I gemelli digitali con destinazione terra

Il presente lavoro mette in evidenza un'attuale e importante triangolazione: space economy – green economy – digital twin

ID Articolo: 196549 - Pubblicato il: 05 dicembre 2022
I gemelli digitali con destinazione terra
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Il presente lavoro si concentra su una intelligenza artificiale che si può definire “buona”: vale a dire, la creazione di un gemello digitale della Terra (Digital Twin Earth) realizzabile grazie allo stock di dati – sia quelli storici, sia quelli ottenuti in tempo reale – provenienti prevalentemente dai satelliti.

 

Introduzione

Nei molteplici ambiti dell’intelligenza artificiale si è giunti ormai a livelli di astrazione che appaiono pressoché alieni alla percezione umana.

Non solo: questa estrema complessità porta all’esacerbazione delle diseguaglianze: socio-economiche, generazionali, culturali, geografiche e di genere (digit divide). E poi, sottostanti a tanti ambiti dell’intelligenza artificiale, vi sono forme più o meno evidenti e surrettizie di potere e di controllo mediante tecnologie di sorveglianza intelligenti (ad esempio, algoritmi per la sorveglianza di massa, denominata anche sorveglianza “non targetizzata” o “in rete”). In un’epoca di datacrazia (termine coniato dal noto sociologo belga della cultura digitale de Kerckhove), la conseguenza è la forte asimmetria delle informazioni, cioè l’ampio gap tra i potenti detentori dei big data e i soggetti monitorati (tramite videosorveglianza e riconoscimento facciale). Nei paesi dove ciò accade e la cultura della sorveglianza di massa fa parte del vissuto della popolazione – in primis, la Cina con il c.d. Great Firewall – è difficile stabilire cosa prevalga all’interno della collettività: una percezione di tutela e sicurezza (infatti, obiettivo enfatizzato dal governo è quello di salvaguardare la pubblica sicurezza di fronte alla dilagante criminalità, la stabilità sociale e la salute pubblica), ovvero l’incombente sensazione di venire costantemente scandagliati con incursioni nel proprio quotidiano attraverso sistemi iper-predatori?

A quello delle autorità governative si affianca un’altra forma di potere –anch’essa sottile– che è quella del mercato. A tale proposito mutuiamo le suggestioni di de Kerckhove quando parla di “techno-fetishism” e “techno-psychology” (1998).

Se le suddette questioni sollevano tanto scetticismo, il presente lavoro si concentra invece su una intelligenza artificiale che si può definire “buona”: vale a dire, la creazione di un gemello digitale della Terra (Digital Twin Earth) realizzabile grazie allo stock di dati –sia quelli storici, sia quelli ottenuti in tempo reale– provenienti prevalentemente dai satelliti. Ad esempio, dal sistema Copernicus che rilascia uno stock ingente di dati. Tale patrimonio informativo, se in parte fino a oggi non è stato sfruttato appieno, con il gemello virtuale della Terra potrà essere valorizzato su scala più ampia. E ciò anche se si tratterà di un gemello non ancora dell’intero Globo, bensì di gemelli virtuali di ambiti circoscritti che permetteranno di scandagliare specifiche realtà settoriali, geografiche o fenomenologiche. E, questione fondamentale, tali tecnologie di avanguardia potranno aiutare a comprendere le modalità, i tempi e le interazioni attraverso cui operano i fattori del cambiamento climatico (Desiderio, 2022).

Collegato a questi argomenti, ulteriore obiettivo del presente lavoro è quello di mettere in evidenza un attuale e importante triangolazione: space economy – green economy – digital twins.

Se l’utilizzo di big data e sensori spaziali si rendono indispensabili per tenere sotto controllo le variabili climatiche e predirne il corso, nonché per scandagliare l’insieme e l’interazione dei fenomeni sottostanti ai cambiamenti del clima, in modo del tutto complementare la replica virtuale del sistema Terra consentirà di esaminare, capire e predire l’impatto sul clima dell’incremento della popolazione della conseguente e crescente pressione su risorse cruciali (l’acqua, ad esempio) e sugli ecosistemi marittimi e terrestri.

Pertanto, l’integrazione fra tecnologie spaziali e quelle avanzate dell’intelligenza artificiale, finalizzata a monitorare e ad anticipare il cambiamento climatico, produrrà importanti sinergie volte soprattutto ad accrescere la qualità della condizione umana e quella di tutti gli esseri viventi.

Space economy e green economy

La space economy costituisce un tema nuovo e ancora poco conosciuto.

È che oggi lo spazio è anche economia, un’economia globale. Tornando al digital divide, i sistemi satellitari d’avanguardia avranno la capacità di portare internet ovunque, senza che alcuno sia costretto a esserne escluso. Sotto questo profilo, l’economia spaziale ha pure importanti spillovers in termini di equità e di opportunità il più possibile equidistribuite, anche questo tema fondante dell’economia e delle policy pubbliche.

Attraverso una prospettiva fortemente interdisciplinare, la space economy sintetizza, dunque, tanti filoni dell’economia e tante tematiche di policy.

Per citare ulteriori esempi, l’economia spaziale dà un forte contributo nel cercare di gestire le questioni legate al cambiamento climatico e, quindi, nel salvaguardare le condizioni ambientali attuali senza pregiudicare le esigenze delle generazioni future (una green economy sostenibile); sul tema del cibo, la tecnologia spaziale crea opportunità di frontiera per operare un tracciamento dei prodotti, individuare le diffusissime pratiche illegali, allocare in modo efficiente le risorse, sfruttare modelli predittivi per l’approvvigionamento del cibo. Strettamente collegato al tema del cibo è quello derivante dalla combinazione fra i big data satellitari e quelli climatici, destinata a produrre un enorme valore aggiunto nello sviluppo agricolo. La lista degli esempi è lunga, ma possiamo sintetizzarla con l’affermazione di Di Pippo (2021) secondo cui, in prospettiva, lo sviluppo socio-economico sulla terra è legato ai benefici dello spazio.

Inoltre, il mix tra dati terrestri e satellitari permetterà di monitorare i fenomeni di: deforestazione, innalzamento dei mari, alterazione delle correnti oceaniche, livello di emissioni nell’atmosfera, recesso dei ghiacciai polari, depauperamento della biodiversità, interruzione di catene alimentari, estinzione di specie, fenomeni geofisici come terremoti, eruzioni vulcaniche, tsunami; sfruttamento illecito e inquinante di terre rare (largamente utilizzate, ad esempio, nella strumentazione elettronica, per l’energia rinnovabile, nella petrolchimica), e altri drammi già in essere. Drammi che potranno essere mitigati, se non scongiurati, grazie ai benefici grandissimi connessi alla replica virtuale della Terra.

Sempre in una prospettiva economica dello spazio, è stato osservato (Di Pippo, 2021) come le barriere all’entrata nell’ambiente spaziale si stiano abbassando, superando di conseguenza il pericolo di concentrazioni monopoliste/oligopoliste nello sviluppo commerciale dello spazio. Ciò è avvenuto grazie all’accesso di nuove e maggiori fonti di finanziamento di cui hanno potuto usufruire anche i soggetti privati. Ancora sotto il profilo equitativo, l’incremento delle opportunità di accesso sta provocando ricadute redistributive, in quanto l’ambiente e le infrastrutture spaziali (tra cui i lake data, cioè spazi di archiviazione di dati) non saranno prerogativa esclusiva delle economie più ricche ma anche dei paesi emergenti e in via di sviluppo.

Si tratta pertanto di un sistema economico in rapida evoluzione, non solo sotto il profilo delle risorse disponibili, delle opportunità commerciali, del tasso elevato di innovazione delle tecnologie, dell’ingresso di nuovi attori. L’economia spaziale sarà in grado di creare nuovi mercati –determinando di conseguenza un miglioramento paretiano, poiché a una domanda crescente di tecnologie avanzate, di risorse, di infrastrutturazione, di dati corrisponderà una nuova offerta di mercato. E ciò con ricadute positive anche sul mercato del lavoro, che richiederà un’altrettanto rapida evoluzione sul lato dell’offerta di lavoro. Certo, dovranno evitarsi colli di bottiglia che rallentino o interrompano tale escalation virtuosa: per evitare tale impasse, le università dovranno adeguarsi in fretta dotandosi di strumenti necessari per formare un capitale umano nuovo, innovativo e con competenze trasversali.

Un ulteriore pericolo è quello noto come Tragedy of Commons. Esso fa riferimento alla teoria economica che descrive un sistema di risorse limitate e condivise (i beni comuni, appunto) fra più agenti economici. Spinti esclusivamente dal proprio interesse personale, anziché dal vantaggio reciproco, essi finiscono per sfruttare eccessivamente tali risorse, pregiudicandole e determinandone il conseguente degrado. In tal modo viene a determinarsi una esternalità negativa (diseconomia) di lungo periodo. Anche lo spazio costituisce un bene condiviso da un numero crescente di attori, che rilasciano detriti. Mutuando la definizione dell’Agenzia Spaziale Europea (Esa, 2022): “Space debris is defined as all artificial objects including fragments and elements thereof, in Earth orbit or re-entering the atmosphere, that are non-functional”.

Oltre a costituire un pericolo aggiuntivo per i velivoli spaziali, il rapido incremento che stanno registrando i detriti orbitali causa il degrado dell’ambiente spaziale, pregiudicandone la sostenibilità di lungo periodo.

E andiamo ora a esaminare il secondo lato della triangolazione space economy – green economy – digital twins.

Per comprendere la diade economia spaziale ed economia verde, c’è da ricordare in premessa la forte connessione fra quest’ultima e l’economia circolare, definita dalla Ellen MacArthur Foundation (2016) come “un’economia pensata per potersi rigenerare da sola”. Ovvero, “come la strategia di sviluppo rigenerativo che si concentra sull’uso di rinnovabili e sull’eliminazione di sostanze tossiche nei rifiuti, conciliando obiettivi ambientali, economici e sociali” (Di Pippo, 2021). Una strategia economica pensata in questo modo è coerente con l’idea di sostenibilità ambientale su cui si fonda l’economia verde.

Qual è il collegamento fra quest’ultima e l’economia spaziale? Esso si riconduce allo stretto legame tra le tecnologie spaziali e quelle per le applicazioni circolari (un’analisi dettagliata è in Di Pippo, 2021). In premessa, c’è da dire che nelle stazioni spaziali, il riciclaggio è d’obbligo. Un caso di studio fondamentale è quello offerto dalla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) –che assolve la  funzione di laboratorio di ricerca scientifica in cui gli astronauti vivono e lavorano in un ambiente estremo– dove nessuna risorsa può essere sprecata. Infatti, così distanti dal pianeta Terra, a bordo nessuna risorsa può andare persa. Di conseguenza, gli scarti devono essere trasformati e oggetto di riuso. Dunque, l’ISS rappresenta il caso più avanzato di sistema circolare ed ecosostenibile oggi esistente.

Sul binomio economia circolare-economia spaziale, un recente studio, “Sustainable space for a sustainable Earth? Circular economy insights from the space sector” (2021), osserva che il settore spaziale è interpretabile come l’“ambiente nativo” per l’economia circolare e mostra come le lezioni apprese dall’ambiente spaziale possano essere estese e applicate alla Terra. Decisamente visionario e affascinante!

Destination Earth (DestinE)

Nella parte introduttiva, si è già richiamata la stretta connessione tra le tecnologie dello spazio e quelle più avanzate dell’intelligenza artificiale, segnatamente riguardo ai gemelli digitali.

In tema di gemellaggi digitali, di più ambizioso della replica virtuale dell’uomo c’è quella del pianeta Terra.

Messaggio pubblicitario Tale obiettivo è fattibile grazie al programma lanciato nel 2021 dalla Commissione Ue insieme a dei partner: l’Agenzia spaziale europea (Esa), il Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio raggio (Ecmwf) e l’Organizzazione europea per lo sfruttamento dei satelliti meteorologici (EumetSat). Il nome del programma è “Destination Earth” (o “DestinationE”), che si innesta nell’alveo delle politiche europee riguardanti la transizione digitale (una ottima rassegna è in De Cosmo, 2021). “[…] obiettivo finale è di creare una gigantesca simulazione digitale del pianeta usando dati relativi a clima, meteo, attività umane e qualsiasi altro parametro misurabile utile allo scopo.” (De Cosmo, 2021, p.1). Potranno così essere monitorati e anticipati trend su scala globale, regionale e locale. Ad esempio, in caso di inondazione, il gemello digitale potrà supportare le autorità locali e regionali nelle iniziative volte a salvare vite e a ridurre i costi economici legati alla calamità naturale (Licata, 2022).

Già nel 2024 dovrebbero essere disponibili alcuni spaccati tematici della Terra per il monitoraggio e le previsioni in settori specifici collegati al cambiamento climatico. La realizzazione del gemello virtuale della Terra nella sua interezza è prevista entro il 2030.

In particolare, i primi due gemelli digitali dovrebbero essere realizzati entro il 2024, il primo con l’obiettivo di effettuare il monitoraggio e le anticipazioni di eruzioni, terremoti e altre emergenze naturali estreme; il secondo con lo scopo di effettuare sperimentazioni finalizzate a definire azioni volte all’adeguamento del cambiamento climatico (Guerrini, 2022).

Più in là nel futuro, segnatamente nel 2027, potrebbero essere simulati spaccati tematici e settori specifici, quali rispettivamente il tema della desertificazione e l’immensa regione artica.

Per poi arrivare, entro la fine del decennio, alla replica virtuale sistemica.

Next? Il gemello digitale dell’Universo. È il progetto, ancora in forma di bozza, dell’ESA: Digital Twin & Universe (De Cosmo, 2021).

Conclusioni

Chiudiamo con un esempio: il prossimo cambiamento radicale avverrà probabilmente nel 2100, con la trasformazione in savana della Foresta amazzonica. Se non abbiamo preoccupazione alcuna dell’equità intergenerazionale, si tratta di un futuro che non ci riguarda. In un’ottica di benaltrismo, servono interventi ritenuti prioritari –ora e qui– da parte delle autorità pubbliche, rispetto ai dispendiosi programmi relativi al cambiamento climatico e a quelli riguardanti la trasformazione digitale, ancillari ai primi.

Come è stato osservato (Desiderio, 2022), subentra quindi una questione psicologica: il cambiamento climatico –insieme alle relative tecnologie di avanguardia con finalità predittive e di monitoraggio– potrà essere sottovalutato (se non addirittura marginalizzato) fino a quando certi punti critici e di non ritorno non si materializzeranno. Tale atteggiamento psicologico contribuisce a rimandare e a rallentare le decisioni in questo ambito a favore di altre iniziative presenti nell’agenda dei policy-maker, considerate più urgenti e incombenti (anche in termini opportunistici, qualora abbiano maggiore appeal presso l’elettorato).

Eppure, dati i processi secolari dei cambiamenti climatici e gli avanzamenti tecnologici, che si acquisiscono tipicamente nel lungo periodo, il domani è già ieri.

Altra questione aperta: la necessità di esperti che siano in grado di utilizzare i sofisticati strumenti virtuali sottostanti ai gemelli digitali e capaci di usare, riusare, interpretare i dati e i metadati sia di input che di output: bisognerà creare una comunità scientifica nuova, con una profilazione diversa rispetto a quella più tradizionale (ad esempio, in campo ingegneristico).

In parte collegata a tale questione vi è la considerazione che sia l’economia spaziale sia i gemelli digitali per la Terra sottendono una forte interdisciplinarietà e nuove professionalità, con importanti investimenti in capitale umano: dovranno essere coinvolti data scientist, scienziati dell’ambiente, dello spazio, dell’intelligenza artificiale, ecc. La cooperazione multidisciplinare e trasversale sarà dunque dirimente per il successo.

 

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