Viaggio nella realtà virtuale

L’esperienza di un film in 3D al cinema è ormai cosa comune e, tutto sommato, vedere Iron Man che esce dallo schermo e vola verso di noi non fa più impressione. Allo stesso modo da circa vent’anni, cioè da quando i videogiochi come Doom sono diventati popolari, l’idea di muoversi all’interno di un ambiente tridimensionale utilizzando una visuale in prima persona è ormai cosa nota e acquisita. Diverso però sarebbe potersi immergere completamente in un ambiente virtuale estremamente realistico.

Vorreste andare in vacanza senza muovervi dalla poltrona, provare sport pericolosi senza rischio di farvi male o vivere i videogiochi in modo completamente diverso? Questa è stata la promessa della realtà virtuale (VR) fin dai suoi esordi negli anni Cinquanta, ma solo ora sta cominciando a essere realizzata grazie a nuove tecnologie alla portata di tutti. Cosa rende quindi la realtà virtuale così particolare? Due cose soprattutto: l’adattamento della scena disegnata al computer ai nostri spostamenti e il feedback che l’ambiente virtuale restituisce al nostro corpo.

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La vita artificiale dei robot

Fonti d’ispirazione secolare per il cinema e la letteratura, i robot rappresentano il prototipo dell’uomo virtuale, ossia dell’uomo che da solo riesce a ricreare se stesso per mezzo del suo ingegno e della propria intelligenza. Il robot è dunque un meccanismo atto a imitare i movimenti dell’uomo e degli animali. Le leggende dicono che Archita di Taranto avesse costruito un colomba volante, Leonardo da Vinci un leone che presentava gli omaggi a Francesco I, Cartesio una fanciulla chiamata Arcine. Ma fu nel ‘700 che vennero fabbricati moltissimi robot.

Famoso il suonatore di flauto del Vaucanson presentato anche alla accademia delle Scienze di Parigi. Il movimento di questi robot era ottenuto mediante molle. Anche nel sec. XIX fu costruito qualche robot come, ad esempio, quello del meccanico viennese Faber, esposto a Londra nel 1880. In tempi piú recenti, benché questi meccanismi abbiano cessato di destare interesse e curiosità, di tanto in tanto qualche robot viene costruito.

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Nascita dell’industria nel mondo moderno

L’industria è l’attività umana che ha per scopo la trasformazione delle materie prime in prodotti finiti, pronti per l’uso, o in altri prodotti pronti ad essere ulteriormente trasformati, mediante una speciale organizzazione del capitale e del lavoro. Diverse sono le fasi attraverso cui c’è stata l’evoluzione industriale nel tempo. Una prima fase, che si estende dall’epoca delle società primitive al primo Medioevo, si può chiamare di famiglia o domestica: gli uomini sono divisi in piccoli gruppi economicamente autonomi. Ciascun gruppo basta a se stesso e non produce se non quanto prevede di consumare immediatamente o in un vicino futuro.

Per famiglia non si deve tuttavia intendere il gruppo che oggigiorno forma la base della società: la famiglia patriarcale è in genere assai numerosa e comprende, oltre all’avo e ai suoi discendenti che vivono con gli schiavi e i servi artificialmente incorporati nella familia. Il patrizio romano e il signore feudale sono capi di familiae composte anche da centinaia di persone occupate in attività diverse, tutte intese al soddisfacimento dei bisogni del gruppo. Già nella familia si osserva una rudimentale divisione del lavoro la quale si accentua allorché un membro di essa si stacca e va ad offrire ad altri il lavoro nel quale si è specializzato, dando luogo alla primitiva figura del salariato che lavora per conto d’altri la merce fornita da questi.

Il lavoratore ambulante a un certo punto smette questa caratteristica: si fissa in un luogo e non è piú lui che cerca il cliente ma il cliente che cerca lui. Non sono piú gli altri che gli dànno la merce da trasformare e gli utensili necessari, ma egli stesso che possiede scorte adatte e utensili. Non dispone ancora di salariati si fa aiutare dai familiari e da qualche allievo. Questa fase è caratteristica dell’economia urbana del Medioevo. Egli lavora soltanto per il ristretto mercato che gli sta intorno e si associa ad altri artigiani che esercitano la stessa sua attività, costituendo il germe delle corporazioni che tanta importanza hanno nella storia economica e politica medievale.

Come nasce un imprenditore?

Con l’evolversi della cultura, con l’aumentare della ricchezza, con lo svilupparsi delle comunicazioni e dei contatti tra città e città, tra città e magna, il mercato si allarga, le fiere diventano un formidabile mezzo per l’intensificazione degli scambi commerciali. La concorrenza di altri lavoratori del suo stesso mestiere, operanti in altre città e addirittura in altre nazioni, lo costringono a passare all’attacco, a cercare degli sbocchi fuori dal proprio tradizionale centro. Per far questo gli occorre un intermediario che gli indichi i mercati piú adatti, che lo informi del genere merce piú domandato, che si incarichi del trasporto, del collocamento prodotto, della riscossione del suo prezzo.

Questo intermediario ha prima esclusivamente la figura del mercante. In una fase successiva il mercante si trasforma in imprenditore, cioè ordina agli artigiani; con i quali ha rapporti, di fabbricare quella determinata merce in quel determinato modo, spesso fornisce la materia prima e gli utensili per lavorarla. L’artigiano perde i contatti coi clienti, lavora esclusivamente per l’imprenditore il quale in breve volgere di tempo diventa il padrone che dà un salario al lavoratore e conserva la proprietà della merce e degli attrezzi.

Comportamento ai tempi dei social network

Privacy, depressione, studio, lavoro e ricerca del benessere sono solo alcuni dei temi divenuti attualissimi nell’epoca di internet e dei social network. Passando per applicazioni, social e siti web più o meno strampalati, l’informatica e la rete hanno completamente rivoluzionato i comportamenti di giovani e meno giovani. Scopriamo come, dove e perché. Spesso valvola di sfogo di chi vive un momento di difficoltà, i social network potrebbero presto essere utilizzati per segnalare il disagio di chi ha intenzione di farla finita e intervenire prima che sia troppo tardi.

Pionieristico in questo senso è il Durkheim Project, un’iniziativa nata a Boston e finanziata dal Dipartimento per la Difesa degli Stati Uniti, che utilizza l’intelligenza artificiale per individuare, tramite una app da scaricare su pc, tablet e smartphone, frasi e parole allarmanti negli aggiornamenti di stato dei profili Facebook, Twitter e Linkedln dei veterani dell’esercito Usa (categoria considerata a rischio). Il progetto, che prende il nome dal sociologo francese Emile Durkheim, famoso per i suoi studi sul suicidio, è ristretto ai volontari che scelgano di partecipare e si limita, per ora, a un’osservazione passiva, ma potrebbe seguire in futuro un intervento clinico. L’iniziativa si basa sul fatto che più del 65% delle persone che commettono suicidio aveva utilizzato termini che denunciano ansia e paura sul proprio profilo social.

Come tutelare la propria privacy su internet

Il sito Prism-break.org offre uno schema molto semplice per sfuggire alla sorveglianza dei propri movimenti sul Web, tema divenuto caldo con la rivelazione di Prism, il sistema di monitoraggio elettronico, usato dal governo Usa al di là di ogni tutela della privacy. Ad esempio, il sito suggerisce di preferire ai sistemi operativi Microsoft e Apple, sistemi open source come Fedora o Linux. Tra i motori di ricerca invece di Google si può utilizzare duckduckgo.com che non fornisce i dati di navigazione a terzi, neppure per banner pubblicitari. Attenzione anche ai sistemi di conservazione e trasferimento file. Invece di Dropbox, Googledrive e Apple iCloud, si consigliano sparkleshare.org o owncloud.org.

Imparare on line

Almeno nel senso che ci mette a disposizione molti strumenti che ci danno la possibilità di imparare più facilmente. Lo afferma Open forum, una società di business che ha segnalato i siti che offrono più strumenti per “arricchirsi”: Clipped ad esempio fornisce un estratto delle informazioni più importanti di articoli e documenti trasformandoli in brevi notizie. Coursera e Khan Academy offrono lezioni gratuite online con tanto di esercizi interattivi su temi che riguardano le discipline umanistiche, mediche, le scienze sociali, la matematica, l’economia e la tecnologia. E poi ancora, le conferenze gratuite di Ted, le infografiche di Good-is, Memrise e Lang-8 per le lingue straniere. Infine, Codeacademy per imparare a… creare nuovi siti e moltiplicare l’effetto benefico della Rete!

Come funziona un’autocisterna?

Capita spesso di incrociare su strade e autostrade delle autocisterne per carburante, cariche di benzina o gasolio (ne contengono mediamente circa 40.000 litri) da consegnare ai distributori di benzina sparsi sul territorio. Questi giganti della strada svolgono un ruolo fondamentale nel trasportare il carburante per le auto, ma come si muovono? Questi veicoli hanno un corpo cilindrico sul rimorchio, studiato per il trasporto di liquidi e gas. Il contenuto è spesso pericoloso e questo richiede mezzi progettati con cura e autisti specializzati.

Per questo motivo le autocisterne sono di norma costruite in acciaio inossidabile altamente resistente e vengono isolate, pressurizzate e galvanizzate in modo da garantire la protezione totale. Di pari passo va la formazione degli autisti, che devono sottoporsi a severi esami volti a garantire la propria sicurezza e quella degli altri automobilisti. Comunemente considerato come l’apice della carriera per chi svolge questo mestiere, quello dell’autista di autocisterne è un ruolo riservato a guidatori capaci di tenere bilanciato il carico del veicolo evitando manovre brusche e frenate o accelerazioni repentine.

Per ottenere che il carico di questi giganti della strada sia ben bilanciato, molte autocisterne sono dotate di rimorchio multiasse e sono provviste di un gran numero di treni di ruote per garantire un miglior contatto con l’asfalto. Il semiasse posteriore, a cisterna vuota, è sollevabile, per ridurre così l’usura delle gomme. Le cisterne cilindriche sono divise internamente in comparti che stabilizzano il liquido e mantengono bilanciato il veicolo. In genere il rifornimento di questi veicoli avviene dall’alto, tramite bracci automatici. Alcuni sensori forniscono informazioni sulla quantità del carico. Per il rifornimento dei distributori, una valvola posta all’interno di ogni singolo comparto viene aperta meccanicamente tramite un interruttore posto sotto il veicolo.

Cosa trasportano le autocisterne?

Le autocisterne non trasportano solo carburante ma anche tanti altri prodotti importanti nella vita quotidiana di ciascuno di noi. Il latte, per esempio, viene abitualmente trasportato in grandi autocisterne all’interno delle quali l’isolamento in fibra di vetro garantisce che il liquido resti freddo il più a lungo possibile durante il tragitto. Quando invece le autocisterne trasportano i gas infiammabili sono altamente rinforzate per sostenere la forte pressione provocata dai gas e sono generalmente suddivise in tante piccole cisterne all’interno del cilindro portante.

Non tutti sanno che le autocisterne trasportano anche l’acqua. Per farlo, vengono galvanizzate per garantire che l’acqua non venga contaminata a contatto con il metallo. Anche in questo caso, per evitare movimenti che potrebbero destabilizzare il veicolo in movimento, soprattutto nelle curve, le cisterne sono interamente suddivise in comparti.

Che cos’è la definizione l’elettronica?

L’elettronica è una branca della scienza che si occupa dello studio, del progetto, della realizzazione e dell’impiego per scopi pratici di dispositivi che basano il loro funzionamento sul movimento di elettroni nel vuoto o nella materia, includendo lo studio dei mezzi per produrre elettroni e quello delle leggi che ne governano il moto. La nascita dell’Elettronica può essere fatta risalire alla scoperta dell’effetto Edison fatta da Thomas Edison nel 1883.

Durante un’esperienza effettuata con una lampada a incandescendenza, egli rivelò, in un involucro di vetro in cui era stato fatto il vuoto, il passaggio di una corrente elettrica, che fluiva da un filamento riscaldato verso un elettrodo metallico freddo, quando tale elettrodo si trovava ad un potenziale positivo rispetto al filamento; tale flusso di corrente cessava invece invertendo la polarità dell’elettrodo metallico. È da tempo ben noto che questa corrente è dovuta al moto di elettroni emessi dal filamento caldo che si spostano verso l’elettrodo positivo (anodo).

Nel 1897 J. A. Fleming applicò l’effetto Edison alla rivelazione e rettificazione di segnali radio in un tubo a vuoto (detta valvola di Fleming), che si può considerare il progenitore dei moderni diodi. Un importantissimo sviluppo si ebbe nel 1907 allorchè Lee de Forest introdusse un terzo elettrodo, la griglia, nella valvola di Fleming, realizzando quel dispositivo che va sotto il nome di triodo. Mediante questa griglia, situata fra la sorgente di elettroni (filamento caldo) e l’anodo, è possibile controllare il flusso della corrente mediante l’applicazione di piccole differenze di potenziale, e ottenere pertanto guadagno di potenza.

In progressi dell’elettronica all’inizio del ‘900

Tuttavia furono necessari notevoli progressi nella tecnica del vuoto, nella conoscenza delle proprietà dei materiali emettitori di elettroni, e nel progetto dei circuiti, prima che potessero essere sfruttate tutte le possibilità dei triodi. Nel 1926 per superare alcune difficoltà connesse con la capacità degli elementi interni che impedivano l’impiego dei triodi a frequenze superiori a circa alcuni inconvenienti che si presentavano nel funzionamento del tetrodo. un quarto elettrodo, la griglia schermo. Alcuni anni dopo lo stesso Hull aggiunse al tetrodo una terza griglia, il soppressore », per ovviare ad alcuni inconvenienti che si presentavano nel funzionamento del tetrodo.

Quest’ultimo tipo di valvola, nota col nome di pentodo, aveva proprietà tali che poteva venire impiegata con successo su un intervallo di frequenze molto ampio, e pertanto divenne la valvola di più largo e generale impiego. Di pari passo con lo sviluppo dei tubi a vuoto si registrarono notevoli progressi nel progetto e nella realizzazione dei componenti passivi (resistenze, capacità), necessari per sfruttare praticamente le proprietà delle valvole nei circuiti elettronici; la tecnologia del vuoto subiva notevoli miglioramenti e la progettazione dei circuiti su nuove basi consentiva di fabbricare delle unità sempre più flessibili ed adatte per le applicazioni più disparate.

Cosa sono i veicoli ad aria compressa?

I veicoli ad aria compressa non usano carburanti né elettricità e sono in circolazione da anni, ma come fanno a muoversi? Si tratta di un meccanismo di funzionamento abbastanza datato che, tuttavia, grazie alle nuove tecnologie e all’avanzamento della scienza è riuscito a mantenersi attuale nel tempo, garantendo risparmi economici e benefici per l’ambiente. Il principio è molto simile a quello dei normali motori a combustione, perché sfruttano un motore a pistoni per far muovere un veicolo.

Tuttavia un motore a combustione utilizza una miscela esplosiva di aria e combustibile per azionarli, mentre il motore ad aria compressa ottiene lo stesso risultato sfruttando l’aria compressa prelevata da un serbatoio. Veicoli di questo tipo questo tipo sono stati usati fin dal 19° per i treni delle miniere. In epoca recente, le case automobilistiche come Honda e Peugeot hanno presentato prototipi ad aria compressa, a dimostrazione che questo sistema potrebbe ancora valido. I motori ad aria compressa sono meno potenti di quelli a scoppio, per cui le vetture sono piccole e leggere in modo da avere un’autonomia ragionevole.

L’aria viene riscaldata appena lascia il serbatoio, aumentando ulteriormente il volume e fornendo quindi maggiore potenza al motore. L’aria entra in un motore simile a quello a combustione normale, che usa i pistoni per muovere un albero a gomiti. I serbatori del motore, invece, sono realizzati in metallo e sono in grado di resistere alle più alte temperature e pressioni necessarie per comprimere l’aria. E’ bene sapere, poi, che anche nei veicoli ibridi un piccolo motore elettrico può essere alimentato da un motore ad aria usato per caricare le batterie.

Come funzionano le sospensioni attive?

L’assetto delle auto non dovrebbe essere sempre uguale: a condizioni diverse deve corrispondere un diverso comportamento. Per esempio, le sospensioni rigide sono utili nelle gare automobilistiche, mentre per l’auto di tutti i giorni servono sospensioni più morbide che rendano confortevole il viaggio. Per questo tornano molto comode le sospensioni attive che si adattano elettronicamente alla situazione. I sensori rilevano i movimenti dell’auto e inviano i dati all’unità di controllo del motore (ECU).

Se l’ECU rileva un uso “sportivo”, le valvole a serranda bloccano il flusso di olio nel canale di bypass, irrigidendo le sospensioni, altrimenti le valvole si aprono rendendo l’assetto più “morbido”. I veicoli ad aria compressa dunque, pur essendo in funzione da anni, potrebbero essere protagonisti di una nuova spinta innovativa. Del resto l’interesse delle principali case automobilistiche nei confronti dei veicoli ad aria compressa è crescente e non è detto che già dal prossimo anno non vengano presentati i primi prototipi, più potenti e moderni, presso le principali esposizioni del mondo.

La rivoluzione telefonica

Tra le varie rivoluzioni a cui il mondo dell’elettronica ci ha abituati, sicuramente quella del telefono resta ancora oggi la più sensazionale. Il telefono è un sistema elettrico mediante il quale le onde (parole e suoni) vengono trasformate in onde elettriche (corrente telefonica), trasmesse sotto tale forma a distanza, e riconvertite in onde sonore all’estremità ricevitrice.

L’idea di trasmettere i suoni per mezzo dell’elettricità risale al 1837 e l’ebbe l’americano D. G. Page; negli anni successivi diverse menti si dedicarono a tale studio fino a che nel 1876 uno scozzese ed un americano, Graham Bell e Elisha Gray, si presentarono nello stesso giorno e a distanza di due ore, per depositare il brevetto di due tipi di telefono. Migliore risultò quello presentato dal Bell che, perfezionato, è quello ora in uso. Molto è stato discusso sul vero inventore del telefono ed ormai è universalmente riconosciuto come tale il fiorentino Antonio Meucci, la cui richiesta di brevetto risale al 1871 ed il cui non ottenimento fu solo dovuto al mancato pagamento delle necessarie tasse di deposito.

Di importanza solo storica è il telefono meccanico, nel quale la voce e i suoni mettono in vibrazione una sottile membrana, vibrazioni che vengono direttamente trasmesse lungo un filo metallico collegato all’altra estremità ad alta membrana che riproduce il suono, sistema sperimentato già nel 1668 da Robert Hooke. I suoni e le voci sono composti da vibrazioni di natura elastica che vengono trasformate dall’orecchio in sensazioni. Tali vibrazioni si propagano attraverso l’aria alla velocità di circa 340 m./sec., velocità che può essere però molto aumentata se queste vibrazioni vengono trasformate in energia elettrica e trasmesse con radioonde o con conduttori aerei (300.000 km./sec.); se la trasmissione avviene con cavi telefonici pupinizzati la velocità è di 20-35.000 km./sec.

Come avviene una telefonata?

La conversione dell’energia sonora in fenomeno elettrico avviene per mezzo del microfono: la corrente elettrica che varia seguendo le variazioni della pressione atmosferica provocate dalla sorgente sonora, viene trasmessa al ricevitore. Quest’ultimo, vibrando, provoca la ritrasformazione della corrente elettrica in fenomeno sonoro. A parte le distorsioni, il fenomeno sonoro riprodotto è identico a quello di partenza. Gli organi essenziali per stabilire una comunicazione telefonica comprendono due apparecchi telefonici situati all’estremità della linea telefonica di collegamento, con o senza la interposizione di una centrale di comunicazione.

Le comunicazioni telefoniche si possono distinguere, a seconda della distanza, in urbane ed in interurbane, ed a seconda del modo in cui avviene la commutazione nella centrale telefonica, in comunicazioni con commutazione manuale e con commutazione automatica; le prime sono eseguite da telefoniste quasi esclusivamente per le comunicazioni interurbane ed internazionali, pur avviandosi ora anche il traffico interurbano verso la commutazione automatica.

In base alla frequenza di trasmissione impiegata la telefonia si distingue inoltre in telefonia normale, nella quale la corrente trasmessa è di frequenza compresa nella gamma vocale, in telefonia multipla ad alta frequenza, utilizzante correnti portanti di alta frequenza, variabile a seconda della distanza e del tipo di collegamento ossia linea aerea, cavo e cavo coassiale, ed in telefonia ad onde convogliate, che è un sistema ad alta frequenza nel quale la corrente portante modulata di alta frequenza viene convogliata su di una linea elettrica di trasporto dell’energia.

Sempre maggiore importanza sta assumendo in questi anni la telefonia multipla a divisione di tempo, consistente nell’identificare periodicamente ed istantaneamente (a intervalli di tempo assai brevi) lo stato elettrico dei conduttori che escono da un telefono, servendosi poi all’arrivo di tali condizioni istantanee per riprodurre in modo continuo il fenomeno elettrico (avviandolo all’apparecchio di arrivo).