Il percorso verso la rivoluzione industriale digitale

Ricostruiremo ora l’evoluzione storica che ha portato alla odierna rivo- luzione industriale digitale15_{. Si tratta di cinque diversi passaggi in cui si}

articola tale processo di trasformazione. Volendo distinguerli in maniera analitica osserveremo che:

 la prima fase è quella iniziata alla metà degli anni ‘50 del secolo scorso con la nascita dei computer e si è protratta fino ai primi anni ‘70 quando la micro-elettronica e i semiconduttori registrarono uno sviluppo significativo. All’epoca i calcolatori elettronici erano macchinari grandi e ingombranti e occupavano grandi sale climatizzate, allora denominate Cen- tri di elaborazione dati.

 La seconda fase ha luogo tra gli anni ‘60 a gli anni ‘90, allorché la miniaturizzazione permise nel campo dell’elettronica degli avanzamenti rimarchevoli in termini di praticità, costo e capacità di memoria. Questo passaggio rese possibile la diffusione, a partire dagli anni ‘80 dei Personal Computer le cui dimensioni erano più contenute e dunque proporzionate agli spazi della nostra vita quotidiana. Come spiega Birrien «par sa richesse en inventions et en découvertes, 1968-1977 constitue peut-être la période la plus faste pour le développement de l’informatique» (1990, p. 80).

 Scrivendo all’inizio degli anni ‘90 non prevedeva che i periodi “più fausti” dovevano ancora arrivare. Le prestazioni più efficienti e le modalità d’uso del PC divennero più agevoli, soprattutto da quando la Apple le per- fezionò introducendo mouse e interfaccia grafica, poi imitata da Microsoft con sistema operativo Windows16_.

 Queste brillanti soluzioni sostituivano i comandi che dovevano es- sere impartiti alla macchina anche per le operazioni più elementari che oggi siamo soliti fare con un click. Ciò costituì un vero e proprio salto di qualità perché la manualità con cui si poteva gestire la macchina si basava su prin- cipi semplici e intuitivi.

 Unitamente a Internet a partire dagli anni ‘90 del XX secolo - terza tappa - si è prodotto un mutamento sostanziale nel nostro modo di comu- nicare, lavorare, vivere, creando un esteso mondo interconnesso. Appaiono  

15 _{Per un’esauriente ricostruzione del sorgere e dell’affermazione dell’informatica, si}

rinvia a Birrien 1990.

16 _{Continua Birrien […] en 1977 […] un autre bouleversement, aux conséquences com-}

bien considérables, l’arrivée du micro-ordinateur banalisé (l’Apple II) qui va devenir rapi- dement un produit grand public, accessible à tous sur les étagères des grandes surfaces […] Cette apparition des micro-ordinateurs aura pu être réalisée grâce à la découverte fondamen- tale en 1971 du micro-processeur (l’Intel 4004). En une période très courte, cette nouvelle puce va réussir à envahir tous les domaines de la société», ivi, 1990, p. 80.

nuovi prodotti, e si riducono i costi per produrre questi e i precedenti.  Quanto fin qui ricostruito  la nascita dei grandi computer, la diffu- sione dei personal computer grazie alla miniaturizzazione progressiva dei chip, l’introduzione di nuove interfacce uomo-macchina (cfr. infra § 3.2.5), l’avvento di Internet (la cui evoluzione vedremo tra breve)  è stato un per- corso lungo circa mezzo secolo.

 Nei primi dieci anni del nuovo millennio si è compiuto l’ulteriore passaggio. La quarta fase vede la comparsa sul mercato e la diffusione, grazie ai prezzi contenuti che la produzione globalizzata ha permesso, di altri hardware ancora più piccoli e maneggevoli, una sorta di computer tas- cabili: i tablet, gli smartphone con una potenza di calcolo, velocità, capacità di memoria e archiviazione che li hanno resi la nostra protesi di collega- mento con il resto del mondo vicino e lontano. In questo modo, con la c.d. Quarta Rivoluzione Industriale, il mondo fisico e quello virtuale si fondono progressivamente, così come le nostre abitudini quotidiane, la nostra vita si digitalizzano sempre più grazie, ad esempio, ai social media o ad una serie rilevante di servizi cui possiamo accedere comodamente da casa on line.

Il miglioramento tecnico incrementale che fino alla terza rivoluzione in- dustriale degli anni ‘70-’80 assicurava l’adeguamento tecnologico per far fronte alle innovazioni non è stato però più sufficiente ad assicurare la po- tenza di calcolo e la velocità di elaborazione dei dati che l’era informatica veniva sviluppando in scala esponenziale. L’ulteriore avanzamento tecno- logico che ci traghetta verso la società digitale si stava incagliando in due direzioni. La prima costituita dal limite fisico raggiunto dalla miniaturizza- zione. Questo ostacolo è stato superato grazie al passaggio ulteriore rappre- sentato dalle tecnologie dell’infinitamente piccolo: le nanotecnologie. Il se-

condo problema da superare è stato disporre di una capacità di memoria e

di calcolo allo scopo di gestire la gran mole di dati digitali che produciamo. Per avere un’idea dell’estensione e della pervasività sociali dei fenome- ni di cui ci stiamo occupando, la Tabella 3.1 illustra la diffusione di Internet in poco più di vent’anni. Si stima che il volume mondiale dei dati tra il 2013 e il 2020, decuplicherà, passando da 4.4 trilioni di gigabyte a 44 tri- lioni di gigabyte. È come se il volume dei dati scambiati nel 2013 coprisse- ro per due terzi la distanza che va dalla terra alla luna; si stima che nel 2020 questo stesso tragitto verrebbe coperto per oltre 6 volte17_.

17 _{«If the Digital Universe were represented by the memory in a stack of tablets, in 2013}

it would have stretched two-thirds the way to the Moon. By 2020, there would be 6.6 stacks from the Earth to the Moon», http://www.ilsole24ore.com/pdf2010/Editrice/ILSO- LE24ORE/ILSOLE24ORE/Online/_Oggetti_Correlati/Documenti/Tecnologie/2014/04/oppo rtunita-digitale.pdf

Tab. 3.1 - Crescita di Internet 1995-2017 nel mondo

Data (dicembre) Numero utenti (milioni) Percentuale popolazione _mondiale

1995 16 0,4 1996 36 0,9 1997 70 1,7 1998 147 3,6 1999 248 4,1 2000 361 5,8 2003 719 11,1 2004 817 12,7 2005 1.018 15,7 2007 1.319 20 2008 1.574 23,5 2009 1.802 26,6 2011 2.267 32,7 2012 2.497 35,7 2013 2.802 39 2014 3.079 42,4 2015 3.366 46,4 2016 3.696 49,5 2017 4.156 54,4

Fonte: Internet World Stats, https://www.internetworldstats.com/emarketing.htm (nostra

parziale rielaborazione)

 Si è così inaugurata la quinta fase del processo di sviluppo digitale, anche se ancora nelle sue applicazioni non è così diffusa a livello pubblico. La caratteristica di queste nuove tecnologie è che sono la tecnologia del piccolissimo, si sono cioè sviluppate su scala micro (un milionesimo di me- tro; simbolo µ) o nano (un miliardesimo di metro; simbolo n). Esse consen- tono la manipolazione e il controllo ai livelli molecolari se non anche del- l’atomo. La novità sta nel fatto che le nanotecnologie hanno permesso di superare i limiti raggiunti dalle precedenti soluzioni di progressivo affina- mento tecnologico. Di conseguenza è stato possibile quel salto di qualità verso la rivoluzione digitale.

Il padre delle nanotecnologie è Richard Feynman. Nel 1959 questo scienziato dimostrò la possibilità di memorizzazione delle informazioni su scala ridotta al livello degli atomi, immaginando così la miniaturizzazione del computer (che è bene ricordare all’epoca erano macchine molto ingom- branti) e dei circuiti elettronici (Ahmed et al. 20152_).

L’evoluzione delle nanotecnologie può essere suddivisa in quattro fasi: a) la prima riguarda le nanostrutture come realtà estremamente piccole; b) la seconda fase aggiunge alle nanostrutture fino ad allora conosciute e che erano eminentemente passive, elementi più attivi con funzioni evolutive; c) la terza generazione vede lo sviluppo di nanosistemi, magari in asso-

ciazione con insiemi molecolari, dando così luogo ad organi artificiali co- struiti su scala nanometrica, ad esempio virus e batteri modificati;

d) la quarta fase è in corso: attualmente le ricerche vertono sulla realiz- zazione di nanosistemi dotati di più funzioni e dunque eterogenei, analo- gamente a come funzionano i sistemi biologici.

Il ricorso alla biologia, copiandone i meccanismi, risponde alla nostra necessità di disporre di macchine in grado di realizzare, in pochi passaggi e con dispendio energetico ridotto, una sequenza di comandi.

I processi cellulari biologici funzionano, infatti, a scale straordinarie di velocità, superando di gran lunga la tecnologia informatica di oggi basata sul silicio. Sperimentiamo questo fatto ogni volta che operiamo il ricono- scimento di un oggetto grazie al nesso occhio-cervello e grazie al quale e in seguito al quale compiamo un’azione. Il coordinamento della nostra vista con le nostre mani è una sequenza che avviene in frazioni di secondo, tanto da sembrarci istantaneo. Questa quasi-immediatezza è dovuta al fatto che le nostre cellule sono molto veloci.

In tal modo, si combinano la nano-ingegneria con la biotecnologia: le cellule degli organismi viventi hanno capacità di immagazzinare informa- zioni, elaborarle, comunicarle tra loro e di riprodursi in modo talmente pre- ciso e veloce da costituire un modello da imitare. Per questa ragione lo stu- dio e l’applicazione di cellule viventi biologiche è così rilevante per lo svi- luppo della tecnologia. Un esempio di quanto stiamo dicendo è rap- presentato dai biochips (Xing, Cheng 2003). I biochips combinano e fon- dono la fisica, il digitale e la biologia e adoperano il DNA come mezzo di memorizzazione.

Accanto alla tecnologia del piccolissimo, le nuove tecnologie si svilup- pano anche a livello macro. Si pensi ai sensori che consentono la connes- sione tra oggetti e tra uomini e cose. I campi di applicazione di queste tec- nologie sono le reti (elettriche), le catena di fornitura di vendita e nei servi- zi logistici, in vari sistemi di servizi di monitoraggio, di sicurezza per i di- versi prodotti come, ad esempio, le automobili18_.

In conclusione, si può dire che la lenta maturazione delle tecnologie ha fatto incontrare diversi ambiti scientifici e di ricerca  fisica, biologia, in- formatica. Dal loro incontro è scaturito il profondo cambiamento di cui og- gi siamo testimoni. Alla stessa stregua degli inventori inglesi del XVIII se- colo i quali, pur non sapendo nulla di filati, provarono ad applicare i loro dispositivi ai filatoi e ai telai tradizionali azionati manualmente. Questi fu- rono successivamente sostituiti da telai meccanici azionati da macchine a  

18 _{Interessante da questo punto di vista l’esperienza BMW riportata da Dunckern 2017. Egli}

vapore e impiegati nelle officine. E videro che funzionava. E che grazie a qualche altro ritocco avrebbero funzionato meglio: si tratta dell’innova- zione incrementale di cui abbiamo parlato poc’anzi. Dall’altra parte come interlocutori avevano chi vantava una tradizione artigianale nella lavora- zione dei tessuti e ha provato a migliorare la resa dei propri attrezzi moder- nizzandoli con tecniche innovative19_.

Oggi, gli sviluppi scientifici, la disponibilità d’uso di nuovi materiali, le connessioni fisiche e virtuali stanno dando luogo ad un connubio che si mostra di successo nell’ambito della produzione industriale e che noi chia- miamo, a torto o a ragione, Quarta Rivoluzione Industriale.