Temi e sfide per le Innovazioni del prossimo futuro: Edizione 2020

Uno scenario è una rappresentazione di un futuro possibile. Ci aiuta a ragionare, a immaginare, a porci per tempo i problemi. Quello che succederà, dopo tutto, dipende in buona parte da noi.

Le parole di Umberto Colombo, scienziato che ha dedicato grande impegno ed energia alla vita pubblica del Paese, convinto sostenitore del valore strategico della ricerca industriale per la crescita italiana, ci ricordano che la tecnologia e la ricerca aprono opportunità, ma che i loro valori d’uso sono determinati dal volere e dalla scelta umana, dalla società, dalla politica.

Descrivere scenari e riflettere sulle potenzialità, i rischi e i limiti delle applicazioni è sempre stato il cuore del Rapporto Airi sulle tecnologie prioritarie. Guardare dentro il futuro affascina l’uomo fin dai tempi più lontani. Oggi le tecnologie sono così presenti e pervasive nella vita di tutti noi, che l’esercizio di individuazione delle tendenze e di previsione delle ricadute delle stesse, diventa non solo naturale e intrigante intellettualmente, ma necessario.

Il Rapporto «Le Innovazioni del prossimo futuro – Tecnologie prioritarie per l’industria», giunto alla decima edizione, riporta ogni tre anni, dal 1995, le previsioni tecnologiche che Airi elabora grazie al contributo delle imprese e degli enti di ricerca associati, in collaborazione con qualificati partner pubblici e privati.

In questa decima edizione, pur mantenendo la tradizionale impostazione per settori produttivi, abbiamo voluto dividere il rapporto in due volumi, per rendere nel primo più chiara la posizione della ricerca industriale italiana rispetto alla competitività globale e la relazione tra sviluppo tecnologico e sostenibilità, nel secondo per illustrare le azioni e gli investimenti che il nostro sistema industriale sta definendo, anche in collaborazione con gli attori più significativi della ricerca pubblica.

I settori analizzati sono nove: Tecnologie Digitali, Microelettronica e semiconduttori, Energia, Chimica, Farmaceutica e biotecnologie per la salute, Trasporto su strada, ferro e marittimo, Spazio, Beni strumentali, Ambiente.

Il 1° Volume parte dalla descrizione degli scenari di riferimento per ciascun settore e si concentra sui seguenti aspetti:

  • la posizione dell’industria nazionale nel contesto internazionale ed europeo con particolare riferimento ai dati di mercato e agli investimenti in R&D;
  • l’intreccio crescente tra tecnologie settoriali, determinato dal digitale, ha per effetto lo sviluppo di applicazioni e tematiche di interesse generale etichettate come Smart: Health, City, Mobility, Connection, Energy e Production;
  • la rilevanza delle Key Enabling Technologies come strumento fondamentale per un’innovazione che sappia coniugare il valore economico con quello sociale ed ambientale;
  • le criticità che ciascun settore affronta per mantenere competitività su scala globale.

Ne emerge un quadro complessivo ricco di spunti e non privo di criticità, coerente con le strategie e i pillar definiti nell’ultima elaborazione della programmazione europea del nuovo Framework Program “HORIZON Europe” per il 2021-27. Nell’approfondire le attività di ricerca industriale più vicine al mercato, il 2° volume fornisce una panoramica di alcune tecnologie prioritarie che le imprese industriali partner di Airi, in collaborazione con l’Università e gli Enti Pubblici di Ricerca e altre imprese, intendono sviluppare nei settori analizzati.

Le tecnologie sono state selezionate in base ai seguenti criteri:

  • impatto, particolarmente nel medio-breve periodo sulla competitività;
  • tempo per condurre lo sviluppo delle tecnologie ad un esito positivo;
  • valutazione dell’ordine di grandezza delle risorse finanziarie necessarie per il raggiungimento del prototipo o del mercato;
  • analisi degli aspetti socio-economici, dell’impatto sull’occupazione, della sostenibilità sociale e ambientale;
  • sintonia con le linee europee di ricerca e sviluppo tecnologico e attenzione alle grandi sfide sociali ed ai temi della Ricerca e Innovazione Responsabile (RRI).

A quest’ultimo aspetto Airi ha dedicato attenzione negli ultimi tempi e partecipato a progetti cooperativi su scala comunitaria. L’orizzonte della ricerca tecnologica nei prossimi anni può infatti dare una leadership globale all’Unione Europea, in confronto a quanto accade in USA e Cina, proprio nella definizione e applicazione di linee guida avanzate di ricerca responsabile.

L’interazione sempre più forte tra dinamiche sociali e tecnologia, il bisogno di infrastrutture di ricerca diffuse e di accesso libero alla conoscenza e le concentrazioni monopolistiche emergenti per la concentrazione finanziaria delle risorse, la scarsità delle risorse naturali e il diritto alla crescita per chi si affaccia oggi al progresso e al mercato globale, i nuovi modelli di business, la robotizzazione crescente e la necessità di creare e distribuire lavoro e ricchezza, l’interconnessione crescente di dispositivi e la definizione dei limiti di privacy e tutela della propria identità digitale e culturale, sono tutti trade-off su cui la ricerca europea può vantare una sensibilità ed elaborazioni di assoluta eccellenza.

Nello specifico alcuni dei temi su cui ci siamo concentrati, presentano sfide su cui le riflessioni dei nostri esperti si sono particolarmente soffermate.

Sempre e ovunque connessi. La penetrazione dirompente delle tecnologie digitali nei processi industriali, nei prodotti di largo consumo, spinge all’adeguamento di macchine, reti, infrastrutture e a sistemi sempre più potenti e intelligenti, con tecnologie di ubiquitous connectivity, di elaborazione mobile e pervasiva.

Smart energy. La crescita del fabbisogno di energia spinge la ricerca di tecnologie per un uso efficiente anche grazie alla digitalizzazione dell’industria energetica, per lo sviluppo dei sistemi di accumulo e l’impiego di fonti energetiche rinnovabili.

Solution provider. Non esiste circolarità e sostenibilità industriale senza l’apporto della chimica. Il nuovo corso dell’industria chimica si realizza con programmi di gestione della sicurezza di prodotti e processi, utilizzo razionale delle risorse naturali e riutilizzo degli scarti, emissioni in riduzione, anche se questo apporto probabilmente non è ancora ben percepito e apprezzato. L’industria chimica svilupperà azioni rivolte alla realizzazione di prodotti/processi in ottica circolare, anche con l’introduzione di nuove classi di materiali e polimeri.

Leadership da difendere. L’innovazione pharma e biotech in Italia è frutto di rilevanti investimenti e negli ultimi anni ha generato un modello di grande interesse nato dalla partnership delle imprese con Università, centri di Eccellenza, PMI, start-up ed Enti non profit. I farmaci biotecnologici e su misura rappresentano la frontiera di questa innovazione per il trattamento di patologie rilevanti quali ad es. il diabete, la sclerosi multipla, l’epatite C e diverse patologie oncologiche ed autoimmuni.

Mobili, sicuri, efficienti. Il sistema dei trasporti, su strada, ferro e mare, converge verso la sicurezza dei passeggeri e l’eco-sostenibilità, grazie a tecnologie orientate alla sicurezza integrata, motori più puliti ed efficienti durante l’intero ciclo di vita, un sistema di mobilità sicura e integrata, all’interazione uomo/macchina, a veicoli ferroviari ad alta efficienza energetica, a nuovi mezzi marini finalizzati al pieno sviluppo di diversi promettenti settori della Blue Economy.

Ricadute ampie. L’industria spaziale nazionale gioca un ruolo significativo in molti ambiti e domini applicativi, dalla progettazione, sviluppo e costruzione di satelliti scientifici ed applicativi nei domini delle telecomunicazioni, dell’osservazione della Terra e della Navigazione, ai sistemi di lancio e trasporto spaziale; agli apparati, antenne, componenti ed equipaggiamenti, ai sistemi per la protezione e la sicurezza dello spazio, al controllo ambientale evoluto e allo stoccaggio e distribuzione di energia;

4.0 e oltre. I beni strumentali per l’industria sono il cuore del nuovo processo di innovazione delle fabbriche, che tocca trasversalmente tutti i settori industriali e non (fino all’agricoltura). Le linee di intervento prioritarie riguardano i sistemi produttivi per la produzione personalizzata, strategie, metodi e strumenti per la sostenibilità industriale, i sistemi per la valorizzazione delle persone nelle fabbriche, la produzione ad alta efficienza, processi produttivi evolutivi e adattativi.

Mainstream europeo. Le tematiche ambientali sono orizzontali rispetto a tutti i settori industriali. La riduzione del footprint e l’utilizzo efficiente di materie prime e il contenimento delle emissioni sono il focus dell’intervento di ricerca e innovazione del settore che può vantare esperienze industriali di notevole valore. Si tratta di un complesso di tecnologie a breve e a lungo termine che, pur se inserito in ciascuno dei settori industriali considerati, necessita sempre di più di ricerca integrata e di un sostegno agli investimenti che anche le nuove strategie europee sembrano indicare per i prossimi anni.

Per trarre vantaggio dalle tante e diversissime opportunità che si verranno a presentare, per governare razionalmente i rischi che si presentano, la capacità industriale europea dovrà evolvere nella direzione di saper anticipare le aspettative dei consumatori in termini di design e prestazioni dei prodotti, qualità e servizi, e diventare ancora più flessibile e adattabile.

Cambiamenti significativi si produrranno in molte aree, in alcuni casi saranno anche drastici, nei modelli di business, nel consumo individuale, nelle culture delle comunità. Uno dei maggiori cambiamenti emergerà probabilmente nell’organizzazione della catena del valore, compresa la dislocazione fisica delle attività produttive.

La produzione su misura e l’economia circolare, innescheranno una completa ridefinizione del futuro modo di produrre, anche attraverso reti di consumo, con la contemporanea ricerca dell’ottimizzazione dell’uso delle risorse, creando eco-sistemi più sostenibili.

L’equilibrio tra mansioni ad alto valore aggiunto, eseguite prevalentemente da esseri umani, e mansioni ripetitive, eseguite da macchine interconnesse e ad alta velocità, precisione e sicurezza, spingerà ad un incremento della selezione, in quantità e qualità, dei lavori manifatturieri e dei relativi servizi con un innalzamento delle competenze richieste.

La natura, come “sistema produttivo” è sempre stata fonte di ispirazione e conoscenza per l’industria. La natura “ispiratrice” ci spinge a prospettare e progettare sistemi più sostenibili, combinando diversamente le interazioni tra “attori e attività” verso efficienti processi di riuso delle risorse.

L’economia circolare è un imponente sforzo di collaborazione e la produzione è il suo “centro”, la sua base. La formazione e l’apprendimento diventano funzioni cruciali a sostegno di questo cambio di paradigma a tutti i livelli, dando ai lavoratori la possibilità di essere padroni delle nuove tecnologie e dei nuovi metodi di lavoro. È un processo che richiede una maggiore, intensa collaborazione tra il livello accademico, le organizzazioni di ricerca e l’industria.

In questo contesto, l’Europa deve prendere di petto le nuove sfide e accrescere gli investimenti in ricerca e formazione per rinforzare la sua posizione. Horizon Europe è un passo importante ma insufficiente nelle dimensioni dell’investimento in corso di approvazione. La produzione europea può ambire a essere nel 2030 un macrosistema che nella democrazia, assicuri crescita, sostenibilità ed equità sociale e del lavoro.

La sua posizione di guida potrà affermarsi grazie alla peculiare capacità di trattare la complessità, come insieme originale di esperienza, creatività e tra-dizione. Per questo obiettivo, che da solo qualifica la necessità crescente di comunità e di condivisione crescente a livello europeo, abbiamo necessità di far conoscere, di mettere in comune e allineare il più possibile le conoscenze prodotte dalla ricerca nei vari campi. Le infrastrutture europee giocheranno su questo un ruolo essenziale e l’Italia deve parteciparvi più convintamente e diffusamente.

Questo complesso di analisi è ovviamente materiale di analisi, studio e riflessione per gli addetti ai lavori, ma anche un contributo al decisore, alle Istituzioni nazionali e regionali, in quanto frutto di reale cooperazione ed elaborazione congiunta di priorità tra ricerca industriale e pubblica. Sappiamo che la definizione e la selezione delle priorità è un compito complesso ma necessario, anzi imposto dalla programmazione europea.

Dal Rapporto si possono cogliere elementi significativi per definire alcune priorità di una politica nazionale a sostegno della tecnologia e della ricerca industriale in coerenza con le linee guida indicate dall’Unione Europea con la strategia di specializzazione intelligente (S3).

È difficile immaginare che questa notevole mole di lavoro possa essere declinata comunicativamente in un solo prodotto editoriale, sia pure esaustivo e ampio come il presente rapporto. Airi sta quindi riflettendo su come passare a una diffusione più mirata del complesso di conoscenze di questi due volumi. Sicuramente, per le premesse richiamate all’inizio della presentazione, appare opportuno aprire canali di comunicazione con altri soggetti, oltre a quelli degli addetti ai lavori, soci, industrie, università.

Gli autori e tutti noi di Airi nutriamo la speranza che le indicazioni di questo Rapporto possano essere utili all’attuazione di Programmi operativi nazionali e delle prossime Strategie regionali di specializzazione intelligente, e possano anche essere di indirizzo per gli Enti pubblici e privati di ricerca e per le Università affinché impostino attività e linee di ricerca coerenti con le sfide della nuova industria.

Ai nostri collaboratori e a tutti coloro i quali hanno contribuito all’elaborazione di questo rapporto va il mio ringraziamento. Uno personale particolare al Prof. Renato Ugo che per molti anni ha firmato queste pagine come Presidente e che mi ha passato un testimone ricco di idee e sostenuto con i suoi consigli esperti. Il lavoro del X rapporto è stato avviato con lui. Anche di questo gli siamo riconoscenti, nonché delle grandi energie che ha dedicato all’Associazione in questi anni.

L’opera è stata realizzata con l’apporto volontario di duecento ricercatori industriali e della ricerca pubblica, di più di cento imprese e di qualificati manager e tecnologi dei nostri soci. E’ un contributo collaborativo alla cultura industriale del Paese che ci rende particolarmente orgogliosi.

Andrea Bairati

Presidente Airi

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