08 settembre 2012

Pesce fresco: il mio fornitore preferito è Fabio, box 22. E l'energia delle orate?

Fabio è il mio fornitore preferito.
Box 22, Mercato Civico di San Benedetto, Cagliari.



Mi sono chiesto quali sono i valori nutrizionali per 100 grammi di orata selvatica. Le tabelle si trovano facilmente in rete e forniscono questi valori:
KCal 121 
KJoule 505 
Calorie da proteine 69  %
Calorie da carboidrati 3  %
Calorie da grassi 28  % 
Per chi non sa a cosa corrispondono 505 mila Joule proviamo a calcolare il lavoro (ovvero forza per spostamento) che una persona allenata compie per sollevare un peso di 100 kg stando sdraiati sulla panca.
Il calcolo, benché approssimato, non è per niente difficile: possiamo assumere che l'energia sviluppata nella caduta sia uguale a quella necessaria per sollevare il peso e la calcoliamo moltiplicando il peso (massa) per l'accelerazione di gravità (quella c'è sempre e vale 9,8 metri al secondo per secondo) moltiplicato per lo spostamento del peso con le braccia (mezzo metro). Il tutto lo calcoliamo 2 volte (in salita e in discesa) per 20 sollevamenti. Quindi: 100(kg)x9,8(m/sxs)x0,5(m)x2x20=19.600 Joule. Questo è il lavoro necessario a spostare quei 100 chili 20 volte su e giù. Ma il consumo? Bhe, se il rendimento fosse pari a uno, quindi una macchina perfetta, il consumo sarebbe pari al lavoro. Ovvero tanto spendi tanto guadagni. Quindi ipotizziamo un rendimento di un terzo. E allora il consumo è pari al triplo del lavoro: 19.600 Joule x 3 = 58.800 Joule ovvero 58,9 KJoule. Ma allora, direte, per bruciare quei 505 KJoule contenuti in un etto di orata dovrei sollevare non 20 volte ma circa 200 volte un peso da 100 kg, posto che riesca a sollevarli anche una sola volta?
Intanto quei 505 KJoule non sono esattamente l'energia che posso usare con i miei muscoli ma l'energia contenuta potenzialmente nell'orata. Poi sono valori che possono variare a seconda del tempo che intercorre tra la morte del pesce e la sua cottura e il tempo che intercorre tra la cottura e il momento in cui la si mangia. E il tipo di cottura c'entrerà qualcosa? Ma certamente: molte cose possono cambiare a seconda della temperatura raggiunta dal cibo e dal tempo di cottura.
Ma quei 505 KJoule si riferiscono a tutto il pesce? Se misurazioni sono eseguite bene allora prima di misurare "l'energia dell'orata" vengono tolte squame, lisca, spine, interiora, testa, coda.
Secondo: il nostro corpo non tratta tutte le sostanze allo stesso modo! Il valore energetico di un alimento è legato agli zuccheri, all'amido, ai grassi, all'alcool, che sono quelli che “bruciano” (il termine non è corretto ma rende bene l'idea) e liberano calore. Le proteine invece si usano per costruire e ricostruire cellule e tessuti (solo in casi particolari si possono "bruciare" anche loro). Quindi, visto che il nostro pesce ha circa il 70% di proteine, calcolo grossolanamente che la parte "bruciabile" corrisponda al 30%.
Per questi calcoli chiederò aiuto a chi conosce bene il valore degli alimenti e ci ritorneremo. Ma la morale del ragionamento è: non basta leggere una cifra per avere risposte chiare alle nostre domande.
Andrea Mameli www.linguaggiomacchina.it 8 Settembre 2012

07 settembre 2012

Esplorazioni, mappe e mappature urbane. Un laboratorio di Alessandro Carboni il 20 ottobre 2012.

Ci sono anche gli stratagemmi per diventare invisibili tra le tecniche che Alessandro Carboni, artista e formatore, presenterà al festival Alig'Art, terza edizione "Alla Maniera di Sankara", in programma a Cagliari dal 19 al 27 ottobre 2012.
Il 20 ottobre, alle 9 e 30, nella sala conferenze del Centro Culturale "Il Ghetto" Alessandro curerà uno dei suoi affascinanti laboratori, denominato "From Objective Map to Subjective Mapping".
Ho iniziato a seguire (e a raccontare) Alessandro nel 2006 (Cercando l'origine dello zero. Tra matematica e danza) dietro suggerimento di Flavio Soriga. Ho imparato a scoprire le sue capacità di coinvolgere le persone e di ascoltarle e credo che questo laboratorio sarà ancora più ricco di quelli che ho visto e a cui ho partecipato in precendenza.
Lo scopo del laboratorio è fornire ai partecipanti un insieme di tattiche e una traccia per costruire la propria personale strategia multidisciplinare per descrivere in maniera efficace un contesto urbano.
Può essere utile per curiosità personale o per migliorare la capacità di osservare e di raccontare o per aiutare a mettersi in relazione con gli oggetti e le persone mentre si effettua una ricognizione.
Andrea Mameli www.linguaggiomacchina.it 7 Settembre 2012

Alessandro Carboni studia corpo e le sue relazioni con lo spazio. Negli ultimi anni ha ideato a realizzato reportage, mostre e installazioni in festival, università, musei e gallerie, in Europa, Stati Uniti e Asia. La sua pratica si esprime anche nell'insegnamento e nella ricerca (School of Architecture di Hong Kong, Central Saint Martin's University of Art di Londra, Tamkang University di Taipei). Recentemente ha iniziato a collaborate con il laboratorio Complex Body Networks Research. Ha partecipato alla fondazione del collettivo Formati Sensibili. Si è esibito nella cerimonia di apertura della Tredicesima Mostra Internazionale di Architettura alla Biennale di Venezia con il progetto Learning Curves-Kaitak River Hong Kong.

06 settembre 2012

La "saggezza delle masse" per studiare le reti di geni. Ce la spiegano Alberto De La Fuente, Vincenzo De Leo, Andrea Pinna e Nicola Soranzo.

Il valore della conoscenza collettiva di una comunità umana è superiore alla somma delle conoscenze individuali. Sulla base di questo concetto un gruppo di ricerca internazionale ha sviluppato un approccio inedito per affrontare una delle sfide più impegnative nel campo della biologia molecolare e computazionale: scoprire e modellare reti di geni. Approccio reso possibile dall'evoluzione tecnologica ma anche dall'affinamento concettuale.
Lo studio, pubblicato su Nature Methods il 15 Luglio 2012 con il titolo "Wisdom of crowds for robust gene network inference", ha portato a ottenere una rete genica migliorata per l'organismo Escherichia coli e una rete genica completamente nuova per il batterio patogenico Staphylococcus aureus
Per cercare di capire il valore di questo studio ho interpellato quattro degli autori: Alberto de la Fuente (CRS4), Vincenzo De Leo (LinkaLab, CRS4), Andrea Pinna (CRS4), Nicola Soranzo (CRS4).

Alberto De La Fuente, qual'è l'idea principale di questa ricerca?
«L'idea è che noi abbiamo affrontato l'inferenza di una rete di geni come una comunità, come una "folla". Molti gruppi in varie parti del mondo hanno estratto delle reti dai medesimi dati; nel nostro articolo mostriamo che la rete del consenso (community consensus network) ottenuta dal contributo di tutte le differenti reti generate è più affidabile rispetto alle singole reti individuali da cui è stata ottenuta. Pertanto la comunità è più "saggia" delle singole individualità che la compongono. Con gli altri colleghi del CRS4 (Andrea Pinna, Vincenzo De Leo e Nicola Soranzo) nel Dream5 consortium abbiamo contribuito alla creazione di un metodo che è stato valutato come uno dei migliori.»  

Nicola Soranzo, cos'è una rete di geni?
«Un gene è una porzione di DNA che contiene tutte le informazioni necessarie per la produzione di una proteina. Una rete di geni descrive le numerose e complesse interazioni attraverso le quali i prodotti di un gene influenzano l'espressione di un altro, ossia la produzione delle relative proteine. Le reti geniche si possono ottenere da matrici contenenti i livelli di espressione genica, cioè misure che indicano quante volte ciascun gene ha prodotto delle proteine durante il tempo di osservazione, per un certo numero di osservazioni (ad esempio 30 pazienti).
Un modo classico per calcolare la probabilità di un'interazione fra due geni partendo da una matrice di espressione è misurare la loro correlazione nei vari campioni.
Se le righe della matrice di espressione genica individuano i geni e le colonne i pazienti, la correlazione di ogni riga rispetto a tutte le altre è già una semplice rete genica, detta di co-espressione, che però non permette di capire chi influenza chi ma solo di sapere se due geni hanno una regolazione simile. Avendo a disposizione informazioni più complete è possibile risalire alla direzione delle interazioni tra i geni, ricavando quelle che sono le reti di regolazione.»

Vincenzo De Leo, cos'ha di particolarmente interessante questo articolo?
«È il primo caso in cui una comunità di scienziati di tutto il mondo è stata invitata a contribuire alla creazione di una nuova tecnica di analisi delle reti geniche; l'occasione è stata data dalla competizione DREAM 5 alla quale abbiamo partecipato insieme ai miei colleghi Andrea Pinna, Nicola Soranzo e Alberto de la Fuente: lo scopo della competizione era lo sviluppo di una nuova tecnica per l’identificazione dei bersagli dei fattori di trascrizione nelle reti di regolazione genica. I dati disponibili ai partecipanti contenevano delle matrici di espressione genica per 3 diversi microorganismi non specificati, relativi sia a stati stazionari che a serie temporali, ottenuti da centinaia di esperimenti effettuati in differenti laboratori e con diverse combinazioni di perturbazioni genetiche (inattivazione, sotto-espressione e sovra-espressione di geni), farmacologiche o ambientali. I 29 partecipanti alla competizione hanno inviato le loro predizioni indipendenti e le diverse tecniche di analisi da questi implementate sono state catalogate in sei categorie.
Dopo la valutazione delle predizioni da parte degli organizzatori (i quali conoscevano l'identità dei microorganismi e le relative reti di trascrizione) è risultato che nessuno dei vari metodi è nettamente superiore rispetto agli altri e hanno così scoperto che il valore delle predizioni migliorava combinando tra loro i singoli risultati forniti dai partecipanti.
Come si può vedere dall'immagine a sinistra (figura 2.a) ogni categoria di analisi è rappresentata da un colore e in rosso è invece riportato il risultato della combinazione dei risultati (indicato come "community").

La barra rossa infatti è sempre più alta delle altre, pertanto più idee messe insieme forniscono risultati migliori.
Da qui trae origine il titolo dell'articolo: "Saggezza delle masse" (Wisdom of crowds).
La figura 3 (destra) mostra inoltre l'aumentare della bontà delle predizioni all'aumentare del numero di contributi combinati tra loro (figura 3.a), mostra che la bontà delle predizioni è maggiore se i contributi sono presi da tecniche di analisi che non appartengono alla stessa categoria (figura 3.c) e mostra anche che la bontà delle predizioni aumenta anche se si combinano le peggiori tra le tecniche proposte (figura 3.d), anche se ovviamente l'aumento è maggiore se si prendono quelle migliori.»



Andrea Pinna, come si può applicare tutto questo agli organismi viventi?
«L'applicazione di questa tecnica di combinare diversi approcci ha portato all'individuazione di una forte struttura modulare in due dei microorganismi (Escherichia coli e Staphylococcus aureus) (figura 4.a - a sinistra), in cui ogni modulo è prevalentemente costituito da geni che svolgono un processo biologico molto specifico e con poche sovrapposizioni tra i moduli, quindi una struttura modulare molto nitida in cui è abbastanza chiaro cosa fa ogni modulo, per cui è possibile associare facilmente a geni di cui ancora non si sa molto la loro funzione in base al modulo a cui appartengono. Inoltre è stato possibile individuare 20 geni che probabilmente hanno un ruolo nella patogenesi del terzo microorganismo, il batterio Staphylococcus aureus (figura 4.b - sotto)

05 settembre 2012

Elettricità dagli spinaci (e dal silicio). Studio pubblicato su Advanced Materials il 4 Settembre 2012

Un gruppo di ricerca interdisciplinare della Vanderbilt University ha sviluppato un metodo di conversione della luce in energia elettrochimica unendo spinaci e silicio. L'insolita combinazione produce un aumento di corrente e di tensione elettrica. I ricercatori hanno misurato 850 microampere di corrente per centimetro quadrato a 0.3 volt, il doppio di quanto si riesce a ottenere normalmente con una cella BioHybrid.
La scoperta delle proprietà della proteina "fotosistema 1" (PS1) risale a più di 40 anni fa, ma l’idea di una fotosintesi artificiale è partita dal lavoro di Elias Greenbaum (Oak Ridge National Laboratory) il quale 20 anni fa ha dimostrato che la PS1 estratta dalle foglie di spinaci e depositata su una superficie d’oro rimasne attiva.
Andrea Mameli www.linguaggiomacchina.it 5 Settembre 2012

Panel of biohybrid solar cells that Vanderbilt undergraduate engineering student entered in the National Sustainable Design Expo. (Amrutur Anilkumar/Vanderbilt University

04 settembre 2012

Conferenza internazionale "Energy from the Sun: Computational Chemists and Physicists Take up the Challenge". Chia Laguna Resort, Sardinia Island, 10-14 Sept. 2012

Una conferenza internazionale dedicata alle tecnologie emergenti nel campo dell'energia solare, ma anche un'occasione unica per ascoltare un Nobel (Walter Kohn, per il contributo dato alla conoscenza delle proprietà elettroniche della materiala con lo sviluppo della teoria del funzionale della densità), l'inventore della foglia artificiale (Daniel G. Nocera, MIT), il creatore della dye-sensitized solar cell) Michael Grätzel (École Polytechnique Fédérale de Lausanne), l'ideatore delle prime celle basate su fullereni e polimeri Niyazi Serdar Sariciftci (Linzer Institut für organische Solarzellen).
La conferenza Energy from the Sun: Computational Chemists and Physicists Take up the Challenge è organizzata dal CECAM (Centre Européen de Calcul Atomique et Moléculaire, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland) in collaborazione con il CNR IOM SLACS (Istituto Officina dei Materiali del CNR, Unità Organizzativa di Supporto SLACS: Sardinian Laboratory for Computational Materials Science, Dipartimento di Fisica, Università di Cagliari) e si terrà a Chia (Cagliari) dal 10 al 14 Settembre 2012.
Andrea Mameli www.linguaggiomacchina.it
Disegno: Gianfranco Meloni per scienzafumetti.it

03 settembre 2012

Primi pianeti circumbinari, in fascia abitabile. Un articolo pubblicato su Science il 31 Agosto 2012.

Il sistema solare, anzi bi-solare, scoperto dalla NASA, è il primo caso di pianeti circumbinari nella fascia abitabile. Stiamo parlando di due pianeti che si trovano a una distanza dalla stella madre tale da essere potenzialmente compatibile con la presenza di condizioni utili allo sviluppo della vita, come l'acqua allo stato liquido.
Come ha scritto Marco Malaspina – Due soli per due pianeti (INAF, 29 Agosto 2012) – il merito di questa scoperta va a Kepler, il cacciatore di mondi alieni della NASA: "Al centro c’è la coppia di stelle, in rapida rotazione – sette giorni e mezzo – l’una attorno all’altra. La maggiore delle due è grande quanto il nostro Sole, mentre la compagna è circa tre volte più piccola e 175 volte più debole. Insomma, chi si trovasse a prendere la tintarella da quelle parti, pur con due soli che splendono in cielo, non dovrebbe per forza cospargersi di doppia protezione UV".
Andrea Mameli www.linguaggiomacchina.it 3 Settembre 2012

L'articolo, pubblicato online il 28 Agosto e nell'edizione a stampa il 31 Agosto, riporta 39 firme.
Ecco titolo, link e abstract:

Kepler-47: A Transiting Circumbinary Multiplanet System
Abstract
We report the detection of Kepler-47, a system consisting of two planets orbiting around an eclipsing pair of stars. The inner and outer planets have radii 3.0 and 4.6 times that of Earth, respectively. The binary star consists of a Sun-like star and a companion roughly one-third its size, orbiting each other every 7.45 days. With an orbital period of 49.5 days, 18 transits of the inner planet have been observed, allowing a detailed characterization of its orbit and those of the stars. The outer planet's orbital period is 303.2 days, and although the planet is not Earth-like, it resides within the classical “habitable zone” where liquid water could exist on an Earth-like planet. With its two known planets, Kepler-47 establishes that close binary stars can host complete planetary systems. 

02 settembre 2012

Tecnologie per persone con disturbi dello spettro autistico. The 5th Element Project e Progetto Alpaca.

Una delle problematiche conesse con disturbi pervasivi dello sviluppo (autismo) riguarda la difficoltà di instaurare relazioni affettivamente stabili e efficaci dal punto di vista comunicativo.
Per affrontre il primo aspetto il gruppo di studenti di Ingegneria Informatica "Italian Ingenium Team" (Antonio Vecchio dell'Università del Salento, Antimo Musone della Seconda Università di Napoli, Daniele Midi dell'Università di Roma3, Matteo Valoriani del Politecnico di Milano) ha ideato il progetto “The 5th Element Project”, basato sulla creazione di giochi personalizzabili e sul sistema di riconoscimento dei movimenti del corpo Kinect. Il progetto, sviluppato dal gruppo The Italian Ingenium, fa leva sullo spontaneo interesse dei bambini per i giochi e per le tecnologie e va in contro anche a chi non ha la possibilità di recarsi in centri specializzati grazie a un sistema di assistenza remota con lo scambio in tempo reale di immagini, video, informazioni sulla posizione del corpo del bambino.
Il progetto “The 5th Element Project” è stato riconosciuto come il più brillante in ambito salute conquistando il premio Health Awareness Award al concorso Microsoft Imagine Cup. The Italian Ingenium Team, costituito da quattro ragazzi provenienti dal Politecnico di Milano, dall’Università di Napoli, dall’Università del Salento e dall’Università degli Studi di Roma Tre, ha infatti sviluppato un progetto di particolare interesse dedicato a una patologia piuttosto diffusa: ogni 1000 bambini, a 40 viene diagnosticato un disturbo dello spettro autistico, pertanto gli studenti italiani hanno pensato a un software volto a promuovere momenti di insegnamento e terapia per i bambini autistici a partire dal presupposto che la tecnologia può essere utilizzata per aggirare la disabilità utilizzando giochi intuitivi per spronare i bambini a reagire e partecipare, contribuendo così al loro processo di crescita e integrazione nella società.

Per affrontare il secondo aspetto nel 2007 l'impresa Sardiniaweb di Cagliari ha sviluppato un sistema integrato di presentazione di immagini e audio su sistemi mobili, prima palmari (con Windows Mobile) e ora smartphone (con Android). Si chiama ALPACA: Alternative Literacy, PDA and Augmentative Communication for Autism e soddisfa l'esigenza di portare su dispositivi portatili le immagini usate nella comunicazione alternativa.
Le immagini inserie nel comunicatore e organizzate per mezzo di un apposito software vengono combinate con un sintetizzatore vocale.
Alcuni video spiegano bene come funziona il comunicatore ALPACA: