Il concetto di Industria 4.0 è un processo di trasformazione dell’industria attuale nel modello Smart Factory [1], attraverso l’applicazione delle tecnologie ICT alle procedure aziendali (produzione, servizi, gestione delle risorse energetiche, …) e alla catena logistica. Una Smart Factory prevede la possibilità di creare processi di gestione e decisionali molto rapidi o flessibili, sulla base di dati raccolti in tempo reale, anche rispetto a situazioni complesse.

Grazie all’applicazione di tali processi a numerosi contesti sia lavorativi che domestici, si stanno creando così una serie di mondi paralleli, che non sono percepibili alla vista, ma costituiti da relazioni e forze con un notevole impatto sulla società e sulla nostra vita quotidiana. Proseguendo nell’esplorazione dell’influenza che le tecnologie per l’Industria 4.0 hanno nel ridefinire il rapporto tra l’uomo e la macchina, un nodo fondamentale da analizzare è dunque costituito dal rapporto tra l’individuo e i dati.

Parlando di macchine, la prima immagine che viene alla mente è quella delle macchine operatrici, ovvero dispositivi che sfruttano il lavoro meccanico erogato da una macchina motrice per compiere le operazioni richieste dall’industria e dall’agricoltura. Ma macchine di dimensioni inferiori sono anche tutti gli elettrodomestici che ci aiutano nella gestione dei lavori di casa.

Tra le macchine elettriche va inoltre inserito il computer che, a differenza degli altri dispositivi creati allo scopo di ampliare la forza dell’uomo, è nato per ampliare le capacità di calcolo e di memoria. Di conseguenza, considerando il fatto che con l’avvento dell’Internet of Things e dell’Industrial Internet of Things, le funzioni di calcolo, memorizzazione e scambio di dati verranno inserite pressoché in tutte le tipologie di oggetti, si può avere una idea preliminare dell’importanza che la raccolta di dati e il loro utilizzo stia assumendo nella società.

L’interazione tra l’uomo e i dati viene mediata dagli oggetti intelligenti che si costituiscono come un ponte tra dimensione reale (fisica) e virtuale (digitale) e vanno a coprire diversi livelli di scala in rapporto all’uomo: dalla macroscala alla nanoscala, aiutando al tempo stesso a mantenere la contestualizzazione e l’ancoraggio dei dati alla loro sfera di significato di appartenenza.

Anche se, come illustra lo schema “Human-data interaction”(immagine 1), nel mondo digitale le dimensioni spaziali tendono ad appiattirsi nell’unità di misura del pixel e quelle temporali a diventare sempre più simili (grazie all’analisi statistica che consente di padroneggiare dati relativi anche a decine e centinaia di anni), i dati per poter essere utilizzati dall’uomo e risultare significativi devono essere comunque ricondotti alle condizioni umane e ad un ambito di riferimento reale.

Il rapporto tra l’uomo è i dati è inoltre controverso perché in relazione ad essi l’individuo svolge, talvolta anche contemporaneamente, ruoli diversi: può essere l’utente che beneficia dei dati raccolti, ma anche il fornitore più o meno consapevole degli stessi, può creare business attraverso la loro vendita o il loro sfruttamento indiretto.

Se l’industria sta abbracciando le nuove tecnologie con interesse, secondo una logica funzionale rispetto ad esigenze di efficienza o al fine di inserirsi in nuovi mercati, per una analisi più approfondita sugli impatti dell’interazione tra l’uomo e i dati è necessario ampliare la prospettiva di osservazione e analizzare le riflessioni che ricercatori, artisti e designer stanno facendo su questi temi.

In particolare lo strumento principale che hanno scelto di utilizzare per ragionare attorno ai dati e alle leggi che regolano e tengono insieme i mondi virtuali ai quali stanno dando vita, è la visual research, ovvero l’impiego di tecniche di visualizzazione di dati e processi, al fine di mettere in evidenza nuove connessioni di significati o di raccontare fenomeni noti secondo nuove prospettive.

Ecco come Kim Albrecht, intervistato per Digicult, descrive il concetto di visual research: “Ci sono diversi modi per creare conoscenza e comprendere il mondo. Molte delle scienze umane usano i testi come base delle loro scoperte. Le scienze naturali usano la matematica e il numero come mezzo di scoperta, io sto invece esplorando il modo per comprendere il mondo attraverso le immagini. Sto trasformando dati e numeri in immagini per creare conoscenza e capire il mondo. Quindi l’idea alla base del termine visual research è che non abbiamo più bisogno di usare numeri, matematica o testi, ma usiamo elementi visivi e grafici per creare conoscenza.”[2]

Questo concetto è stato introdotto dagli studi di Edward Tufte che nel 1997 scrive: “Prendere decisioni basate su evidenze richiede l’esibizione appropriata di tali prove. Una buona visualizzazione dei dati aiuta a rivelare conoscenze rilevanti per comprendere meccanismi, processi e dinamiche, causa ed effetto.“[3]

 L’Internet of Energy e il rapporto con il design nell’analisi visiva di Maddalena Mometti

Una nuova dimensione che sta prendendo forma grazie alla generazione e gestione di nuove tipologie di dati è l’Internet of Energy, ovvero l’applicazione delle tecnologie ICT al trasporto, alla trasmissione o alla generazione dell’energia. Tra queste applicazioni una delle principali è costituita dalle Smart Grid o reti elettriche intelligenti.

Una Smart Grid “rappresenta una rete in cui il flusso di energia (ad esempio l’energia elettrica) e le informazioni ad essa associate viaggiano attraverso le linee di trasmissione elettrica, realizzata su larga scala, integrata con altri sistemi di interfacce e/o dispositivi e atta a garantire agli utenti della rete e/o alle compagnie di forniture delle funzionalità avanzate.”[4]

La diffusione delle Smart Grid determinerà quindi interessanti cambiamenti nel modo di percepire, pensare e interagire con l’energia e con i dati di consumo. Il fatto che attraverso le stesse linee elettriche scorreranno anche le informazioni associate all’energia, spinge a pensare di creare oggetti intelligenti (Smart Things), i quali possano elaborare tali dati e comunicarli all’utente finale e a definire nuove strategie di interazione utente-energia.

Ma quale sarà il nuovo rapporto che si potrà instaurare con l’energia nel contesto dell’Internet of Energy? Si renderà necessario elaborare nuove metafore cognitive per consentire all’utente di comprendere la relazione tra i dati che sta manipolando e gli effetti reali sulla gestione delle sue risorse energetiche.

Come afferma Bill Tomlison: “Una gran parte dei modi in cui le persone utilizzano i sistemi tecnologici è determinata dalla metafora attraverso la quale ci approcciamo a tali sistemi. Le metafore sono una parte cruciale di come la gente pensa, ci hanno aiutato a costruire la nostra comprensione del nuovo mondo in cui viviamo. […] Noi usiamo metafore per comprendere nuovi oggetti, i processi, le idee e le impostazioni, mettendoli in relazione ai fenomeni che sono già familiari.”[5]

Il legame tra elettricità e comunicazione, sin dalla creazione dei primi media come il telegrafo e il telefono è sempre stato molto stretto. Con l’avvento del computer e la progressiva digitalizzazione delle componenti, i rapporti tra queste due reti sono diventati simbiotici. Per questo motivo il nostro attuale rapporto con l’energia risente molto delle metafore cognitive che abbiamo appreso nel rapportarci al computer e ai dispositivi elettronici.

Dal momento che gli oggetti che interagiranno in modo più significativo e completo con la rete intelligente saranno appunto le Smart Thing, la storia dell’interazione uomo-computer dagli inizi fino ad oggi (essendo il computer il primo antenato degli oggetti intelligenti) si presta ad un nuovo livello di lettura. Infatti, le mappe e i modelli mentali che l’utente si è costruito in questi anni usando diversi device elettronici, possono essere la base su cui lavorare per l’energy management e la creazione di nuove tipologie di prodotti e servizi.

Per comprendere come l’utente potrà relazionarsi con l’energia è interessante richiamare alla memoria i modelli di interazione del passato, che hanno caratterizzato la storia dell’electrosphere.[6] Nello schema “La storia del computer e l’evoluzione dell’interazione energia-utente” (immagine 4), vengono riassunte le tappe principali della storia del computer, evidenziando i cambiamenti nel modo di interagire con esso e con l’energia.

Si può notare, dunque, come nel periodo in cui sono stati introdotti i primi computer l’aspetto dei consumi energetici non fosse un argomento su cui veniva concentrata l’attenzione. La prima fase di sviluppo di questo prodotto, infatti, era dedicata all’esplorazione e aumento delle potenzialità del nuovo oggetto. Va tuttavia precisato che il computer è nato come strumento di lavoro e il numero di esemplari esistenti all’epoca era molto esiguo.

Il problema dei consumi energetici inizia a porsi quando il computer diventa un personal computer e quindi entra nelle case. Tale questione viene maggiormente sentita da parte dell’utente con l’avvento dei computer portatili, per i quali la durata della batteria è un elemento cruciale. L’interesse per l’efficienza energetica dei dispositivi elettronici viene ulteriormente incrementato dalla disponibilità del mobile internet e del wearable computing, intorno agli anni Duemila, fino all’avvento delle Smart Grid in cui si inizia a parlare di Internet of Energy.

L’effetto importante della diffusione delle Smart Grids, paradossalmente è l’aver spinto il design a lavorare per far focalizzare l’attenzione dell’utente sul concetto di materialità dell’energia. Al giorno d’oggi siamo immersi nell’intelligenza elettronica e per noi la condivisione in Internet delle informazioni è un evento normale, ma ci è voluto del tempo per acquisire familiarità con questa tecnologia e le implicazioni sociali e culturali che ha portato con sé.

Con le Smart Grid, saremo immersi anche nella diffusione dell’energia elettrica e dei dati ad essa associati e, allo stesso modo, sarà necessario elaborare e comprendere ciò che questo può comportare. In questo momento più che mai diventa pertanto significativo richiamare all’attenzione la funzione del design, oltre che come pratica di progettazione di prodotti per il nuovo nascente contesto dell’electrosphere, anche come disciplina che fornisce gli strumenti per una lettura critica e consapevole del mondo materiale.

A questo proposito è interessante ricordare le “Hertzian Tales” di Anthony Dunne e la sua indagine approfondita riguardo alla necessità di arricchire di contenuti poetici gli electronic devices: “L’origine di “Hertzian Tales” proviene da due motivazioni: in primo luogo, una frustrazione per il ruolo limitato svolto attualmente dai designer industriali (rispetto a quello degli ingegneri ed esperti di marketing) nello sviluppo di nuovi prodotti elettronici; e, in secondo luogo, la convinzione che anche il design ha contributo molto come forma di critica sociale, stimolando la discussione e il dibattito tra i progettisti, l’industria e il pubblico a proposito della qualità della nostra vita mediata elettronicamente.[…]

Credo fortemente nelle potenzialità dell’industrial design come arte applicata, o arte industriale, per migliorare la qualità del nostro rapporto con l’ambiente artificiale, e nelle potenzialità dell’industrial design, agendo nel cuore della cultura del consumo, per sovvertirla in una dimensione rivolta a fini più socialmente vantaggiosi. Per raggiungere questo obiettivo, è necessaria una ricerca di una nozione estesa di estetica del design che comprenda maggiori relazioni poetiche e metafisiche con l’ambiente artificiale degli artefatti tecnologici.”[7]

 Con la diffusione delle Smart Grid si ipotizza un ampliamento degli aspetti comunicativi dei prodotti e delle componenti ICT in essi contenute, e quindi ci sarà più materiale per lavorare alla componente poetico-culturale degli stessi. Una strada progettuale percorribile è la rivelazione dell’energia insita nell’ambiente rendendola percepibile ai sensi dell’utente.

Si pensi ad esempio al Roden Crater di James Turrell del 1979. La sua realizzazione ha richiesto una progettazione estremamente accurata della struttura architettonica e delle performance dell’ambiente stesso. Il percorso artistico di Turrell si concentra maggiormente sulla percezione e l’ottica. Ma il fatto che il Roden Crater utilizzi la luce solare, una fonte di energia rinnovabile tra le più diffuse rappresenta una suggestione molto interessante.

Inoltre in tutta la struttura essa viene usata come sorgente di illuminazione ma anche di suggestioni visive uniche, associando significati altri all’energia o meglio, svelandone la sua natura più vera di luce proveniente da un corpo stellare. Un altro cambiamento che si determinerà saranno i nostri rituali legati all’energia, dal momento che gli scambi di energia potranno avvenire in modo più flessibile e attraverso un maggior numero di oggetti di controllo, le Smart Thing appunto.

Si apre la strada per il design di creare nuove gestualità. Si pensi a come il semplice gesto di collegare una spina elettrica alla sua presa sia diventato parte del nostro patrimonio di gesti automatici, ma non è altro che una associazione arbitraria data dagli standard attualmente condivisi. Un notevole elemento di novità introdotto dalle Smart Grid, nell’ipotesi di questa ricerca, è la possibilità di mettere in relazione le diverse azioni legate al consumo di energia elettrica attraverso le Smart Thing, attuando una sovrapposizione tra mondo reale e virtuale, locale e globale.

Si potrebbe ragionevolmente pensare, infatti, di rendere gli oggetti intelligenti sensibili ai dati meteo locali, attuando delle funzionalità di previsione delle variazioni nei consumi, ma anche fornendo delle opzioni di scelta o dei segnali di allerta legati a situazioni inusuali. Ad esempio, considerando il consumo di energia per i corpi illuminanti, la riduzione delle ore di luce e la minore intensità di tale luce in alcune giornate invernali potrebbe essere ovviata in parte attraverso la riduzione della abituale schermatura delle finestre o immagazzinando nei giorni precedenti maggiore energia a basso costo o maggiore energia verde (riducendo così di fatto il nostro impatto sull’ambiente).

Un altro elemento di interesse potrebbe essere la possibilità per uno Smart Building e i suoi dispositivi intelligenti, di essere in grado di ricevere segnali relativi a segnali di calamità (terremoti, alluvioni, ecc.) ed avvisare l’utente in modo che possa approvvigionarsi di energia o attuare altre strategie di sopravvivenza, come ad esempio ricaricare i generatori portatili posti nel garage, in caso dovesse abbandonare la sua abitazione.

Grazie alle Smart Grid ci si sta muovendo verso un modello di gestione dell’energia molto simile all’accesso delle risorse messe a disposizione dalla rete Internet. Si prospetta la possibilità reale di identificare la fonte di provenienza del singolo pacchetto di energia che l’utente sta acquistando. Per fonte in questo caso si intendono sia i dati relativi alla compagnia di fornitura sia soprattutto la centrale di provenienza e la tecnologia con cui è stata prodotta, consentendo di distinguere tra energia proveniente da fonti rinnovabili, non rinnovabili o da utenti privati dotati di piccoli impianti di auto-generazione.

Per favorire nell’utente la percezione delle nuove possibilità che si apriranno considerando di gestire l’energia come la rete Internet, il controllo personale dell’energia dovrà essere associato metaforicamente ad un flusso di informazioni manipolabili come se fossero dei semplici dati.

In taluni casi, e con le opportune limitazioni tecniche legate al trasporto di energia, l’utente dovrà gestire una sorta di energia virtuale slegata dalla sua controparte fisica (in questo caso il flusso di elettroni) in modo simile a quanto è accaduto con la digitalizzazione del denaro attraverso i meccanismi delle carte di credito. (Non va dimenticato infatti che le carte di credito non sono altro che delle Smart Card e quindi entrano di diritto nel novero degli oggetti intelligenti.)

Questo processo di “virtualizzazione dell’energia” potrà avvenire sia attraverso l’interfaccia degli oggetti intelligenti, sia attraverso la predisposizione di account personali relativi a dei conti correnti energetici virtuali simili appunto ai conti correnti bancari on-line. Un ipotesi è quella che si potrà accedere a tali servizi attraverso delle Energy Smart Card ovvero delle carte di credito legate al possesso/acquisto di energia.

Proseguendo nella metafora della Internet of Energy, l’accesso all’energia potrà avvenire in taluni casi come un download di energia.  Si potrà  pensare  inoltre di scambiare energia con altri utenti, di impiegarla in diversi device elettronici (quali stanno diventando gli arredi o comunque tutti gli oggetti di cui ci circondiamo).

Queste nuove opportunità, nell’ipotesi di ricerca, produrranno una rivoluzione culturale nel modo di percepire e considerare l’energia, la sua stessa “immaterialità” verrà sostituita dalla sua percezione come una fonte non visibile, ma digitalmente manipolabile, e si avrà una maggiore consapevolezza del proprio limite personale di consumo. Naturalmente le scelte di gestione dei consumi saranno demandate all’iniziativa personale, quindi, si pongono delle questioni in relazione al grado di libertà di scelta da consentire al fruitore e/o ai vincoli da impostare in fase di progettazione del sistema.


http://kimalbrecht.com/

Note:

[1] – “Una Smart Factory è un sistema manifatturiero che fornisce processi di produzione flessibili e adattivi che risolveranno i problemi derivanti da un impianto di produzione caratterizzato da confini dinamici e in rapido cambiamento in un mondo di complessità crescente. Questa soluzione speciale potrebbe da un lato essere correlata all’automazione, intesa come una combinazione di software, hardware e/o meccanica, che dovrebbe portare all’ottimizzazione della produzione con conseguente riduzione del lavoro non necessario e dello spreco di risorse. D’altra parte, potrebbe essere vista in una prospettiva di collaborazione tra diversi partner industriali e non industriali, dove l’intelligenza deriva dalla formazione di un’organizzazione dinamica.”

A.A.V.V. 2013. The Smart Factory: Exploring Adaptive and Flexible Manufacturing Solutions. Procedia Engineering 69 ( 2014 ) 1184 – 1190. Traduzione in italiano realizzata da Maddalena Mometti

[2] – Intervista Skype a Kim Albrecht realizzata da Maddalena Mometti in data 6 Novembre 2017.

[3] – Edward Tufte. 1997. “Introductions” in Visual and statistical thinking: displays of evidence for making decisions. Graphic Press. Cheshire, Connecticut

[4] – Definizione tratta da Maddalena Mometti. “Dumb to Smart Power Outlets: A Design Perspective on Smart Grids”. In Design Issues Autumn 2014, Vol. 30, No. 4: 20–32. Mit Press

[5] – Tomlinson, Bill. 2010. Greening Through IT.Information Technology for environmental sustainability. Cambridge, MA, USA e Londra UK: MIT Press.

[6] – Il termine electrosphere è stato coniato da Anthony Dunne. Fonte: Anthony Dunne. 2005. Hertzian Tales. Electronic Products, Aesthetic Experience, and Critical Design. Cambridge, MA, USA e Londra, UK: MIT Press, 2005.

[7] – Dunne, Anthony. 2005. Hertzian Tales. Electronic Products, Aesthetic Experience, and Critical Design. Cambridge, MA, USA e Londra, UK: MIT Press, 2005.

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