ANALISI E GESTIONE INTEGRATA DELL’INFORMAZIONE E SMART TECHNOLOGIES
La rapida evoluzione delle tecnologie digitali dell’informazione e della comunicazione (ICT), accentuano considerevolmente le necessità e le potenzialità di integrazione con la finalità di rendere i dati fruibili ed intellegibili. La curva iperbolica di crescita di tali tecnologie, lascia intravedere scenari di interesse scientifico sempre più interessanti con sistemi più potenti ed universali, con opportunità inedite anche nel settore della ricerca ambientale ed in particolare delle acque, che trasversalmente attraversano ed interessano tutte le matrici ambientali. Le innovazioni più significative riguardano i “modelli di computing” che sono alla base della gestione integrata delle informazioni, la cui concreta applicazione passa attraverso l’acquisizione e la gestione del più ampio numero di dati digitali (con tecniche big data, di business intelligence, etc.) attraverso strategie che vedono impegnati i Governi del mondo
Obiettivi
Tra gli obiettivi di interesse consideriamo:
- la messa a punto di metodologie e processi da standardizzare relativi alle fasi di acquisizione, trattamento e successiva elaborazione e gestione integrata di dati provenienti da fonti eterogenee di diversi dispositivi di acquisizione gestiti in data base strutturati (smart technologies and sensors, telerilevamento, proximal sensing, GPS, etc.) e non strutturati (fotografie, email, informazioni prese dai social network, etc.)
- “machine learning” e “soft computing” per la modellizzazione di fenomeni ambientali e la previsione di scenari futuri
- infrastrutture di “cloud computing” per l’elaborazione di dati a scale spaziali multiple
- metodologie di “spatial data mining” ambientale basato su paradigmi “open source” regolamentato dai “creative commons”
- calcolo ed interpretazione di test statistici basati sul paradigma della “visual statistics” con applicazioni in ambito industriale e di “human health”
- sensoristica di nuova generazione per l’analisi in tempo reale delle caratteristiche fisico-chimiche di sistemi idrici naturali e artificiali
Rilievo
L’incremento della disponibilità delle risorse informative in formato digitale, legato alla crescita esponenziale dei dispositivi elettronici, genera un fabbisogno di ricerca ed innovazione particolarmente utile per la valorizzazione di tali risorse conoscitive.
Disporre di quantitativi enormi di informazioni, in qualsiasi formato e di differente tipologia senza poterli interpretare e leggere in maniera integrata equivale a non averli affatto. Tuttavia non è possibile immaginare di gestire con le sole forze intellettive umane le conoscenze di cui si dispone, sia per limiti di tempo che per l’impossibilità di analizzare compiutamente quantitativi così ampi di informazioni favorendo aggregazioni e confronti ed estraendo aspetti di più evidente utilità. Per tali motivazioni nella gestione della conoscenza complessa, la tecnologia è un fattore irrinunciabile e le metodologie di analisi integrata offrono un importantissimo supporto per l’estrazione di informazioni preziose ai fini della comprensione dei processi ambientali. La stessa valorizzazione delle informazioni raccolte nel passato, rappresenta un’importante sfida allo scopo di evitare il rischio di disperdere preziose risorse informative. E’ necessario sviluppare strumenti utili ad estrarre sistematicamente la conoscenza utile per la gestione del ciclo integrato delle acque, nella complessità legata alla variabilità delle pressioni naturali ed antropiche che quotidianamente si esplicano, affrontando importanti sfide che muovono dalla più completa interoperabilità tra dataset e sistemi informativi eterogenei.
Gli obiettivi avanti richiamati rivestono una funzione di carattere trasversale adeguandosi a numerosissime esigenze di modellizzazione e studio delle risorse ambientali in senso lato ed idriche in particolare. Lo sviluppo di potenti infrastrutture ITC per la misura “real time” in “remote control” e sistemi di storage ed elaborazione di “big data” possono avere ricadute in ambito industriale e dello “human health”
Ambito internazionale
Il CNR-IRSA da tempo svolge un ruolo centrale nella gestione delle risorse idriche, collaborando alla implementazione e gestione di banche dati di livello internazionale, con un costante impegno orientato allo sviluppo di applicazioni innovative sui temi dell’Open Access, del Data Management e dell’Interoperabilità.
Tra i principali programmi a cui l’IRSA collabora citiamo:
- Il programma EU Copernicus
- La GEOSS Common Infrastructure (GCI)
- La Direttiva Europea INSPIRE
- Le iniziative e flagship GEOSS: coordinamento dell’iniziativa GMOS (Global Mercury Observation System); promozione dell’iniziativa GEO-GNOME (Global Network for Observations and information in Mountain Environments)
- I PON e POR legati ai temi della gestione integrate delle informazioni per la tutela delle acque
- L'European Territorial Cooperation Programme WATER.GUARD
Ambito nazionale
Il CNR-IRSA si fa promotore dello sviluppo ed integrazione di dispositivi di acquisizione dati a basso costo attraverso l'implementazione di software dedicato. Sulle tematiche dell’Open Access, Data Management e Interoperability l’IRSA ha partecipato al progetto interdipartimentale GIIDA (2008-2010), collaborando a progettualità coordinate dal CNR tra cui il progetto NextData e il progetto bandiera RITMARE, oltre che il progetto dipartimentale VIGOR quest’ultimo riferito alla valutazione delle potenziali fonti di utilizzazione dell'energia geotermica nelle Regioni della Convergenza, attraverso studi geologici, idrogeologici e idrodinamiche.
A livello nazionale l’IRSA gestisce LIMNO: una banca dati delle principali caratteristiche morfometriche, chimiche, biologiche e antropiche degli ambienti lacustri italiani (laghi naturali, naturali ampliati e artificiali).
Sono attive collaborazioni nell'ambito dell'Accordo Quadro con la Guardia di Finanza per la gestione integrata delle informazioni e con la Marina Militare, per la realizzazione di dispositivi di monitoraggio di variabili ambientali per la messa a punto di tecnologie a basso impatto ambientale per la decontaminazione di suoli. Nell'ambito della smart education le attività in corso si pongono quale obiettivo strategico la connessione tra mercato del lavoro, occupazione dei giovani, stabilizzazione degli occupati e patrimonio di competenze necessario alle imprese per il miglioramento del vantaggio competitivo, nel settore ambientale.
Il CNR-IRSA gestisce numerose banche dati ambientali della Regione Puglia, tra cui l’Anagrafe dei siti da bonificare, le banche sui siti posti sotto sequestro giudiziario, il Sistema informative delle acque sotterranee, n.5 banche dati previste dal "Piano regionale di protezione dell’ambiente, decontaminazione, smaltimento e bonifica ai fini della difesa dai pericoli derivanti dall’amianto in Puglia”, le banche dati per l’assistenza agli agricoltori (irrigazione, trattamenti fitosanitari e piani di concimazione, etc.) e banche dati sulle acque ad uso irriguo e sui suoli agrari.
Infine, la realizzazione della Banca dati tossicologica del suolo e dei prodotti derivati rappresenta un utile strumento di prevenzione dell’inquinamento del suolo, di sostegno alla pianificazione territoriale e di monitoraggio dello stato dell’ambiente e che contiene specifiche informazioni sui principali inquinanti del suolo, oltre a un archivio cartografico del territorio pugliese, e la banca dati delle tecniche di bonifica.
Attività in corso
Numerose attività in corso puntano alla costruzione di quadri conoscitivi territoriali complessi, articolati in banche dati e sistemi informativi territoriali ed analizzabili con il supporto di tecniche di gestione integrata dell’informazione. Tra le numerose progettualità citiamo:
- il progetto Nazionale SWARMNET che punta a coniugare la domanda d’innovazione nel settore della tutela delle risorse idriche attraverso la scelta strategica delle “smart cities” che prevedano un coinvolgimento attivo dei cittadini nella gestione del territorio e nell’attuazione delle politiche ambientali, in stretto raccordo con la strategia Europa 2020
- il progetto Jonico-Salentino per la realizzazione dell'Infrastruttura di dati territoriale utile al Centro Salute e Ambiente per un monitoraggio epidemiologico della popolazione residente nelle Province di Taranto, Brindisi e Lecce in collaborazione con ARPA Puglia ed Università degli Studi di Bari
Più in generale, gli obiettivi dell’area tematica sono oggetto di numerose collaborazioni nazionali ed internazionali, con università, istituti di ricerca e PMI. In particolare, sono in corso attività di ricerca in collaborazione con ricercatori dell’Università di Lancaster (Regno Unito), di Valparaiso (Cile), Davis (California-USA), Università di Bari, CONISMa, Politecnico di Bari, Università del Salento, Università di Reggio Calabria, Università di Padova, Università di Torino, CREA-SCA, oltre che di carattere istituzionale con Ministeri, Regioni, Province, Comuni, Commissari di Governo, Guardia di Finanza, Carabinieri, Corpo Forestale dello Stato, etc.
Sviluppi futuri
Nel prossimo futuro sarà conferito un forte impulso alle attività strettamente connesse con le Smart Technologies, utilizzandole efficacemente sia per l'acquisizione delle informazioni che per la gestione in tempo reale di decisioni, oltre che per scambi bidirezionali delle informazioni con le Smart Communities. Le attività future sono orientate alla socializzazione delle informazioni ambientali ed alla acquisizione distribuita. In tale direzione saranno sviluppate forme di coprogettazione allo scopo di porre essere strumenti in grado di rispondere efficacemente alle esigenze della utenza pubblica e privata. In continuità con quanto realizzato negli ultimi anni, nelle attività future si farà fortemente ricorso alle metodologie dei Living Labs anche per orientare le attività di ricerca verso applicazioni ritenute di interesse sia da parte della Pubblica Amministrazione che delle imprese e dei cittadini. Le attività di ricerca previste mirano a relazionare aspetti di Smart environment (gestione consapevole, responsabile ed intelligente delle risorse e la lotta all'inquinamento per favorire la qualità della vita) con quelli dello Smart living (salute, educazione, sicurezza, coesione sociale) e Smart economy (fornire al cittadino un ambiente di lavoro innovativo), utilizzando il tessuto connettivo della gestione dell'informazione. Operando in questo modo, si intende supportare i processi di apprendimento collettivo (social learning), che sono alla base dei cambiamenti comportamentali degli attori, sviluppando un marketplace, in grado di facilitare il match tra informazioni ed information need e di supportare la creazione di comunità di interesse. La gestione delle informazioni terrà conto delle seguenti priorità: 1. Puntare all'innovazione aperta ("open innovation"), favorendo il coinvolgimento degli stakeholders in processi trasparenti, collaborativi e sovente non codificati, in cui l'uso delle tecnologie ICT assume spesso un ruolo preponderante. 2. Essere utili per situazioni di vita reale ("real-life settings"). Le informazioni ambientali sono estremamente utili alla collettività per le applicazioni più variegate della vita reale oltre che per la gestione dei processi partecipativi informati. 3. Il coinvolgimento attivo degli utenti finali ("end user engagement") attivando percorsi di "innovazione centrata sugli utenti" ("user centred innovation"), in cui gli stessi utenti possono fornire dati, che dopo essere opportunamente validati o inter-calibrati possono concorrere a generare informazione diffusa 4. La co-creazione e l'innovazione guidata dagli utenti ("user-driven innovation") per i processi di ricerca e sviluppo "co-creativi" o di "innovazione guidata dagli utenti".