Tre nuovi Centri nazionali di competenza per la ricerca dell'ETH di Zurigo
L'automazione e la digitalizzazione dell'economia e della società, i nuovi approcci alla chimica sostenibile e l'influenza dei batteri sulla salute: sono questi i temi affrontati da tre nuovi Centri nazionali di competenza per la ricerca, di cui l'ETH di Zurigo sarà capofila o co-capofila.
Oggi il Consiglio federale e il Fondo nazionale svizzero per la ricerca scientifica hanno presentato sei nuovi poli di ricerca nazionale (PRN). Il NCCR "UControl" è dedicato ai metodi di automazione che sono al centro della digitalizzazione. L'NCCR "Suchcat" studia nuovi approcci alla chimica sostenibile. I ricercatori dell'ETH sono i leader generali di entrambi gli NCCR. L'NCCR "Microbioma", che studia come le comunità batteriche influenzano la salute di uomini, animali e piante, è diretto dall'Università di Losanna insieme ai ricercatori dell'ETH.
Con i Centri nazionali di competenza per la ricerca, la Confederazione Svizzera promuove la collaborazione a lungo termine e tematica tra ricercatori di diverse scuole universitarie svizzere. Per Detlef Günther, Vicepresidente per la ricerca e le relazioni aziendali dell'ETH di Zurigo, tutti e tre i NCCR stanno studiando temi di ricerca molto rilevanti per la Svizzera e contribuiranno a trovare soluzioni alle sfide globali.
Come i NCCR esistenti sotto la guida dell'ETH, Günther ritiene che i tre nuovi NCCR siano stati creati per sostenere la collaborazione interdisciplinare e accelerare le attività di insegnamento, ricerca e trasferimento. "Ciò che mi piace di più è l'entusiasmo con cui i ricercatori dell'ETH si assumono la responsabilità di temi di ricerca complessi e socialmente importanti e fanno ricerca all'ETH di soluzioni interdisciplinari", afferma Detlef Günther. Egli riconosce anche le candidature dei ricercatori dell'ETH che non sono state finanziate. Tutte le proposte dell'ETH che hanno superato la selezione finale si sono distinte per l'elevata qualità scientifica e hanno meritato di essere finanziate.
I tre NCCR che sono stati selezionati riguardano tutti temi di ricerca di importanza sociale, spiega Günther. "Sono interessanti per i giovani ricercatori di talento, hanno un elevato impatto a lungo termine nei rispettivi campi e includono approcci interdisciplinari per risolvere sfide complesse, dalla ricerca fondamentale all'applicazione".
Automazione affidabile e onnipresente
Il NCCR "UControl" si occupa dei fondamenti dell'automazione e della digitalizzazione. ? diretto da John Lygeros, professore dell'Istituto di controllo automatico, e da Gabriela Hug, professoressa dell'Istituto di trasmissione di energia elettrica. Oggi molte macchine, processi e reti aziendali e sociali possono essere controllate automaticamente senza bisogno dell'intervento umano. In futuro, è probabile che l'automazione si estenda in tutto o in parte al controllo delle città ("smart cities"), delle reti elettriche ("smart grids") e dei processi industriali ("Industry 4.0").
"UControl" si concentra sull'"automazione affidabile e onnipresente". Il successo e l'accettazione dell'automazione nel mondo degli affari e nella società dipenderanno in larga misura dall'affidabilità. Di conseguenza, oltre ai nuovi metodi di automazione intelligente, l'NCCR studia anche gli aspetti della sicurezza informatica e dell'interazione sicura tra uomo e macchina.
I nuovi metodi e strumenti informatici sviluppati dovrebbero un giorno essere applicabili a problemi urgenti e socialmente rilevanti di gestione dell'energia, mobilità di nuova generazione e processi produttivi avanzati. Nell'ambito delle attività dell'NCCR, verrà sviluppato un sistema di gestione dell'energia completamente automatizzato e decentralizzato a livello di quartiere e di comunità, in collaborazione con città, comuni e industrie.
La visione di "UControl" è che il trasferimento del sapere e delle tecnologie possa avvenire parallelamente alla ricerca e non solo alla fine del processo di ricerca. Questo è esemplificato nel campo della gestione dell'energia dalla fondazione di un'azienda. Questa società sostiene lo sviluppo di metodi nel progetto e il successivo utilizzo delle competenze sviluppate nel processo. La rete "UControl" comprende 16 gruppi di ricerca dell'ETH di Zurigo, dell'EPFL, dell'Empa e delle Haute école spécialisée della Svizzera nordoccidentale.
Percorsi verso la chimica sostenibile
La digitalizzazione svolge un ruolo importante anche nell'NCCR "Suchcat" ("Sustainable chemical processes through catalysis"), diretto dal professore di chimica dell'ETH Javier Pérez-Ramirez. L'obiettivo di questo NCCR è trovare nuovi modi per fabbricare prodotti chimici in modo più sostenibile. L'obiettivo è facilitare la transizione verso una produzione più efficiente in termini di risorse e di emissioni di CO2-L'obiettivo è rendere l'industria chimica più neutrale dal punto di vista ambientale. La rete "Suchcat" comprende 27 gruppi di ricerca dell'ETH di Zurigo, dell'EPFL e di altre cinque università e scuole universitarie professionali.
Molti prodotti che sono parte integrante della nostra vita quotidiana - medicinali, carburanti, fertilizzanti per le piante, componenti elettronici e molto altro ancora - vengono realizzati grazie alla sintesi chimica. Nella maggior parte dei casi si utilizzano catalizzatori (acceleratori di reazione). Javier Pérez-Ramirez e i suoi colleghi svilupperanno e introdurranno nell'industria nuovi processi chimici che non si basano sul petrolio ma su materie prime abbondanti e rinnovabili e che soddisfano gli obiettivi di conservazione dell'aria, dell'acqua e del suolo della chimica sostenibile.
In particolare, i ricercatori svilupperanno percorsi di sintesi catalitica per sintetizzare piccole molecole chimiche come la CO2,Il settore dei PF lavora per convertire il metano, l'acqua e l'azoto molecolare in prodotti chimici di base e combustibili. Queste sostanze chimiche di base sono la base per numerose altre sostanze chimiche. Per sviluppare i nuovi processi verranno utilizzate tecniche di laboratorio moderne e potenti, come gli esperimenti high-throughput e i metodi digitali come l'apprendimento automatico.
Comprendere e utilizzare le comunità microbiche
Le comunità complesse di microrganismi, note come microbiomi, sono essenziali per l'uomo, gli animali e le piante. I microbiomi spesso comprendono diverse centinaia di specie di batteri che interagiscono tra loro, con i loro ospiti e con l'ambiente. A causa della loro complessità, i microbiomi sono difficili da analizzare e comprendere. Jan Roelof van der Meer, professore di microbiologia ambientale presso l'Università di Losanna (responsabile generale), guiderà quindi il polo di ricerca nazionale (PRN) "Microbiomi" nei prossimi quattro anni insieme a Julia Vorholt, professore di microbiologia presso il Dipartimento di biologia dell'ETH di Zurigo.
L'obiettivo della rete di ricerca interdisciplinare è riconoscere le regolarità intersistemiche nei microbiomi. I ricercatori vogliono anche costruire o modificare in modo specifico i microbiomi. Ciò può essere utilizzato, ad esempio, per eliminare gli agenti patogeni nell'uomo e nelle piante o per stabilizzare i microrganismi con le proprietà desiderate. In questo modo, gli scienziati vogliono imparare a sfruttare il potenziale dei microbiomi. Al progetto NCCR "Microbiomi" partecipano ricercatori dell'Ospedale universitario di Losanna, di altri tre dipartimenti dell'ETH di Zurigo, dell'EPFL, dell'Università di Berna e dell'Università di Zurigo.
La durata di tutti gli NCCR è di quattro anni, ma può essere estesa due volte con una seconda e terza fase per un totale di dodici anni.