L’edizione 2023 dell’International Conference on Control, Automation and Diagnosis (ICCAD) si terrà dal 10 al 12 maggio a Roma presso la Macroarea di Ingegneria dell’Università di Roma “Tor Vergata”. La conferenza ICCAD, partita da Hammamet (2017), è poi approdata a Marrakech (2018), Grenoble (2019 e 2021), Parigi (2020), Lisbona (2022) e, ora, nel 2023 la settima edizione arriva a Roma. La conferenza è l’occasione per presentare risultati di ricerca e nuove sfide nel campo dell’automazione, ovvero del trasferimento alle macchine di operazioni di governo e controllo di dispositivi, processi e sistemi di diversa natura. Si parla di automazione ogni qualvolta un’operazione viene eseguita da una macchina senza, o con ridotto, intervento dell’uomo. Il convegno riunisce esperti dell’industria, dei governi e del mondo accademico, esperti in ingegneria, progettazione e ricerca. Il convegno affronterà aspetti sia teorici che applicativi, con particolare attenzione agli scenari di convergenza fra Intelligenza computazionale, Interazioni uomo-macchina, Metodi di intelligenza artificiale per la diagnosi, Informatica e Robotica. Tre sono le aree tematiche generali nelle quali si confronteranno i relatori provenienti, in particolare, da Nord Africa, Medio Oriente, Paesi Arabi, India ed Europa: Controlli automatici e Sistemi di controllo; Diagnosi ed isolamento dei guasti; Sistemi robotici
IL FUTURO DELLA RICERCA NELL’ AUTOMAZIONE Per le comunità accademiche e industriali ICCAD 2023 è una straordinaria opportunità di condividere soluzioni e discutere le future direzioni di ricerca nel campo dell’automazione. «L’automazione è un settore in fortissima espansione, come dimostra anche l’altissima richiesta di ingegneri dell’automazione con competenze avanzate negli ambiti della robotica e del controllo di processi. In questo ambito l’Ateneo di “Tor Vergata” è da sempre in prima linea, se si considera che uno dei docenti fondatori dell’ateneo, il professor Salvatore Nicosia, è stato il pioniere degli studi di robotica nelle università romane», afferma il professor Sergio Galeani, coordinatore del corso di laurea magistrale inIngegneria dell’automazione presso il Dipartimento Ingegneria Civile e Ingegneria Informatica. «Lo strumento alla base dell’automazione è la teoria matematica dei sistemi e del controllo, che rende possibile studiare le caratteristiche dinamiche che regolano l’evoluzione di un qualunque sistema, naturale o artificiale, in modo sostanzialmente indipendente dal contesto applicativo, consentendo una comprensione profonda di alcuni fenomeni universalmente presenti in ogni realtà in grado di autoregolarsi», spiega il professor Galeani.
DALLA TEORIA DEI SISTEMI ALLA TEORIA DEL CONTROLLO L’automazione è per sua natura multidisciplinare e trova applicazione nei più svariati ambiti, toccando da vicino la nostra vita quotidiana: dalle semplici applicazioni presenti negli elettrodomestici (frigoriferi, lavatrici, condizionatori) alle applicazioni nel campo automobilistico (sistemi di frenatura e sterzo servoassistiti, sospensioni attive, controllo della velocità di crociera, guida autonoma), aerospaziale (piloti automatici per aerei o droni, controllo dell’orbita dei satelliti), manifatturiero, energetico, medico (robotica medica, organi artificiali), e via dicendo. «Grazie alla teoria dei sistemi – continua Galeani – tutti i sistemi di automazione possono essere studiati con la stessa metodologia matematica. La stessa metodologia consente non solo di descrivere il comportamento “spontaneo” del “sistema dinamico” considerato – che potrebbe essere un aereo, un processo industriale o economico, un robot, un ecosistema, etc. – ma permette di determinare come modulare i parametri che ne determinano il comportamento in modo da indurre un’evoluzione più desiderabile o sostenibile: questa è la genesi della teoria del controllo», aggiunge Galeani.
PRESENTAZIONI PLENARIE Oltre a numerose presentazioni nelle sessioni tecniche parallele, l’edizione di quest’anno ospiterà tre presentazioni plenarie da parte di esperti riconosciuti a livello internazionale (Maria Di Mascolo (CNRS, Francia) illustrerà i metodi per rendere più efficienti i sistemi di produzione nell’ambito biomedico; Carlo Cecati (Università de L’Aquila) descriverà dei metodi analitici per la modulazione nei convertitori di potenza; Bernard Brogliato (INRIA, Francia) parlerà di metodi impliciti per la discretizzazione di controllori sliding-mode) e due presentazioni semi-plenarie da parte di due giovani brillanti accademici (Thulasi Mylvagana, Imperial College London, mostrerà l’applicazione della teoria dei giochi differenziali al controllo automatico, ad esempio per evitare collisioni in sistemi multi-agente; Corrado Possieri, Università di Roma “Tor Vergata”, spiegherà l’utilizzo di tecniche di geometria algebrica per la robotica e la teoria del controllo).
ICCAD’23 è organizzata dall’Associazione tunisina per la tecnologia e lo sviluppo sostenibile (ATTeDD), con la sponsorizzazione tecnica di IEEE Systems, Man and Cybernetics Society, Polytech Grenoble e IEEE Society.
La Termovalorizzazione di rifiuti dà origine a diversi flussi di residui solidi, tra cui le ceneri pesanti, dette anche scorie di fondo oppure, con il termine inglese, “Bottom Ash” (BA), che rappresentano il quantitativo più abbondante, ovvero circa il 15-22%, in peso, dei rifiuti trattati.
Nel 2020 in Europa in base ai rifiuti avviati a termovalorizzazione, circa 101 milioni di tonnellate tra rifiuti urbani, commerciali e industriali, si stima una produzione di circa 20 milioni di tonnellate di ceneri pesanti (BA)da termovalorizzazione di rifiuti, in seguito al processo di combustione. In questa parte residua incombustibile dei rifiuti inceneriti sono presenti importanti quantità di metalli e minerali che offrono molte opportunità di riciclo. In Italia esistono già diversi grandi impianti di trattamento per questi residui che recuperano metalli ferrosi e alluminio, oltreché materiali da utilizzare nel campo dell’ingegneria civile. La frazione minerale delle ceneri pesanti presenta infatti una composizione fisico-chimica in termini di costituenti principali simile a quella dei materiali impiegati nell’ingegneria civile come inerti o filler; tuttavia, presenta tipicamente un contenuto più elevato di contaminanti inorganici, come metalli, metalloidi e sali che potrebbero essere rilasciati (o “lisciviati”) a contatto con acqua, in funzione delle loro caratteristiche e delle condizioni di utilizzo. Attualmente, la maggior parte della frazione minerale delle ceneri di fondo viene riciclata, ma non è stata stabilita a livello nazionale una procedura per attribuire alla frazione minerale, che costituisce oltre il 75% in peso delle ceneri pesanti, la qualifica di prodotto invece di rifiuto (End of Waste). Ciò determina incertezze per il settore e una diversificazione a livello regionale delle procedure applicate per determinare la compatibilità ambientale dei prodotti di riciclo.
LO STUDIO INGEGNERIA “TOR VERGATA” – A2A Nello studio commissionato dalla Gruppo A2A Ambiente al Dipartimento di Ingegneria Civile e Ingegneria Informatica (DICII) dell’Università di Roma “Tor Vergata” – e presentato durante il convegno “Verso un nuovo inizio per l’End of Waste” che si è tenuto il 31 marzo a Villa Mondragone, Centro Congressi dell’Ateneo (a Monte Porzio Catone) – è stata proposta e applicata una metodologia per valutare la compatibilità ambientale dell’utilizzo di prodotti ottenuti dal trattamento di ceneri pesanti da impianti di termovalorizzazione di rifiuti solidi. Lo studio rientra in un progetto di ricerca promosso da A2A che include anche la valutazione degli effetti eco-tossicologici dei prodotti da parte della società ChemService SrL e di dati tecnico-prestazionali dei prodotti presi in esame, in collaborazione sia con gli impianti produttori sia con gli Enti di controllo. I risultati dello studio verranno pubblicati a breve su una rivista scientifica internazionale.
PRINCIPIO GERARCHICO DEI RIFIUTI Esiste una gerarchia dei rifiuti, contenuta nella direttiva quadro sui rifiuti (2008/98/EC) che stabilisce normative e politiche per il trattamento dei rifiuti nell’Unione Europea, e che individua una priorità nella gestione dei rifiuti. Si tratta di una serie di modalità da privilegiare per gestire i rifiuti con il minor impatto ambientale possibile: al primo posto della piramide troviamo la Prevenzione della produzione stessa del rifiuto, al secondo il Riutilizzo/Riuso, prolungamento della vita utile dei prodotti; al terzo il Riciclo, ossia recupero di vari materiali; in quarta posizione il Recupero di Energia, mediante produzione di biogas o termovalorizzazione; all’ultimo posto, con sostenibilità minima, lo Smaltimento in discarica controllata. La gerarchia dei rifiuti costituisce un modello di sviluppo sostenibile secondo i principi dell’economia circolare. «Nello specifico – spiega il professor Francesco Lombardi, ordinario di Ingegneria Sanitaria e Ambientale al Dipartimento di Ingegneria Civile Ingegneria informatica di “Tor Vergata” – le operazioni di trattamento delle ceneri pesanti finalizzate al recupero di materia consistono nella separazione granulometrica, frantumazione, lavaggio, invecchiamento naturale e/o aggiunta di leganti. Le ceneri pesanti così trattate possono essere impiegate come aggregati o sostituti della sabbia in miscele di calcestruzzo o asfalto; aggregati o materiali di riempimento da impiegare senza legante, oppure come materia prima nella produzione di cemento o ceramica».
QUANDO UN RIFIUTO DIVENTA END OF WASTE Le condizioni affinché un rifiuto, in seguito ad un processo di recupero, cessi la qualifica di “rifiuto” per acquisire quella di “prodotto” (End of Waste) sono state definite a livello comunitario dalla Direttiva 2008/98/CE, come modificata dalla Direttiva (UE) 2018/851», prosegue il professor Lombardi. «Dalle ceneri pesanti europee, che ammontano complessivamente a 20 milioni di tonnellate l’anno, si può recuperare circa il 10% di ferro e 1% alluminio, con notevoli vantaggi economici e ambientali legati all’evitata produzione dei materiali recuperati». L’alluminio recuperato viene utilizzato prevalentemente nell’industria automobilistica, mentre il recupero della componente non metallica può servire per la realizzazione di materiale da costruzione. «Ad esempio, – aggiunge Lombardi – l’aggregato di ceneri pesanti è presente nella costruzione di strade in Belgio, Francia, Portogallo, Regno Unito e Spagna».
IL RECUPERO DI CENERE PESANTI IN ITALIA «Anche se a livello Europeo non sono stati emanati criteri End of Waste per i prodotti derivanti dal trattamento della frazione minerale delle ceneri pesanti da incenerimento rifiuti ciò non significa che a livello nazionale non si possano trovare soluzioni adeguate, guardando anche alle esperienze degli altri stati membri», afferma il professor Lombardi. Da qui nasce lo studio promosso da A2A che ha l’obiettivo di proporre un approccio integrato per la valutazionecomplessiva di questi prodotti per un ulteriore approfondimento del grado di conoscenza delle implicazioni relative al loro utilizzo in determinati scenari.
Il professor Giovanni Saggio, docente di Elettronica presso Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università di Roma “Tor Vergata”, è a capo dell’ambizioso e innovativo progetto “VHS – Virtual Human Simulator”, presentato recentemente alla conferenza di Ingegneria biomedica “Biostec 2023” a Lisbona. Intervistato da “Il Messaggero” (13.03.2023), racconta come – grazie alla collaborazione del polo di ricerca Technoscience dell’Università San Raffaele di Roma, il concetto del “digital twin” è stato esteso all’essere umano. La definizione di “digital twin” fu utilizzata per la prima volta nel 2002 da Micheael Grieves, che durante un corso di “Product Lifecycle Management descrisse il gemello digitale come l’equivalente virtuale di un prodotto fisico.
Per creare una “copia” digitale di un essere umano al fine di controllarne la salute, prevenire patologie e curarle con maggior precisione è necessario monitorare diversi parametri attraverso la raccolta di dati, a vari livelli, la cui elaborazione richiede una enorme potenza di calcolo. «Ora siamo nella fase embrionale del progetto del Simulatore Virtuale Umano, perché vincolati ai computer tradizionali, ma virtualmente possiamo spingerci oltre nel prossimo futuro quando la nuova tecnologia, pensiamo ai Quantum Computer, ci consentiranno di lavorare dati giganteschi e permetteranno di far diventare realtà la virtualizzazione umana sull’intero corpo umano, che invece oggi ci consente di concentrarci solo su alcuni organi o porzioni di organismo», afferma il professor Saggio nell’intervista.
Il LARM2- Laboratorio di Robotica e Meccatronica, fondato nel 1990 all’Università di Cassino sotto la guida del professor Marco Ceccarelli, oggi ha sede presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Roma “Tor Vergata e si occupa di progettazione, analisi e sviluppo di robot e dispositivi intelligenti per migliorare la nostra vita quotidiana, dai robot di servizio a basso costo ai sensori medici. Il Laboratorio, diretto sempre dal prof. Ceccarelli, in questi 30 anni ha ospitato oltre cento studenti provenienti da tutto il mondo: Sud America, Asia, Africa, Nord America, Europa, Russia, come Messico, USA, Kazakhstan, Cina, Giappone, oltre che dai paesi europei costruendo nel tempo una rete internazionale, nell’ambito della quale avvengono continui scambi di attività pratiche di laboratorio. Al momento collaborano alle attività di ricerca del LARM2, come studenti di dottorato, Jorge Araque, 32 anni, colombiano, Aleksandr Titov, 28 anni, di russo, e Wenshuo Gao, cinese, 26 anni. Sia Jorge che Aleksandr lavorano su robot per aerospazio: Jorge ha partecipato attivamente alla ricerca su TORVEastro, un robot disegnato per assistere gli astronauti in operazioni di ispezione e manutenzione sulla stazione spaziale internazionale (ISS), Aleksandr sta progettando un manipolatore robotico (braccio e mano) per operazioni di “berthing” (recupero) di satelliti. Wenshuo invece sta lavorando alla progettazione di un torso per un robot umanoide, il LARMbot 2, su cui il professor Ceccarelli lavora da diversi anni e alla realizzazione del quale ha collaborato anche il prof. Matteo Russo, progettandone le gambe durante il suo dottorato a “Tor Vergata”, in parte svolto presso il Tokyo Institute of Technology. «Le materie che si possono studiare a ingegneria “Tor Vergata” e che si collegano alla ricerca che conduciamo nel laboratorio, – spiega il professor Ceccarelli – includono la cinematica dei robot, la dinamica multi-corpo, la progettazione di robot, i robot di servizio, sistemi robotici per applicazioni medicali medici e di riabilitazione e la storia dei meccanismi e della scienza delle macchine».
LARMbot 2, IL ROBOT UMANOIDE Il progetto meccanico LARMbot 2 è un robot umanoide a basso costo orientato all’utente, caratterizzato da architetture parallele sia per il busto che per le gambe. Esiste già un prototipo, con i dettagli costruttivi dei suoi sottosistemi e le sue specifiche tecniche. Per caratterizzare le prestazioni del robot proposto, sono stati presentati risultati sperimentali sia per le operazioni di deambulazione che di sollevamento pesi.
LA COSTRUZIONE DEL PROTOTIPO LARMbot2 è stato concepito come un robot umanoide a basso costo, pertanto è stato progettato per essere prodotto con parti strutturali tramite stampa 3D, controllato da schede commerciali e azionato da servomotori commerciali e attuatori lineari. Il costo di tutti i componenti per il prototipo finale è inferiore a 2000 €. LARMbot2 è caratterizzato da tre principali sottosistemi meccanici, ovvero locomozione, manipolazione e busto. Il sottosistema di locomozione è composto da due unità di gambe identiche. Ciascuna gamba è caratterizzata da una struttura ibrida con un meccanismo parallelo che collega l’anca alla caviglia, replicando l’architettura di una gamba, nella quale muscoli agonisti e antagonisti generano moto contraendosi e allungandosi in opposizione. Un secondo motore è posto sulla caviglia per raggiungere l’equilibrio durante le operazioni di deambulazione reagendo meglio ai disturbi sul piano frontale. «La camminata umana – racconta Ceccarelli – è stata studiata sviluppando un progetto meccanico per un robot bipede che cammina. I sistemi di deambulazione sono studiati in termini di cinematica, dinamica e controllo attraverso diversi sistemi meccanici. Vengono studiati gli aspetti meccanici e la programmazione della manipolazione delle robotizzazioni industriali con l’obiettivo di migliorare le applicazioni industriali esistenti e sviluppare nuove soluzioni di produzione. La meccanica delle manipolazioni robotizzate – conclude il professore – viene indagata anche con simulazioni sperimentali e sviluppo di opportuni dispositivi per end-effector e sistemi di test. Si studiano soluzioni a basso costo per applicazioni orientate all’utente».
TORVEastro, IL ROBOT ASTRONAUTA È un robot a tre arti, che sono in grado di funzionare come braccia e gambe, costruito con la finalità di aiutare gli astronauti nelle operazioni di manutenzione e supervisione delle infrastrutture esterne della stazione spaziale orbitale. Il prototipo sarà finalizzato entro la primavera del 2023 e verrà presentata una demo che ne illustrerà tutte le funzioni, sarà realizzato per resistere non solo alle alte temperature esterne alla stazione spaziale internazionale ma anche alla spazzatura spaziale che ad alta velocità rischia di perforare le tute degli astronauti. Il progetto vede la collaborazione tra il laboratorio di Robot Meccatronica di “Tor Vergata” e il laboratorio di Robotica e Intelligenza Artificiale del Dipartimento Tecnologie Energetiche e Fonti Rinnovabili dell’ENEA, l’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile.
IL FUTURO DI TORVEastro Il prototipo servirà a progettare un robot astronauta per attività EVA (Extra-Vehicular-Activity) di servizio su stazioni orbitali per operazioni di manutenzione e monitoraggio esterno alle strutture della stazione orbitale. «La validazione di un prototipo dimostratore – ci dice il professor Ceccarelli – è uno dei risultati finali previsti dal progetto. Il progetto TORVEastro prevede attività di progettazione e sviluppo di soluzioni sia per ambienti nello spazio orbitale sia per sperimentazioni in laboratorio a gravità terrestre, al fine di concretizzare l’idea brevettuale già collaudata concettualmente con un piccolo prototipo». Oltre ai robot di “servizio”, nel quale rientrano sia l’umanoide che i robot spaziali, nel laboratorio di “Tor Vergata” vengono sviluppati robot, sensori e sistemi medici per diagnosi, assistenza e riabilitazione, attraverso l’uso di esoscheletri low-cost “stampabili in 3D a prezzi ridotti- spiega il professor Ceccarelli – estremamente leggeri per comfort se indossati e spesso attivati tirando o rilasciando cavi, e sistemi di monitoraggio, con recenti applicazioni sperimentali sulla respirazione tramite sensori indossabili”.
LA RIABILITAZIONE E LA DIAGNOSTICA MEDICA Vari sono i progetti in campo dei dispositivi medicali in fase di sviluppo e completamento come il sistema L-CADEL per l’assistenza motoria del gomito con estensione ad una nuova struttura per la caviglia, e lo strumento RESPIRholter per il monitoraggio della respirazione con caratterizzazioni numeriche della biomeccanica utili alla diagnostica medica.
LARM2: Laboratory of Robot Mechatronics Sito web: https://larm2.ing.uniroma2.it/ Dipartimento di Ingegneria industriale Università di Roma “Tor Vergata” Direttore del Laboratorio LARM2: prof. Marco Ceccarelli, http://orcid.org/0000-0001-9388-4391 Specially Appointed Professor at Intern. Research Frontiers Initiative of Tokyo Institute of Technology
L’articolo è stato realizzato con la collaborazione di Federica Trisolino
Figura 1 -Piattaforma bio-fotoelettrolitica a polimeri semiconduttori. Schema dell'architettura aperta (a sinistra) e chiusa a sandwich (a destra)
Figura 2 - Analisi della dinamica del calcio cellulare. Le immagini vengono acquisite prima (basale) e dopo (indotta) 30 minuti di fotostimolazione. La fluorescenza verde è collegata ai livelli di calcio intracellulare e indicata come fluorescenza cellulare totale correlata (CTCF) ± SEM. Barra della scala 50 µm
Figura 3: Segnali bioelettrici registrati utilizzando la piattaforma bio-fotoelettrolitica chiusa a sandwich (a sinistra) e il patch-clamp (a destra) da cellule coltivate sul film sottile polimerico semiconduttore
di Pamela Pergolini
Misurazione e controllo della proliferazione di cellule viventi mediante impulsi luminosi: siamo nel campo della bioelettronica, a cavallo tra l’ingegneria e la biologia. L’ultima frontiera è quella di riuscire a controllare selettivamente attraverso la luce l’attività delle cellule e tessuti viventi per applicazioni terapeutiche e diagnostiche. Un team internazionale di ricercatori, guidato dall’Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”, grazie al lavoro di ingegneri elettronici e biologi medici, ha realizzato una bio-piattaforma optoelettronica sia per la coltura delle cellule, sotto stimolazione luminosa (architettura aperta), sia per l’analisi dei segnali bioelettrici di cellule coltivate al suo interno (architettura chiusa), utilizzando un polimero organico sensibile alla luce. Il dispositivo, compatto e facile da utilizzare, permette di controllare, attraverso l’impiego di stimoli luminosi, la proliferazione di cellule tumorali e di registrare l’attività bioelettrica del sistema.
Il Dipartimento di Ingegneria Elettronica ha collaborato alla realizzazione delle biopiattaforma mentre il Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione si è occupato di studiare il comportamento cellulare riscontrando una relazione tra l’aumento di calcio intracellulare, in seguito alla stimolazione della luce, e il rallentamento della proliferazione delle cellule tumorali. I risultati della ricerca possono aprire nuove strade verso tecniche non invasive di controllo delle cellule per applicazioni in biofotonica e biomedicina e per terapie innovative nella cura dei tumori». Ne abbiamo parlato con i ricercatori.
«Lo studio -spiega Thomas M. Brown, Dipartimento Ingegneria Elettronica di “Tor Vergata”, coordinatore del gruppo di ricerca – ha dimostrato che è possibile inibire la proliferazione cellulare del 50% in una linea cellulare tumorale sottoponendo la piattaforma a una serie di impulsi luminosi nel tempo»
BIOPIATTAFORMA FOTO-SENSIBILE PER LO STUDIO DEL COMPORTAMENTO CELLULARE «La piattaforma foto-sensibile per colture cellulari che abbiamo progettato e realizzato ci permette di studiare l’effetto dello stimolo luminoso, trasdotto in stimolo elettrico, sull’attività cellulare – spiega Manuela Ciocca, attualmente assegnista di ricerca postdoc presso la Libera Università di Bolzano – Facoltà di Scienze e Tecnologia, precedentemente dottoranda presso il Dipartimento di Ingegneria Elettronica a “Tor Vergata”, dove ha iniziato il lavoro, e primo autore del lavoro pubblicato. «Abbiamo verificato che il processo di foto-trasduzione mediato dal dispositivo opto-elettronico permette di inibire del 50% la proliferazione di una linea cellulare di neuroblastoma» – aggiunge Ciocca.
Per “Tor Vergata”, oltre agli ingegneri elettronici hanno collaborato alla ricerca, per l’interfaccia biologica, Antonella Camaioni, professore associato di Istologia, e Serena Marcozzi, assegnista di ricerca postdoc, presso il Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione.
INTERFACCIA BIOCOMPATIBILE E SUE APPLICAZIONI IN BIOMEDICINA L’interfaccia di polimeri organici e sistemi biologici è una delle più nuove frontiere della bioelettronica e delle biotecnologie. «Abbiamo dimostrato la biocompatibilità della piattaforma e l’aumento del calcio intracellulare indotto dalla foto-trasduzione mediata dal polimero. Questo è un parametro molto importante poiché il calcio è coinvolto in molti processi cellulari come contrazione e proliferazione. Il dispositivo – prosegue la professoressa Camaioni – è dunque un nuovo punto di inizio per nuove possibilità di misure elettrofisiologiche».
RALLENTAMENTO DELLA PROLIFERAZIONE CELLULARE Abbiamo chiesto alla professoressa Camaioni a che cosa è dovuta la relazione tra il livello di calcio e la proliferazione delle cellule. «Lo ione calcio è un messaggero intracellulare importante per le nostre cellule, all’interno delle quali tante proteine sono calcio-dipendenti, cioè svolgono la loro funzione solo in presenza di una certa concentrazione di ioni calcio. Consideriamo, ad esempio, che la contrazione della nostra muscolatura, quella scheletrica così come quella cardiaca e liscia, è possibile grazie alla presenza di proteine che legano il calcio. Ecco perché lo ione calcio viene normalmente tenuto “fuori” dalle cellule o “sequestrato” in compartimenti chiusi all’interno di esse e richiamato nel citoplasma solo “al bisogno”, potremmo dire “on demand”. Nella nostra sperimentazione – continua la biologa medica di “Tor Vergata” – il protocollo di illuminazione delle cellule di una linea tumorale di neuroblastomaumano ha determinato l’apertura di canali di membrana per lo ione calcio che, entrando nel citoplasma, si è andato a legare a delle proteine intracellulari, non sappiamo ancora quali, che hanno determinato un rallentamento della proliferazione cellulare, fenomeno molto interessante che vorremmo ulteriormente indagare»
APPLICAZIONI FUTURE: MEDICINA RIGENERATIVA E TERAPIA CELLULARE I risultati della ricerca possono aprire nuove opportunità per tecniche non invasive di fotostimolazione/manipolazione e controllo delle cellule per applicazioni in biofotonica, biomedicina e terapie innovative per cure di tumori. La piattaforma bio-fotoelettrolitica e l’uso efficace della stimolazione della luce possono indicare nuove direzioni per il controllo, in vitro, del comportamento cellulare attraverso la luce per lo sviluppo di futuri nuovi strumenti non invasivi per l’applicazione in biorilevamento, medicina rigenerativa e terapia basata sulle cellule e per il controllo e la terapia della progressione del cancro. «Recentemente, materiali elettronici organici e fotosensibili si sono mostrati molto promettenti, anche impiantati in vivo – afferma Brown – per la trasduzione di stimoli luminosi in segnali di eccitazione per cellule e tessuti, tra cui retine degenerate. Tali materiali sono flessibili e possono essere depositati come comuni inchiostri». I ricercatori hanno scoperto che la stimolazione della luce aumenta di tre volte la concentrazione di ioni calcio all’interno delle cellule e che, al contempo, il calcio nelle cellule influisce sulla mancata proliferazione delle cellule stesse.
L’edizione 2023 dell’International Conference on Control, Automation and Diagnosis (ICCAD) si terrà dal 10 al 12 maggio a Roma presso la Macroarea di Ingegneria dell’Università di Roma “Tor Vergata”. La conferenza ICCAD, partita da Hammamet (2017), è poi approdata a Marrakech (2018), Grenoble (2019 e 2021), Parigi (2020), Lisbona (2022) e, ora, nel 2023 la settima edizione arriva a Roma. La conferenza è l’occasione per presentare risultati di ricerca e nuove sfide nel campo dell’automazione, ovvero del trasferimento alle macchine di operazioni di governo e controllo di dispositivi, processi e sistemi di diversa natura. Si parla di automazione ogni qualvolta un’operazione viene eseguita da una macchina senza, o con ridotto, intervento dell’uomo. Il convegno riunisce esperti dell’industria, dei governi e del mondo accademico, esperti in ingegneria, progettazione e ricerca. Il convegno affronterà aspetti sia teorici che applicativi, con particolare attenzione agli scenari di convergenza fra Intelligenza computazionale, Interazioni uomo-macchina, Metodi di intelligenza artificiale per la diagnosi, Informatica e Robotica. Tre sono le aree tematiche generali nelle quali si confronteranno i relatori provenienti, in particolare, da Nord Africa, Medio Oriente, Paesi Arabi, India ed Europa: Controlli automatici e Sistemi di controllo; Diagnosi ed isolamento dei guasti; Sistemi robotici
