Scritto da Pandora Rivista
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Roberto Bellotti (UNIBA) è Leader dello Spoke 5 e membro dello Spoke Coordination Board del Centro Nazionale ICSC.
Il Centro Nazionale ICSC rappresenta un’iniziativa strategica per rafforzare le capacità italiane nel supercalcolo, nella gestione dei dati e nelle tecnologie avanzate. Qual è il ruolo dello Spoke 5 all’interno di questo ecosistema e quale contributo specifico ha portato rispetto agli obiettivi complessivi del Centro?
Bellotti: Il Centro affronta ambiti molto diversi, dalla salute alla scienza dei materiali, e lo Spoke 5 è dedicato ai temi dell’ambiente e dei disastri naturali. Il nostro obiettivo è stato sviluppare metodologie in grado di aiutare a comprendere meglio il territorio e a ridurre l’impatto degli eventi estremi. Operiamo in un contesto fortemente multidisciplinare: mettiamo in dialogo competenze che spaziano dall’ingegneria alle scienze della Terra, fino alle tecnologie digitali più avanzate, perché fenomeni complessi come frane, alluvioni o terremoti non possono essere affrontati da una singola prospettiva disciplinare.
Il contributo specifico dello Spoke 5 è proprio quello di trasformare questa pluralità di conoscenze in strumenti concreti, capaci di supportare chi è chiamato a prendere le decisioni nella prevenzione e nella gestione del rischio.
Lo Spoke 5, come ha sottolineato, ha riunito competenze e dati provenienti da realtà molto diverse per sviluppare nuovi strumenti di analisi e supporto alle decisioni. Come si è tradotto questo approccio nelle attività di ricerca? Può raccontarci alcuni dei risultati più significativi e le difficoltà che avete affrontato nel costruire questa esperienza?
Bellotti: Il risultato più importante raggiunto in questi anni è stato costruire una comunità scientifica che, prima della nascita dello Spoke 5, non aveva mai lavorato insieme in modo strutturato. Abbiamo coinvolto circa 300 ricercatori provenienti da otto istituzioni diverse – Università di Bari, Università dell’Aquila, Università di Firenze, Politecnico di Bari, CNR, “Sapienza” Università di Roma, ENEA e Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) – ciascuna con competenze e approcci consolidati nei rispettivi ambiti di ricerca. Creare un linguaggio comune e favorire il dialogo tra queste realtà è stata probabilmente la sfida più impegnativa, ma anche uno dei principali successi del progetto. Su questa base abbiamo sviluppato metodologie data-driven che integrano dati raccolti sul campo, spesso proprietari e custoditi dai singoli gruppi di ricerca, con tecniche di intelligenza artificiale e machine learning. Questo approccio ci ha consentito di realizzare diversi strumenti già pienamente funzionanti su casi di studio specifici. Tra gli esempi più significativi ci sono i Digital Twin, cioè gemelli digitali che riproducono attraverso simulazioni il comportamento di territori o sistemi particolarmente complessi. Abbiamo sviluppato, ad esempio, il Digital Twin di Bovino, un’area particolarmente fragile della Daunia, nel nord della Puglia, utilizzato per studiare fenomeni di instabilità del territorio. Stiamo inoltre lavorando al monitoraggio continuo dell’area dei Campi Flegrei e alla modellazione degli scuotimenti sismici, con l’obiettivo di migliorare la capacità di analisi e previsione dei possibili scenari di rischio.
Un altro filone di ricerca riguarda il comportamento delle comunità esposte ai disastri naturali. Ci occupiamo di capire come le persone reagiscono nelle situazioni di emergenza: come funzionano i piani di evacuazione, in che modo viene percepito il rischio e quali fattori psicologici influenzano le scelte individuali e collettive. Sono aspetti che incidono direttamente sull’efficacia delle strategie di prevenzione e che, per questo, devono essere considerati insieme alle analisi di carattere più strettamente tecnico. Su tutti questi temi abbiamo realizzato proof of concept che, in diversi casi, hanno già raggiunto un elevato livello di maturità tecnologica e si avvicinano a possibili applicazioni operative nel mondo reale.
Un elemento centrale del vostro lavoro riguarda la gestione e la valorizzazione dei dati secondo i principi FAIR (Findable, Accessible, Interoperable, Reusable). Cosa significa adottare questi principi nel contesto dei dati ambientali e perché rappresentano un aspetto così importante per lo sviluppo di strumenti affidabili e utilizzabili?
Bellotti: Seguire i principi FAIR nella gestione dei dati significa definire regole e procedure che consentano di descrivere, condividere e riutilizzare le informazioni in modo controllato, preservandone qualità, tracciabilità e sicurezza. Nel nostro ambito questo tema è particolarmente delicato, perché molte delle informazioni che utilizziamo sono proprietarie o riguardano infrastrutture e territori sensibili. Pensiamo, ad esempio, ai dati relativi alla suscettibilità di un’area alle frane, oppure alle informazioni che riguardano infrastrutture critiche come ferrovie o acquedotti: si tratta di dati che, se interpretati o utilizzati in modo improprio, possono avere implicazioni rilevanti. Adottare i principi FAIR permette quindi a comunità scientifiche diverse di lavorare sugli stessi dati secondo standard comuni, evitando duplicazioni e facilitando il trasferimento delle conoscenze e degli strumenti sviluppati.
Nel nostro caso il valore aggiunto è proprio quello di riuscire a coniugare apertura e riuso dei dati con la necessità di proteggerne gli aspetti più sensibili. Per questo ci siamo affidati alle linee guida FAIR implementate dal Centro Nazionale, che hanno rappresentato un riferimento importante per organizzare e valorizzare il patrimonio informativo raccolto all’interno dello Spoke.
Accanto alla modellazione fisica e al supercalcolo, fate ricorso anche a tecniche di machine learning ed explainable AI. Perché è importante comprendere come un modello arriva a una determinata previsione, soprattutto in un ambito come quello dei rischi naturali?
Bellotti: Uno dei principali limiti dei modelli di intelligenza artificiale riguarda il loro funzionamento come una sorta di “scatola nera”: il sistema restituisce una previsione o una risposta, ma non sempre è chiaro quali elementi abbiano portato a quel risultato. In contesti come il nostro questo rappresenta un problema, perché chi deve prendere decisioni operative ha bisogno di comprenderne le motivazioni.
Le tecniche di explainable AI consentono proprio di fare questo. Oltre a fornire una stima – per esempio la probabilità di una frana o il livello di sicurezza di una determinata infrastruttura – permettono di individuare quali variabili abbiano avuto il peso maggiore nel determinare quella previsione. L’explainability aiuta a far comprendere sia al decisore pubblico sia alla popolazione perché vengono assunte certe decisioni e perché vengono fatte determinate scelte.
Molti dei temi affrontati dallo Spoke 5 si intrecciano con quelli di altri ambiti del Centro Nazionale. Come si è sviluppato il dialogo con gli altri Spoke e quale valore ha avuto questa collaborazione nello sviluppo delle vostre attività?
Bellotti: All’interno del Centro Nazionale esistono Spoke con cui il nostro rapporto è stato particolarmente stretto per affinità di tematiche e obiettivi scientifici. Penso, ad esempio, allo Spoke 4 dedicato alla Terra e ai cambiamenti climatici e allo Spoke 9 rivolto a Digital Society e Smart Cities. Si tratta di ambiti che presentano numerosi punti di contatto con le attività dello Spoke 5, perché i fenomeni che studiamo sono spesso interconnessi e richiedono approcci complementari.
Questo confronto si è tradotto in uno scambio continuo di competenze, metodologie ed esperienze, che ha contribuito ad arricchire sia i modelli sia gli strumenti sviluppati nei diversi contesti applicativi. L’interazione è stata particolarmente fruttuosa e sono convinto che queste collaborazioni continueranno anche oltre la conclusione del PNRR, proprio perché rispondono a esigenze scientifiche e operative che vanno al di là della durata del progetto.
Le attività dello Spoke prevedono una stretta collaborazione con istituzioni pubbliche, mondo della ricerca e imprese. Qual è il contributo specifico di questi diversi attori e in che modo questo confronto ha favorito il trasferimento delle soluzioni sviluppate verso contesti applicativi concreti?
Bellotti: Nel caso dell’ambiente e dei disastri naturali, il nostro principale stakeholder di riferimento è il Sistema Paese. Il nostro obiettivo è mettere a disposizione soluzioni che possiamo sviluppare direttamente all’interno dello Spoke o che le imprese possono ulteriormente valorizzare e adattare a partire dai modelli che realizziamo. Da questo punto di vista, lo Spoke 5 ha una caratteristica particolare: il dialogo molto stretto con le istituzioni pubbliche. Nel corso di questi mesi abbiamo stipulato numerosi accordi con soggetti chiamati a gestire concretamente il rischio sul territorio. Penso, ad esempio, ad Acquedotto Pugliese o ad alcune agenzie regionali impegnate sui temi del dissesto idrogeologico e della tutela delle infrastrutture.
Parallelamente abbiamo collaborato con altre università e con il sistema delle imprese, anche attraverso i cosiddetti bandi a cascata, che hanno favorito la nascita di nuove progettualità condivise. Si è così sviluppato un lavoro di rete particolarmente intenso, che ci ha messo in contatto con il settore privato ma, soprattutto, con quei soggetti pubblici che possono tradurre questi strumenti in azioni concrete a beneficio dei territori.
I temi su cui lavorate hanno ricadute che vanno ben oltre la ricerca e riguardano direttamente il Sistema Paese. Quale impatto auspicate nei prossimi cinque anni e quali saranno le principali sfide per trasformare questi strumenti in pratiche sempre più diffuse di prevenzione e gestione del rischio?
Bellotti: I disastri naturali hanno un impatto molto rilevante sulle casse dello Stato e, più in generale, sull’intero sistema economico e sociale. La prevenzione comporta certamente dei costi, ma la gestione delle emergenze e la ricostruzione ne comportano di gran lunga maggiori, come purtroppo sappiamo bene. Il nostro auspicio è che i modelli e le strategie che stiamo sviluppando possano essere adottati sempre più spesso in una logica di prevenzione, intervenendo prima che gli eventi si verifichino o che le loro conseguenze diventino più gravi. La sfida non è soltanto tecnologica e richiede anche scelte politiche, capacità di programmazione e un cambiamento culturale nel modo in cui affrontiamo il tema del rischio.
Proprio in questa prospettiva stiamo lavorando su livelli elevati di maturità tecnologica, sviluppando servizi e prodotti vicini all’applicazione concreta e pensati per essere adottati il prima possibile dalle amministrazioni pubbliche. L’obiettivo finale è contribuire a ridurre il rischio e rafforzare la capacità dei territori di affrontare i disastri naturali, investendo sempre di più sulla prevenzione.
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