Cita da Samina Sayeda su 31 Maggio 2025, 7:55 pm

di Gaudenzio Garavini

Dopo tanti anni di attività manageriale in ambito pubblico e provato  da alcuni anni mi occupo di formazione terziaria professionalizzante non universitaria, cioè di ITS, istituti tecnologici superiori. Gli ITS sono stati rilanciati recentemente, con un importante disegno riformatore dal Presidente del Consiglio Mario Draghi, dotandoli di un finanziamento PNRR di 1,5 miliardi di euro.

Sono Presidente di un Fondazione di partecipazione, ITS Academy Adriano Olivetti, che opera in Emilia Romagna con attività formativa nell’area specialistica dell’ICT e IT. Gli ITS sono corsi post diploma biennali di 2000 ore, la nostra Fondazione conta oltre 110 membri tra fondatori e partecipanti, tra cui, imprese(75), Università, scuole secondarie, soggetti formativi, istituzioni. Al momento abbiamo in aula 15 secondi anni e 18 primi anni per un totale di oltre 800 ragazzi/e. Con importanti finanziamenti PNRR si sono realizzati laboratori innovativi a supporto della nostra didattica basata sulla metodologia per la quale si arriva al sapere partendo dal fare, dall’intelligenza delle mani, a disposizione dei partecipanti ai nostri corsi guardando non solo al presente, relativamente ai bisogni professionali, ma anche al futuro al fine di dare una visione “lunga” ai giovani che frequentano i nostri corsi ITS. 

Un esempio su cui preme soffermarci è Il Laboratorio di Crittografia Quantistica e di Tecnologie di Interfaccia Neurale presso il centro per l’innovazione e la formazione Adriano Olivetti di Imola, ideato e coordinato da Massimo Bertaccini e dai suoi assistenti Marco Massari e Piergiorgio Montanari, sperimenta e insegna nuovissime tecnologie che emergeranno preponderante mente nel prossimo futuro: una di queste e’ la “Quantum Telecommunication” affiancata dalla Tecnologia di Interfacce Neurali  “BrainWaves”. 

La parte relativa alla Quantum Telecommunication consiste attualmente di due macchine. L’ Hardware e’ per entrambe composto da una sorgente Laser e da una serie di cristalli e specchi che convogliano i fotoni generati su due polarizzatori e vengono rivelati da due detectors. Altri due apparati fungono da computer regolatori e programmatori dell’hardware quantistico.

Una macchina e’ dedicata e preposta all’osservazione e alla sperimentazione del fenomeno cosiddetto di “Entanglement Quantistico” e una seconda macchina e’ dedicata alle Telecomunicazioni Quantistiche cifrate (Quantum Cryptography).

Nell’immagine sottostante sono raffigurate le due macchine, di cui uno dei due hardware quantistici con Laser (scatola bianca) e Polarizzatori e’ visibile in primo piano:

L’Entanglement quantistico e’ un fenomeno strano che si verifica in meccanica quantistica se due particelle sono “entangled” ovverosia sono “aggrovigliate” tra loro in modo tale che una influenzi istantaneamente lo stato (Spin) dell’altra. In particolare se una delle due particelle e’ misurata in Spin-Up (es. in verticale verso Nord come possiamo vedere nell’ immagine sottostante) l’altra particella assume verso contrario, Spin-down. 

Al fine di misurare e verificare se esiste davvero questo fenomeno dell’ Entanglement Quantistico, si procede con un esperimento. Per ottenere lo stato di Entanglement tra due particelle di fotoni la macchina installata nel Laboratorio agisce tramite un raggio Laser che viene scomposto in due raggi distinti tramite un complesso sistema di ottica a cristalli non lineari.

Scomporre in due parti un “raggio di luce emessa da una fonte Laser” significa generare due distinte particelle “Entangled” che sono quindi interconnesse tra loro. Una serie di specchi fa convergere il primo dei due raggi al primo polarizzatore, che impone alla prima particella emanata un determinato Spin (si comincia da una polarizzazione in orizzontale) e cosi via a tutte le altre del raggio. Mentre il primo polarizzatore rimane nella posizione orizzontale (zero gradi), l’ altro raggio viene convogliato in un secondo polarizzatore, leggermente piu’ distante dalla fonte Laser rispetto al primo, che comincia a ruotare in senso orario con un set up di 1 grado per step, per un totale di 360 gradi di rotazione.

Successivamente alla “selezione” effettuata dal secondo polarizzatore sul secondo raggio di particelle entrante, un cavo di fibra ottica convoglia le particelle polarizzate del secondo raggio ad un detector (posto nel secondo apparato controller della macchina) che rileva il numero di coincidenze di polarizzazione opposte (Spin coincidenti opposti) con quelle del primo raggio. A questo punto il plotter sullo schermo posto nel controller fa visualizzare una curva sinusoide di colore rosso. La curva dimostra chiaramente che al variare del secondo polarizzatore il numero dei fotoni ricevuti dal detector diminuiscono progressivamente, in quanto i due polarizzatori (del primo e secondo raggio) si discostano dai gradi di massima coincidenza, fino ad arrivare al numero minimo di coincidenze quando i due polarizzatori sono opposti (orizzontale/verticale) per poi riprendere quota e cosi via. 

A questo punto il primo polarizzatore viene puntato a -45 gradi rispetto allo zero del sistema di riferimento utilizzato e ripetendo la rotazione del secondo polarizzatore a step di 1 grado per 360 gradi, genera una curva di color verde. Successivamente ruotando il primo polarizzatore di 90 gradi rispetto allo zero del sistema di riferimento utilizzato si genera una curva azzurra, infine ruotandolo a +45 gradi sempre rispetto allo zero del sistema di riferimento utilizzato genera una curva di color giallo. 

L’esperimento si conclude una volta completate le quattro curve   come si puo’ vedere dalla seguente immagine presa dallo screen posto nell’apparato controller:

Osservando le quattro curve generate dalle particelle che vengono misurate ad ogni grado di polarizzazione, si puo’ intuire  che la parte di raggio di fotoni che e’ convogliata nel primo detector (piu’ vicino alla fonte laser) influenza lo spin (ovverosia la direzione del fotone) delle particelle del secondo raggio. Infatti ad ogni step di rotazione della polarizzazione rispetto al primo polarizzatore, le particelle del secondo raggio assumono a loro volta uno stato di polarizzazione inverso rispetto alle corrispondenti del primo raggio. Questo lo si comprende dal fatto che i fotoni coincidenti decrescono quando i polarizzatori sono invertiti l uno rispetto all’ altro. Per esempio la curva rossa comincia con uno dei punti a coincidenza massima (circa 12.000 fotoni nel grado zero orizzontale, anche se non e’ il picco assoluto) per scendere al minimo a 90 gradi e poi risalire al massimo picco a 180 gradi e cosi via di 90 gradi in 90 gradi. 

In altre parole, le particelle sono tra loro interconnesse (Entangled) come se fossero state “gemellate” precedentemente la loro divisione e rimangono connesse indipendentemente dalla distanza tra loro interposta e una delle due influenza l’ altra ed entrambi raggiungono i detector nello stesso istante pur essendo i detector posti a distanze diverse.

Ma la cosa piu’ bizzarra e’ che effettivamente (gli esperimenti lo dimostrano) le particelle, a differenza di come credeva Einstein, non sono state “programmate” prima della loro creazione (Teoria delle Varianti Nascoste) per essere “Entangled”. Infatti il fenomeno appare totalmente indipendente da qualsiasi correlazione logica o causale deterministica attribuita ad una loro nascita programmata con Spin gia’ preordinati. L’ Entanglement si verifica  semplicemente perche’ sottostante alla Meccanica Quantistica e non a leggi deterministiche “programmate”.

Possiamo visualizzare mentalmente una situazione immaginaria in cui le due particelle “Entangled” siano i calici di vino bevuto da due fidanzati. Se uno dei due beve vino rosso sulla Terra, l’ altra sceglie istantaneamente di bere vino bianco anche se si trovasse su un pianeta di una galassia sperduta nell' Universo. La quantita’ bevuta dai due e’ paragonabile alla quantita’ di fotoni Entangled del nostro esperimento. Dunque calice pieno nei picchi alti e calice vuoto nei bassi. Perdipiu’ i due non si sono messi d’accordo prima.

Questo incredibile fenomeno di azione a distanza espresso dai fotoni in stato di “Entangled” non fu mai accettato da Einstein (considerato a ragione uno dei padri fondatori della Meccanica Quantistica) che lo defini’ uno “spooky action at distance” un “pauroso effetto a distanza”. Una delle ragioni del proprio disappunto per questa  controintuitiva teoria e’ che il fenomeno dell’Entangled si muove ad una velocita’ ben superiore alla velocita’ della luce. Infatti si tratta di una istantanea azione a distanza nel momento in cui una particelle viene “osservata” (misurata) prende una posizione e l’altra particella Entangled assume posizione opposta. 

Varie sono le applicazioni che in futuro potranno essere implementate basandosi sull’ Entanglement Quantistico. Al Laboratorio Quantistico di Imola si stanno cominciando a sperimentare casi concreti di applicazione. Prima fra tutte una Telecomunicazione istantanea tra due punti A e B. Rendiamoci conto del fatto che la velocita’ della luce, che ci appare molto elevata e sufficiente per trasmettere dati ed effettuare chiamate, inviare emails sulla terra, sarebbe nulla per portare le Telecomunicazioni nello Spazio a distanze astrali. Ad esempio, la distanza tra la Terra e la Luna che e’ di circa 300.000km sarebbe gia’ proibitiva per le nostre tradizionali Telecomunicazioni 5g, 6g, 7g ecc.., le quali viaggiando al massimo alla velocita’ della luce, viaggerebbero a circa la stessa distanza in chilometri dalla terra alla Luna e impiegherebbero dunque circa 1 secondo in andata e 1 secondo in ritorno. Due secondi sono un tempo enorme per le Telecomunicazioni; pensiamo cosa accadrebbe se dovessimo aspettare due secondi ogni volta che diciamo una parola per ricevere una risposta da un ipotetico nostro interlocutore che ci chiama dalla Luna.

Queste intuizioni potrebbero sembrare fantascientifiche, ma avremo presto necessita’ di comunicazioni che viaggiano istantaneamente anche sulla Terra. Per ragioni di latenza legate alla misurazione del tempo, alla difesa, alla medicina a distanza  e come vedremo per permettere migliori interconnessioni cervello/ macchina e con tutti gli apparati elettronici “strategici” ovverosia utili per la difesa di un Paese o alla sua resilienza in termini di attacchi terroristici.

Quantum Cryptography: nella seconda macchina del Laboratorio Quantistico, sono stati installati alcuni Algoritmi che prevedono applicazioni nella trasmissione dei dati cifrati e in Crittografia Quantistica.

In particolare e’ stato adottato il Protocollo “BB84” per lo scambio di chiavi crittografiche e un Algoritmo di invenzione del Dr. Bertaccini per lo scambio dati cifrati su Canale Quantistico. Questo protocollo e’ una ulteriore innovazione e un passo in avanti nello stato dell’arte della Crittografia Quantistica. Infatti lo standard fino ad ora adottato in Crittografia Quantistica e’ quello di scambiare la chiave crittografica su canale quantistico per poi crittografare i dati con Algoritmi di cifratura classici (basati su matematica e non su Quantum Meccanica). Ciò però presenta due grossi difetti:

1. Un Algoritmo classico di cifratura potrebbe essere violato dalla potenza dirompente dei Computer Quantistici, un algoritmo basato sui principi della Quantum Cryptography non puo’ essere violato. I Computer Quantistici sono molto diversi dai computer classici, riescono infatti a fare calcoli basandosi sul principio della “Superposition” delle particelle e a svolgere una computazionabilita’ enormemente maggiore dei computer classici. I Computer Quantistici stanno aumentando velocemente il loro numero di Q-Bits (l’ unita’ di misura computazionale dei computers espressa termini quantistici). A differenza dei bits tradizionali, i cui stai sono 0 e 1, i Q-Bits hanno quattro stati su cui fare le operazioni: 00, 01, 10, 11. Mentre la violazione di algoritmi di cifratura classici e’ solo una questione di tempo, la violazione delle Telecomunicazioni cifrate Quantistiche non puo’ accadere. Neppure se un attacco fosse messo in atto da un potentissimo Computer Quantistico, gli Algoritmi Quantistici reggerebbero, ciò perché’ i due sistemi “giocano” ad armi pari. Se una craccatura dei sistemi quantistici dovesse per ipotesi verificarsi, verrebbe  infranto un principio cardine della Meccanica Quantistica: il principio di “Indeterminazione di Heisenberg” e rischierebbe di essere rimessa in discussione anche tutta la teoria sottostante.

2. I dati inviati nel canale classico possono essere spiati, mentre una cifratura quantistica permette la rilevazione di un eventuale intruso che tenti anche solo di spiare. Cio’ accade perche’ se Eva (l’intruso) tentasse di “osservare” i fotoni in transito sul canale quantistico “indurrebbe” i fotoni osservati a prendere una polarizzazione che potrebbe essere diversa da quella imposta da Alice (trasmittente). Comparando le basi adottate per la misurazione dei fotoni Bob (ricevente) e Alice si accorgerebbero che qualcosa nella comunicazione e’ andato storto. infatti dagli esperimenti prodotti in Laboratorio e’ facile accorgersi che infrapponendo un terzo polarizzatore  intruso (Eva) tra quelli di Alice e Bob, a seguito della misurazione dei fotoni ricevuti da Bob si assiste ad un disequilibrio dei valori ottenuti, dunque ci si accorge che c’e’ un intruso che spia nel canale quantistico di comunicazione.

Nel prossimo futuro si guarda all’implementazione di una rete di comunicazioni sia su Terra (utilizzando la Fibra Ottica) sia nello Spazio utilizzando Satelliti o mini-navicelle per telecomunicazioni sub-orbitali. Per quanto riguarda le comunicazioni terrestri si e’ dato il via ad  una collaborazione con Lepida (Societa’ Pubblica di gestione della Fibra Ottica per la Regione Emilia Romagna). Mentre sono al vaglio altre collaborazioni per le Telecomunicazioni spaziali. 

Il secondo progetto che si puo’ vedere nel Laboratorio si chiama BrainWaves ed e’ legato alle Interfacce Neurali e dunque al collegamento del cervello umano col computer e coi dispositivi elettronici. Brain Waves nasce come progetto spin-off  del gruppo Gruppo specializzato in Crittografia (Cryptolab) guidato sempre da Massimo Bertaccini che ha sviluppato un sistema in grado di tradurre le onde cerebrali in comandi per controllare dispositivi di vario genere; dai droni ai computer e per attivare sistemi di autenticazione per la Cybersecurity. In particolare, si tratta di un dispositivo composto di sensori che capta le onde cerebrali, riesce a individuare il pattern univoco di ogni persona che lo utilizza per usarlo come chiave di autenticazione oppure per trasmettere comandi a devices elettronici.

Una tecnologia rivoluzionaria e brevettata che mette in connessione le onde cerebrali con i più diversi dispositivi elettronici dalla tastiera di un computer ai robot. Si tratta di una Brain Neural Interface non invasiva: non prevede alcun chip da inserire nella corteccia cerebrale, come avviene invece per Neuralink di Elon Musk. 

BrainWaves e’ disponibile per le prove nel Laboratorio di Imola, dove ne sono stati installati diversi sistemi che permettono di controllare bracci robotici, droni e interconnettersi al computer senza utilizzare tastiera e mouse.

Sono in corso esperimenti con persone disabili dal punto di vista motorio ma con un perfetto allineamento delle onde cerebrali. Si sta dimostrando che, pur con disturbi visivi e di disallineamento dei lobi oculari e con ristretto campo visivo, il sistema BrainWaves riesce a far comunicare il cervello del paziente col computer.

In futuro ci si aspetta che casi di pazienti che non potrebbero essere messi in comunicazione tramite dispositivi di Eye Tracking o tecnologie affini (che utilizzano telecamere con puntatori agli occhi per controllare il mouse e la tastiera del computer), possano utilizzare BrainWaves e ritornare ad avere il possesso (almeno in parte) della propria vita.

Basta indossare un dispositivo flessibile dotato di sensori, perché le onde cerebrali comunichino, tramite il sistema BrainWaves ad esempio con una carrozzina elettrica e permettano alla persona di spostarla con la sola forza delle mente. Gli impieghi sono naturalmente molteplici, non soltanto in ambito sanitario: questa tecnologia può essere utilizzata per pilotare droni, guidare auto o comandare bracci robotici e altri dispositivi elettronici. BrainWaves è frutto della mente di Massimo Bertaccini, matematico e crittografo, nonché founder e CEO di BrainWaves, con la collaborazione degli ingegneri informatici Alessandro Passerini e Tiziana Landi, di Cryptolab e di due tecnici esperti di elettronica e telecomunicazioni Marco Massari e Piergiorgio Montanari. L’azienda, membra della nostra Fondazione ITS sta sperimentando, in ambito Cybersecurity, un sistema chiamato ‘Brain-Password’, che permette l’autenticazione tramite le onde cerebrali. Altre applicazioni già possibili riguardano il campo della guida di droni, robots e di altri veicoli elettronici, tramite la tecnologia BrainWaves.

Infine, per far si che i nostri droni o le nostre macchine comandate dal cervello col progetto BrainWaves possano funzionare indipendentemente da una perdita di segnale in radiofrequenza, in Laboratorio si sta lavorando per sostituire le Telecomunicazioni tradizionali con quelle Quantistiche in modo da ricevere sempre costantemente il segnale indipendentemente da un provider terzo.

Un Viaggio Creativo: Dalla Visione alla Realtà Virtuale con uno Showroom Interattivo per Articoli Sportivi d'Avanguardia nella realtà dello Sport-System.

La Fondazione Its Olivetti ha sviluppato un programma formativo per la Fondazione Sport-System, un ente che rappresenta, promuove e tutela il patrimonio materiale e immateriale del distretto Sportsystem, un territorio di circa 355 km² noto a livello mondiale per la sua alta specializzazione nella produzione di calzature, abbigliamento e attrezzature sportive, con un focus particolare sul mondo della montagna e dell’outdoor.

L’obiettivo del percorso formativo è trasformare un’idea innovativa in un’esperienza digitale concreta e coinvolgente. Dopo un processo che integra creatività e tecnologie avanzate, si è concretizzata la possibilità di realizzare progetti straordinari, come la creazione di uno showroom virtuale interattivo dedicato al lancio di una nuova linea di articoli sportivi personalizzabili. Si pensi, ad esempio, a scarpe da calcio modellate sulle esigenze specifiche dell’atleta o a guanti da portiere che diventano un’estensione unica delle sue capacità. Questo non è solo un esercizio stilistico, ma una concreta applicazione di competenze all’avanguardia che ridefinisce il modo in cui i prodotti sportivi vengono presentati, vissuti e scelti.

Il viaggio creativo inizia con un’immersione nel potenziale della Realtà Estesa (XR) e dell’Intelligenza Artificiale (AI), esplorando come queste tecnologie possano combinarsi per creare esperienze utente senza precedenti nel mondo dello sport. La fase iniziale unisce strategia e creatività: si definisce il profilo dell’utente finale, si immagina l’esperienza desiderata e si individuano le funzionalità chiave dello showroom digitale. L’Intelligenza Artificiale diventa una preziosa alleata, generando moodboard vivaci e concept art che offrono una prima, emozionante visione dello spazio e del design dei prodotti. Attraverso strumenti AI sofisticati, semplici descrizioni o immagini di riferimento si trasformano in modelli 3D preliminari; la fotogrammetria potenziata dall’AI consente di digitalizzare facilmente prototipi fisici, creando bozze tridimensionali degli articoli sportivi e degli elementi scenografici. Anche texture e materiali iniziali prendono forma grazie a processi intelligenti, fornendo una solida base per le fasi successive.

Con una visione chiara e i primi asset digitali pronti, il progetto entra nella fase di modellazione tridimensionale. Gli articoli sportivi, protagonisti indiscussi, vengono creati con cura in software come Blender, dove ogni dettaglio, dalla complessità di una suola tecnica alle cuciture più sottili di una tomaia, prende forma con precisione. Si utilizzano tecniche avanzate per realizzare oggetti complessi e fedeli alla realtà. Successivamente, attraverso l’UV mapping, i modelli vengono preparati per ricevere le texture. Strumenti come Substance 3D Painter permettono di applicare texture realistiche, simulare l’usura e aggiungere finiture tattili, conferendo ai prodotti un aspetto autentico. Per aumentare varietà e unicità, l’Intelligenza Artificiale interviene nuovamente, generando pattern esclusivi per i tessuti o suggerendo varianti di design, integrate nel flusso di lavoro. Ogni modello 3D e texture viene ottimizzato con cura, riducendo la complessità senza perdere qualità visiva, per garantire esperienze fluide e performanti in Realtà Aumentata e Virtuale.

I modelli digitali, ricchi di dettagli e pronti per l’interazione, vengono importati in motori di sviluppo come Unity, dove prendono vita. Si crea la scena principale dello showroom, offrendo due esperienze parallele ma complementari: da un lato, un’applicazione in Realtà Virtuale (VR) permette agli utenti, tramite visore, di entrare nello spazio espositivo, camminare liberamente e osservare i prodotti da ogni angolazione, quasi toccandoli con mano; dall’altro, una funzione di Realtà Aumentata (AR) consente di proiettare gli stessi prodotti nell’ambiente reale dell’utente, visualizzandoli su tavoli o simulando una “prova virtuale” tramite smartphone o tablet. L’interattività è il cuore di queste esperienze, resa possibile dalla programmazione. Particolare attenzione è dedicata alla personalizzazione: gli utenti possono modificare colori, materiali, aggiungere loghi o dettagli unici, vedendo le proprie scelte riflettersi in tempo reale sul modello 3D. La progettazione dell’interfaccia e dell’esperienza utente garantisce una navigazione semplice e coinvolgente, pensata appositamente per gli ambienti XR. L’immersività è arricchita da un sound design curato, con feedback sonori e animazioni discrete che guidano l’attenzione e valorizzano le caratteristiche del prodotto.

Il percorso creativo si conclude con l’allestimento dello showroom su una piattaforma virtuale accessibile e condivisibile, come Spatial, pronta per la presentazione al pubblico. Qui convergono tutti gli elementi: modelli 3D personalizzabili e ricchi di dettagli, asset ambientali che definiscono l’estetica dello spazio, alcuni dei quali generati o perfezionati dall’AI per creare un’atmosfera unica e coerente con il brand. I prodotti sono disposti strategicamente per invitare all’esplorazione e alla scoperta. L’ambiente si arricchisce di punti informativi interattivi: popup che illustrano le tecnologie dei materiali, link a pagine di approfondimento o e-commerce, video dimostrativi con atleti in azione. Questo spazio virtuale diventa un vero hub esperienziale, che non solo mostra il risultato finale, ma racconta l’intero percorso, evidenziando come la sinergia tra visione strategica, design accurato e tecnologie avanzate abbia dato vita a un’esperienza innovativa ed efficace.

In sintesi, realizzare uno showroom virtuale interattivo per articoli sportivi personalizzabili rappresenta molto più di un semplice progetto: è la dimostrazione concreta di come orchestrare un flusso di lavoro creativo complesso e moderno. Dall’idea iniziale, alimentata dalle infinite possibilità dell’Intelligenza Artificiale, passando per la modellazione 3D e il texturing realistico, fino allo sviluppo di esperienze immersive capaci di coinvolgere emotivamente e alla loro presentazione in spazi virtuali senza confini, questo percorso testimonia una piena padronanza delle tecnologie più avanzate per la creazione di contenuti digitali. Si aprono così scenari entusiasmanti non solo per il settore sportivo, ma per qualsiasi ambito che voglia comunicare, coinvolgere e connettersi con il proprio pubblico in modi prima impensabili.