La fine del motore? Verso una civiltà biologica invece di quella meccanica

Oggi, al centro della corsa tecnologica, si combatte spesso una guerra invisibile. Dagli smartphone alle auto elettriche, dai robot umanoidi all'industria della difesa, alla base di questa competizione si trovano le terre rare. Elementi come neodimio, disprosio e terbio vengono utilizzati nella produzione di magneti potenti. Questi magneti diventano il cuore dei motori elettrici. In particolare, i piccoli servomotori nei sistemi robotici, i meccanismi articolari e i sistemi di movimento di precisione dipendono da questa tecnologia.

Tuttavia, la questione non è solo ingegneristica. È anche geopolitica. Poiché gran parte di queste risorse è concentrata in specifiche aree geografiche, ciò dà vita a una nuova versione delle guerre energetiche. Il petrolio viene ormai sostituito da data center, chip, batterie e terre rare. Il processo, presentato con la retorica del progresso tecnologico, si sta trasformando in una nuova dimensione della lotta di potere globale.

Forse alcuni mi troveranno troppo pessimista per queste mie riflessioni. Eppure, il punto non è essere contro la tecnologia. Al contrario, si tratta di interrogarsi sulla direzione in cui si evolverà la linea di sviluppo tecnologico dell'umanità e sui suoi effetti sulla società e sull'individuo, un tema su cui lavoro da quando, nel 1992, ho fondato il Dipartimento di Informatica presso la Facoltà di Comunicazione dell'Università di Marmara. Perché a volte non possiamo sviluppare una tecnologia all'infinito. Perché a un certo punto il sistema raggiunge il suo limite e serve un nuovo paradigma.

Credo che oggi ci stiamo avvicinando esattamente a una soglia del genere per quanto riguarda i motori elettrici, le terre rare e i sistemi meccanici su micro-scala.

Alla fine del XIX secolo, la città di New York dovette affrontare una grande crisi. Il trasporto in città era interamente garantito da carrozze trainate da cavalli. Con l'aumento della popolazione, c'era bisogno di più cavalli, il che portava a un grave problema di escrementi equini per le strade. Alcuni giornali dell'epoca pubblicavano scenari pessimistici secondo cui le città del futuro sarebbero rimaste sepolte sotto metri di letame. La gente cercava di risolvere il problema sviluppando cavalli più veloci, carrozze più resistenti o stalle più efficienti.

Ma la soluzione arrivò da un'altra parte.

Apparve l'automobile e l'intera equazione cambiò. I cavalli scomparvero quasi istantaneamente.

Oggi penso che sia molto probabile che vivremo un simile blocco tecnologico nei motori elettrici. Naturalmente, la tecnologia dei motori elettrici è uno straordinario successo ingegneristico. I motori che lavorano su micro-scala, i potenti sistemi magnetici, le articolazioni robotiche di precisione e le tecnologie delle batterie costituiscono le fondamenta del mondo moderno attuale. Università, aziende e governi stanno investendo miliardi di dollari in ricerca e sviluppo in questo campo.

Tuttavia, c'è un problema fondamentale.

Al centro di questo sistema ci sono le terre rare. Questa situazione trasforma la corsa tecnologica non solo in una questione economica, ma geopolitica. Per produrre motori più piccoli e in numero maggiore, servono più risorse. E più risorse significano più competizione, più dipendenza e più conflitti. In un certo senso, l'umanità si sta spingendo inconsapevolmente verso un nuovo vicolo cieco tecnologico.

Perché l'approccio odierno si basa in gran parte sulla logica della "miniaturizzazione". Chip più piccoli, sensori più piccoli, motori più piccoli, sistemi di accumulo energetico più densi... Tuttavia, la storia della tecnologia ci insegna che ogni sistema ha un limite. La situazione attuale nella tecnologia dei chip ne è un buon esempio. Il settore, che per anni è avanzato rimpicciolendo i transistor, è ormai vicino ai limiti della scala atomica. Oggi la produzione a 2 nanometri (nm) è un grande successo. TSMC prevede di produrre chip da 1,4 nm entro il 2028. Il limite fisico inferiore nella tecnologia dei chip è considerato di 0,2 nanometri e si pensa che possa essere raggiunto intorno al 2043. Poiché questo valore è uguale al diametro di un singolo atomo di silicio (circa 0,2 nm), scendere al di sotto di questo limite per un transistor è fisicamente impossibile a causa della struttura fondamentale della materia. Quindi, questa è anche una soglia in cui l'umanità inizia a percepire i propri limiti fisici.

Non sarebbe sorprendente se una situazione simile si verificasse anche nei motori elettrici.

Credo che proprio qui si debba porre la domanda: l'umanità è davvero sulla giusta traiettoria tecnologica?

L'attuale concezione della robotica si basa in gran parte sull'imitazione meccanica. Produciamo pezzi di metallo, ingranaggi, magneti e piccoli motori per imitare il braccio umano. Sviluppiamo motori elettrici millimetrici per muovere le articolazioni delle dita. Anche le università e i centri di ricerca spendono enormi budget di ricerca e sviluppo in questa direzione. Tuttavia, se guardiamo al corpo umano, la situazione è completamente diversa. Le dita umane non hanno motori. Non hanno magneti. Non hanno sistemi meccanici rotanti. Al loro posto ci sono reti neurali, fibre muscolari, tendini e meccanismi di feedback biologico.

Credo che uno dei più grandi errori della storia della tecnologia sia stato considerare la natura come "meccanica". Forse, con i materiali a disposizione, si poteva fare solo questo. Eppure, i sistemi biologici spesso non sono meccanici; funzionano in modo organico, distribuito, adattivo e flessibile. La mano umana non produce solo forza. Allo stesso tempo sente, si adatta, impara. La differenza tra un bambino che impara a tenere in mano una matita e un robot che afferra un oggetto sta proprio qui.

I sistemi robotici odierni, invece, si comportano come una rozza simulazione elettromeccanica del corpo umano. Per muovere un dito robotico servono motori, ingranaggi, software e sistemi energetici. Il dito umano, invece, funziona con un sistema di coordinazione organico sviluppato da milioni di anni di evoluzione biologica.

Per questo motivo, la vera visione del futuro potrebbe non essere produrre motori più piccoli. La questione è superare completamente il "motore".

Oggi campi come i "muscoli artificiali", i sistemi biomimetici, la robotica soft e l'ingegneria neuromorfica stanno diventando importanti proprio per questo motivo. Tuttavia, questi studi non sono ancora al centro della corsa tecnologica globale. Perché l'attuale paradigma industriale si basa sulla logica della produzione meccanica. E non si può abbandonare quella logica dall'oggi al domani. Eppure, l'approccio volto a comprendere i sistemi biologici richiede un pensiero molto più interdisciplinare. Questa trasformazione non può avvenire senza pensare insieme a biologia, neuroscienze, scienza dei materiali, sistemi di comunicazione e persino sociologia.

Qui è necessario rivolgere una critica importante anche alle università. Le università si trasformano spesso in laboratori tecnici che rispondono alle esigenze a breve termine dell'industria. Un motore qualche grammo più leggero, un magnete un po' più potente, una batteria un po' più efficiente... Questi sono certamente importanti successi ingegneristici. Ma non cambiano il paradigma che trascina l'umanità in una nuova guerra per le risorse. Anzi, a volte lo approfondiscono ulteriormente.

Eppure, il compito dell'università non è solo ottimizzare il sistema esistente. È sviluppare una nuova visione di civiltà.

Oggi l'umanità si trova a una soglia molto critica. O genererà nuovi conflitti geopolitici per ottenere più terre rare, o cercherà di comprendere l'intelligenza biologica della natura, frutto di milioni di anni. La prima strada significa più miniere, più competizione e probabilmente più guerre. La seconda strada significa un futuro più difficile, più lento, ma forse molto più umano.

Gran parte della storia dell'umanità si è basata sullo sviluppo di sistemi materiali e meccanici. La rivoluzione industriale è stata plasmata dalle macchine a vapore, l'era digitale dai sistemi elettronici. Tuttavia, nel prossimo periodo è possibile che i sistemi organici diventino più centrali. Attualmente, la biologia sintetica, la robotica bio-ibrida e le tecnologie dei muscoli artificiali ne sono i primi segnali.

Nel corso di milioni di anni di evoluzione, la natura ha sviluppato sistemi estremamente efficienti dal punto di vista energetico, adattivi e resistenti. I sistemi meccanici creati dall'uomo sono rimasti in gran parte modelli rozzi di questi. Ma la passione dell'umanità per lo sviluppo di modelli migliori non è mai finita. Forse sarà proprio questa ricerca a portarci alla fase successiva.

Il salto tecnologico più importante del futuro potrebbe non essere un nuovo motore, ma una nuova "concezione della vitalità". Allora, alla fine del XXI secolo, l'umanità guarderà alla corsa odierna ai micromotori come noi guardiamo agli sforzi del XIX secolo per produrre cavalli più veloci.

Il futuro della tecnologia è forse nascosto non nel metallo ma nel muscolo, non nel motore ma nel nervo, non nella forza meccanica ma nella forma di organizzazione dell'intelligenza biologica. In realtà, abbiamo iniziato a vederne il primo grande segnale nel campo dell'intelligenza artificiale a partire dagli anni '80. Per molti anni, gli studi sull'intelligenza artificiale si sono basati sull'approccio di programmazione basato su regole, che cercava di spiegare il mondo che ci circonda attraverso regole rigide. Tuttavia, si sono rivelati insufficienti nel gestire le incertezze, le probabilità e le relazioni complesse della vita reale. Successivamente sono emerse le reti neurali artificiali ispirate al cervello umano e il paradigma è cambiato. I sistemi hanno iniziato a imparare il mondo non più attraverso regole precise, ma attraverso schemi, probabilità ed esperienza.

Probabilmente ci stiamo avvicinando di nuovo alla soglia di una trasformazione simile. Oggi, l'approccio che cerca di rimpicciolire all'infinito i sistemi meccanici ed elettromeccanici potrebbe essere sostituito da un nuovo approccio che cerca di comprendere la logica dell'organizzazione biologica della natura. E allora, forse, invece dei robot metallici e motorizzati di oggi, parleremo di esseri biologici-ibridi più vicini ai replicanti Nexus-6 del film Blade Runner.