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Sebbene innovazioni quali la modellizzazione computazionale, l’intelligenza artificiale (IA), la scienza dei dati e il calcolo ad alte prestazioni (HPC, high-performance computing) stiano ridefinendo interi settori, le opportunità non sono distribuite in modo uniforme in tutta Europa.
«A Cipro abbiamo perso l’occasione di sfruttare alcuni vantaggi, soprattutto in raffronto ad altri paesi dell’UE, in parte a causa delle difficoltà nell’attrarre e trattenere i talenti qualificati più adeguati», spiega Vangelis Harmandaris, titolare di una cattedra dello Spazio europeo della ricerca (SER) e ricercatore del progetto SimEA.
La cattedra del SER è un’iniziativa finanziata dall’UE che aiuta i ricercatori a collaborare con istituzioni situate in paesi nei quali i risultati in termini di ricerca e innovazione potrebbero trarre beneficio da un impulso, i cosiddetti «paesi oggetto dell’ampliamento».
Sfruttando questa opportunità per ampliare le opportunità locali in ambito di scienza e ingegneria computazionale, l’équipe di SimEA si è proposta di promuovere la progettazione al computer di materiali a Cipro, instaurando al contempo collaborazioni industriali durature.
«Le nostre progettazioni computazionali, che riducono significativamente i costi e i tempi associati ai cicli sperimentali, hanno reso il team un partner interessante per il panorama industriale di Cipro, dell’Europa e non solo», afferma Harmandaris.
Grazie all’esito positivo delle sue competitive domande di sovvenzione, SimEA ha portato a termine 18 progetti (sette in collaborazione con l’industria), che hanno più che compensato l’investimento iniziale effettuato dall’UE.
Un’ottimizzazione rapida dei materiali
SimEA si è concentrato sulle tecnologie e sui materiali avanzati più adatti a rispondere a una serie di sfide emergenti a livello sociale e industriale, dando priorità a quelli legati alla transizione verde.
Ad esempio, le simulazioni dei sistemi fisici hanno esplorato nanocompositi polimerici e film sottili essenziali per applicazioni automobilistiche e di tecnologie verdi, come lo stoccaggio dell’energia. Queste simulazioni e metodi di ingegneria basati sull’apprendimento automatico (AA) molecolare hanno previsto le modalità attraverso cui le nanoparticelle potrebbero migliorare le proprietà meccaniche e le prestazioni complessive dei materiali compositi, il che ha consentito ai ricercatori di identificare le applicazioni, come i materiali catalitici per la riduzione della CO2 e per l’energia, destinati a trarne beneficio con maggiore probabilità.
«Questo approccio multiscala fornisce informazioni preziose che sarebbe difficile, o talvolta persino impossibile, ottenere per via sperimentale: l’utilizzo dei computer per esplorare il processo di progettazione dei materiali lo rende più mirato ed efficace in termini di costi», osserva Harmandaris.
Il team ha lavorato anche su biomolecole per applicazioni biotecnologiche e farmaceutiche, oltre ad effettuare la modellizzazione delle interazioni tra fluido e struttura che risultano rilevanti per applicazioni ingegneristiche, come la raccolta dell’acqua e i dispositivi biomedici.
Le collaborazioni con il mondo accademico e i partner industriali a livello nazionale sono state fondamentali per promuovere l’approccio adottato dal progetto. «Le nostre aree di interesse sfruttano i punti di forza dei partner soddisfacendo al contempo le loro esigenze di crescita e garantendo non solo la rilevanza scientifica dei nostri risultati, ma anche l’impatto generato nel mondo reale», aggiunge Harmandaris.
Ma non è stato tutto rose e fiori, come spiega Harmandaris: «Incoraggiare le PMI ad adottare metodi basati sulla simulazione richiedeva pazienza: l’integrazione di simulazioni fondate sulla fisica, di algoritmi di AA e di strumenti basati sull’HPC prevede curve di apprendimento ripide, motivo per cui la formazione locale ha contribuito a sviluppare le competenze altamente specializzate necessarie a tal fine.»
In questo senso, le cattedre del SER possono apportare un contributo erogando sovvenzioni che sostengono attività essenziali ma non legate alla ricerca, come reclutamento di team, formazione, networking e pubblicazioni. In tal modo non solo si consolida l’eccellenza della ricerca e la capacità di ottenere finanziamenti competitivi per questa finalità, ma si aumenta anche l’attrattiva delle istituzioni, delle regioni e dei paesi ospitanti per i ricercatori in mobilità internazionale.
Incrementare la generazione e il trasferimento di conoscenze incrementa sia la disponibilità di posti di lavoro altamente qualificati sull’isola, sia la competitività delle industrie cipriote.
Allinearsi con le priorità di ricerca europee
Promuovendo la capacità di progettazione di materiali avanzati per settori al centro degli sforzi di sostenibilità, come l’energia e i trasporti, SimEA si allinea in maniera efficace sia con il Green Deal dell’UE che con le ambizioni di trasformazione digitale.
Tuttavia, per consentire all’ecosistema della ricerca di Cipro di aver successo nel lungo termine è necessaria un’infrastruttura di supporto.
La creazione del primo gruppo di cattedra del SER per l’ingegneria computazionale a Cipro ha contribuito ad avviare la ricerca volta a rafforzare l’ecosistema HPC del paese e a sviluppare capacità nell’ingegneria basata sulla simulazione e sui dati.
Al tempo stesso, l’istituzione del Management Innovation Office presso il Computation-based Science and Technology Research Centre (CaSToRC), che persegue la missione di promuovere la capacità di innovazione (in particolare attraverso un programma di esplorazione industriale), congiuntamente a partnership industriali e governative, dovrebbe rivelarsi stimolante.
Inoltre, un programma industriale inaugurato presso il Cyprus Institute sta creando un percorso di innovazione sostenibile, guidato da iniziative come EuroCC 2 e i poli europei dell’innovazione digitale (DiGiNN).
Per di più, al fine di promuovere le collaborazioni europee, un membro del progetto SimEA è stato eletto nel comitato esecutivo della rete europea per la matematica industriale (EU-MATHS-IN), mentre sono state altresì istituite due reti nazionali: CY-MATHS-IN per la matematica industriale e Cy-AMN, il cluster dei materiali avanzati.
La squadra continua a convalidare e ampliare ulteriormente la portata dei propri risultati, estendendo le simulazioni ai progetti pilota industriali e alla produzione nel mondo reale e beneficiando di una più stretta collaborazione con vari partner in tutta l’UE.
Sebbene l’apprendimento e gli strumenti di SimEA siano già disponibili al pubblico e l’industria locale sia incoraggiata a trarne vantaggio, il progetto sta ora sviluppando nuove tecniche ibride destinate a materiali diversi.
«In definitiva, il vero beneficio offerto dall’accelerazione della progettazione di materiali avanzati è a vantaggio delle persone e del pianeta, poiché offre nuove soluzioni tecnologiche verdi e prodotti sostenibili che generano un impatto ambientale ridotto», conclude Harmandaris.