Settembre 06, 2021 Aggiornato: Luglio 24, 2025

Al via il progetto COgITOR, il sistema cibernetico liquido ispirato alle cellule

Di  Manuela Guiducci

Il progetto COgITOR è stato finanziato dall’Unione Europea con circa 3,5 milioni di euro per i prossimi 4 anni. Coordinato dall’Istituto Italiano di Tecnologia, COgITOR ha l’obiettivo di realizzare un sistema cibernetico liquido a forma di sfera, da utilizzare in ambienti estremi o in pianeti differenti dalla Terra.

Un nuovo concetto di sistema cibernetico

Il progetto COgITOR ha l’obiettivo di dare forma ad un nuovo concetto di sistema cibernetico artificiale, traendo il proprio nome dalla massima di Cartesio “Cogito, ergo sum” e ispirandosi alla nuova frontiera della robotica che vuole ridurre, se non annullare, le rigidezze dei sistemi. COgITOR, infatti, ha l’obiettivo di realizzare un sistema cibernetico liquido, ispirato al mondo delle cellule e adatto all’esplorazione di ambienti estremi o pianeti differenti dalla Terra; avrà la forma di una sfera, sarà ricoperto da una pelle sensibile come un touch screen per l’interazione con l’ambiente, e sarà munito di un sistema di generazione d’energia basato sul gradiente termico.

Il progetto e il consorzio europeo

COgITOR è un progetto finanziato dall’Unione Europea (GA 964388) nell’ambito del programma di ricerca Horizon2020, con circa 3,5 milioni di euro per i prossimi 4 anni. Il progetto è stato ideato ed è coordinato da Alessandro Chiolerio, ricercatore dell’IIT-Istituto Italiano di Tecnologia, che nella sua carriera scientifica ha avuto esperienze di lavoro al Max Planck Institute for Microstructure Physics in Germania e al Jet Propulsion Laboratory della NASA negli Stati Uniti. Il consorzio comprende Prof. Andrew Adamatzky (University of Bristol), Dr. Artur Braun (EMPA, Dübendorf), Dr. Carsten Jost (Plasmachem GmbH, Berlino) e Dr. Chiara Zocchi (Ciaotech Srl, Milano).

Un sistema ispirato alle cellule viventi

Un sistema cibernetico è per definizione un sistema di regole che governano l’interazione tra un soggetto singolo e l’ambiente esterno. I ricercatori di COgITOR prenderanno come modello la cellula di un essere vivente, ovvero un sistema circondato da una membrana e riempito di una sostanza liquida e di organelli che svolgono specifiche funzioni, con al centro un nucleo. Il sistema COgITOR, infatti, sarà composto da sfere concentriche contenenti solventi arricchiti di nanoparticelle e avente al centro un chip in silicio.

“Il nostro obiettivo è quello di sviluppare un primo prototipo di sistema cibernetico autonomo allo stato liquido che possa in futuro essere utilizzato come sonda intelligente in regioni estreme” – spiega Alessandro Chiolerio – “per poter spostare un passo più in là la frontiera dell’esplorazione e per verificare alcune ipotesi che abbiamo formulato sulle architetture amorfe per il calcolo parallelo”.

Materiali innovativi e logica olografica

Il sistema COgITOR sarà realizzato seguendo un progetto del tutto innovativo. Per la realizzazione della sfera i ricercatori svilupperanno un polimero in grado di autoripararsi in caso di danno; al suo interno, invece, verranno usate nanoparticelle ferroelettriche, così che, attraverso l’uso di elettrodi disposti sulla superficie interna della sfera, le stesse possano rispondere alla presenza del campo elettrico e dislocarsi in una geometria coordinata, come un cristallo. Tale configurazione può essere attivata o disattivata, spegnendo o accendendo il campo elettrico e realizzando una composizione di schemi in grado di codificare l’informazione.
“Per il nostro sistema dovremo inventare un nuovo linguaggio di programmazione, quello che in gergo si chiama unconventional computing. Non sarà possibile utilizzare la logica binaria, ma bisognerà ricorrere ad una logica olografica radicalmente innovativa”, spiega Chiolerio. “Sebbene per il nostro prototipo punteremo ad avere una capacità di memorizzazione ridotta, equivalente ad un carattere (cioè 8 BIT), lo sforzo sarà nella direzione di avere nel futuro un sistema più performante degli attuali tradizionali”.

Un sistema energeticamente autonomo

L’alimentazione di COgITOR sarà garantita da un sistema di generazione di energia in grado di sfruttare l’energia dell’ambiente (energy harvesting) e costituito da un elemento sottile collocato sulla superficie esterna. “Se riusciremo nel nostro intento, sarà sufficiente il calore trasferito dalla luce del sole sulla superficie della sfera per produrre qualche nanoWatt di potenza elettrica, in grado di attivare le funzionalità base del chip” chiarisce Chiolerio. Sarà comunque presente un sistema di alimentazione esterna, almeno per i primi esperimenti.
Il sistema COgITOR è stato pensato come sistema robotico da potere utilizzare in futuro all’interno di ambienti estremi, come per esempio i fondali oceanici, luoghi con campi magnetici intensi, o per l’esplorazione di giganti gassosi.

Il ruolo di CiaoTech nelle attività di comunicazione

In COgITOR, CiaoTech è leader del workpackage relativo a “Dissemination, exploitation and communication activities” e gestirà dunque le strategie di comunicazione e sfruttamento dei risultati di progetto. Per maggiori informazioni è possibile visitare il sito COGiTOR.

Nota: Sebbene il marchio “CiaoTech” sia stato integrato in “PNO Innovation”, per finalità progettuali e di riconoscibilità all’interno del consorzio europeo, il nome “CiaoTech” continua ad essere utilizzato in riferimento al progetto COgITOR.

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