A PIsa a scuola di tecnologia

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Fotonica e robotica sono i principali settori di ricerca in cui opera il prestigioso istituto toscano. Significativa l’attività di trasferimento tecnologico, anche grazie al polo di Pontedera che ospita le aziende spin-off. Tra i risultati ottenuti dalla Scuola, la trasmissione di dati a 1 Tb/s.

Tra le realtà accademiche italiane più attive sul fronte del trasferimento tecnologico è certamente compresa la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, prestigioso istituto universitario autonomo “a statuto speciale” che opera nel campo delle scienze applicate. Oltre a fornire formazione universitaria e post-universitaria, la Scuola svolge un'intensa attività di ricerca tramite sei istituti, uno dei quali particolarmente interessante dal nostro punto di vista: si tratta dell'Istituto TeCIP (Tecnologie della Comunicazione, dell'Informazione e della Percezione). Dal 1990, inoltre, la Scuola Sant'Anna ha assunto anche il ruolo di incubatore di imprese spin-off, molte delle quali sono ospitate nel Polo Sant'Anna Valdera, che ha sede a Pontedera. Vediamo ora in breve le attività dell'Istituto TeCIP, i principali risultati da esso ottenuti e le modalità di trasferimento tecnologico che la Scuola Sant'Anna offre alle aziende.

L'lstituto TeCIP
L'lstituto TeCIP, costituito nel 2001 come Centro di Eccellenza del Ministero dell'Università, gestisce la ricerca e la formazione in una varietà di settori IT tra cui applicazioni informatiche e telematiche di sistemi embedded real-time; reti di sensori; reti di comunicazione con l'impiego di tecnologie fotoniche; impiego di tecnologie fotoniche nella sensoristica e nella biofotonica; ambienti virtuali e sistemi robotici di interfaccia per lo studio dell'interazione uomo-macchina e della percezione umana. L'Istituto organizza la ricerca in tre unità, orientate rispettivamente alle comunicazioni, ai sistemi embedded e alla robotica percettiva. La struttura collabora da anni con la multinazionale Ericsson e con il Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni (Cnit).

Trasmissione a 1 terabit al secondo
Una delle aree in cui la Scuola Superiore Sant'Anna può vantare una posizione di leadership è la “fotonica integrata”. In questo campo l'Istituto TeCIP, in collaborazione con il Laboratorio Nazionale di Reti Fotoniche del Cnit e con Ericsson, ha sviluppato una soluzione che - grazie a particolari tecniche di elaborazione ottica e codifica - consente di trasmettere dati fino alla velocità di 1 terabit al secondo sulla normale rete in fibra ottica dei gestori telecom. Dimostrazioni pratiche di questa tecnologia sono state condotte su una porzione di rete del gestore spagnolo Telefonica tra le città di Granada e Jaen, che distano tra loro circa trecento chilometri, e più recentemente su una tratta di mille chilometri appartenente al gestore australiano Telstra, tra le città di Sydney e Melbourne. A Pisa l'attività nel campo della fotonica integrata sarà ulteriormente potenziata tramite la futura realizzazione di un centro di alta tecnologia per la progettazione e produzione di Pic (Photonic integrated circuits), un laboratorio di 800 metri quadrati che sorgerà nell'area di San Cataldo, a due passi dal centro storico della città, grazie a un investimento di oltre otto milioni di euro. Tra i principali protagonisti delle ricerche condotte dalla Scuola Sant'Anna nel campo della fotonica vanno citati Luca Potì e Marco Romagnoli.

Un esoscheletro robotico
Tra le altre aree di eccellenza della Scuola Superiore Sant'Anna è compresa la realizzazione di “robot indossabili”. In questo campo i ricercatori pisani hanno recentemente realizzato un “esoscheletro per la servo amplificazione di forza” che per le sue caratteristiche tecniche può essere considerato il più complesso sistema robotico indossabile al mondo. Il dispositivo riesce a potenziare le capacità fisiche amplificando fino a venti volte la forza dell'utilizzatore che lo indossa, agendo come una sorta di muscolatura artificiale. Il “body extender” è costituito da un corpo centrale a cui sono collegati quattro arti robotici (due braccia e due gambe) di tipo esoscheletrico, caratterizzato da capacità di movimento paragonabili a quelle del corpo umano. L'elemento di novità è costituito dall'elevato numero di gradi di libertà (ben 22) consentiti all'operatore. Ogni “grado di libertà” è dotato di un sensore di posizione angolare ed è controllato in modo indipendente dagli altri, attraverso un motore elettrico dedicato. Il dispositivo è inoltre dotato di sensori di forza collocati in corrispondenza dei punti di contatto con il corpo dell'operatore, che consentono al “body extender” di capire le intenzione di movimento. Il sistema può agire con una forza paragonabile a quella di una piccola gru, concedendo al contempo un'ampia di libertà di movimento, necessaria per poter lavorare in ambienti angusti. Ad esempio, quelli che caratterizzano l'assemblaggio di grandi manufatti, come aerei, natanti, vagoni ferroviari. L'esoscheletro può inoltre contribuire al salvataggio di feriti in condizioni di emergenza, rimuovendo macerie.
Ancora in tema di robot indossabili, va ricordato che i ricercatori della Scuola Sant'Anna hanno sviluppato due prototipi di robot rivolti rispettivamente al gomito e al dito indice. Il primo dei due sistemi, denominato NeuroExos, è finalizzato alla riabilitazione e all'assistenza al movimento. Studiando il corpo umano, i ricercatori di Pisa hanno compreso che il gomito non è una semplice cerniera; per seguirne i movimenti, l'articolazione del robot deve quindi essere dotata di quattro gradi di libertà. Il sistema è dotato di un doppio guscio, con una parte fissa e una personalizzata per adattarsi al corpo del paziente. Il prototipo rivolto al dito indice si chiama invece HandExos; il modulo che avvolge il dito è particolarmente complesso, poiché comprende tre giunti rotativi attivi per il movimento delle falangi e due giunti passivi. Il dispositivo, comunque, ha ingombri ridotti e lascia libero il palmo della mano.

Il trasferimento tecnologico
La Scuola Superiore Sant'Anna ha una lunga esperienza in materia di protezione della proprietà intellettuale: il primo brevetto dell'istituto toscano risale al 1996 e ogni anno, in media, vengono depositati circa undici nuovi brevetti. L'Ufficio Valorizzazione Ricerche fornisce assistenza durante tutto l'iter brevettuale, dall'individuazione di un'invenzione alle fasi di estensione e mantenimento del brevetto fino allo sfruttamento, seguendo la strategia brevettuale più idonea. Le principali aree di interesse sono robotica medica, robotica umanoide, robotica percettiva, microingegneria, ottica, sensoristica, elettronica, nanotecnologie, software di processo. La Scuola valuta anche offerte di cessione dei brevetti finalizzate alla realizzazione industriale delle tecnologie. Un elemento chiave nell'attività di trasferimento tecnologico svolta dalla Scuola Superiore Sant'Anna è il già citato Polo Sant'Anna Valdera, che ha sede a Pontedera all'interno di alcuni capannoni donati dalla Piaggio e successivamente ristrutturati. La struttura, che misura 4.000 metri quadri, ospita sette tra laboratori e unità di ricerca, due camere bianche in classe 1000-10000, due laboratori Cad e un'officina meccanica di precisione. Il polo di Pontedera accoglie inoltre le aziende spin-off.

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