C S C. Bozza di Proposta

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1 C S C Centro studi per i Sistemi Complessi in Senigallia Bozza di Proposta Si propone la costituzione di un centro studi nel comune di Senigallia al fine di promuovere la ricerca sui Sistemi Sistemi Complessi con attenzione alle problematiche emergenti nel contesto locale e regionale. A tal fine il centro raccoglierà competenze e risorse da Enti locali, Università, Strutture private finanziarie ed industriali. Nel Centro saranno sviluppate analisi e riflessioni fondate su basi scientifiche rigorose, attraverso la costituzione di gruppi di lavoro e di un comitato scientifico. Gli obiettivi sono la divulgazione scientifica, la formulazione di progetti di ricerca e la loro realizzazione, la formazione superiore. Si individuano tre temi di riferimento Energia Ricerca sulle fonti a ridottissimo impatto ambientale e governo del sistema energetico attuale attraverso il risparmio e l innovazione tecnologica. (conversione della energia solare, sistemi ad alto rendimento, nucleare innovativo) Mobilità Ricerca sulla mobilità sostenibile. Modelli virtuali di mobilità e sistemi di monitoraggio a livello locale e regionale. Bioreti Sviluppo di modelli per le reti biologiche (geniche e proteiche, sistema nervoso e immunitario) e di tecnologie avanzate per la visualizzazione di microstrutture. Ricerca su nutrizione e invecchiamento, Sede Il centro dovrà dotarsi di una sede che consenta ad un gruppo di ricercatori di incontrarsi e lavorare insieme. Questa struttura deve essere dotata di un laboratorio di simulazione e visualizzazione. I servizi di portineria e segreteria sono necessari soltanto nel periodo di attività del centro Non è da prevedersi una foresteria se non tramite convenzione con una struttura alberghiera. 1

2 Attività di divulgazione Il centro potrebbe riservare spazi per un percorso museale interattivo ove presentare esperimenti reali o virtuali che disegnino un percorso che conduce dai sistemi fisici (regolari o caotici) verso i sistemi complessi. Potrebbe essere inoltre costruito un percorso virtuale per illustrare i tre temi di riferimento. Attività di ricerca Il centro potrebbe sviluppare progetti di ricerca concordati con le componenti che concorrono a costituirlo. A tal fine dovrà essere creato un comitato scientifico che coadiuvi gli organi di governo del centro nella definizione dei progetti. Attività di formazione In una seconda fase il centro potrebbe coordinare attività di formazione superiore (master di II livello) riguardanti ad esempio la modellizzazione di sistemi complessi mediante tecnologie informatiche avanzate oppure la visualizzazione di strutture biologiche con tecnologie fisiche avanzate. Statuto Il centro dovrebbe essere gestito da una fondazione cui partecipino Comune di Senigallia, Provincia di Ancona, Regione Marche, Associazione Imprenditori, Fondazione Banca delle Marche, Università di Ancona, Università di Bologna. 2

3 Solo per uso interno Organi di governo Presidente, consiglio di amministrazione, comitato scientifico, collegio dei revisori Associazione per la Ricerca sulla Complessità Il centro CSC diventerebbe un socio fondatore di ARCO, associazione che promuove studi sulla complessità. Questo consentirebbe l aggregazione di strutture pubbliche e private ed anche adesioni di tipo individuale. Piano finanziario indicativo Per la sede del centro va individuata una palazzina di almeno m 2, opportunamente ristrutturata. Dovrebbe essere scelta in modo tale da consentire uno sviluppo successivo. La individuazione di progetti di ricerca potrebbe infatti richiedere la creazione di nuovi laboratori. Su modello dell ISI di Torino questa sede dovrebbe ospitare le attività del centro ed attività di formazione ed aggiornamento. Per gli arredi ed il laboratorio informatico la spesa minima prevista si colloca intorno Euro Per il funzionamento ordinario si prevede una spesa intorno ai Euro annui (personale e spese vive dell immobile). Altri euro annui per i primi due anni andrebbero reperiti per finanziare le attivita ordinarie del centro. Da questo è escluso il costo di specifici progetti che il centro potrebbe sviluppare autonomamente o in collaborazione con altre strutture. Dopo una fase iniziale della durata massima di due anni, il centro dovrebbe trovare fonti di autofinanziamento a livello regionale, nazionale ed europeo per i propri progetti di ricerca. Dovrebbe essere comunque garantito il finanziamento delle spese vive della struttura 3

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5 Senigallia: Centro Studi per i Sistemi Complessi Premessa metodologica Sistemi complessi Sono quelli cui il procedimento riduzionista tipico della fisica non è direttamente applicabile. Sono caratterizzati da molte componenti altamente strutturate, capaci cioè di scambiare informazioni con l ambiente, di interagire attivamente con questo mutando il proprio stato nel tempo ed eventualmente di replicarsi. Sono quindi complessi gli organismi viventi, i loro aggregati e tutte le strutture emergenti dalla loro interazione cooperativa. Interdisciplinarità Se complessi sono gli organismi viventi si potrebbe affermare che la biologia fornisce gli strumenti metodologici per lo studio della complessità. Se complessi sono i comportamenti di esseri umani e di animali sociali anche la sociologia fornisce un analogo contributo. Se questi comportamenti sono riconducibili al modo di operare del singolo individuo anche la psicologia e le neuroscienze cognitive sono chiamate in causa. Infine un percorso di conoscenza efficace non può prescindere dalle dalla fisicamatematica che avendo spiegato il mondo sulla piccola e grande scala, può, insieme con scienza dell informazione, costruire la travatura per una futura scienza della complessità. Questa ricerca si svolge sulla frontiera di varie scienze ove, come diceva Wiener, spesso si trova la sfida più stimolante per il ricercatore motivato. Analisi sistemica Sistemi costituiti da elementi complessi e da una struttura gerarchica su diverse scale vanno studiati sia individualmente sia collettivamente. Infatti dalle loro interazioni emergono nuove proprietà che caratterizzano al livello più elevato il nuovo elemento complesso. Oggi alla sperimentazione diretta è affiancata dalla sperimentazione virtuale. Quest ultima consente di costruire modelli con un diverso grado di somiglianza con l oggetto di studio. Basandosi su semplici leggi fisiche si possono dotare gli elementi complessi, che rappresentiamo come automi di Von Neumann, di proprietà cognitive tramite probabilità Bayesiane (intese come propensioni) oppure tramite reti neurali che vengono tarate attraverso un processo di mutazione e selezione (algoritmi genetici). I sistemi di vita artificiale ALS hanno questo preciso obiettivo, che può essere realizzato anche via hardware con robots evolutivi. D altro lato le reti e l analisi statistica avanzata forniscono utili indicazioni sulle proprietà medie dei sistemi. Poichè nei sistemi complessi però non esistono mai vere condizioni di di equilibrio permanente, anche i modelli fisici semplificati possono essere di notevole utilità consentendo di derivare proprietá globali (dinamiche e termodinamiche) anche fuori dell equilibrio partendo da un modello microscopico. 5

6 Attività del CSC Dovrebbe svolgersi lungo tre direttrici: gruppi di lavoro, attività di divulgazione, attività di formazione specifici. Gruppi di lavoro Vanno organizzati per definire progetti di ricerca o per sviluppare tematiche sui sistemi complessi tramite seminari o convegni. Divulgazione Andrebbe realizzata tramite un laboratorio aperto di tipo museale, che proponga esperimenti di dinamica non lineare, ALS (microrobots), biofisica ed un percorso virtuale guidato sui tre temi del centro. Formazione Il centro potrebbe ospitare corsi di aggiornamento o di formazione superiore su piccola scala. Idee per laboratori di ricerca Laboratorio informatico per simulazione e realtà virtuale su architetture parallele. Laboratorio virtuale per la mobilità. Laboratorio per analisi di immagini che concorra alla progettazione di un acceleratore ultracompatto per sorgenti X coerenti. 6