione brevetto lampada elettrica.

Apparato per la trasmissione elettrica di Nikola Tesla:

Apparato per la trasmissione dell'energia elettrica.

~La batteria al grafene~

Abbiamo illustrato nel post precedente, attraverso un video, le fantastiche e innumerevoli qualità del grafene. Sono molte le sue applicazioni, ma oggi vi illustrerò un'invenzione tutta italiana, la batteria al grafene.

Viviamo in un periodo in cui ci si preoccupa dell'impatto ambientale che le nostre azioni hanno. Ma com'è che un'invenzione epocale è stata quasi ignorata? Oggi giorno chi non usa batterie agli ioni di litio? Ovviamente c'è da sapere che esse hanno molte controindicazioni. A partire dall'estrazione, che causa disagi alle popolazioni che vivono nei dintorni, e fino ad arrivare allo smaltimento, che è particolarmente inquinante dato che il catodo che permette a queste batterie di funzionare è composto da cobalto.

Da ciò parte l'invenzione del primo prototipo di batteria al grafene, presentato dall'IIT (Istituto Italiano di Tecnologia), prodotto a Genova e presentato al Mobile World Congress di Barcellona nel 2018. Inoltre è utile precisare che il grafene viene prodotto direttamente dall'IIT, tramite un processo di esfoliazione brevettato dall'istituto.

Sappiamo già da cosa deriva il grafene, perciò siamo certi che esso ha un impatto ambientale praticamente nullo ed è possibile smaltirlo nell'ambiente senza alcuna controindicazione. 

Nello specifico il prototipo italiano è stato prodotto sovrapponendo due fogli di grafite, due membrane porose a base di grafene (dello spessore di un atomo, quindi sottilissime) e una membrana di polimeri imbevuta di un liquido elettrolita. Non occorre quindi alcuna sostanza rara o raffinata e non si arreca alcun danno all’ambiente né nella produzione né nello smaltimento.

Supercondensatore al grafene di IIT.

Per coloro che tengono al pianeta, ma vogliono che la batteria al grafene sia il più efficiente possibile, o quantomeno migliore alla precedente, possono star certi che essa presenta numerose qualità.

Per iniziare le batterie al litio hanno un tempo di ricarica elevato, mentre i prototipi di batteria al grafene hanno evidenziato un tempo di ricarica di pochi minuti. La caratteristiche più ottimale è che queste batterie non hanno evidenziato alcun segno di degradazione, neanche dopo 30 mila cicli di ricarica completa, a differenza di quelle al litio, le cui capacità si riducono a partire dalle 400 ricariche.

Ma se questa invenzione è cosi strabiliante perché non si attua una produzione di batterie di grafene?

Purtroppo l'unico svantaggio è che non esiste un processo industrializzato di produzione, infatti essa ha un costo molto elevato. Si spera dunque che negli anni si comprenda il suo potenziale e si attui una produzione redditizia in tutto il mondo.

La cinese Dongxu Optoelectronics ha presentato la prima batteria al “grafene “ del mondo.

Per saperne di più: digitaltrends.com

Sitografia:

➢ https://it.businessinsider.com/e-italiana-la-batteria-al-grafene-supersottile-flessibile-e-lavabile-da-inserire-nei-vestiti-o-nella-pelle/?refresh_ce

➢ https://www.digitaltrends.com/mobile/dongxu-graphene-battery-pack-15-minutes-recharge-news/

STEP #20 ~la materia dell'inventare~

Nel 2004 venne scoperto per caso il grafene. Ma quale invenzione non è del tutto casuale?

Il grafene è un materiale a 2D: un foglio di carbonio dello spessore di un atomo. La sua scoperta è valsa il premio Nobel del 2010 e sta invadendo tutti i campi della tecnologia, dall'elettronica all'aeronautica, dalla medicina all'esplorazione spaziale.

Ecco perché è il materiale che cambierà il futuro:

Per saperne di più: technogym.com

Sitografia:

➢ https://www.youtube.com/watch?v=zQIzB6gRGs8

~Affective Computing~

Rosalind Picard, studioso e inventore, fu la prima a parlare di Affective Computing ovvero macchine (computer) capaci di riconoscere, esprimere e comunicare emozioni o stati d’animo.

Ma cos'è l'Affective Computing?

Esso consiste nell’interazione tra uomo e computer che si verifica nel momento in cui un dispositivo elettronico risulta essere in grado di rilevare e rispondere in modo appropriato alle emozioni derivanti da uno stimolo umano esterno. Una macchina che mostra questa abilità potrebbe essere fondamentale nel trarre informazioni inerenti a diversi aspetti emotivi, quali espressioni del viso, postura, gesti, linguaggio, variazioni di temperatura corporea, etc.

pag. 27 Telegraph Magazine.

In un articolo del 1995 Picard esordisce dicendo che «the affective computers should not only provide better performance in assisting humans, but also might enhance computers’ abilities to make decisions». Se la prima parte della frase invita a immaginare macchine super efficienti che migliorano la qualità della vita umana, la seconda affermazione è decisamente spiazzante, perché porta in campo scientifico la capacità di una macchina di prendere decisioni e di farlo sulla base di una componente emotiva. Picard ribadisce che il suo scopo è progettare “Affective Computers” per migliorare l’esperienza umana, in particolare per trovare nuovi modi di curare e prevenire la depressione, aiutare le persone con bisogni speciali a fronteggiare le sfide della comunicazione interpersonale, rendere più piacevole l’interazione con le macchine nella normale vita lavorativa.

Reading Emotions Through Affective Computing

Per saperne di più su Rosalind Picard: web.media.mit.edu

Sitografia:

➢ https://www.youtube.com/watch?v=sRh8AUakO90

➢ https://www.instituteartist.com/filter/rania-matar-tearsheet/tearsheet-Rania-Matar-photographs-Professor-Rosalind-Picard-for

STEP #19 ~nella scienza applicata~

Inventare significa ideare, formulare nuove idee per un prodotto.

Noi siamo esseri pensanti e come tali siamo dotati di un sistema che ci permette di creare e immaginare cose nuove.

Alla base di questo processo vi sono le scienze cognitive, termine con cui si intende un’area interdisciplinare in cui si studia la cognizione della mente in quanto sistema pensante, nonché le sue diverse funzioni.

Per saperne di più: https://www.stateofmind.it/2017/01/scienze-cognitive-neuroscienze/

Esse nascono negli anni ’50, quando i ricercatori, afferenti a diversi ambiti disciplinari, cominciarono a sviluppare teorie sul funzionamento della mente partendo da rappresentazioni complesse, elaborazione di simboli e da procedure di computazione e calcolo.

Rappresentazione cervello umano.

L'assunto di base da cui le scienze cognitive partivano era che la mente umana fosse un elaboratore di informazioni, come il computer, e le ricerche messe a punto in questo ambito avevano lo scopo di individuare modelli di elaborazione dell’informazione sperimentalmente riproducibili, da cui inferire modelli generali di funzionamento altamente realistici.

Per alcuni studiosi è possibile descrive la scienza cognitiva come composta di cinque discipline:

Schema discipline della scienza cognitiva.

Il maggior impatto a livello tecnologico e inventivo si ha nell'informatica, infatti sono molte le invenzioni e le ricerche avanzate affinché si potesse creare un automa in grado di simulare in forma computazionale il funzionamento della mente, ad esempio come risolvere un problema partendo da processi inferenziali.

Per saperne di più: https://www.stateofmind.it/2017/01/scienze-cognitive-neuroscienze/

Tra i tanti programmi ideati molto importante è il programma DENDRAL realizzato da Ed Feigenbaum, Bruce Buchanam e Joshua Lederberg, capace, partendo dalle informazioni derivanti dalla massa molecolare ricavate da uno spettrometro, di ricostruire la struttura di una molecola. Questo programma fu quindi il primo che si basava su un uso intensivo della conoscenza, ovvero evidente esperienza in un determinato scenario di applicazione.

Algoritmo base di DENDRAL.

Nel 1992 però si mette in evidenza come i programmi di intelligenza artificiale utilizzati per i computer manchino della capacità di individuare l'intenzionalità dei fenomeni mentali. Allora subentra la Psicologia cognitiva, che è in grado di spiegare cosa accade nella mente umana a livello di pensieri, ragionamento ed emozioni.

Per saperne di più: inPsiche.it

Sitografia:
➢ https://www.centrodiurno.org/notizie/handicap-e-psicologia-i-disturbi-cognitivi.html
➢ https://blog.7speaking.com/it/scienze-cognitive-e-apprendimento-dellinglese
➢ https://expertsystem101.weebly.com/dendral.html

STEP #18 ~nella cronaca~

In questi ultimi mesi ogni mezzo di telecomunicazione ci inonda di fatti sul virus che sta dilaniando il paese. Ma è in questi fatti di cronaca che si riscoprono invenzioni utili a migliorare la nostra condizione attuale.

Maschere facciali da snorkeling, trasformate in maschere C-PAP per terapia sub-intensiva per l’emergenza del Coronavirus! Questa è la straordinaria invenzione di Cristian Fracassi e del suo team.

"La mashera da snorkeling diventa uno strumento salvavita per i malati di Coronavirus negli ospedali. Il tutto grazie a Krea Italy, una startup leader nel settore di stampa 3D nelle Marche, in provincia di Ancona.

"Siamo pronti - assicurano dalla startup - ad aderire al progetto di Isinnova di Cristian Fracassi, l’ingegnere balzato all’onore delle cronache mondiali per aver ingegnerizzato e poi stampato una valvola necessaria ai respiratori dell’ospedale di Chiari. Ma Isinnova non si è fermata a questo".

Fonte: CorriereAdriatico.it

La Repubblica: "Coronavirus, maschera da sub convertita in respiratore con stampa 3d: Tutti le possono stampare".

Sitografia:

➢ https://www.youtube.com/watch?v=xxhASEKbbTo

STEP #17 ~l'abbecedario dell'inventare~

A strolabio
B revetto
C onoscenza
D ieselMotor
E niac
F leming
G uglielmo Marconi
H unt
I nnovazione
L angevin Paul
M acchina a vapore
N ewcomen
O reste Pasquarelli
P orro Ignazio
Q 
R ivoluzione
S coperta
T erragni
U niversale
V alvola a triodo
Z uckerberg

~Le invenzioni del protagonista~

Precedentemente si è parlato di Guglielmo Marconi, ma mi sono limitata a parlare della sua più rivoluzionaria invenzione. Oggi andremo a illustrarle tutte.

Nonostante sia diversi apparecchi diversi il loro scopo è unico: permettere la telegrafia senza fili.

Tra questi vi è la radio, ma bisogna precisare che il primo dispositivo con questo nome era in grado di trasmettere solo segnali elettrici.

 "Il trasmettitore era costituito da un generatore, un oscillatore e un'antenna. L'oscillatore era stato inventato da Hertz nel 1888 e trasformava la corrente elettrica in onde radio. Esso era fatto da un avvolgimento terminante con due sfere ravvicinate. Quando la corrente percorreva l'avvolgimento, tra le sfere scoccava una scintilla. Se a una certa distanza si poneva un anello di ferro interrotto avente alle estremità due sfere, distanti tra loro come quelle dell’avvolgimento, anche tra di esse scoccava una scintilla, provocata da onde elettromagnetiche.

Per la ricezione si usò poi il rivelatore a limatura metallica: in un circuito elettrico si inseriva un tubo pieno di limatura di ferro, che diventava un buon conduttore solo quando era colpita da onde radio. In quel caso chiudeva il circuito che era collegato con una suoneria". 

Fonte: focus.it

Ma l'innovazione fu la trasmissione della voce umana, a distanza e senza fili, che fu resa possibile da un amplificatore dei segnali, detto valvola termoionica, inventato da un collaboratore di Marconi. 

Amplificatore costruito dalle Officine Marconi di Genova. Modello Extra NB2.

A Marconi si deve anche l'invenzione del detector magnetico, il primo rivelatore di onde radio. 

"Ne realizzò il prototipo, presso l’Haven Hotel di Poole, utilizzando una scatola di sigari, nella quale inserì due calamite a ferro di cavallo, due avvolgimenti elettrici sovrapposti e una trecciola di filo di ferro che scorre all’interno degli avvolgimenti. Gli estremi del primo avvolgimento sono collegati all’antenna e alla presa di terra, mentre gli estremi del secondo avvolgimento sono collegati a un auricolare telefonico."

Fonte: museomarconi.it

Prototipo detector magnetico.

Per saperne di più: lombardiabeniculturali.it

Sitografia:
➢ https://radiorurale.it/radio/?p=14484
➢ https://www.museomarconi.it/wp-content/uploads/2018/11/museomarconi_scatoladisigari.jpg

STEP #16 ~il protagonista~

Quando si pensa al termine Inventare pensiamo subito a chi, durante la sua vita, ha realizzato le invenzioni che hanno rivoluzionato o innovato la nostra quotidianità.

Ma chi è il massimo esponente, il protagonista, di questa realtà?

Oggi tutte le nostre comunicazioni o interazioni si basano, potremmo riassumere, sull'invenzione di Guglielmo Marconi. Ma chi fu?

Guglielmo Giovanni Maria Marconi nacque a Bologna, nel 1874, ed è forse il più grande inventore che l'Italia abbia mai avuto. Egli fu anche imprenditore e politico italiano.

Guglielmo Marconi e il radiotelegrafo.

Guglielmo frequenta scienziati del calibro di Augusto Righi, impegnato a confermare in via sperimentale la teoria elettromagnetica della luce di Maxwell. È così che matura l’idea di un “telegrafo senza fili”, ovvero di utilizzare le onde elettromagnetiche per inviare segnali a distanza.

Augusto Righi, professore di fisica all'università di Bologna, mentre esegue esperimenti con l'oscillatore da lui messo a punto per studiare il comportamento delle onde elettromagnetiche e della onde luminose.

"Durante l’inverno 1894 mise a punto un apparato e nella primavera del 1895 organizzò un esperimento destinato a diventare famoso: la trasmissione mediante onde radio di un segnale a distanza. È l’esperimento del “colpo di fucile”, sparato dal fratello per avvisarlo di aver ricevuto il segnale inviato dalla soffitta di Villa Griffone di Pontecchio, residenza di campagna dei Marconi, oltre la Collina dei Cappuccini".

Fonte: scienzainrete.it

Apparato trasmittente oscillatore utilizzato nel 1895: a destra la batteria e il tasto telegrafico che chiudendo il circuito invia una corrente al rocchetto Ruhmkorff il quale elevando la tensione, provoca una scarica elettrica fra le sfere del trasmettitore dando luogo alle onde elettromagnetiche che vengono irradiate nello spazio.

Marconi riesce a mettere a punto un dispositivo radio, che permette la trasmissione di segnali a distanza per via elettromagnetica. Purtroppo le autorità italiane non appoggiano la sua invenzione ed è costretto a trasferirsi in Inghilterra. Qui egli mette a punto un esperimento per la trasmissione di segnali radio a 14 chilometri di distanza. E lo brevetta. Il 12 dicembre 1901 nella prima trasmissione radio transatlantica, tra Poldhu, in Cornovaglia, e Signal Hill, a Terranova.

Una stazione radio di Marconi anno 1906.

Per molti anni ancora Marconi perfezionerà i suoi apparati radio e ne diventerà il primo imprenditore. Intanto nel 1909 riceve il premio Nobel per la Fisica. 

E nel 1936 ha un ruolo da protagonista nelle prime trasmissioni televisive, a opera della BBC. Infatti la diretta evoluzione di questo sistema è alla base di tutti quei mezzi che utilizzano la comunicazione senza fili, dalla radio alla TV.

Sitografia:

➢ https://www.raiplay.it/video/2019/06/Cultura-Italiani-con-Paolo-Mieli-Guglielmo-Marconi-ca3d31eb-91c2-47d1-8d9a-1f5016d3501b.html

➢ https://docplayer.it/116451-Giuliano-nanni-giancarlo-morolli-barbara-valotti-guglielmo-marconi-lo-scienziato-che-ha-inventato-la-radio.html

➢ https://www.nauticareport.it/dettnews/report/guglielmo_marconi-6-4274/

STEP #15 ~inventare nel novecento~

Abbiamo definito il periodo che va dal 1778 al 1908 come Il Secolo delle Invenzioni.

L'ultima data, per l'appunto, si associa al termine dell'era delle grandi invenzioni. Infatti venne proposta l'abolizione del British Patent Office, Ufficio Britannico Brevetti, con la motivazione "ormai era stato inventato tutto".

Tutto ciò può essere visto come provocatorio. Possiamo, dunque, interpretarlo come: Cosa potranno ancora inventare di nuovo?

A differenza di quanto si può pensare furono molte le invenzioni durante il '900: Ambrose Fleming inventa il diodo, prima valvola termoionica, De Forest inventa la valvola a triodo, che rende possibile la prima trasmissione radio, Langevin inventa il rivelatore ad ultrasuoni, Hunt inventa il sonar, Willem Kolff inventa il rene artificiale, Willard Libby inventa il metodo di datazione con il carbonio radioattivo,Jack Kilby inventa il circuito integrato, Shockley, Brattain e Bardeen inventano il transistor., J. Mauchly e J. Eckert inventano Eniac il primo calcolatore elettronico.

Quattro pannelli ENIAC e una delle sue tre tabelle di funzioni, in mostra presso la School of Engineering and Applied Science dell'Università della Pennsylvania.

Con quest'ultima invenzione, avvenuta nel 1946, si pone fine all'epoca dei calcolatori meccanici e si introduce il mondo verso la prima generazione di computer.

Ma perché si inventò Eniac?

"I due scienziati americani J. Mauchly e J. Eckert, per risolvere problemi bellici legati al calcolo delle curve balistiche dei proiettili, costruirono a Filadelfia l'ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator). I suoi inventori avevano pensato di sfruttare, al posto dei relè, le possibilità della valvola termoionica, che era nata nel 1906 per amplificare le onde radio, e di trasformarla in un velocissimo interruttore di circuiti. L'ENIAC divenne così il primo strumento di calcolo a non avere parti meccaniche in movimento, ma solo circuiti elettronici. Aveva 18.000 valvole termoioniche, collegate da 500.000 contatti saldati a mano, pesava 30 tonnellate e occupava lo spazio di 180 mq".

Fonte: homolaicus.com

Le donne dell'ENIAC.

Inoltre grazie a ENIAC nascono le prime programmatrici della storia: Kay Mauchley Antonelli, Jean Bartik, Betty Holberton, Marlyn Meltzer, Frances Spence, e Ruth Teitelbaum.

Per maggiori info: Le donne dell’ENIAC: le prime 6 programmatrici della Storia

Sitografia:

➢ https://en.wikipedia.org/wiki/ENIAC

➢ https://thenexttech.startupitalia.eu/6427-20160213-donne-eniac-programmazione-storia

STEP #14 ~inventare nell'ottocento~

L'ottocento è un secolo di grandissime invenzioni che condurranno l'Europa verso una seconda rivoluzione industriale.

Tra le tante innovazioni e scoperte, l'evento che più influì nelle vite della popolazione l'avvento nella società di un motore diesel. 

Il merito di tale progetto va all'inventore tedesco Rudolf Diesel, la cui invenzione, brevettata intorno al 1892,  prevedeva l'utilizzo della compressione, invece del classico dispositivo di accensione, all'interno della camera di combustione.

Il primo Dieselmotor.

Ma come funzionava?

"Nella camera di combustione del cilindro entra aria, che viene compressa da un pistone, e conseguentemente si riscalda. Successivamente un iniettore spruzza il carburante: per effetto dell'elevata temperatura dell'aria, la miscela aria-carburante esplode, spingendo il pistone indietro. L'energia cinetica del pistone, che si muove con movimento rettilineo alternativo, viene trasformata in moto rotatorio dell'albero motore dal meccanismo biella-manovella".

Fonte: tecnologiaduepuntozero.altervista.org

Funzionamento motore Diesel.

Sitografia:
➢ https://it.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Diesel
➢ https://tecnologiaduepuntozero.altervista.org/motore-diesel/

STEP #13 ~inventare nel settecento~

Il periodo che va dal 1778 al 1908 viene ricordato come Il Secolo delle Invenzioni.

Perchè queste due date? Quali eventi portarono al loro consolidamento?

L'evento che cambio il settecento fu l'invenzione e la costruzione della prima macchina a vapore moderna, di James Watt.

Ritratto di James Watt.

La prima idea di una macchina a vapore fu di Huyghens, nel 1660. Vi fu poi Leupold, nel 1725, con l'invenzione delle macchine a pressione. Allora perché Watt viene ricordato come il suo inventore?

Nel 1711 il suo professore di filosofia naturale, John Anderson, commissionò a Watt la riparazione di un motore a vapore progettato da Thomas Newcomen. Infatti, quest'ultimo nel 1698 realizzò la prima macchina a vapore per uso pratico.

Funzionamento della macchina di Newcomen.

"Nel corso del lavoro, Watt, individuò correttamente le cause dell'eccessivo consumo di vapore e, alcuni anni dopo, riuscì a ridurre tale spreco, facendo in modo che il vapore, dopo aver agito sullo stantuffo, fosse scaricato in un recipiente (condensatore) a bassa temperatura, distinto ma comunicante con il cilindro. La nuova macchina ebbe grande successo, in quanto permetteva il risparmio di circa un terzo del carbone necessario per le altre macchine. Per questo Thomas Watt è ricordato come l'inventore della macchina a vapore".

Fonte: Treccani.it

Componenti della macchina di Watt.

Sitografia:

➢ https://it.thpanorama.com/blog/historia/james-watt-biografa-inventos-y-aportes.html

➢ https://it.wikipedia.org/wiki/Macchina_a_vapore_di_Thomas_Newcomen

➢ https://it.wikipedia.org/wiki/Macchina_a_vapore_di_James_Watt