> FocusUnimore > numero 7 – settembre 2020
La parola chiave scelta per questa quinta edizione dell’iniziativa Modena Smart Life è “Network – Vivere connessi”, un tema scelto nel 2019 prima dell’arrivo del Coronavirus, con l’implementazione che ha avuto in questo 2020 tanto da determinare una forzata accelerazione di tutti i processi digitali, è risultato di una straordinaria attualità.
Gli ricercatrici e ricercatori del Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari” (DIEF), nella partecipazione ai “live speech” di questa manifestazione avranno modo di porre l’accento su questo processo inarrestabile di ascesa verso l’uso del web, delle piattaforme digitali, dell’intelligenza artificiale che avvolge ormai ogni aspetto della vita personale, sociale, lavorativa di ogni individuo e può rivelarsi particolarmente utile alle comunità negli sforzi per monitorare e tutelare l’ambiente, salvaguardare la salute.
Le aree tematiche all’interno delle quali si dispiegano gli studi e le ricerche dei docenti e delle loro collaboratrici/tori del DIEF, muovono su due fondamentali linee: “Strade virtuali” e “la Rete ci conosce”.
Nel corso dell’appuntamento che vedrà protagonisti la Professoressa Rita Cucchiara ed il Dott. Lorenzo Baraldi di Unimore, membri del Consorzio Interuniversitari Nazionale per l’Informatica – CINI, l’attenzione sarà focalizzata sulle reti che non solo sono in grado di comprendere, ma anche di generare nuovo contenuto, sia per attività creative o ludiche, come le reti generative che “immaginano” volti o scenari perfettamente fotorealistici, sia per ambiti industriali, generazione di design, ed utili nel mondo dei servizi web, generazione di text captioning, di descrizioni in linguaggio naturale.
L’AI si è dimostrata, dunque, soluzione ideale per classificare immagini, riconoscere oggetti, comprendere il linguaggio e, più in generale, per far percepire al calcolatore il mondo che ci circonda: saranno mostrati casi d’uso industriali e nuovi risultati di ricerca applicati a robot mobili per muoversi all’interno di spazi abitativi per trovare oggetti o risolvere compiti di navigazione.
L’argomento sarà ulteriormente approfondito con la presentazione della Prof.ssa Claudia Canali e del Prof. Riccardo Lancellotti che dialogheranno sul tema “Internet: cosa c’è al di là dei cavi”, in cui saranno analizzati i recenti trend di evoluzione della rete Internet e delle soluzioni che dovranno essere adottate per rispondere alle nuove esigenze delle moderne applicazioni mobili, Web e Cloud.
Partendo dall’assunto che Internet è una realtà complessa, e ridurre la complessità alle tecnologie trasmissive sarebbe una semplificazione eccessiva, saranno mostrate alcune altre sfide aperte in termini di infrastrutture Cloud a supporto delle più recenti applicazioni per Smart city.
Ne sono esempio il controllo del traffico, ed ancora di più il supporto per la guida autonoma, che richiedono requisiti stringenti dal punto di vista di tempi di risposta e della necessità di elaborare grandi moli di dati provenienti da numerosi sensori distribuiti sul territorio. Per elaborazioni di questo tipo, un approccio basato sul Cloud computing, con un grande datacenter centralizzato che raccoglie e processa i dati, può rivelarsi inadeguato. È quindi necessario orientarsi verso il concetto emergente di Fog Computing, ossia di infrastrutture che spostano l’elaborazione il più vicino possibile agli utenti finali del servizio. L’uso di queste infrastrutture apre a nuove sfide per la loro gestione, quali il bilanciamento del carico dei vari nodi dell’infrastruttura, mantenendo al tempo stesso bassi i tempi di risposta. A Unimore si sta lavorando a nuovi modelli di ottimizzazione affinché tali infrastrutture siano in grado di supportare i futuri servizi per le Smart city. Sarà mostrato come si stia cercando di creare scenari il più possibile realistici sfruttando sia strumenti avanzati di simulazione, sia utilizzando le infrastrutture della nostra città come la Modena Automotive Smart Area (MASA). Se in un prossimo futuro le nostre città forniranno servizi sempre più efficienti sarà anche grazie al lavoro di ricerca di questi due docenti e del loro gruppo di lavoro.
Ma Modena Smart Life consentirà anche di approfondire la questione “Intelligenza collettiva: dal naturale all’artificiale”, che darà occasione al prof. Franco Zambonelli di spiegare come la capacità di coordinarsi di un gruppo di esseri viventi, per raggiungere obiettivi altrimenti non possibili per il singolo individuo, diventerà un ingrediente necessario per creare società artificiali di componenti in grado di comportarsi collettivamente, e non solo individualmente, in modo intelligente. Un esempio, che viene dalla natura per comprendere al meglio l’intelligenza collettiva artificiale, sono le formiche che singolarmente possono fare ben poco, ma un “esercito” di formiche può compiere opere straordinarie. Questo concetto, tratto dal mondo animale, può essere traslato ai robot, alle telecamere, a micro-particelle che, aggregate in strutture pluricellulari, possono diventare sistemi super intelligenti evidenziando come la capacità collettiva sia superiore alla capacità dei singoli.
Intelligenza artificiale e veicoli connessi possono essere usati per migliorare la sicurezza sulle strade e ridurre l’inquinamento cittadino. A questi progetti pilota che Unimore, l’Unione Europea e la Regione Emilia-Romagna stanno sviluppando nel MASA in collaborazione con Comune di Modena e Maserati, guardano le ricerche del Dott. Paolo Burgio, di cui riferirà nel corso dell’appuntamento su “Intelligenza artificiale e reti di veicoli: ricerca e innovazione a Modena”.
“Non è tutto oro quello che luccica” si potrebbe dire. Il Prof. Mirco Marchetti, infatti, avrà il compito di affrontare lo spinoso tema delle “Reti (in) sicure”. Internet ha rivoluzionato la società in cui viviamo, abilitando il rapido trasferimento di qualunque tipo di informazione (digitalizzata) da un capo all’altro del pianeta. Questa innovazione tecnologica è utilizzata anche da criminali e malintenzionati che, per i motivi più diversi e con differenti livelli di competenze e investimenti, riescono a trarre profitti danneggiando privati cittadini, aziende e intere nazioni. L’intervento evidenzierà che anche le difese più efficaci agli attacchi informatici provengono da Internet, e si basano sulla cooperazione, talvolta inconsapevole, di milioni di utenti e dispositivi connessi.
Grande esperto di queste tematiche è il prof. Michele Colajanni che in una di queste giornate della manifestazione modenese, assieme a Luisa Franchina dell’Associazione Italiana esperti in Infrastrutture Critiche e moderati da Andrea Baldassarre di FPA, affronterà la quanto mai attuale “Cyber Security come pilastro per la resilienza delle Smart Cities”.
La rivoluzione digitale ha da tempo iniziato a trasformare i sistemi economici, i modelli di business, le modalità di accesso all’informazione e la politica di tutti i Paesi, democratici e autoritari. La pandemia ha rappresentato un acceleratore per un profondo ripensamento del mondo del lavoro, dei modelli di formazione e dei beni da proteggere. Il futuro può apparire radioso ad alcuni, ma il presente è oggettivamente turbolento per tutti. Infatti, si potranno sviluppare nuove relazioni e servizi che implicheranno la necessità di acquisire e, soprattutto, valorizzare enormi quantità di dati in tempo reale. In tali contesti, risulteranno determinanti la continuità operativa dei servizi e la tutela dei dati digitali che saranno allineati con le componenti tattiche e strategiche del business e della vita quotidiana. La sicurezza informatica va affrontata con rapidità e determinazione da parte di tutti gli attori, privati e pubblici, cittadini ed amministratori, tenendo conto che sarà necessario partire dalla consapevolezza di questo obiettivo per poi passare all’integrazione di soluzioni tecnologiche, con quelle politiche e gestionali, e soprattutto sarà inderogabile tener ben presente l’elemento umano che sta emergendo come il fattore più vulnerabile.
Un’altra riflessione interessante riguardo alla vulnerabilità dell’elemento umano viene ancora dal Prof. Franco Zambonelli che si soffermerà su “Algolcrazia: il governo degli algoritmi e dell’intelligenza artificiale”, che consentirà di fare luce sull’uso dell’intelligenza artificiale in quanto sempre più onnipresente nella vita quotidiana, dall’uso degli smart phone, Siri e Alexa, o alle autoradio delle moderne vetture che sono sempre più spesso veri computer. In futuro gli algoritmi della IA potrebbero gestire, se non dominare, la sfera personale, sociale e politica con il rischio di trasformare le società democratiche in società dominate in modo autoritario proprio dagli algoritmi. Per affrontare tutto ciò la cultura informatica dovrà far parte della cultura di base dei cittadini e dei politici per acquisire la coscienza dei fenomeni e la capacità di dominarli e, magari, ridurre la distanza tra quello che gli algoritmi sanno di noi e ciò che noi conosciamo di noi stessi.
La Prof.ssa Sonia Bergamaschi, dal canto suo, spiegherà come un’entità artificiale intelligente, o chatbot intelligente, è un ingrediente indispensabile per realizzare “la macchina intelligente” di Alan Turing. Si è in grado ora di sviluppare facilmente chatbot intelligenti? Al giorno d’oggi, è comune, quando si accede a un e-commerce o ad un Internet banking, che un approccio conversazionale avvenga attraverso una chat. Queste webchat sono anche chiamate assistenti alla conversazione o chatbot. I chatbot stanno emergendo come una nuova tendenza di servizio in molte aziende. I diversi ambienti Google Assistant, Amazon, Alexa, IBM Watson, Oracle Digital Assistant, che consentono di sviluppare un chatbot, sono stati confrontati realizzando un semplice chatbot “cameriere di ristorante”. I risultati mostrano che per progettare e creare una conversazione semplice, cioè senza contesto, gli assistenti sono quasi uguali tra loro e Google ed Amazon incorporano la tecnologia per supportare chatbot vocali. Se si volesse essere più ambiziosi, ovvero si volesse realizzare chatbot “cameriere di ristorante intelligente cosa si dovrebbe fare? La risposta poco incoraggiante è che è al momento l’operazione è di difficile realizzazione, è fortemente legata la contesto ed è raramente generalizzabile
Fatto conto dei rischi la tecnologia è anche a disposizione dell’ambiente. Lo conferma il progetto Trafair Understanding Traffic Flows to Improve Air Quality, della Professoressa Laura Po (esperta di big data, open data, integrazione, analisi semantica dei dati) che intende supportare le decisioni delle amministrazioni pubbliche nella attuazione di politiche che migliorino la qualità dell’aria nelle città. Trafair, di cui si parlerà in queste giornate e a cui partecipa anche il Comune di Modena, è il primo piano di lavoro ampiamente adottato che fornisce un framework flessibile e facilmente replicabile per il monitoraggio in tempo reale e la previsione della qualità dell’aria a livello cittadino. L’ambiente urbano è arricchito con sensori AQ a basso costo che consentono una mappatura iperlocale. A partire dalle informazioni sui sensori di traffico, un modello di simulazione fornisce flussi di traffico all’interno della rete stradale urbana dai quali vengono calcolate le emissioni generate dai veicoli in circolazione. In aggiunta a questo viene calcolata una distribuzione delle emissioni di riscaldamento domestico tenendo conto dei volumi degli edifici e della temperatura esterna. Tutte queste emissioni, combinate con le previsioni meteorologiche, sono l’input di un modello di dispersione atmosferica che fornisce mappe previsionali di inquinamento a livello urbano nelle 24/48 ore successive.
Unimore e Modena – si può ben comprendere – sono sempre saldamente intrecciate ed unite nella loro missione di far diventare la città della Ghirlandina sempre più Smart.
Gli ultimi avanzamenti tecnologici nel MASA
Unimore e Comune di Modena per la lotta al corona virus: il progetto OpenAirNonostante l’emergenza sanitaria globale, le attività di ricerca e sviluppo mirate al completamento della Modena Automotive Smart Area proseguono.
Il progetto Europeo H2020 Class, che prevede l’infrastrutturazione dell’area con centinaia di telecamere e server ad alte prestazioni, si avvia verso la conclusione, prevista a Dicembre 2020, ma i ricercatori di Unimore sono già al lavoro per il “dopo”.
L’attività più recente è proprio legata alla pandemia, e rappresenta il contributo di Unimore, e in particolare dell’High-Performance Real-Time Lab alla lotta al virus.
Parte dei fondi stanziati dalla regione ER a tale scopo, infatti, serviranno a sviluppare due progetti gemelli, OpenAir e IoMiMuovo, in collaborazione rispettivamente (ma non solo) con il Comune di Modena, e con SETA.
In particolare, OpenAir prevede l’estensione delle telecamere intelligenti del MASA alle aree centrali della città, e l’implementazione di un sistema di monitoraggio della densità delle persone, per identificare e prevenire assembramenti in maniera automatica.
Si prevede anche l’utilizzo di droni per raggiungere le aree dove le telecamere non riescono ad arrivare, in maniera totalmente sicura e garantendo il rispetto della privacy.
Il progetto “gemello” IoMiMuovo ha lo stesso obiettivo ma si concentra sugli autobus urbani ed extraurbani, che diventeranno dei veri e propri sensori semoventi, aumentando gli “occhi e le orecchie” di Modena per identificare aree critiche ad alta densità.
Entrambe i progetti si basano su una estensione di tecnologie di ricerca sviluppate ad Unimore, e proprio per questo motivo, sebbene iniziati da poco meno di un mese, prevedono l’installazione dei due sistemi pilota già a Gennaio 2021.