Negli ultimi anni una nuova generazione di ricercatori ha iniziato a percepire il mondo intorno a noi in modo diverso. Guardano agli oggetti e ai materiali attraverso una moltitudine di proprietà e caratteristiche che aprono nuove modalità di interazione. Hanno capito che la maggior parte della materia è in grado di reagire a fonti di energia come temperatura, umidità, luce, pressione, vibrazioni, elettricità e che questa capacità attiva una serie di possibili trasformazioni, che possiamo controllare.

Sono i cosiddetti materiali intelligenti, o materia programmabile, e gli esperimenti condotti esplorano le modalità con cui questi materiali possono rispondere e adattarsi all’ambiente. Inoltre, è possibile creare un modo alternativo per espandere la gamma di possibilità della fabbricazione digitale. La caratteristica più visibile di questi materiali intelligenti è che si può progettare design interattivo sbarazzandosi di schermi, telefoni e luci intermittenti, perché l’intelligenza è programmata nel materiale e il materiale stesso può darci il feedback dell’interazione.

Uno degli approcci più interessanti a questo settore di ricerca si ha quando è possibile andare oltre i sistemi creati dall’uomo ed entrare nel regno biologico: è questo il campo della designer cinese Lining Yao. Mi sono imbattuta in uno dei video del progetto Biologic, pubblicato qualche settimana fa, in cui spiega il suo lavoro al MIT, una fusione tra biologia, moda e fabbricazione digitale.

Il video mostra due ballerini che indossano Second Skin, un tessuto frutto delle ricerche all’interno del progetto e che vediamo reagire ai cambiamenti delle condizioni del corpo in movimento dei due. Quando gli esseri umani svolgono attività fisica, la pelle elimina il calore eccessivo tramite la sudorazione, ma i tessuti che indossiamo a volte impediscono questo processo. Con Second Skin, Lining Yao ha sviluppato un ecosistema tra tessuto e corpo umano grazie alla creazione di un composto batterico, stampato in 3D su delle linguette del tessuto: quando le linguette percepiscono l’umidità, si aprono per facilitare il raffreddamento della pelle.

Come è possibile? Yao e il suo team Tangible Media Group al MIT Media Lab hanno coltivato un particolare tipo di batterio chiamato Natto ed esplorato i suoi possibili utilizzi come bio-attuatore – ovvero per “dare vita” ai tessuti in seguito a una reazione a un cambiamento dell’ambiente. I batteri Natto sono da sempre usati in Giappone per fermentare il cibo e Yao ha scoperto che possiedono una proprietà specifica: sono in grado di contrarsi ed espandersi secondo il livello di umidità nell’aria. Dal quel momento ha cominciato a considerarli nano-attuatori, che possono essere controllati con segnali elettrici e comunicare con il mondo virtuale.

Mentre stavo approfondendo la sua ricerca, ho realizzato che Lining Yao, all’inizio di giugno, sarebbe atterrata a Milano su invito del team di Meet the Media Guru, che ha organizzato un suo intervento al Museo della Scienza Leonardo Da Vinci. Avevamo alcune amicizie in comune ed ero interessata a capire quanto delle sue ricerche potessero essere sperimentate nel nostro fablab WeMake. A tal proposito le ho inviato una mail per verificare se fosse interessata a incontrarci per una chiacchierata informale e vedere il nostro laboratorio. Ci siamo incontrati in uno dei pomeriggi più caldi di giugno in una Milano deserta per il ponte della festa della Repubblica. Vi propongo alcuni estratti della nostra lunga conversazione.

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Zoe Romano: In una tua conferenza affermi che, invece di imitarla o esserne ispirata, la tua ricerca ha l’obiettivo di creare un dialogo con la natura. Senti di aver vinto la tua sfida con il progetto BioLogic?

Lining Yao: Non direi che tutto sia mai veramente portato a termine, per me è solo l’inizio. Sento che con il mio progetto mi sono avvicinata all’idea di disegnare insieme alla natura. È la prima volta che lavoro con qualcosa di vivo e capisco la frustrazione di avere a che fare con la materia vivente ma che diventa entusiasmante in un modo nuovo. Ad esempio abbiamo dovuto processare i batteri, realizzare il materiale composito, preparare il tessuto e la stampa, tutto in poche ore. La velocità è necessaria perché, se il composito non viene lavorato entro la notte, alcuni batteri muoiono e altri iniziano a essere meno attivi, perdendo le capacità adesive del corpo con il rischio di aderire meno al tessuto.

Queste qualità viventi più difficili da controllare nel processo di ingegnerizzazione dei materiali: stiamo lavorando con la biologia, con i sistemi viventi e il processo diventa imprevedibile. Ma questa imprevedibilità diventa interessante quando crea nuovi parametri coi quali possiamo giocare. Lavorare con materiale vivente lascia, a noi designer, grande spazio all’immaginazione poiché, aspetti come la replica, la mutazione e l’evoluzione di tali materiali, sono unici e ci forniscono nuovi strumenti per progettare. Ora, ad esempio, se torno a lavorare con un materiale come il legno so bene che può autoreplicarsi e che la mutazione potrebe essere la caratteristica per un nuovo tipo di oggetto, come per esempio una sedia.

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Zoe Romano: Il batterio Natto, il protagonista della vostra ricerca, ha la proprietà di espandersi e contrarsi a seconda del livello di umidità, agendo contemporaneamente come un sensore e un attuatore. A quale livello i batteri possono effettivamente attaccarsi ai nostri indumenti? Alcune persone mi hanno chiesto: sopravvivono a un lavaggio in lavatrice?

Lining Yao: Il nostro indumento è un primo prototipo e non è ancora lavabile in acqua. Adesso i batteri aderiscono al tessuto con un legame fisico e non esiste una chimica magica per rendere permanente questo legame. Se si mette in lavatrice tutti i batteri si staccano ma non muoiono: possono sopravvivere più di miliardi di anni perché il Natto appartiene alla famiglia del Bacillus subtilis, un batterio in grado di formare un’endospora protettiva attivando una “modalità zombie” quando non c’è nutrimento o le condizioni ambientali sono avverse. In questa modalità, il batterio non si nutre o duplica, ma non muore.

Zoe Romano: Cosa pensi delle comunità “fai da te” che lavorano nel campo della biologia? Sei in contatto con uno di questi laboratori negli Stati Uniti?

Lining Yao: A Cambridge sono in contatto con un gruppo chiamato “Street Bio” avviato da David Komb, dottorando al MIT e poi ricercatore senior al Lincoln Lab. Non ho aiutato granché, ma ero tra le persone che lo hanno assistito quando è partito da zero. Abbiamo avuto un grande sostegno dal governo e dalla città di Cambridge per approvare il laboratorio perché c’erano alcune questioni di sicurezza biologica da gestire. Abbiamo ricevuto molti macchinari dalla Biogen, una delle più grandi aziende biotecnologiche di Boston. Per chi ha l’autorità nel mondo bio, l’idea di coinvolgere le persone è davvero affascinante. Sono sicura che ci sarebbe molto sostegno anche qui a Milano, se si volesse creare un bio-laboratorio qui, a WeMake.

La biotecnologia è una questione sociale e il team di Street Bio desidera riunirsi per discutere argomenti come: “Cosa porta la biologia alla comunità, in senso positivo e in negativo?”, “Oltre agli usi medici, come può essere impiegata la biologia?” e in senso più ampio: “Che uso creativo può avere la biologia?”. Il gruppo ha realizzato un progetto chiamato “Biota Beat” che converte le informazioni dal microbiota umano – i batteri che vivono sui nostri corpi – e lo trasforma in musica.

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Zoe Romano: Ora ci troviamo in un makerspace. Il nostro obiettivo è quello di far avvicinare le persone alla tecnologia, abbattendo le barriere per renderle più partecipi e non semplici consumatori di tecnologia. In che modo potremmo condurre gli esperimenti che stai facendo in un makerspace? È necessario avere a disposizione un laboratorio di ricerca molto costoso come quello del MIT?

Lining Yao: Abbiamo tenuto un corso al MIT durato una settimana in cui abbiamo invitato studenti universitari provenienti da diversi ambiti, svolgendolo in un’aula che non era a livello di bio-sicurezza. Il tema della lezione era una pianta origami; abbiamo utilizzato attuatori biologici e fornivamo materiale di substrato su cui applicare i batteri e ci siamo serviti anche di un software simulatore. Anche se nel BioLogic abbiamo stampato in 3D i batteri sul tessuto, è possibile farlo a mano o utilizzando la serigrafia. Non è difficile lavorarci. È possibile acquistare i batteri e farli crescere in un incubatore per mantenere la temperatura corretta e iniziare a fare esperimenti.

Zoe Romano: In passato (prima di internet), le ricerche e gli esperimenti erano qualcosa a cui le persone non avevano facilmente accesso al di fuori dei laboratori. Ora ci sono molti materiali, video, demo online di quello che sta succedendo a livello di ricerca e si può realmente percepire che ci vuole molto tempo per portare un’innovazione sul mercato e molto spesso non accade mai. Ad esempio, abbiamo visto e anche sperimentato in prima persona dispositivi wearable in relazione a tessuti elettronici, ma negli ultimi 10/15 anni sembra che le aziende non riescano a darci un prodotto di consumo convincente. Vedi un percorso più facile per te e le aziende con cui stai collaborando per creare prodotti accessibili nei negozi a partire dalla tua ricerca?

Lining Yao: La stilista che ha lavorato su BioLogic, anche grazie a questo progetto, ha ottenuto un’ottima posizione nel team Nike Explore nell’Innovation Lab a Portland. Stavamo discutendo su come la Nike fosse per noi già una società innovativa e all’avanguardia, ma come il profitto fosse ancora l’elemento chiave nelle loro scelte; si focalizzano sulla creazione di prodotti belli ma anche abbastanza convenienti per aprirsi un mercato. Queste tecnologie fanno sicuramente salire il prezzo e se si vuole avere successo nel mercato è necessario puntare sui bisogni. Molte sperimentazioni possono essere poetiche dal punto di vista del design, ma la maggior parte di queste non sono necessarie per la vita quotidiana. Se si fa leva sul bisogno il prezzo sale, ma se ci si limita a offrire un’esperienza, il prezzo deve rimanere alla portata di tutti. Secondo i nostri calcoli, coltivare dei batteri ed effettuare una serigrafia su tessuto non costituirebbe una spesa eccessiva, quindi in futuro speriamo di vedere qualcosa del genere sul mercato.

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Zoe Romano: Quali sono le questioni etiche più rilevanti che emergono quando si “gioca” con la microbiologia?

Il progetto BioLogic non solleva questioni particolarmente delicate poiché si avvale di funzioni molto semplici. Ho parlato a lungo con diversi biologi, e le questioni etiche sorgono quando si effettuano alterazioni genetiche, volte a manipolare la vita stessa o a modificare le funzioni veramente vitali. Ad esempio, manipolare geneticamente le zanzare affinché non pungano senza conseguenze sull’intero ecosistema. Queste sono le questioni etiche rilevanti a cui maggior parte dei biologi non è in grado di trovare una risposta.

Zoe Romano: Qual’è il prossimo passo della tua ricerca?

La mia vera passione risiede nell’incontro fra scienza e design, in particolar modo nella ricerca di materiali innovativi. Non per forza deve trattarsi di materiale organico o biologico. Lavoro molto con materiali programmabili in grado di trasformarsi, reagire e adattarsi. Uso spesso la stampa 3D per realizzare materiali che abbiano un certo “comportamento” e certe funzioni. Amo adattare questi materiali a tutta una serie di scenari di design, tra cui arredamento e cibo; ad esempio realizzare un materiale che si espande in modo diverso con le stesse condizioni di idratazione per ottenere sistemi di auto-assemblaggio diversi per alimenti di forma piatta che garantiscano un risparmio sui costi di trasporto.

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Lo scambio con Lining ha stimolato varie riflessioni. Sarà stato il 2005 quando, per la prima volta, ho sentito qualcuno dire “Se non puoi aprirlo, non è davvero tuo”. Non ci è voluto molto prima di riconoscerla come una delle frasi rappresentative dell’attitudine dei partecipanti al movimento dei maker. Essere consapevoli di come funzionano le tecnologie ed essere capaci di metterci mano per personalizzare e modificare dispositivi e oggetti, fa parte di un nuovo tipo di cittadinanza che non vuole essere lasciata indietro nei processi decisionali che riguardano la scienza e la tecnologia.

La vera sfida è riconoscere che non possiamo dare forma a ciò che non capiamo, e ciò che non capiamo, ma che usiamo in modo acritico, finisce per dar forma alla nostra vita e alla società nel suo complesso. Al momento, ci stiamo spostando dai dispositivi intelligenti ai materiali intelligenti, e il gap di conoscenza è ancora vasto.

Da una parte, abbiamo bisogno di coinvolgere piccole e medie imprese in un processo sistemico di innovazione territoriale. Ad esempio, negli Stati Uniti i ricercatori del MIT fanno parte dell’Advanced Functional Fabrics of America (AFFOA) Institute, di recente formazione, che ha l’obbiettivo di costruire un ecosistema sostenibile e high-tech che permetta una rivoluzione basata sulla fabbricazione, trasformando fibre, filati e tessuti tradizionali in sistemi estremamente sofisticati, integrati e collegati in rete.

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In Europa stiamo riflettendo sulle tecnologie nel quadro della Ricerca e Innovazione Responsabile; inoltre, stiamo sperimentando come l’innovazione possa essere sviluppata al di fuori dei laboratori high-tech, per diventare parte di un ecosistema di ricerca per il bene della società (vedi DSI). Non è ancora stato fatto abbastanza a livello nazionale riguardo a questi specifici argomenti interdisciplinari che mettono in relazione design, interaction design e biologia.

Dall’altra parte, le istituzioni e i politici dovrebbero implementare gli sforzi per portare il fai-da-te bio tra i cittadini, con lo scopo di aumentare il livello di consapevolezza e impegno. Fab Lab e makerspace, insieme a musei di Scienza e biblioteche di nuova concezione, dovrebbero diventare gli spazi in cui questa pratica di costruzione di consapevolezza ha luogo, perché tutti noi dovremmo contribuire a rispondere alla domanda: “Che cosa sta portando la biologia nella nostra comunità?”