Tecnologia e matematica vanno necessariamente a braccetto. Ce lo ricorda l’Università di Napoli Federico II, che ha sviluppato un modello matematico che promette di rivoluzionare il modo in cui vengono controllati i sistemi complessi e le cui applicazioni spaziano dal coordinamento di flotte di droni all’ottimizzazione dei flussi urbani, fino alla gestione della sicurezza delle folle e allo studio della migrazione animale.
La ricerca – pubblicata su Nature Communications – è stata guidata dal professor Mario di Bernardo dell’Università Federico II insieme alla professoressa Sabine H. L. Klapp della Technische Universität Berlin, con il contributo di Andrea Lama, dottorando della Scuola Superiore Meridionale e primo autore del lavoro.
Decisioni che creano ordine: il cuore del modello
“Il nostro modello rappresenta un passo in avanti significativo perché mostra come i processi decisionali introducono naturalmente asimmetrie nei sistemi complessi”, spiega di Bernardo. “Questo ci permette di prevedere le transizioni da stati disordinati a stati organizzati e di progettare comportamenti collettivi desiderati”.
Per testare il modello, i ricercatori hanno simulato un gruppo di “pastori” — robot o agenti di controllo — che guidano un “gregge” di agenti in uno spazio delimitato. Le equazioni sviluppate hanno mostrato come le decisioni individuali possano generare dinamiche collettive prevedibili e controllabili.
Dalle folle ai droni: applicazioni pratiche
I risultati aprono nuove prospettive per la sicurezza urbana e per il controllo dei droni in missioni complesse. “Abbiamo dimostrato che le decisioni degli agenti creano nuove forme di interazioni, diverse da quelle tradizionali della fisica”, aggiunge Lama. “Questo apre una nuova classe di modelli matematici più efficaci per predire e controllare il comportamento collettivo”.
Il lavoro rappresenta anche un riconoscimento importante per la Scuola Superiore Meridionale di Napoli. “È un risultato che conferma la forza dell’approccio interdisciplinare”, conclude di Bernardo. “Unendo teoria del controllo e fisica statistica possiamo affrontare problemi reali con strumenti nuovi e potenti, a beneficio della società”.
Un passo avanti per la ricerca italiana
La pubblicazione su Nature Communications testimonia l’eccellenza scientifica del polo napoletano nel campo dello studio dei sistemi complessi. Un risultato che non riguarda solo la teoria, ma che potrebbe presto tradursi in applicazioni concrete nel mondo dei droni e della gestione intelligente delle città.
