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Subito ti colpiscono gli occhi, sereni e di un azzurro celestiale. Poi la capigliatura folta e riccia. Il viso, glabro, è magro ma non smunto. L’aria da ragazzino, con i jeans e la camicia senza cravatta, condisce l’immagine di un uomo vivace e facile al sorriso. La sua mente abita come per gioco tra equazioni e algoritmi, ma i suoi piedi sono ben piantati a terra.

Alfio Quarteroni, classe 1952, collegio Ghislieri a Pavia, si laurea in matematica nel 1975 e si dedica alla ricerca, prima al CNR e poi affiancando la carriera universitaria: a Bonn, Parigi, la NASA, Brescia e al Politecnico di Milano, con una parentesi negli Stati Uniti, a Minneapolis, il cuore del distretto produttivo di supercomputer, dove ha insegnato matematica negli anni ’90-92. Dal ’98 ha assunto la titolarità della cattedra di modellistica e calcolo scientifico alla Scuola Politecnica Federale di Losanna.

Ci riceve nel suo ufficio al settimo piano del Politecnico di Milano nella sede storica di piazza Leonardo, dove attualmente insegna al corso di Ingegneria matematica, che ha fortemente voluto e fondato con il suo collega Sandro Salsa nel 2001. Ci accoglie nella pausa delle lezioni, con la semplicità dei grandi che non ostentano medaglie e pennacchi, pur sapendo che il suo palmares è ricco di premi e riconoscimenti internazionali. E’ famoso per le sue ricerche di simulazione aerodinamica e idrodinamica e per il suo diretto contributo all’ottimizzazione dello scafo di Alinghi, l’imbarcazione svizzera che ha vinto la prestigiosa Coppa America di vela nel 2003 e nel 2007.

Quarteroni si nutre di pane e numeri, il suo cuore batte per la matematica innovativa, di cui cerca di divulgare il verbo, ovunque possa. Nel 2002 ha creato anche MOX, il laboratorio di modellistica e calcolo scientifico del Politecnico, da cui si è generato MOX-OFF, lo spin-off di cui è co-fondatore e presidente dal 2010. Sino alla recente costituzione di Mathesia, una società piattaforma per dare risposta a chi ha domande sul mondo produttivo e non vuole perdere tempo. Per la sua vastità di conoscenze ed esperienze è un interessante testimone e profondo interprete dei nostri tempi, dove l’automazione e l’intelligenza artificiale stanno avanzando a passi spediti.

       •      Professor Quarteroni, da matematico, lei ha sempre guardato con favore all’ingegneria cercando un’integrazione tra le discipline, con particolare attenzione per il mondo produttivo. Su quali basi si fonda a suo giudizio

Matematica e ingegneria sono due discipline che devono convivere nelle nuove competenze che mirano ad affrontare e risolvere le difficoltà delle imprese, senza tralasciare le difficoltà derivanti dal palesarsi di fattori imponderabili quali l’impreparazione o le esigenze emergenti da soddisfare. Nel passato – basterà ricordare i magnifici anni ’60 – le imprese, anche le più creative, erano spesso nate grazie alla intuizione individuale del singolo. Non c’era un sistema che potesse iniettare le conoscenze e la cultura multidisciplinare era agli albori. Oggi siamo decisamente più consapevoli che l’innovazione nasce sempre alle frontiere di mondi diversi che dapprima si lambiscono e poi si integrano. Pensiamo a Steve Jobs, che ha messo insieme la telefonia, design e web marketing. Innovare significa saper coniugare ciò che spesso si cela alle interfacce fra economia, scienze dei materiali, ingegneria e altre discipline che si prestano alla dinamica della reciproca relazione. In questa evoluzione dei saperi, e del loro dialogo, la matematica ha giocato – e gioca tuttora – un ruolo importante, ne fornisce la linfa e il tessuto connettivo. Da disciplina negletta, ritenuta ostica e irrilevante, la matematica è divenuta caleidoscopio delle conoscenze che, creando sinapsi che conducono nuova scienza ai neuroni delle conoscenze parcellizzate, permettendo la creazione di nuova conoscenza, nuove interfacce e nuove frontiere.

       •      In particolare, quali sono gli aspetti che rendono la matematica così pervasiva?

Sono l’astrazione e la profondità, che sono apparentemente disfunzioni. L’astrazione rappresenta la grande capacità di vedere da lontano la sintesi delle cose che si osservano. Ad esempio, un drone che voli alto nel cielo ci permette di identificare immediatamente la città sottostante (sarebbe più’ difficile se ci trovassimo all’interno in uno specifico quartiere). Astrarre consente di cogliere gli elementi di generalità e di sintesi. Lo studio in profondità dei fenomeni consente a sua volta di identificare gli elementi distintivi e creare modelli di conoscenza che possono essere applicati in ambiti simili e affini che condividono tali elementi distintivi, scoprendone le analogie. Lo studio del flusso di fluidi è al servizio tanto dell’analisi della circolazione sanguigna quanto dello studio dell’aerodinamica di automobili da competizioni o aerei. Astrazione e profondità consentono di fare sintesi e mutuare conoscenze fra mondi diversi, fra settori industriali a priori lontanissimi. Ad esempio, sviluppare algoritmi per l’analisi di grafi consente di ottimizzare navigatori stradali, l’esplorazione del web, o migliorare la logistica distributiva di una grande azienda di trasporti.

       •      Su queste basi teoriche e grazie alla integrazione di discipline sono nate nuove figure professionali. Con quali vantaggi per il mondo produttivo italiano?

Questo approccio culturale ha consentito la formazione di ingegneri-matematici: accanto alle discipline di ingegneria di base – ricordiamo per esempio elettronica, fisica, chimica, meccanica, informatica, automatica – queste nuove figure innovative hanno, grazie ad una profonda conoscenza della disciplina dei numeri, un lessico universale, un dizionario che consente di poter dialogare con ogni altra funzione aziendale, sia essa produttiva o finanziaria. Tutto ciò contribuisce a creare le condizioni per una maggiore e migliore progettualità condivisa. La matematica che aiuta a connettere discipline e a far dialogare tra loro individui con professionalità diverse, sostiene a sua volta un processo di trasversalità e di unione tra le diverse unità dell’impresa. Per questa ragione l’esperienza sul campo è fondamentale e importante per i giovani che vogliano sviluppare questa visione, già a partire dal percorso universitario, laddove sia consentito sviluppare progetti congiunti, accademici e imprenditoriali. Solo una capacità di astrazione può aiutare a comprendere i diversi aspetti dei processi produttivi in profondità. Questo fanno gli ingegneri-matematici. E questo può essere un fattore di sviluppo dell’innovazione all’interno delle organizzazioni aziendali.

       •      In che misura è possibile prevedere quali saranno i trend tecnologici futuri? Quali saranno a suo giudizio le innovazioni che potranno modificare l’evoluzione produttiva e di mercato?

I nuovi trend non nascono mai per caso, ma non sono neanche la rigida conseguenza di impostazioni preordinate. Piuttosto si sviluppano sulla base di diversi fattori. Accanto alla tecnologia c’è sempre l’immaginario, il sogno. Pensiamo agli anni ’60 quando, a valle della conquista della luna, il sogno dei giovani era di fare l’astronauta e di esplorare lo spazio cosmico. Negli anni seguenti, nell’immaginario collettivo si sono fate strada l’elettronica e l’informatica, sino al web e agli smartphone, che hanno modificato il nostro modo di pensare, percepire il mondo e operare. L’innovazione nasce sempre dalle frontiere più avanzate. Nel 1992 l’Unione Sarda fu il primo quotidiano in Europa a creare una versione online (ebbi la fortuna di partecipare a questo evento, essendo direttore scientifico del CRS4 a Cagliari, il centro fondato da Carlo Rubbia).  Il grafene è stato scoperto da due giovani scienziati russi “giocando”, come deposito di uno strato monoatomico di grafite su un pezzo di scotch: è un esempio di scoperta serendipity. Dal magma delle conoscenze escono talvolta schizzi inattesi e imprevedibili, che segnano nuove opportunità. Questi schizzi avvengono là dove c’è più energia, ovvero dove si concentrano le maggiori e migliori risorse umane. Ovviamente gli investimenti sono importanti, perché stabiliscono le direzioni e le condizioni stesse per la promozione della ricerca. E oggi i maggiori finanziamenti si concentrano nelle scienze della vita, nelle nanotecnologie, nell’intelligenza artificiale. Tutti settori che hanno fame e necessità di algoritmi…

       •      Se la matematica è ormai così pervasiva e onnipresente attraverso ad esempio i robot finanziari che agiscono sui mercati o le piattaforme di condivisione delle informazioni e degli scambi, ritiene anche che sia in grado di influenzare e cambiare gli equilibri del mondo?

Partiamo dal presupposto che la ricchezza deriva dalle imprese che producono e innovano. E tutto ciò è direttamente collegabile alla creatività di fondo degli imprenditori che creano e che gestiscono la produzione. Lo sviluppo è per certi aspetti la conseguenza di un’idea. In questo caso la matematica può essere d’aiuto se riesce a generalizzare quest’idea. Comunque è anche cambiato il modo di gestire le attività, perché la digitalizzazione dell’economia, della produzione, della vendita online e della logistica distributiva ha posto al centro del processo le piattaforme e gli algoritmi, che lavorano su informazioni istantanee e su banche dati estese. Il dato è così diventato la vera risorsa delle imprese: avere più dati significa avere più risorse, ma queste devono essere ben interpretate se si vogliono sfruttare adeguatamente. Il dato nasce da ambiti diversissimi e va filtrato, regolarizzato, interpretato, modellizzato. Il processo di acquisizione delle conoscenze diventa allora più avvincente e più labirintico allo stesso tempo, per cui a maggior ragione si devono integrare più discipline. Il cambiamento nelle attività viene imposto dai modelli di conoscenza e dall’interscambio con altre discipline che lavorano sugli stessi dati. Si pensi alla medicina, dove il know-how dell’imaging elettronico è entrato a gran forza tanto da modificare e semplificare non solo gli aspetti diagnostici, ma anche quelli chirurgici e bioingegneristici.

       •      Se tutto sarà riconducibile a numeri, modelli, algoritmi e l’intelligenza artificiale diventerà la regina delle discipline, che cosa resterà di umano?

La scoperta della relazione causa-effetto resterà sempre umana, così come la capacità di vedere le stesse cose attraverso diversi punti di vista, comprenderli e farli comprendere. Per quanto le macchine siano collegabili in rete e possano dipendere l’una dall’altra, ci sarà sempre un momento in cui il salto in avanti si farà grazie all’intuizione, alla genialità e alla coscienza dell’uomo.

       •      Lei è stato l’ispiratore di varie iniziative che hanno anticipato i tempi. Pensiamo alla nascita di ingegneria matematica, poi di Mox e Mox-off, sino alla più recente novità: Mathesia, una società che ha collegato in rete oltre 2000 matematici esperti di soluzioni industriali per dare una risposta immediata alle imprese che, in presenza di un problema, vogliono risolverlo al più presto. Perché e come è nata questa idea?

Mathesia è una realtà che offre risposte alle imprese che vogliono fare innovazione e che non trovano soluzioni nelle competenze interne o in quelle di prossimità, tipicamente i fornitori e i consulenti. Nell’Italia degli anni ’60 l’imprenditore che aveva un problema trovava le risposte dagli interlocutori con cui era in contatto, spesso nello stesso territorio, nello stesso distretto industriale, ad esempio. Con una piattaforma digitale e un network di scienziati ed esperti collegati, la risposta a un problema può diventare rapidissima e a costi accessibili. Così uno scienziato collegato, che magari ha già risolto il problema sollevato dall’imprenditore italiano, è in grado di dare la risposta in tempo reale, evitando sprechi di tempo e risorse in attività potenzialmente anche lunghe e dispersive. Devo fare un utensile nuovo con prestazioni uniche? Oppure progettare una valvola per un impianto petrolifero con nuove caratteristiche? Oppure ho progettato uno scafo nuovo ma devo verificarne resistenza e vibrazioni? O ancora, devo stimare la probabilità che i clienti di una industria che distribuisce energia si fidelizzino o abbandonino? O stimare la resa di una certa campagna pubblicitaria sui diversi mezzi di comunicazione, tradizionali o web-based? Sono solo alcune delle domande che si possono inserire nella piattaforma di Mathesia, che si propone come una chance in più per le imprese.

       •      Dal punto di vista di Mathesia, come si presentano e come sono valutate le Piccole e Medie imprese italiane che, nell’immaginario, vengono sempre dipinte con toni romantici? Qual è la vostra esperienza al riguardo?

Come noto si tratta di una variegata realtà, con una specificità comune: tutte le imprese hanno una bassa predisposizione alla ricerca. Il confronto con la spesa in ricerca e sviluppo in Usa, Francia, Svizzera e Germania è impari. Di fronte a una nuova potenziale crisi o a nuove forme concorrenziali estere, il sistema imprenditoriale familistico che spesso contraddistingue i nostri modelli produttivi rischia di essere aggredito nelle sue filiere. Il vero limite culturale è pensare che la ricerca sia una spesa inutile. Il costo di una buona ricerca è quasi sempre di gran lunga inferiore al danno derivante da un errore concettuale di progettazione.  Il fiuto e l’intuizione dell’imprenditore sono importanti, ma altrettanto lo sono diventati la conoscenza e – oggi – l’uso sapiente degli algoritmi, che si impongono sempre più prepotentemente a livello mondiale. L’analisi della complessità si svolge oramai su scala planetaria e l’applicazione di modelli probabilistici consente di formulare anche una valutazione dei rischi. In sostanza, per fare impresa e per prendere decisioni, la conoscenza del contesto vale quanto la capacità di produrre. E un singolo uomo, per quanto bravo e capace, non è condizione sufficiente per garantire il successo di un’iniziativa.  Quando, domani, tutto o quasi sarà robotizzato, ci saranno comunque uomini chiamati a dialogare, confrontarsi, e decidere, sulla base di una conoscenza condivisa. E’ l’Industria 5.0, dove l’informatizzazione, la robotica, il cloud, si devono integrare e armonizzare con la conoscenza e la capacità di intuizione, di visione e di decisione, una prerogativa che, fortunatamente, è ancora appannaggio di noi human being.