Un Nuovo Computer Prototipo Utilizza il Rumore a suo Vantaggio

Un nuovo paradigma informatico, il computing termodinamico, è entrato in scena. Va bene, forse è solo il computing probabilistico con un nuovo nome. Entrambi utilizzano il rumore (come quello causato dalle fluttuazioni termiche) anziché combatterlo, per eseguire calcoli. Ma è comunque un nuovo approccio fisico.

“Se stai parlando di paradigmi informatici, no, è lo stesso paradigma informatico”, come il computing probabilistico, dice Behtash Behin-Aein, il CTO e fondatore della startup di computing probabilistico Ludwig Computing (intitolata a Ludwig Boltzmann, uno scienziato in gran parte responsabile del campo della termodinamica). “Ma è una nuova implementazione”, aggiunge.

In una recente pubblicazione su Nature Communications, la startup con sede a New York Normal Computing ha dettagliato il loro primo prototipo di quello che chiamano un computer termodinamico. Hanno dimostrato di poterlo utilizzare per sfruttare il rumore per invertire matrici. Hanno anche dimostrato il campionamento gaussiano, che sta alla base di alcune applicazioni di intelligenza artificiale.

Come il Rumore Può Aiutare Alcuni Problemi Informatici

Convenzionalmente, il rumore è nemico della computazione. Tuttavia, alcune applicazioni si basano effettivamente su rumore generato artificialmente. E utilizzare rumore naturalmente presente può essere molto più efficiente.

“Ci stiamo concentrando su algoritmi in grado di sfruttare rumore, stocasticità e non determinismo”, dice Zachery Belateche, responsabile dell’ingegneria del silicio presso Normal Computing. “Quello spazio degli algoritmi si rivela enorme, va dalla computazione scientifica all’intelligenza artificiale all’algebra lineare. Ma un computer termodinamico non ti aiuterà a controllare la posta elettronica a breve termine.”

Per queste applicazioni, un computer termodinamico, o probabilistico, inizia con i suoi componenti in uno stato semi-casuale. Quindi, il problema che l’utente sta cercando di risolvere viene programmato nelle interazioni tra i componenti. Nel tempo, queste interazioni consentono ai componenti di raggiungere l’equilibrio. Questo equilibrio è la soluzione al calcolo.

Questo approccio si adatta naturalmente a determinate applicazioni di calcolo scientifico che già includono casualità, come le simulazioni di Monte-Carlo. È anche adatto per l’algoritmo di generazione di immagini AI stabile diffusione, e un tipo di AI noto come AI probabilistica. Sorprendentemente, sembra essere adatto anche per alcuni calcoli di algebra lineare che non sono intrinsecamente probabilistici. Questo rende l’approccio più ampiamente applicabile all’addestramento dell’IA.

“Ora vediamo con l’IA che il paradigma delle CPU e delle GPU viene utilizzato, ma viene utilizzato perché era lì. Non c’era nient’altro. Diciamo che ho trovato una miniera d’oro. Voglio scavare. Ho una pala? O ho un bulldozer? Ho una pala, basta scavare”, dice Mohammad C. Bozchalui, CEO e co-fondatore di Ludwig Computing. “Stiamo dicendo che questo è un mondo diverso che richiede un attrezzo diverso.”

L’Approccio di Normal Computing

Il chip prototipo di Normal Computing, che hanno chiamato unità di elaborazione stocastica (SPU), è composto da otto risonatori capacitivi-induttivi e generatori di rumore casuale. Ciascun risonatore è collegato a ciascun altro risonatore tramite un accoppiatore regolabile. I risonatori vengono inizializzati con rumore generato casualmente, e il problema in studio viene programmato negli accoppiamenti. Dopo che il sistema raggiunge l’equilibrio, le unità del risonatore vengono lette per ottenere la soluzione.

“In un chip convenzionale, tutto è molto controllato”, dice Gavin Crooks, un ricercatore scientifico presso Normal Computing. “Togli un po’ di controllo, e la cosa inizierà naturalmente a comportarsi più stocasticamente.”

Anche se si è trattato di una prova di concetto riuscita, il team di Normal Computing riconosce che questo prototipo non è scalabile. Ma hanno modificato il loro design, eliminando induttori difficili da scalare. Ora pianificano di creare il loro prossimo design in silico, piuttosto che su una scheda a circuito stampato, e si aspettano che il loro prossimo chip esca entro la fine di quest’anno.

Resta da vedere quanto questa tecnologia possa essere scalata. Il design è compatibile con CMOS, ma c’è molto da fare prima che possa essere utilizzato per risolvere problemi reali su larga scala. “È incredibile ciò che hanno fatto”, dice Bozchalui di Ludwig Computing. “Ma allo stesso tempo, c’è molto da fare per portarlo davvero da ciò che è oggi a un prodotto commerciale a qualcosa che può essere utilizzato su larga scala.”

Una Visione Diversa

Anche se il computing probabilistico e il computing termodinamico sono essenzialmente lo stesso paradigma, c’è una differenza culturale. Le aziende e i ricercatori che lavorano sul computing probabilistico fanno quasi esclusivamente risalire le loro radici accademiche al gruppo di Supryo Datta presso l’Università di Purdue. I tre cofondatori di Normal Computing, tuttavia, non hanno legami con Purdue e provengono da background nel computing quantistico.

Ciò porta i cofondatori di Normal Computing a avere una visione leggermente diversa. Immaginano un mondo in cui diversi tipi di fisica vengono utilizzati per il proprio hardware di calcolo, e ogni problema che ha bisogno di essere risolto viene abbinato all’implementazione hardware più ottimale.

“Abbiamo coniato questo termine ASIC basati sulla fisica”, dice Belateche di Normal Computing, riferendosi ai circuiti integrati specifici dell’applicazione. Nella loro visione, un futuro computer avrà accesso a CPU e GPU convenzionali, ma anche a un chip di computing quantistico, un chip di computing termodinamico e qualsiasi altro paradigma possa essere sognato dalle persone. E ogni calcolo verrà inviato a un ASIC che utilizza la fisica più appropriata per il problema in questione.

Stampi fai-da-te per blocchi in geopolimero

Introduzione ai Geopolimeri e Terre Attivate

Definizione e Contesto

I geopolimeri e le terre attivate rappresentano una nuova frontiera nella tecnologia dei materiali da costruzione, promettendo soluzioni più sostenibili e a basso impatto ambientale rispetto ai tradizionali materiali cementizi. I geopolimeri sono polimeri inorganici che si formano attraverso la reazione di un precursore aluminosilicatico con un attivatore alcalino, dando vita a un materiale con proprietà simili a quelle del cemento, ma con una produzione che richiede meno energia e genera meno CO2. Le terre attivate, invece, sono materiali ottenuti trattando terre o argille con attivatori chimici, migliorandone le proprietà meccaniche e rendendole idonee per applicazioni strutturali.

Storia e Sviluppo

La ricerca sui geopolimeri iniziò negli anni ’70 con il lavoro di David Davidovits, che scoprì che miscelando metakaolin (un tipo di argilla calcinata) con una soluzione alcalina, si poteva ottenere un materiale con proprietà simili a quelle del cemento. Da allora, la tecnologia è evoluta rapidamente, con applicazioni che vanno dalle costruzioni civili agli impianti industriali. Le terre attivate, sebbene meno studiate, mostrano un grande potenziale per la realizzazione di strutture a basso costo e impatto ambientale.

Applicazioni e Benefici

Materiale	Resistenza a Compressione (MPa)	Impatto Ambientale (kg CO2-eq/kg)
Cemento Portland	20-40	0.8-1.2
Geopolimero	20-60	0.2-0.4
Terra Attivata	5-20	0.1-0.3

La Scienza dietro i Geopolimeri e le Terre Attivate

Reazioni Chimiche e Processi di Formazione

La formazione dei geopolimeri implica la dissoluzione di precursori aluminosilicatici in una soluzione alcalina, seguita dalla polimerizzazione e dalla formazione di un reticolo inorganico. Le terre attivate, invece, subiscono un processo di attivazione che può includere trattamenti termici e l’aggiunta di sostanze chimiche per migliorare la loro reattività e le proprietà meccaniche.

Proprietà Meccaniche e Durabilità

I geopolimeri possono raggiungere resistenze a compressione paragonabili o superiori a quelle del cemento, con una durabilità che li rende idonei per applicazioni strutturali. Le terre attivate, sebbene meno resistenti, offrono una buona durabilità e resistenza agli agenti atmosferici, rendendole adatte per costruzioni non strutturali e rivestimenti.

Formulazione e Mix Design

La formulazione di geopolimeri e terre attivate richiede un’accurata selezione dei materiali di partenza e un’opportuna proporzione dei componenti. Il mix design può essere influenzato da fattori come la temperatura, l’umidità e il tipo di attivatore utilizzato.

Applicazioni Pratiche e Casi Studio

Edifici e Strutture

I geopolimeri sono già stati utilizzati in varie applicazioni strutturali, inclusi edifici, ponti e pavimenti. Le terre attivate, invece, sono state impiegate in progetti di restauro e nella realizzazione di elementi architettonici decorativi.

Progetti di Restauro e Conservazione

Le terre attivate sono particolarmente adatte per progetti di restauro, grazie alla loro capacità di compatibilità con materiali esistenti e alla loro bassa invasività.

Innovazioni e Tendenze

Applicazione	Vantaggi	Sfide
Costruzioni Strutturali	Alta resistenza, durabilità	Costo, scalabilità
Restauro e Conservazione	Compatibilità, bassa invasività	Limitazioni strutturali

Progetto Replicabile: Guida Passo-Passo per Stampi Fai-da-Te

Materiali e Attrezzature Necessarie

Per realizzare stampi fai-da-te per blocchi in geopolimero, sono necessari materiali come silicone, resina epossidica, gesso o altri materiali modellabili, insieme ad attrezzature di base come stampi, miscelatori e contenitori.

Istruzioni Passo-Passo

1. **Preparazione dello Stampo**: Creare uno stampo con le dimensioni desiderate utilizzando silicone o altro materiale modellabile.2. **Preparazione del Mix**: Mescolare i componenti del geopolimero secondo la formulazione scelta.3. **Colata e Indurimento**: Versare il mix nello stampo e lasciarlo indurire secondo le condizioni specificate.

Consigli e Variazioni

– Utilizzare diversi tipi di attivatori per modificare le proprietà del geopolimero.- Aggiungere pigmenti o materiali compositi per migliorare l’aspetto o le proprietà meccaniche.

Sviluppi Futuri e Sinergie con Altre Tecnologie

Integrrazione con Materiali Sostenibili

La combinazione di geopolimeri e terre attivate con altri materiali sostenibili, come fibre vegetali o materiali riciclati, potrebbe portare a soluzioni costruttive ancora più ecologiche.

Applicazioni Avanzate e Ricerca

La ricerca continua a esplorare nuove applicazioni, come l’uso di geopolimeri per la rimozione di CO2 dall’atmosfera o per la realizzazione di materiali avanzati per l’aerospaziale.

Synergie e Innovazioni

Tecnologia	Sinergia	Potenziale
Materiali Compositi	Miglioramento delle proprietà meccaniche	Alta resistenza e leggerezza
Energia Rinnovabile	Integrazione in sistemi di costruzione sostenibili	Riduzione dell’impatto ambientale

Riflessioni Critiche e Conclusione

Considerazioni Etiche e Ambientali

L’uso di geopolimeri e terre attivate solleva importanti considerazioni etiche e ambientali, inclusa la gestione delle materie prime, l’impatto della produzione e il potenziale per la riduzione delle emissioni di gas serra.

Visione Futuro e Potenziale

La tecnologia dei geopolimeri e delle terre attivate offre un grande potenziale per il futuro, con applicazioni che potrebbero rivoluzionare il settore delle costruzioni verso una maggiore sostenibilità.

Invito all’Azione

Si invita i lettori a esplorare ulteriormente queste tecnologie, considerando progetti pilota e collaborazioni tra industria, ricerca e policy per accelerare l’adozione di soluzioni costruttive sostenibili.\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\Per Approfondire:- [Davidovits, J. (1991). *Geopolymers: Inorganic Polymeric New Materials*. Journal of Thermal Analysis, 37(8), 1633-1656.](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/036101829187072B)- [A comprehensive review on geopolymer and its applications – ScienceDirect](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128194792000145)- [Geopolymer Technology – Research & Development](https://geopolymer.org/)\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\

Dal 28 agosto al 4 settembre 2024, sono disponibili diversi corsi di formazione in metallurgia che offrono una vasta gamma di competenze teoriche e pratiche per i professionisti del settore.

Questi corsi coprono vari aspetti della metallurgia, dall’analisi dei materiali ai trattamenti termici, passando per tecniche specifiche di diagnostica dei difetti.

Corsi e formazione in metallurgia

I corsi di formazione in metallurgia offrono competenze specializzate nel settore dei metalli, dall’estrazione alla lavorazione. Approfondisci conoscenze teoriche e pratiche per avanzare professionalmente in ambito industriale e tecnologico.

Corsi Disponibili

Tra i corsi principali in programma durante questo periodo, troviamo:

Metallurgia per non Metallurgisti: Questo corso, organizzato dall’Associazione Italiana di Metallurgia (AIM), è progettato per chi, pur non essendo metallurgista, vuole acquisire conoscenze di base sulla metallurgia. Si svolge in più sessioni dal 15 ottobre al 30 ottobre 2024 e copre argomenti fondamentali come le proprietà dei materiali metallici e i processi di produzione metallurgici​.

Tecniche di Diagnostica dei Difetti Metallurgici: Un corso avanzato dedicato all’applicazione delle procedure di esame metallografico (micro e macrografia) per identificare i difetti metallurgici e le loro cause. Questo corso è ideale per tecnici e ingegneri coinvolti nel controllo di qualità e nella manutenzione industriale. È programmato per iniziare il 27 novembre 2024, ma le iscrizioni con sconto sono aperte fino al 26 settembre 2024​.

Trattamenti Termici e Metallurgia dei Materiali: Offerto dall’Accademia di Metallurgia, questo corso copre le competenze necessarie per la gestione dei trattamenti termici e la comprensione dei loro effetti sulle proprietà dei materiali. Le sessioni formative includono lezioni teoriche e pratiche in laboratorio, con un focus particolare sulle applicazioni industriali dei trattamenti termici.

Tabella Riassuntiva dei Corsi

Corso	Data	Descrizione	Organizzazione
Metallurgia per non Metallurgisti	15-30 ottobre 2024	Corso base per acquisire conoscenze fondamentali in metallurgia	Associazione Italiana di Metallurgia (AIM)
Tecniche di Diagnostica dei Difetti	27 novembre 2024	Diagnostica dei difetti metallurgici tramite esami metallografici	AIM
Trattamenti Termici e Metallurgia	Da definire	Gestione dei trattamenti termici e loro effetti sui materiali	Accademia di Metallurgia

Importanza della Formazione Continua in Metallurgia

La formazione continua in metallurgia è fondamentale per mantenere aggiornate le competenze tecniche e pratiche in un settore in costante evoluzione. I corsi offerti durante il periodo di fine estate 2024 riflettono questa esigenza, fornendo agli operatori del settore strumenti avanzati per migliorare la qualità dei prodotti, ottimizzare i processi di produzione e risolvere i problemi legati alla diagnostica dei materiali.

I professionisti che desiderano ampliare le loro competenze nel campo della metallurgia possono scegliere tra una varietà di corsi, ciascuno progettato per affrontare aspetti specifici della disciplina, garantendo così una formazione completa e specializzata.

Fonti

• Associazione Italiana di Metallurgia (AIM)
• Accademia di Metallurgia

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Dal 13 al 20 settembre 2024, in Italia saranno attive diverse gare d’appalto per le costruzioni metalliche, un settore chiave per l’industria edilizia, con particolare rilevanza nei progetti infrastrutturali.

Queste gare riguardano la fornitura e l’installazione di componenti in acciaio e metallo in vari ambiti, tra cui edifici civili e industriali, ponti e altre opere di ingegneria.

Gare di appalto per le costruzioni metalliche

Opportunità di Gara

Durante questa settimana di settembre 2024, le principali opportunità di gara coinvolgono enti pubblici e privati su tutto il territorio nazionale. I bandi prevedono l’impiego di strutture in acciaio e metallo per nuove costruzioni, restauri e miglioramenti infrastrutturali. Di seguito sono riportati alcuni esempi di gare attive in questo periodo:

Tabella

Data Scadenza	Regione	Descrizione Lavori	Importo Base	Ente Appaltante
18 settembre 2024	Lazio	Fornitura e installazione di componenti strutturali metallici	5.000.000 €	Comune di Roma
19 settembre 2024	Lombardia	Realizzazione di strutture in acciaio per nuovo ponte ferroviario	10.500.000 €	Ferrovie dello Stato Italiane
20 settembre 2024	Veneto	Costruzione di tettoie metalliche per stazioni di servizio	1.800.000 €	Società Autostrade

Opportunità e Requisiti per Partecipare

Le gare in oggetto spaziano da lavori di piccola entità, come la fornitura di componenti per strutture prefabbricate in metallo, fino a opere complesse per grandi infrastrutture come ponti o impianti industriali. Questi appalti comprendono diverse tipologie di intervento, che vanno dalla costruzione ex novo alla manutenzione straordinaria, spesso caratterizzate da requisiti specifici come la resistenza ai carichi o l’adattabilità a condizioni ambientali estreme.

Per partecipare a queste gare, le aziende devono essere in regola con la normativa vigente e possedere requisiti tecnici specifici, tra cui certificazioni relative alla saldatura, alla sicurezza sul lavoro e alla gestione delle opere in metallo, inclusa la capacità di operare con materiali avanzati e soluzioni innovative.

Un altro aspetto importante è l’uso della piattaforma telematica per la gestione delle offerte. La partecipazione alle gare avviene infatti prevalentemente online, attraverso portali dedicati come Appaltitalia e Telemat, dove è possibile visionare i documenti di gara, presentare le proprie offerte in modo trasparente e seguire l’intero iter di selezione.

Le gare in questo periodo vedono anche una crescente attenzione ai criteri ambientali, con particolare riguardo all’efficienza energetica, all’impiego di materiali riciclabili e alla riduzione dell’impatto ambientale, in linea con le nuove direttive europee in materia di sostenibilità e costruzioni ecocompatibili.

Prospettive per il Settore delle Costruzioni Metalliche

Le costruzioni metalliche rappresentano un settore strategico per l’industria italiana, grazie alla loro versatilità e resistenza. Nei prossimi mesi, si prevede un aumento delle gare d’appalto in questo ambito, alimentato da investimenti pubblici e privati per migliorare le infrastrutture nazionali.
Le imprese che operano nel settore devono essere pronte a rispondere a questi bandi, aggiornando costantemente le proprie qualificazioni e certificazioni tecniche.

Le gare d’appalto pubbliche offrono notevoli opportunità per le aziende del settore, con progetti che spaziano dall’edilizia civile alla costruzione di ponti e strutture industriali. Partecipare a queste gare richiede una buona preparazione tecnica, la capacità di gestire progetti complessi e il rispetto di standard ambientali sempre più stringenti.

Fonti

• unicmi
• buildnews
• ferrutensil
• guidaedilizia

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Secondo un articolo pubblicato su The Construction Index, i prezzi delle offerte per l’edilizia sociale in Scozia sono in calo nonostante il costo della costruzione stia diminuendo. Questa tendenza potrebbe essere dovuta a diversi fattori, tra cui la concorrenza tra le imprese di costruzione e la riduzione dei costi dei materiali da costruzione.

Nonostante il calo dei prezzi delle offerte, la domanda di alloggi sociali in Scozia rimane alta, con molte persone in attesa di un alloggio accessibile. Le autorità locali e i governi devono quindi trovare modi per aumentare la costruzione di alloggi sociali nonostante la diminuzione dei prezzi delle offerte.

Questa situazione potrebbe offrire opportunità per le imprese di costruzione che cercano di ottenere contratti per la costruzione di alloggi sociali in Scozia. Tuttavia, è importante che le imprese mantengano standard elevati di qualità e sostenibilità nella costruzione di alloggi sociali per garantire che le comunità abbiano accesso a alloggi sicuri e di alta qualità.