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Nel contesto delle transizioni digitali e verdi, caratteristiche comuni a tutti i programmi del Next Generation UE, lo Spoke 5 coordinato dall’UNIVPM si occupa della sostenibilità degli ambienti di vita e lavoro, con l’intenzione di creare un ecosistema sinergico capace di generare conoscenza e buone pratiche, con conseguenti impatti significativi sull’ambiente e sull’economia sociale del territorio.
L’Italia centrale, e le Marche in particolare, sono aree particolarmente adatte alla produzione nel settore della meccanica, della moda, dell’arredamento e degli elettrodomestici, con particolare attenzione alle tecnologie che migliorano la vita quotidiana delle persone.
Inoltre, le Marche sono una delle regioni con l’aspettativa di vita più alta in Italia, con il risultato che il mercato dell’invecchiamento attivo è in crescita, e la Silver Economy apre la porta a significativi sviluppi e ampie opportunità di impiego. Il benessere, la qualità della vita, la sostenibilità dei prodotti e dei processi produttivi e la digitalizzazione sono tra i punti focali dello Spoke 5 con l’obiettivo ambizioso di rafforzare i sistemi industriali con elevato potenziale di crescita e portatori di innovazione sociale (e quindi affrontare ampiamente cambiamenti demografici, crisi economiche, cambiamenti climatici e vulnerabilità energetica).
Il programma di ricerca del Gruppo UNIVPM aspira a contribuire a questo nuovo scenario attraverso cinque principali tematiche di ricerca, ciascuna strutturata come un’integrazione di una serie di iniziative, dalla ricerca teorica e formazione al trasferimento tecnologico e alla diffusione. Le tematiche di ricerca sono: a) Edifici sostenibili centrati sulle persone, b) Vita attiva e assistita, c) Eco-sostenibilità dei prodotti per gli ambienti di vita, d) Produzione sostenibile per l’industria degli ambienti di vita, e) Modelli innovativi per la sostenibilità socio-economica delle aree rurali, integrando gli ambienti di vita con le tecnologie agricole.
Gli obiettivi di ciascuna tematica sono riassunti qui di seguito:
- People-centric sustainable buildings: Sviluppo di soluzioni innovative, componenti, sistemi di supporto alle decisioni e quadri di controllo per l’operazione del progetto (gestione in servizio) e la diagnosi degli ambienti di vita/lavoro. Soluzioni di progettazione, modelli statistici, algoritmi di fornitura e controllo del comportamento degli occupanti, strumenti di misurazione e controllo in tempo reale saranno sintonizzati secondo approcci integrati alle prestazioni e basati su tecniche di apprendimento automatico. L’obiettivo è coniugare il comfort e la salute multi-dominio umana con alte prestazioni energetiche e massima adattabilità a una società in evoluzione in modo sostenibile ed economicamente conveniente. Ambienti virtuali immersivi, stanze di prova altamente controllate, modelli surrogati, BIM e Digital Twin saranno utilizzati per valutare le diverse disposizioni degli ambienti di vita e lavoro e diverse combinazioni di impostazioni di sistemi in varie condizioni appartenenti a tutti i domini del comfort (termico, visivo, acustico, qualità dell’aria). Saranno perseguite strutture sicure e intelligenti in grado di interagire con gli occupanti e di auto-diagnosticare lo stato di salute dell’edificio anche rispetto a eventi dinamici improvvisi.
- Active & Assisted Living: Sfruttare i risultati della ricerca per potenziare le attività di trasferimento tecnologico e la loro portabilità sul mercato per sviluppare nuovi prodotti e fornire servizi preziosi per migliorare la qualità della vita, la sicurezza e il comfort, nonché l’efficienza energetica degli ambienti di vita domestica e lavorativa. Ciò sarà possibile grazie all’integrazione di tecnologie attualmente in uso nell’ICT, come l’intelligenza computazionale in grado di supportare lo sviluppo e il prototipazione di funzioni intelligenti, l’IoT basato su sensori intelligenti per l’acquisizione di conoscenze dall’ambiente di vita, e l’implementazione nel mondo fisico delle azioni determinate dall’intelligenza computazionale, la cybersicurezza in grado di attuare analisi di vulnerabilità e definire protocolli di sicurezza, il calcolo Edge/Cloud per la progettazione di soluzioni software e le interfacce delle interazioni uomo-macchina e uomo-ambiente basate su approcci avanzati centrati sull’utente, e lo sviluppo di servizi basati su robot assistenziali e personali.
- Eco-sustainability of products for the living environments: Identificare metodologie e strumenti che supportano le aziende nell’integrazione efficace dei concetti di sostenibilità all’interno del processo di progettazione. Orientare la ricerca verso lo sviluppo di metodologie flessibili adattabili a contesti industriali diversi, per sostenere la progettazione sostenibile, in grado di: guidare il processo di progettazione nell’uso integrato di strumenti di sostenibilità ambientale che riducono il cosiddetto trasferimento di impatti e favoriscono l’implementazione di strategie circolari; integrare tutte le dimensioni della sostenibilità (ambientale, sociale ed economica); incoraggiare l’uso di dati in tempo reale per definire soluzioni sostenibili per la fine della vita di prodotti complessi; supportare la generazione di know-how specifico che consenta la condivisione di buone pratiche e regole. Tutta la ricerca sarà supportata da metodi quantitativi in grado di valutare il reale beneficio per l’ambiente per garantire il raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità: analisi del flusso di materiali (MFA), valutazione del ciclo di vita (LCA), stima degli indici di circularità. Il supporto all’innovazione delle PMI attraverso tali strumenti è fondamentale per una transizione verde efficiente ed efficace.
- Sustainable manufacturing for living environment industry: Sviluppare soluzioni tecnologiche e metodologie di progettazione per sistemi automatizzati e robotici inclusivi, specificamente progettati per l’industria degli ambienti di vita in collaborazione con aziende leader del settore. I nuovi sistemi di produzione risponderanno alla filosofia della produzione centrata sull’essere umano, in cui la macchina non sostituisce gli esseri umani, ma li supporta in una relazione collaborativa. Sviluppare tecniche di interazione uomo-robot/macchine mirate all’ergonomia dell’operatore e al comfort lavorativo attraverso algoritmi di controllo adattivo (apprendimento automatico) basati su dati antropometrici che rilevano lo stato psicofisico del lavoratore. Promuovere la sostenibilità e la digitalizzazione dei sistemi di produzione introducendo le tecnologie abilitanti dell’Industria 4.0, come la robotica collaborativa, la realtà virtuale/aumentata e i sistemi cibernetici-fisici, al fine di ottenere ambienti di lavoro più sicuri e flessibili, per ridurre il tempo di arrivo sul mercato, e risparmiare attraverso l’accelerazione della fase di design dei prodotti/processi.
- Innovative models for socio-economic sustainability of rural areas – Sviluppo di nuove strategie e modelli di business per l’implementazione in diverse aree specifiche interne della Regione Marche, ad esempio quelle meno sviluppate dal punto di vista economico e sociale. Si tratta di nuove iniziative economiche o del supporto alla ripresa delle imprese esistenti, orientate verso ambienti di vita/lavoro sostenibili. Lo scopo specifico del progetto è favorire lo sviluppo di modelli di business incentrati su soluzioni innovative (prodotti e servizi) che possano migliorare non solo le prestazioni competitive ed economiche delle imprese coinvolte, ma anche la qualità della vita e la sicurezza degli abitanti locali. È importante notare che nella regione Marche, i residenti con più di 65 anni sono 381.162, e l’indice di invecchiamento della popolazione marchigiana è in costante crescita dal 2000, raggiungendo 207,5 nel 2021 (Istat, 2021). Rappresentando il 25,44% della popolazione totale, possono costituire una domanda potenziale notevolmente interessante per queste soluzioni innovative, alcune delle quali potrebbero essere indirizzate specificamente a loro favorendo un invecchiamento attivo e assistito. Questo obiettivo richiede strategie innovative che sfruttino sinergie tra settori e attori diversi, come agricoltura, turismo, commercio, industria e cultura, oltre alle specifiche caratteristiche dell’area geografica Un altro punto è stimolare la combinazione tra il know-how locale e tradizionale di queste aree, specialmente considerando le tre filiere della moda, dell’arredamento per la casa e della meccanica-ingegneria, e le nuove opportunità aperte dallo sviluppo tecnologico.
