Il Miur ha reso pubblico il documento di lavoro del Programma Nazionale per la Ricerca (Pnr) 2021-2027, nel quale sono delineate le linee guida che indirizzeranno lo sviluppo della ricerca nazionale per i prossimi 7 anni. Il Pnr individua i diversi ambiti di ricerca e innovazione su cui puntare, individuando le criticità del nostro Paese e suggerendo la direzione che il sistema nazionale di ricerca dovrebbe seguire per recepire anche le istanze emergenziali e rispondere efficacemente alle necessità urgenti della società. Una delle priorità sarà il trasferimento di conoscenza tra il mondo della ricerca e quello produttivo, ma anche l’agevolazione e incentivazione della partecipazione dei ricercatori italiani a bandi competitivi internazionali. Il tutto in armonia con il programma Horizon Europe dell’Unione Europea e mettendo al centro i cittadini, quelli che godranno dei benefici. Fra le tecnologie su cui puntare il Piano sottolinea l’importanza di robot, intelligenza artificiale, digital twin e blockchain: grazie a queste si potranno abilitare scenari di smart city e telemedicina, rivoluzionare i trasporti in un’ottica più ecologica e semplificare la burocrazia grazie alla digitalizzazione, riducendo così la distanza fra le persone e le istituzioni.
Il documento non è definitivo e servirà come base per una consultazione pubblica che – per la prima volta – non sarà limitata al mondo della ricerca e quello accademico: stakeholder quali le autorità nazionali, regionali e locali, le imprese, le associazioni di categoria e le organizzazioni sindacali, le fondazioni, le organizzazioni della società civile e senza finalità di lucro e, infine i cittadini stessi, potranno fare osservazioni e suggerire proposte tramite un questionario online entro l’11 settembre 2020.
Pnr 2021-2027: criticità e priorità del sistema
Il Piano italiano si armonizza con la visione di Horizon Europe, che mira alla creazione di un Green Deal europeo che permetta al continente di avere un’impronta ambientale neutra entro il 2050 e a consolidare le sue basi scientifiche e tecnologiche. Le priorità individuate sono:
- Promuovere la dimensione internazionale dell’alta Formazione e della ricerca, così da sviluppare una nuova generazione di ricercatori in grado di partecipare a progetti internazionali e attrarre talenti internazionali;
- Accompagnare lo sviluppo di una nuova generazione di ricercatori e manager della ricerca nell’epoca delle grandi transizioni, sfruttando le singolarità dei sistemi di ricerca del Paese e creando nuove competenze e percorsi di sviluppo;
- Consolidare la ricerca fondamentale;
- Garantire la centralità della persona nello sviluppo del potenziale trasformativo dell’innovazione;
- Sostenere la crescita diffusa e inclusiva del sistema della ricerca;
- Assicurare il coordinamento della ricerca nazionale, europea e internazionale;
- Esplorare il futuro: verso i nuovi orizzonti della ricerca
- Promuovere la circolazione di conoscenza e competenze tra il mondo della ricerca e il sistema produttivo
Quest’ultimo punto è uno dei più importanti: secondo il Rapporto HEInnovate ci sono potenzialità non adeguatamente sfruttate nel generare scambi di conoscenza, ma per poter superare questa criticità è necessaria una strategia nazionale che rafforzi i rapporti di collaborazione fra università, imprese e società. Come specifica uno degli allegati al Pnr, «La capacità di sostenere la politiche della ricerca e dell’innovazione con un’efficace azione di coordinamento di tutti gli attori che, a vario livello, contribuiscono al loro dispiegamento e al raggiungimento dei loro obiettivi, è fondamentale per garantire una loro completa realizzazione». Ecco perché il Piano punta a promuovere una governance condivisa fra il Mur e le altre amministrazioni, sottolineando l’importanza di adottare strumenti di coordinamento che facilitino una partecipazione coordinata alle iniziative R&I (Ricerca e Innovazione).
L’attuale infrastruttura di ricerca nazionale è caratterizzata da una serie di criticità che vanno superate per rendere il sistema più efficiente, a partire dal fatto che le strutture di ricerca sono distaccate dai progetti di ricerca e dallo scambio dei ricercatori e anche troppo incentrate sulla qualità della ricerca stessa, senza però tenere conto del suo impatto socio-economico. La rete di ricerca necessita di un maggior coordinamento fra ministeri, politiche nazionali e regionali, attori pubblici e privati, e anche da nuovi strumenti di finanziamento: quelli attuali tagliano fuori le istituzioni pubbliche di ricerca che non ricadono sotto l’ombrello del Mur e, soprattutto, non garantiscono continuità temporale, avendo una vita media di soli 15 anni. Per ovviare a queste problematiche il Pnr suggerisce sia di definire meglio la rete delle infrastrutture di ricerca, sia di comunicare in maniera più efficace l’attività a tutti gli attori coinvolti (comunità scientifica, mondo dell’industria e cittadini stessi), potenziando le politiche di accesso a queste reti, espandendone il loro ruolo, potenziando i rapporti con il mondo dell’industria e definendo nuove modalità di finanziamento
Informatica, industria e aerospazio: l’importanza di ridurre la dipendenza tecnologica da Paesi terzi
Il Pnr individua 6 ambiti di ricerca, a loro volta suddivisi in ulteriori ambiti tematici.
- Salute
- Cultura umanistica, creatività, trasformazioni sociali, società dell’inclusione
- Sicurezza per i sistemi sociali
- Informatica, industria, aerospazio
- Clima, energia, mobilità sostenibile
- Tecnologie sostenibili, agroalimentare, risorse naturali e ambientali
In questa sede, concentreremo l’attenzione sul tema più vicino al mondo dell’industria, quindi Informatica, industria e aerospazio, al quale il Pnr dedica molto spazio, suddividendolo a sua volta in in 7 ambiti: Transizione digitale i4.0, High Performance computing & big data, intelligenza artifciale, robotica, tecnologie quantistiche, innovazione per l’industria manifatturiera, aerospazio.
Il primo ambito, la transizione digitale i4.0 è considerato uno dei principali, dato che le ricerche in questo settore «si configurano come alcuni dei principali volani per il raggiungimento dei Sustainable Development Goals dell’Agenda 2030». Una trasformazione digitale allineata agli schemi del programma Horizon Europe, mirata a sostenere un processo di continua innovazione basato sul concetto dell’Open Innovation. Il documento specifica che queste attività di ricerca saranno alla base del processo di trasformazione della pubblica amministrazione e del sistema produttivo italiano e mirate a ridurre la dipendenza tecnologica da altri Paesi, soprattutto per quanto riguarda settori strategici quali difesa, telecomunicazioni, aerospazio e cybersecurity.
Il primo passo di questa trasformazione parte dalle persone stesse, e il documento insiste sull’importanza di investire su Servizi human-centered, cioè le ricerche relative all’identità digitale, la tecnologia per la didattica, i servizi alla persona, i modelli di e-governance e le tecnologie per supportare gli individui nel mondo del lavoro. Le principali criticità da risolvere sotto questo profilo sono il digital divide e, soprattutto, l’invecchiamento della popolazione, che impone di realizzare servizi fruibili con semplicità anche dalla fascia più anziana della popolazione, meno avvezza agli strumenti digitali, e di sostenere lo sviluppo di tecnologie biomedicali, la telemedicina e la medicina personalizzata.
Nell’ambito trasformazione digitale i4.0 viene data molta importanza delle Comunità Sostenibili: il Pnr insiste sulla necessità di transizione verso un modello di smart city, sviluppando «soluzioni e servizi digitali, facili da utilizzare e sicuri, con elevata capacità di adattarsi automaticamente alle specifiche esigenze dei cittadini, in grado di rispondere in modo autonomo ed efficiente a possibili crisi ed emergenze sociali, sanitarie, economiche e ambientali». Concretamente, significa semplificare la gestione amministrativa per pubblica amministrazione e imprese e valorizzare nuove modalità di lavoro, a partire dal lavoro agile, lo smart working che in molti hanno sperimentato negli ultimi mesi a causa dell’emergenza sanitaria. Le tecnologie che possono abilitare questa trasformazione sono la blockchain, gli smart contract, la realtà aumentata e virtuale, ma anche i digital twin, che consentiranno una «gestione ottimale di edifici e infrastrutture intelligenti, attraverso il monitoraggio permanente dell’integrità strutturale e della funzionalità operativa di fabbricati, strade, ferrovie, porti, aeroporti, ponti, dighe e altre installazioni, nonché della qualità di aria e acque, dell’ambiente, del ciclo dei rifiuti e dei sistemi di mobilità e logistica per la salute pubblica e i servizi sanitari e di emergenza, per la vivibilità e l’accessibilità delle città, e per la valorizzazione del patrimonio culturale e la fruibilità turistica».
La digitalizzazione è uno dei punti chiave anche per migliorare la competitività del paese e può essere accelerata adottando modelli di cloud manufacturing e manufacturing as a service, che insieme all’additive manufacturing consentiranno alle imprese di migliorare la qualità dei loro prodotti e sviluppare sinergie fra le aziende. Il documento si sofferma sull’importanza dell’uso dei data analytics, che arriva a definire «indispensabile per supportare lo sviluppo di strumenti di promozione del “brand” e a sostegno delle imprese italiane sui mercati interni ed esterni e per sviluppare sistemi evoluti di assessment e matching, per favorire l’incontro virtuoso tra domanda e offerta di competenze, prodotti e servizi». Una spinta alla digitalizzazione arriverà dalla diffusione del 5G, che abiliterà scenari di monitoraggio e diagnosi a distanza dei macchinari, di telemedicina, e di guida autonoma, sia per quanto riguarda il trasporto di merci sia quello di persone, impattando in maniera positiva anche sulla sostenibilità ambientale.
Big data, supercomputer e A.I.
Per quanto riguarda l’ambito High performance computing e big data, il Pnr fa riferimento al programma Orizzonte Europa 2021-2027, che mira a sviluppare un’economia basata sui dati, accrescere i livelli di sovranità e indipendenza europei nelle tecnologie abilitanti e a incentrare attorno all’uomo, e all’etica, lo sviluppo tecnologico.
Gli esperti che hanno redatto la bozza del documento sottolineano l’importanza di investire in hardware e software per il calcolo scientifico e la ricerca, in particolare sui sistemi exascale. Uno dei temi ai quali viene data maggiore importanza è quello dello sviluppo dell’Intelligenza Artificiale, considerata una «priorità assoluta per tutti i Paesi e per l’Europa in primis». Secondo la Comunità Europea, adottare l’A.I. può portare a un incremento del Pil sino al 14% e non è un caso che negli ultimi due anni il programma EU Horizon 2020 abbia destinato a questo ambito 1,5 miliardi di euro. Nel periodo 2021-2027 l’investimento salirà a 7 miliardi, che «rappresentano una irripetibile opportunità per il rilancio nel nostro Paese dell’industria digitale, del settore manifatturiero e di tutto il Made-in-Italy».
Il Pnr suggerisce di investire in ricerca fondazionale, anche attraverso un Progetto Nazionale in A.I., che potrà permettere all’industria nazionale di crescere, garantendo anche futuro lavorativo alle nuove generazioni. Una ricerca che deve avvenire seguendo le raccomandazioni dei cluster europei e non mirare solamente allo sviluppo industriale, ma guardare anche nella direzione dell’individuo e della sua salute. «È richiesta una grande azione di ricerca per la medicina personalizzata, per studiare nuove correlazioni tra i dati fenotipici (come, per esempio, nelle immagini medicali) e quelli genotipici, sia a fini diagnostici che prognostici, al fine di creare un human-digital twin, per il monitoraggio della salute, la personalizzazione del consulto digitale e del trattamento. L’IA dovrà essere a supporto del medico, dalla diagnosi, alla cura, sia medica che chirurgica, attraverso sistemi (semi-) autonomi».
Robot e cobot per incrementare produttività e sicurezza
All’interno del filone Informatica, industria e aerospazio il tema della robotica si articola in 5 punti: robotica in ambiente ostile; robotica per Industria 4.0; robotica per l’ispezione e la manutenzione di infrastrutture; robotica per il settore agro-alimentare; robotica per la salute. Il primo punto, la robotica in ambiente ostile, è quello prioritario, sia come risposta ai danni economici e sociali causati dalla pandemia, sia per far fronte a problematiche come le calamità naturali sia nello smantellamento di centrali nucleari e nella gestione dei rifiuti pericolosi, come quelli che provengono da ospedali, industrie e dal mondo della ricerca. Ma anche per ridurre il numero di morti bianche (nel 2019 è aumentato rispetto all’anno precedente, quando se ne sono registrate 1.218) e ridurre l’incidenza dei disturbi muscolo-scheletrici che affliggono molti lavoratori italiani: problemi che «indicano chiaramente che il concetto di ambiente ostile deve essere allargato ben oltre le convenzionali definizioni».
Il documento ribadisce l’importanza del settore della robotica in Italia, il secondo in Europa (dopo la Germania) e il settimo a livello mondiali, merito anche della diffusione dei robot e soprattutto dei cobot nel mondo delle pmi. «La robotica collaborativa è a detta di tutti gli analisti destinata a una forte crescita nei prossimi anni. Questa crescita deve essere accompagnata da attività di ricerca e trasferimento tecnologico intese a dare compimento alle esigenze di operare in sicurezza negli ambienti misti uomo–robot. Gli aspetti di ergonomia e ausilio all’operatore nella limitazione dell’esposizione al rischio sull’apparato muscolo-scheletrico sono ancora solo parzialmente esplorati dalla ricerca. Peraltro, l’utilizzo della robotica collaborativa darà nuova linfa all’artigianato, contrastando il fenomeno dell’invecchiamento di professionalità specializzate, e favorirà il reshoring di produzioni delocalizzate all’estero negli anni passati».
Innovazione per l’industria manifatturiera
Il Pnr ha sottolineato le criticità del sistema italiano dell’industria, riassumibili nella bassa percentuale di investimenti pubblici e privati destinati a ricerca e sviluppo in relazione al Pil, nel calo degli investimenti delle imprese al quale si assiste da una decade e nella scarsa formazione: la percentuale di laureati presenti nelle aziende è bassa, e le imprese non investono sufficientemente nella formazione del personale. A questo si aggiungono l’elevato numero di cervelli in fuga verso l’estero, dove possono ottenere retribuzioni superiori, le dimensioni contenute delle imprese italiane e la scarsa integrazione del sistema università-ricerca-innovazione del Paese.
Il Pnr ha identificato le 5 direttrici che dovranno guidare lo sviluppo del settore:
- Industria circolare, pulita ed efficiente, con l’obiettivo di minimizzare l’impatto ambientale del manifatturiero con focus specifico sull’efficientamento, sull’utilizzo delle risorse naturali ed energetiche e su una minimizzazione dell’impronta ambientale a livello di intero ciclo di vita di prodotto/ processo/sistema; creare ecosistemi industriali circolari locali in cui la produzione e l’approvvigionamento delle materie prime e seconde sia più vicina ai clienti e ai consumatori finali, favorendo la transizione verso il concetto di manifatturiero circolare urbano.
- Industria inclusiva, che punta a superare il digital divide che frena lo sviluppo e ad accrescere le opportunità di accesso, apprendimento, qualificazione del lavoro.
- Industria resiliente, per consentire al settore manifatturiero di adattarsi sia ai mercati in rapida evoluzione, soprattutto tecnologica, sia di reagire in maniera più efficace a eventi imprevisti, quali catastrofi naturali e pandemie.
- Industria intelligente, che grazie alla tecnologia può aprire la strada verso una manifattura più agile e flessibile, in grado di adattarsi rapidamente ai cambiamenti del mercato
- Industria competitiva, per supportare le pmi nel processo di transizione digitale, sostenendo la collaborazione tra ricerca e industria, riducendo le micro-infrastrutture e favorendo la creazione di poli produttivi per l’industria intelligente.
Per raggiungere questi obiettivi il Pnr mira al rafforzamento dell’ecosistema dell’innovazione, che attualmente ruota attorno ai cluster tecnologici nazionali e regionali, ai centri di competenza 4.0, ai digital innovation hub e alle reti di valorizzazione della ricerca universitaria.
Ricerca aerospaziale, un settore ad alta valenza strategico-politica
Il settore aerospaziale è uno dei più importanti per l’economia italiana e grazie alla ricerca sempre più spinta, funge da volano anche in altri campi. La bozza del Pnr invita a lavorare su soluzioni che possano ridurre l’impatto ambientale, facendo ricerca su propulsori innovativi, anche ibridi ed elettrici, e su materiali più ecologici, ma anche di guardare ben oltre la terra, mirando allo spazio, dove l’Italia rappresenta un’eccellenza. Fondamentale quindi rafforzare sia le partecipazioni a programmi europei come Copernicus e Galileo sia i programmi nazionali già avviati (Cosmo-SkyMed II, Prisma, Shalom, Platino, Ital-GovSatCom). Ma è anche cruciale investire nell’esplorazione dato che l’Italia ha già a disposizione le tecnologie e le competenze necessarie. Il Pnr propone di consolidare la competitività del ‘Sistema Vega’, la leadership nazionale nella propulsione, di migliorare in maniera incrementale la capacità di accesso allo spazio ‘indipendente’ nazionale e, infine, di supportare il Green New Deal Europeo. Considerate strategiche le collaborazioni con enti come Esa e Nasa per supportare l’esplorazione dello spazio.
Il piano si sofferma anche sull’importanza di investire su tecnologie per il controllo del traffico aereo, incentrando la ricerca su incentrando la ricerca su:
- algoritmi di predizione traiettorie dei velivoli (riduzione rischi di congestione, Collaborative Decision Making, forme avanzate di navigazione es. Continuous descent/climb e 4D navigation)
- modelli di simulazione per utilizzo in fase strategica (rotte, procedure, impatto aeroporti) e in fase tattica (soluzione delle situazioni critiche), Digital Twins;
- procedure per rilevare errori umani e suggerire soluzioni di recovery;
- realtà Aumentata/Virtuale per lo sviluppo di remote towers e di sistemi di supporto alle operazioni in condizioni di scarsa visibilità;
- data fusion per aumento integrità navigazione satellitare in decollo e atterraggio (sistemi inerziali, misure carrier-phase, 5G);
- sviluppo di soluzioni See and avoid ibride per sistemi unmanned ed Acas di velivoli tradizionali;
- Ads-B per incrementare l’autonomia dei velivoli (self-separation);
- Unmanned Traffic Management e interazioni tra Atm ed Utm in prossimità degli aerodromi.
L’importanza della cybersecurity
Dato che tutto il processo di innovazione ruota attorno alla tecnologia e ai dati, è fondamentale investire sulla loro protezione e, come specificato nel Pnr, «È necessario un eco-sistema cyber nazionale che supporti la realizzazione della politica nazionale di cybersecurity». Questo ecosistema dovrebbe ruotare attorno a un Centro Nazionale di Ricerca e Sviluppo in Cybersecurity, una struttura che dovrebbe essere in grado di attrarre ricercatori e fare da collante fra università, istituti di ricerca e aziende. Per raggiungere questi target è però necessario mettere a disposizione della comunità scientifica infrastrutture adeguate, che potrebbero venire realizzate partendo da quelle già offerte da consorzi come Garr e Cineca. «Nel settore della Cybersecurity la competizione a livello mondiale è alta e i paesi dell’Unione Europea possono avere un ruolo fondamentale solo se si muovono in sintonia; ma ciascun Paese dell’Unione avrà in proporzione a quanto potrà apportare. È pertanto fondamentale che l’Italia raggiunga i propri obiettivi in autonomia, sviluppando la ricerca e approntando adeguate metodologie, strumenti e sistemi». Un esempio è la creazione di una Blockchain Nazionale, che potrebbe portare a migliorare i servizi sanitare garantendo allo stesso tempo privacy e verificabilità.
