Un lavoro a firma di un gruppo di ricercatori dell’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia ha ottenuto il Best Paper Award alla recente conferenza ECAL – European Conference on Artificial Life, il principale congresso mondiale nell’ambito degli studi sulla vita artificiale . Il lavoro è stato scelto fra circa 180 contributi selezionati per la presentazione alla conferenza da parte di ricercatori provenienti da tutto il mondo.
“The detection of intermediate-level emergent structures and patterns” è questo il titolo dello studio firmato da un team di ricercatori appartenenti a diversi dipartimenti universitari, ma che in maniera comune, ciascuno secondo i propri ambiti disciplinari, si occupano di studi sui temi della vita artificiale.
Sono il prof. Roberto Serra e il prof. Marco Villani del Dipartimento di Fisica Informatica e Matematica e il prof. David Avra Lane del Dipartimento di Comunicazione e dell’Economia dell’Ateneo di Modena e Reggio Emilia ad aver realizzato, assieme a tre colleghi dell’Almamater di Bologna (prof. Roli) e dell’European Centre for Living Technologies di Venezia (dott. Filisetti, dott. Benedettini), questo studio metodologico che si dedica in particolar modo alla identificazione dei cosiddetti fenomeni emergenti nei sistemi di vita artificiale.
“Si tratta – hanno dichiarato i proff. Roberto Serra, Marco Villani e David Lane – del nostro primo lavoro su un nuovo argomento di ricerca, che riguarda la possibilità di individuare, in maniera rigorosa, strutture e comportamenti emergenti spontaneamente in un sistema complesso. La maggior parte degli studi esistenti si limita a sistemi a due livelli, mentre noi abbiamo osservato come in molti casi siano coinvolti più livelli, e come spesso i fenomeni più interessanti avvengano fra livelli pre-esistenti. Ad esempio, i tessuti e gli organi, che si osservano negli organismi multicellulari, e che si collocano ad un livello intermedio fra quello microscopico (le cellule) e quello macroscopico (l’organismo), si affermano nel corso dell’evoluzione in uno stadio successivo alla comparsa degli altri due. La nascita di questi livelli intermedi influenza poi profondamente il comportamento e la successiva evoluzione degli altri livelli, sia quelli superiori che quelli inferiori.
In un sistema a molti livelli può essere difficile individuare “a vista” le strutture e i pattern di livello intermedio, e il nostro articolo propone di utilizzare per questo compito una misura basata sulla teoria dell’informazione, il cosiddetto cluster index dinamico, che si basa su precedenti lavori del premio Nobel Gerald Edelman e del neurofisiologo Giulio Tononi relativi delle reti di neuroni.
Abbiamo mostrato come questa misura possa essere utile per individuare strutture intermedie in diversi sistemi dinamici, fra cui reti di regolazione genica e reti di reazioni chimiche. Una caratteristica del metodo è che esso può essere applicato direttamente a dati, senza richiedere necessariamente lo sviluppo di modelli matematici o computazionali.
In futuro, cercheremo di estendere l’ambito di applicazione di questa misura, di semplificarne la valutazione (che è piuttosto onerosa dal punto di vista computazionale) e di introdurre altre misure capaci di fornire elementi ulteriori per la comprensione dei sistemi complessi a molti livelli”.
L’impegno che Unimore dedica agli studi legati alla vita artificiale è riconosciuto nel mondo accademico da tempo. In questo ambito si ricorda la recente firma della convenzione dell’Ateneo emiliano con l’ECLT – European Centre for Living Technologies di Venezia, centro di ricerca finanziato dall’Unione Europea, che si pone come uno dei riferimenti internazionali, per lo studio delle living technologies.
