S&f 12 issuu

S&F_n. 12_2014

ISSN 2036_2927

S&F_scienzaefilosofia.itISSN2036_2927www.scienzaefilosofia.it

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Limmagineincopertina,Medusa,operadelMaestroNizzodeCurtis

COMITATOSCIENTIFICO PAOLOAMODIO Docente di Filosofia Morale _ Universit degli Studi di Napoli

FedericoIIGUIDOBARBUJANI DocentediGenetica_UniversitdegliStudidiFerraraEDOARDOBONCINELLI DocentediBiologiaeGenetica_UniversitVitaSaluteSanRaffaele

diMilanoROSSELLABONITOOLIVA Docente di Filosofia Morale _ Universit degli Studi di Napoli

LOrientaleBARBARACONTINENZA Docente di Storia della scienza e delle tecniche _ Universit degli

StudidiRomaTorVergataORLANDOFRANCESCHELLI DocentediTeoriadellevoluzioneePolitica_UniversitdegliStudi

diRomaLaSapienzaELENAGAGLIASSO DocentediFilosofiaeScienzedelvivente_UniversitdegliStudidi

RomaLaSapienzaPIETROGRECO Giornalista scientifico e scrittore, Direttore del Master in

Comunicazione Scientifica della Scuola Internazionale Superiore diStudiAvanzati(SISSA)diTrieste

GIUSEPPELISSA Docente di Filosofia Morale _ Universit degli Studi di NapoliFedericoII

GIUSEPPEO.LONGO Docente di Teoria dellinformazione _ Universit degli Studi diTrieste

MAURIZIOMORI DocentediBioetica_UniversitdegliStudidiTorinoTELMOPIEVANI DocentediFilosofiadellaScienza_UniversitdegliStudidiMilano

BicoccaVALLORIRASINI Docente di Filosofia Morale _ Universit degli Studi di Modena e

ReggioEmiliaSTEFANORODOT Docente di Diritto Civile _ Universit degli Studi di Roma La

SapienzaSETTIMOTERMINI DocentediCibernetica_UniversitdegliStudidiPalermoNICLAVASSALLO DocentediFilosofiaTeoretica_UniversitdegliStudidiGenova

INTERNATIONALADVISORYBOARD DAVIDBANON ProfesseurauDpartementd'tudeshbraquesetjuives,Universitde

Strasbourg;Membredel'InstitutUniversitairedeFrance;Prof.invitaudpartmentdepensejuive,UniversithbraquedeJrusalem

EDWARDK.KAPLAN Kevy and Hortense Kaiserman Professor in the Humanities, BrandeisUniversity,Waltham,Massachusetts

NEILLEVY DeputyDirector(Research)oftheOxfordCentreforNeuroethics;Headof Neuroethics at the Florey Neuroscience Institutes, University ofMelbourne

ANNALISSA Wissenschaftliche Mitarbeiterin MartinLutherUniversitt HalleWittenberg

DIEGOLUCCI AssociateProfessorofHistoryandPhilosophy,AmericanUniversityinBulgaria

DAVIDEMAROCCO Lecturer in Cognitive Robotics and Intelligent Systems, Centre ofRobotics and Neural Systems, School of Computing and Mathematics,UniversityofPlymouth,UK

MAXSTADLER Professur fr Wissenschaftsforchung, Eidgenssische TechnischeHochschule,Zrich

REDAZIONEPAOLOAMODIO(DIRETTORE) Universit degli Studi di Napoli Federico II_ Facolt di Lettere e

Filosofia_DipartimentodiFilosofiaA.Aliotta_ViaPortadiMassa,180133Napolitel.+390812535582fax+390812535583email:[email protected]

CRISTIANFUSCHETTO UniversitdegliStudidiNapoli_FedericoIIFABIANAGAMBARDELLA UniversitdegliStudidiNapoli_FedericoIIGIANLUCAGIANNINI UniversitdegliStudidiNapoli_FedericoIIDELIOSALOTTOLO UniversitdegliStudidiNapoli_LOrientaleALESSANDRASCOTTI UniversitdegliStudidiNapoli_FedericoIIALDOTRUCCHIO UniversitdeGenve

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INTRODUZIONEScienza&Filosofia2014_numerododici.Onlineperscelta,inordineal dinamismo e allimmediata disponibilit della ricezione,adattandosivolentieriaitempieaglispazichelareteingenereistituisce:vorrebbeessereagileefacilmentefruibileperchiinteressato a prender parte alle nostre discussioni. La suamission non pu dunque che essere diretta e senza scolasticiorpelli:Preoccupatadiistituzionalizzarsicomedepositariadellacoscienzaeticadelprogressoscientifico,aquasitrentannidallasuanascitalabioeticasembraessere a un bivio: rinnovare il suo statuto o rischiare di smarriredefinitivamentelasuamissiondidisciplinadiincrociotrasapereumanisticoesaperescientifico.nostraconvinzionechelabioeticapossacontinuareasvolgereunruolosolose,piuttostochesalvaguardareprincipiassiologicidiunarealtdata,siaintenzionataaripensarecriticamenteivaloriallalucedeicambiamenti,epistemologiciprimaancoracheontologici,dettatidalletdellatecnica.Ilnostroobiettivoquellodiindividuareedevidenziareilpotenzialedinnovazionefilosoficatracciatodallaricercascientificae,alcontempo,ilpotenzialedinnovazionescientificaprospettatodallariflessionefilosofica.Daquestamissionlarivistatrovalarticolazionecheciparsapi efficace. Anche questo numero conterr perci le tipichesezioni:DOSSIERIlveroepropriofocustematicosceltointornoalqualeandrannoaorbitare

STORIAEsposizioneericostruzionediquestionidistoriadellascienzaedistoriadifilosofiadellascienzaconintenzionesostanzialmentedivulgativa;ANTROPOLOGIETemieincrocitrascienze,antropologiafilosoficaeantropologiaculturale;ETICHERiflessionisutemidiattualitbioetica;LINGUAGGIQuestionidiepistemologia;

2

ALTERAZIONIDallabiologiaevoluzionisticaallacibernetica,teminondirettamenteantropocentrati;COMUNICAZIONE La comunicazione della scienza come problemafilosofico, non meramente storico o sociologico. In altritermini: quanto la comunicazione della scienza ha trasformatolascienzaelasuapercezione?;ARTEIntersezionitrascienzeemondodellarte;RECENSIONI&REPORTSLerecensionisaranno:tematiche,ciorelativeal dossier scelto e quindi comprensive di testi anche nonrecentissimipurchattinentieimportanti;diattualit,ciorelativeatestirecenti.Reportsdiconvegniecongressi(inquesto numero, in verit e libert, abbiamo voluto inserirecome report un articolo che fa da contrappunto alledizioneitaliana delle opere di David Malet Armstrong recentementescomparso).

Perfavorirelafruibilittelematicadellarivista,icontributisi aggireranno tra le 15.000 20.000 battute, tranne rareeccezioni, e gli articoli saranno sempre divisi per paragrafi.Anche le note saranno essenziali e limitate allindicazione deiriferimenti della citazione e/o del riferimento bibliografico etenderanno a non contenere argomentazioni o ulterioriapprofondimenticriticirispettoaltesto.A esclusione delle figure connesse e parti integranti di unarticolo,leimmaginicheaccompagnanoisingoliarticolisarannoselezionate secondo il gusto (e il capriccio) della Redazione enon pretenderanno, almeno nellintenzione per linconscio cistiamoattrezzandoalcunrinviodidascalico.Last but not least, S&F_ parte del Portale SciCam (Percorsidella scienza in Campania, www.scicam.it) in virt di unacondivisionedipercorsieprogetti.

3

Leimmaginidaperturaaisingoliarticolicopertedacopyright http://mrillustrazioni.blogspot.it/ che appaiono in questonumero,sonooperadellinfaticabileegenerosissimaamica_artistaMonica_Rab che, a questo punto, non solo merita la nostrariconoscenzamalS&F_award_2.GrazieMonica!UngraziedicuoreaMassimilianoFraldi,finescienziatoeuomocolto,esemprepiamicosincero,chehaancoraunavoltaresopossibilequestonumero.

Inrete,dicembre2014

LaRedazionediS&F_

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INDICE

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1 INTRODUZIONE5 INDICE

DOSSIER8 Selfies.Symmetry_Encoding_Life_Fakes_Insight_Encoding_Science13 MASSIMILIANOFRALDITheparadoxoftheelementcurvedupsidedownintheNeiko

gatethatcannotbestraightened25 NUNZIABONIFATIBRUNOSICILIANODallapizzaallacuradelluomo,leabilitdi

RoDyMan38 FABIANA GAMBARDELLA La tentazionedella ricorsivit. Il fascino dellorganico

traordineecaos47 RENATO CAPOZZI La simmetria come procedura essenziale ma dimentica

dellArchitettura60 CRISTIAN FUSCHETTO Solo un bio ci salver? Note a margine dellartificiosa

distinzionetranaturaeartificio

STORIA71 SERENA PALUMBO

Ibridazionicyborg. Spazio,evoluzione ebiotecnologieANTROPOLOGIE

85 MARIA TERESA SPERANZALimmaginedelluomo traspirito e natura.Un conflittoirrisolto

ETICHE

102LUCA LO SAPIOBiomoralEnhancement.Definizioni eproblemiaperti

LINGUAGGI

122DELIO SALOTTOLO Decomplessificazionedella vita ecostruzione delmetodo tracondizioni fisicochimiche emanifestazionivitali. Alcunenote sullafisiologia diClaudeBernard

ALTERAZIONI

141ALESSANDRA SCOTTI Sufilosofia eletteratura.Variazioni intornoa MerleauPonty elautofiction

6

COMUNICAZIONE

151VALLORIRASINIScriptamanent?ARTE

162SARAPETRELLAALDOTRUCCHIOLhybrideenimages.Dplacementsprogressifsdelafrontireentrehommeetanimal

RECENSIONI&REPORTSreport

186ANNABELLADATRIDavidMaletArmstrongsneoAristotelianism

recensioni207Gianvito Martino, In crisi didentit. Contro natura o contro la natura?,

Mondadori,Milano2014(LUCALOSAPIO)

214Chiara Russo Krauss, Il sistema dellesperienza pura. Struttura e genesi

dellempiriocriticismodiRichardAvenarius,LeCritiEditore,Firenze2013 (MARIATERESASPERANZA)

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DOSSIER

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SelfiesSymmetry_Encoding_Life_Fakes_Insight_Encoding_Science

ABSTRACT: Byobserving

through themicroscope a

biologicalstructure atthe differentscale levels,it is possibleto live an

astonishingexperience

whichleadstheexplorer totravel acrosshierarchically

structuredgeometrical

worlds wherespaces andpaths areestablished byforms of

unexpectedstrictness and

symmetricalconstructions

conceal nestedarchitectures

which createselfsimilar

universesevoking Koch'sfractals or

threedimensional

versions ofMandelbrot

sets. Thefinding surprising andconsolatory atthesametimethat livingmatter cansomehow exhibitsymmetries andlevelsoforderone generally(and only)associates to

inorganic crystals, de facto undermines the foundations of some dichotomous categories on whichbothScienceandPhilosophyarebased,consequentlymakingfluidtheboundariesbetweenorganicandinorganic,artificialandnaturalandattheendbetweenlifeanddeath.The Life at the macro and microscopic eye is available. It is geometrical disposition,conformalsymmetry,solutionandresult.ButLife,wherethateye(anditsextents)isslotted,ismetaorder, at most World as energy and kinematic laps, anyway paralogical priority, logicalnoise, paradox of the tangible and of the material. So, Science and Philosophy become commentand/orprotestofthehumanmindinfrontofaThereIs,andinthisblamegamebetweenmetabiologicalpriusandhistoricalpreemption,anyresultofthehumanmindisalsoaresultoftheLife,ofphysicalandchemicalautoorganizationwhichallowstheLifeitself.NotonlymethodologicalexplosionofdichotomiesasNatural/Artificial,Organic/InorganicthepracticeorthebreakofthedichotomyishoweveranexistentialdemandoftheLogosrathersecrethorizonrequiredbyhuman livings, massproduced mirrors of selfreferences and semantic codes. Symmetries andviolationsofsymmetriesinpilesofSelfiestopostonsocialnetworksofScienceandPhilosophy,onholdoffeedbackloops.So,Symmetryisnotnecessarilythebackgroundortheforeseeing,andtheAsymmetryisnotnecessarilyinfractionandfancy.

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Ladivinitsicompiacedelnumerodispari.

Virgilio

Due rette parallele si incontrano allinfinitoquandoormainonglienefregapiniente.

MarcelloMarchesi

Non voglio essere interrotto da chi mi rompe icoglioni con l'essere e con l'esserci, non voglioparlareconl'ontologia;abbassol'ontologia,menestrafotto.

CarmeloBene

Ilmiogattofaquellocheiovorreifare,maconmenoletteratura.

EnnioFlaiano

Bisogna avere in s il caos per partorire unastellachedanzi.

FriedrichNietzscheAncheaglidipiacescherzare.

Aristotele

Lanalisi al microscopio di una struttura biologica, effettuataesplorandoneidifferentilivellidiscala,conducelosservatorein un viaggio straordinario attraverso mondi geometriciorganizzatigerarchicamente,incuilacomposizionedeglispaziei percorsi sono decisi da forme di inatteso rigore e dacostruzioni simmetriche, nelle quali possibile entrare escorgerenuovearchitetture,annidatenelleprecedentiaformareuniversiselfsimilarchesembranodareuncorpotridimensionaleaifrattalidiKochoagliinsiemidiMandelbrot.Laconstatazionesorprendenteeconsolatoriaauntempochelamateriaviventepossa,inuncertosenso,esserepiordinatadiunreticolodiBravais di un cristallo di quarzo mina alla base alcune dellecategorie dicotomiche proprie della Scienza e della Filosofia,rendendo fluido il contorno tra organico e inorganico, tranaturaleeartificialeeperestensionetravitaemorte.Latentazione di risolvere il tema interamente allinterno dellageometria,provandocioaindovinareilivellididelimitazionedella complessit morfologica oltre i quali linorganicorisulterebbenaturalmentespintoamutareinmateriavivente(lapi sensazionale e alchimistica delle transizioni di fase!)

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sembradaltraparteimmediatamentespegnersi,almenodinanziauntribunalechegiudichiconstrumentipuramentelogicoformali.Seinfatti larticolazione geometrica, da sola, potesse determinarela qualit organica di una struttura vivente, sarebbeimpossibile spiegarne il trapasso allo stato inorganico (allamorte)inquantosisarebbecostrettiadammetterechealmenoper qualche istante quelle stesse strutture geometriche cheintrinsecamente si collegavano allessenza vitale della materiaqualifichino anche la natura dellinorganico, in tal modocontraddicendo lassunto. Il tema della conflagrazione,dellekprosis di Seneca, sembra in qualche modo rievocato eprendere le forme di nuove domande. Cosa pu sottendere econsentire la complessit geometrica propria delle struttureviventi? Quali caratteri distintivi e intrinseci possono esserericonosciuti e associati allorganizzazione gerarchica e allesimmetriedisvelatedagliorganismibiologici?Due temi forse tra molti sembrano essere ancorati allaorganizzazione gerarchica delle strutture viventi e dunqueoffrirsi alla riflessione scientifica e filosofica. Il primo quello della symmetry breaking (uno dei temi fondamentali dellaFisicamoderna)chevedelasimmetriacomeprecondizione,formao sintomo di raggiunti equilibri e le perturbazioni dellasimmetria quali elementi promotori del movimento e dunquedellinnesco di dinamiche che portino a nuove configurazioni diequilibrio. Il secondo tema rappresentato dal communicationnetwork,quindidalsistemacomplessodisignalingedallaretedipossibilimeccanismidifeedbackchepossonoesseredisegnatisustruttureselfsimilargerarchicamenteorganizzate:sufficientepensarecheunedificiobiologicoingeneralecaratterizzatoda una rete di impianti preposti al trasferimento di segnalibiochimici,meccaniciedelettricitalmentecapillaredaessereingradoadifferenzadiquantoaccadeinunacostruzionecivilepur organizzata gerarchicamente di compromettere la stabilit

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strutturale, alterare la morfologia o determinare il destinocomplessivo del tessuto o la funzionalit dellintero organosemplicemente attraverso la modifica della posizione o dellanaturadiunsuocostituenteelementare.La vita, allora, per locchio macro e micro scopico, disponibilit. Disposizione geometrica, simmetria conforme,risultato.Malavita,incuiquellocchio(elesueestensioni)inserito,metaordine,alpimondocomeenergiaelassocinematico,mapursempreprecedenzaparalogica,disturbologico,paradossodeltangibile e del materiale. Scienza e filosofia si fanno alloracommentoe/oprotestadellamenteumanaalcospettodiunc,einquestogiocoalmassacrotrapriusmetabiologicoeprelazionestorica, ogni risultato della mente umana anche un risultatodellavita,risultatodellautorganizzazionefisicaechimicachein origine ha consentito la vita stessa. Non mera esplosionemetodologica di dicotomie come natura/artificio,organico/inorganico luso o la rottura della dicotomia pursempre unesigenza esistenziale del logos piuttosto orizzonterecondito per orizzontali patici, specchi in serie diautoreferenze e codificazioni semantiche. Simmetrie e violazionidisimmetrieinmucchidiSelfiesdapostaresuisocialnetworksdella scienza e della filosofia, in attesa di feedback loops.Ritratti di un come e mai di un cosa, giusto il dominiocognitivodellacatenadegliosservatoriimmemori.Ilsaperesifaimitazione e plagio, fascino dalla ricorsivit del dato vitaleche, per ragione ovvero per commento e protesta mentale efisiologica,finisceperaccordareleffettodeterministicodiunaparticolare disposizione degli organi e lesito libero di unaconoscenza.Quasiarte.Dovelasimmetrianonnecessariamentelosfondo o il prevedibile, e lasimmetrico non necessariamenteinfrazione ed estro. Dove il darsi simmetrico delle cose puesserenellasimmetricodeicomportamentieviceversa.

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Teoria e larchitettura, ad esempio, linorganico perantonomasia,comesguardo,osservazioneespettacolo,masoprattuttopresunzioneipotetica.Equiilgiocodellepartipu riaprirsi, pi sereno nelle sue categorie logiche e persinonelle sue ontologie ibride, frecce lineari nel tempo ciclico,motori di vita a traino di intelligibilit. E allora tra bios,logos,nousetechne,simmetria,perturbazione,equilibrio,caos,natura, artificio, organico, inorganico, corpo, spirito, vita,morte, giocano a favore delle intelligenze che fanno sapere,soprattutto quando operano la rinuncia al netto per farsidisciplineindisciplinate,piantaorganica deiluoghiedeitempidiinsightdicuiciascunufficioantropobiologicohabisognopercodificareleproprieemergenze.

Sono,manondevoesserlo,unafigliadelsecolo.

Qualcheannofahovistoduesoli.

Elaltroieriunpinguino.Conlamassimachiarezza.

WislawaSzymborskaDaquandohoimparatoacamminaremipiacecorrere.

FriedrichNietzsche

P.A.

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MASSIMILIANOFRALDI

THEPARADOXOFTHEELEMENTCURVEDUPSIDEDOWNINTHENEIKOGATETHATCANNOTBESTRAIGHTENED

1. Introduction

2. Geometricalandimmaterialsymmetries:platformstolodgeasymmetricevents3.Hierarchyandsymmetriesofbonestructuresasmotherboardarchitecturetooptimizecells

mechanotransduction4.Chiralasymmetries(andslightviolationsofsymmetry)regulatingselfrepairinbone

5.Conclusions

ABSTRACT: Bydisserting onSymmetry inPhysical Lawsduring one of hislectures, RichardP. Feynman asked:Why is nature sonearlysymmetrical?. Headded:Noonehasany idea why. Theonly thing wemight suggest issomething likethis: There is agate in Japan, agate in Neiko,whichissometimescalled by theJapanese the mostbeautiful gate inall Japan; it wasbuiltinatimewhentherewasagreatinfluencefromChineseart.Thisgateisveryelaborate,withlotsofgablesandbeautifulcarvingandlotsofcolumnsanddragonheadsandprincescarvedintothepillars,andsoon.Butwhenonelookscloselyheseesthatintheelaborateandcomplexdesignalongoneofthepillars,oneofthesmalldesignelementsiscarvedupsidedown;otherwisethe thing is completely symmetrical. If one asks why this is, the story is that it was carvedupsidedownsothatthegodswillnotbejealousoftheperfectionofman.Sotheypurposelyputanerrorinthere,sothatthegodswouldnotbejealousandgetangrywithhumanbeings.Wemightliketoturntheideaaroundandthinkthatthetrueexplanationofthenearsymmetryofnatureisthis: that God made the laws only nearly symmetrical so that we should not be jealous of Hisperfection!.InattemptingtoprovideananswertotheFeynmansquestion,thepresentpapershowhowoneinevitablyincursaparadox.

Ergorerumintersummamminimamquequidescit?Nilerit ut distet; nam quamvis funditus omnis summasit infinita, tamen, parvissima quae sunt, exinfinitis constabunt partibus aeque. Quod quoniamratioreclamatveranegatquecredereposseanimum,victus fateare necessest esse ea quae nullis iampraeditapartibusextentetminimaconstentnatura.

LucrezioWhen this idea [the principle of relativity ofEinsteinandPoincar]descendedupontheworld,itcaused a great stir among philosophers,particularlythecocktailpartyphilosophers,who

DOSSIERMassimilianoFraldi,Theparadoxoftheelementcurvedupsidedown

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say,Oh,itisverysimple:Einsteinstheorysaysallisrelative![...]Oneoftheconsequencesofrelativity was the development of a philosophywhich said, You can only define what you canmeasure!.

RichardP.Feynman

The history of mechanics shows abundantly thatthereisnoonescientificmethodthatshouldbeused in all cases and at all times. Differentmethods, different philosophies of science, havebeensuccessfulatdifferentperiods,fordifferentproblems, and sometimes for the same man ondifferentoccasion.

CliffordTruesdell 1.IntroductionSymmetry (from the Greek , composed of , with, and,measure)isintrinsically(etymologically)relatedtotheconceptofmeasure;asaconsequence,ifoneacceptsthatyoucanonly define what you can measure1, one has to also admit thatsymmetryissomehowakeyforunderstandingtheworld.Thiscloserelationshipbetweensymmetryandnature,asexplicitlyreportedinthefirstincipitofthepresentarticle,isinnucealreadypresentintheDererumnatura2,whereLucrezio,bydealingwiththe concepts of endless iterations and infinite subdivisions ofunities,surprisingly(orperhapsnot)addressedcurrentthemesofthemodernphysicsandanticipatedmorecomplexgeometricalformsofsymmetrysuchasselfsimilarityandfractals!BytalkingaboutSymmetryinPhysicalLawsinoneofhislessonscollectedinTheFeynmanLecturesonPhysics,RichardP.Feynmansaid:

Whyisnaturesonearlysymmetrical?Noonehasanyideawhy.Theonlything we might suggest is something like this: There is a gate inJapan,agateinNeiko,whichissometimescalledbytheJapanesethemostbeautifulgateinallJapan;itwasbuiltinatimewhentherewasagreatinfluencefromChineseart.Thisgateisveryelaborate,with lots of gables and beautiful carving and lots of columns anddragonheadsandprincescarvedintothepillars,andsoon.Butwhenone looks closely he sees that in the elaborate and complex designalongoneofthepillars,oneofthesmalldesignelementsiscarvedupside down; otherwise the thing is completely symmetrical. If oneaskswhythisis,thestoryisthatitwascarvedupsidedownsothatthe gods will not be jealous of the perfection of man. So they

1See:R.P.Feynman,R.B.Leighton,M.Sands,TheFeynmanLecturesonPhysics,AddisonWesleyPub.,USA1964.2See:Lucrezio,Dererumnatura,LiberI.

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purposelyputanerrorinthere,sothatthegodswouldnotbejealousandgetangrywithhumanbeings.Wemightliketoturntheideaaroundandthinkthatthetrueexplanationofthenearsymmetryofnatureisthis:thatGodmadethelawsonlynearlysymmetricalsothatweshouldnotbejealousofHisperfection!3

To debate of symmetry, as well as to find details of the Neikogate (probably Nikko?), is a daunting task. However, both theissues are beyond the objectives of the present contribution,whichisinsteadlimitedtodevotethefollowingparagraphstotryto envisage a mechanicallyfounded answer to the above recalledFeynmansquestion,bystartingfromsomesuggestionscomingfromthe bone microstructure and its functioning mechanisms. At theend,however,aparadoxoccurs.2.Geometrical and immaterial symmetries: platforms to lodgeasymmetriceventsSymmetry is the property of the objects which result to beinvariantunderprescribedtransformationssuchas,forinstance,rotationorreflection4.Symmetryisclassicallydefined(orimagined)withintheframeworkofstandardgeometry,butactuallyitcannotberelegatedtothissolefence.Symmetriescanbeindeedmetoutoftheperimeteroftheclassicalgeometry:itissufficienttothinktofractals5,able to fit and redraw the rugged coastlines and to trace thethreedimensional profiles of the mountains, or to recall selfsimilarshapesonecandiscoverbyobserving,atdifferentscalelevels, crystals, lattices as well as living tissues6 andhierarchicallyorganizedbiologicalstructures7.As a matter of fact, symmetry often pushes and breaks down thewallsofthegeometricalprisoninwhichitisjailed,toexhibit

3See:Feynmanetal.,opcit.4See:M.Artin,Algebra,BollatiBoringhieri,Torino1997.5 See: K. Falconer, Fractal Geometry: Mathematical Foundations andApplications,JohnWiley&Sons,2003.6See:S.C.CowinandS.B.Doty,TissueMechanics,Springer,NewYork2007.7See:Q.ChenandN.M.Pugno,Biomimeticmechanismsofnaturalhierarchicalmaterials: A review, in J. of the Mechanical Behavior of BiomedicalMaterials,2012.


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itsnongeometricalface.Itisindeedwellknownthatimmaterialsymmetry properties can be also revealed by mathematical lawsdescribing physical phenomena: Newtons third law explicitlyinvokessymmetrysuggestingitsassociationwiththeconceptofequilibrium through the socalled actionreaction principle.Symmetry is also intrinsically related to the concept ofinvariance, a crucial theme for all the physics branches, whichinvolvesGalileaninvarianceandtheNoetherstheoremwhichhavedirect and extremely important consequences on Theory ofRelativity8andQuantumMechanics.Itisparticularlypertinenttohighlightthat,inquantummechanics,itispossibletoestablisha definite connection between the laws of conservation and thesymmetries of physical laws9: for each of the rules of symmetrythere is a corresponding conservation law (momentum, angularmomentum and energy are conserved if the laws are symmetricalundertranslationandrotationinspaceandtranslationintime,respectively!). Yet, antimatter is essentially a problem ofsymmetry and represents a key topic for physicists and, inprinciple,forphilosopherstoo!Infact,inparticlephysics(thefield where supersymmetry is conjectured), the antimatter isconstituted by antiparticles the symmetrical counterparts ofordinaryparticleswith thesamemassbutoppositechargeandother specific particle properties: encounters between theseobjectsleadtoaparadigmaticsymmetricalevent,thatistheirannihilation, contemporarily giving rise to highenergy photonsandlowermassparticleantiparticlepairs.Mathematics itself is made of and exploits symmetry.Symmetry plays a key role in characterizing and solvingdifferential10(andintegrodifferential)equations,atthebasisof almost all the (continuous) models of the world: in this

8See:Feynmanetal.,opcit.9Ibid.10 See: S.L. Sobolev, Partial Differential Equations of Mathematical Physics,DoverPublications,Inc.NewYork1964.

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realm,symmetriescanbetraced(sometimesevensuggestingneworextended concepts of symmetry!) in the cases of some relatedpowerfuloperatorssuchasLaplaceTransforms,Liederivatives11,as well as in the recently rediscovered fractional calculus12which establishes among other potentially interesting (andaesthetically relevant) symmetry/identity relationships betweendifferential and integral operators, many other theoreticalconstructs such as Logics, Algebra and numerical Calculus13exhibitingandbeingbasedondifferentformsofsymmetry.Obviously, the theme of symmetry can be widely found inArchitecture and in visual arts (many insights contained in theworks by Maurits Cornelis Escher are de facto undeniablescientific contributions to the geometry), but symmetry is alsocentralinmusic.Letusrecall,asanexample,Bachsmusicwhichhas often been described as perfect because mathematical orpure, as a consequence of the complicated structures,symmetrical arrangements and mathematically designed repetitionscharacterizing his compositions. His canon, where two separatevoices can be performed simultaneously, one of which being anexactrepetitionorcontrapuntalderivationoftheother,perhapsremainsanunsurpassedlessonofsymmetryinmusic.Symmetry is then a wider concept, a tool to understand anddescribe complex worlds through unveiling of their intrinsicfeatures and laws. It serves to recognize proportions andgeometrical rules in ordered architectures and in seeminglylawlessconstructions,andappearswhendealingwithconservationand balance, being a necessary key to identify or defineequilibrium.Symmetryallowstocatch,encodeordecryptelementsandformsofinvarianceinphysicalobjects(suchasinorganicand

11See:D.LovelockandH.Rund,Tensors,DifferentialForms,andVariationalPrinciples,DoverPublications,Inc.NewYork1975.12 See: K.B. Oldham and J. Spanier, The Fractional Calculus: Theory andApplications of Differentiation and Integration to Arbitrary Order, AcademicPress,London1974.13 See: D.R. Hofstadter, Concetti fluidi e analogie creative, Adelphi, Milano1996.


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biologicalstructures),inphysicallaws,infunctioningoflivingsystemsandprobablyinanytheoreticaledification.Nevertheless,symmetryissometimesbrokeninnature.Violationorperturbationsofthesymmetryandfullasymmetriescanindeedbefound in the same ways symmetries are encountered, that is ingeometrical objects, in mathematics as well as in a number ofphysicaleventsandlaws.InChemistrycertainmoleculesarechiral,thatmeanstheycannotbe geometrically superposed upon their mirror image: this nonsymmetrical configuration has a direct effect on functions,because chemically identical molecules exhibiting differentchiralitydifferentlybehaveandreactwithbiologicalsystemsasa consequence of their difference in orientation, which lead todifferent properties. Also, chirality of some trees (such asPonderosapine)andgrowthinducedhelicallyarrangedstructures14ofsomeanimalhorns,aswellasbiologicalmicrostructures(suchasboneosteonsorproteinfilamentsofwhichcellcytoskeletonismade)canbeallobservedinnatureatdifferentscalelevelsasformsofasymmetry.Interestingly,asintheabovementionedcasesofchemistry,theasymmetry(chirality)ofthesestructuresseemsalwaystohaveadirectrelationwithaprescribedcharacteristicfunctiontheselectedelementisdeputedtoabsolveaformofjustificationforviolatingthesymmetry.Withintheframeworkofnonstatisticalthermodynamics,enginesaswellaslivingsystemsaredescribedasirreversibleprocesses;asaconsequenceoftheSecondLaw,theentropyinaclosedsystemcanonlyincreasewithtimeandthemathematicalformulation(andtherelatedphysicaleventsgovernedbytheClausiusinequality)resultstobeasymmetricalintime(adirecteffectofthearrowof time). Additionally, while current quantum theories andrelated experiments observe that socalled CPT (Charge

14 See: M. Fraldi, S.C. Cowin, Chirality in the torsion of cylinders withtrigonalsymmetry,inJ.ofElasticity,69,2002,pp.121148.

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conjugation, Parity and Time reversal) symmetry is conserved,there are very recent investigations which would seem to havetheoreticallyfoundthatthismaynotbethecasewithmatterandantimatter.In Solid Mechanics, the violation of symmetry is usually aconsequence of constitutive and/or geometrical nonlinearities, amatter of Bifurcation Theory and Material Instability15.Generally, in these problems the mechanical structure isgeometrically symmetric and so are the boundary conditions too,thatistheappliedloadsandconstraints.Nevertheless,asinthebucklingofbeams,themechanicalresponseexhibitssomekindofasymmetry, showing for instance asymmetrical and sometimesunforeseeable displacements which actually reflect concealedpotential asymmetrical solutions, hidden inside symmetricalequations,whichdrivethestructuretodeforminasymmetricwaystominimizeenergyandobeytheprincipleoftheleastaction16.Then, the question is: what can we learn from the examples ofasymmetries reported above? Is there a common factor asuggestion that is shared by those examples of asymmetricaldynamicswemightexploittoreplytotheFeynmansquestion?Actually, a synoptic view can help to say that: 1) spatial (orgeometrical)asymmetries(e.g.chirality)correspondtofunctions(or reflect functional necessities of the system); 2) timeasymmetryisacharacteristicfeatureofirreversibleprocesses,such as the machines and, above all, the living systems; 3)Symmetric constructions can host asymmetrical behaviors, as ithappensinstabilityofbeamstructurestominimizeenergy.Ahypothesisisthenthatasymmetryactsasasortofengineoflife17,bytriggeringdynamicprocessesinagivensystemforboth(or alternatively) activating desired functional responses

15See:D.Bigoni,NonlinearSolidMechanicsBifurcationTheoryandMaterialInstabilities,CambridgeUniversityPress,Cambridge2012.16See:Feynmanetal.,opcit.17 See: G.H. Pollack, Cells, Gels and the Engines of Life, Ebner & Sons,SeattleWA2001.


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(minimizeselectedformsofenergy,etc.)and(or)kindlingsomekindofevolutionaryevents(structuralchanges,movementsandsoon).Thesystem(thematerialobjectortheimmaterialequation)can be seen as a sort of scaffold: it can be (initially)symmetric (for example, geometrically) as well as transformeditselfbythedynamicprocessesinasymmetricalway,andfrozeninthatconfigurationtoobeyadhocoptimizationobjectives.Thishypothesisisdevelopedbelow.3. Hierarchy and symmetries of bone structures as motherboardarchitecturetooptimizecellsmechanotransductionBoneisadynamicandcomplexhierarchicallyorganizedstructurethatadaptstoaccommodatechangesinitsfunctionalenvironment:dynamic loads can increase its mass whereas low loading forinstanceduetoexposuretoamicrogravityenvironmentorbedrest can induce bone loss. The engine of this dynamics is anarticulated process in which different cellular species inhabiting bone architecture units named osteons interact toformtheBasicMulticellularUnitprocess(BMU).Thespecializedcell species involved in this activities are osteoclasts andosteoblasts: osteoclasts remove mature bone tissue (boneresorption) creating a space called cutting cone that issubsequently filled with new bone tissue by osteoblasts(ossification).Theactivityoftheosteoclastisprincipallytodigtunnelsintheboneandtrenchesacrossitssurface,whiletheosteoblasts fill this hole creating particular structures namedosteon and hemiosteon which are built along preferentialdirections18.Themacroscopicevidenceofthecontinuouscellularactivities at the microscopic level is growth and remodeling ofthe bone tissue, spatially inhomogeneous and timedependingprocesses which dynamically transform the bone architecture infunctionofloadinducedstressandstrainlevels,bydepositing

18See:S.C.CowinandS.B.Doty,op.cit.

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additionalmaterialinbonesiteshighlystressedandreabsorbingmassfromsiteswherestressesarelow.Many efforts have been spent to better understand andmathematically describe the dynamics at the basis of thefundamentalmetabolicprocessesgoverningthesignaltransferringofthemechanicalstimulitoBMU.Experimentalevidencesseemtohave found that loadinginduced fluid flow around the osteocytecouldbetheprimarystimulus,theoreticalapproacheshighlightingthat pressure gradients, generated by loading the matrix whichsurroundsthecells,alsomightcontributetodriveinterstitialfluidflowwithintheboneLacunarCanalicularPorosity:inbothcases the interstitial fluid flow generates the shear stress onthecellularmembranethatinturnactsasastimulusforstartingthebonebiochemicalsignaling.Althoughitiswellacceptedthatmechanicalsignalsarecriticalto maintain an adequate skeleton, the mechanism by which bonecells sense their mechanical environment and initiate thedeposition or resorption of bone tissue has not yet beenascertained.Bonemechanosensory,however,dependsontheinteractionbetweeninterstitial fluid and bone cellular structures. Bone cells aredistributed throughout the tissue and are mutually connectedthrough the bone porosities. Osteoblasts, which produce bonematrix,arefoundonbonesurfacesalongwithboneliningcells,whereasosteocyteslieinlacunaeinthemineralizedbonematrixand play the role of sentinels of the mechanical strain, byproducing the biochemical signals to orchestrate the boneabsorptionformation process. Also, their long, slender cellprocessesresideinsmallchannelscalledcanaliculiandconnecttoeachotherandtobonesurfacecellsviagapjunctions,forming


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an interconnected network19. Being the bone structured as aporoelasticmediapermeatedoffluid,smalldeformations,duetoexternal loads, can generate fluid movements through themicrostructural and hierarchically organized porous network, inthis way delivering nutrients to the osteocytes, removing wasteproductsandagainstimulatingthemwithfluidshearstresses.4.Chiral asymmetries (and slight violations of symmetry)regulatingselfrepairinboneHierarchical organization20 in bone serves as strain amplifierbecause tissuelevel strains caused by locomotion seldom exceed0.2% whereas the cellularlevel strains required to elicitintracellularsignalingmustreachvaluesgreaterthan0.5%.However,suchlargestrainsmaycausebonetissuedamageand,inturn, fracture and crack propagation. How does bone structureavoidundesiredcrackpropagationphenomena?Bone tissue at the different scale levels has evolved toprovideusastiffandstrongstructurewhilstbeingaslightaspossible,butdifferentlyfromartificialmaterialsitcanrepairitself!21Examiningforinstancecorticalboneatthemicroscope,onecanseethatitisadensematerialinwhichthreedifferentparts can be recognized: lamellar, osteonal (or Haversian) andwoven.Inparticular,theunitosteonalboneconsistsofaquasicylindricalshaped element called osteon: in it, each lamelladiffers in orientation of its components (collagen fibrils andcarbonated hydroxyapatite crystallites); collagen bundles havehelicoidal arrangements in both clockwise and counterclockwise

19 See: S. Weinbaum, S.C. Cowin, Y. Zeng, A model for the excitation ofosteocytesbymechanicalloadinginducedbonefluidshearstresses,inJournalofBiomechanics,27,3,1994,pp.339360.20See:Y.Han,S.C.Cowin,M.B.SchafflerandS.Weinbaum,Mechanotransductionand strain amplification in osteocyte cell processes, Proceeding of theNationalAcademyofScienceUSA,101,47,2004,pp.1668916694.21See:R.K.Nalla,J.H.KinneyandR.O.Ritchie,Mechanisticfracturecriteriaforthefailureofhumancorticalbone,inNatureMaterials,2,3,2003,pp.164168.

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ways,withanglesfrom0to90degreeswithrespecttotheosteonaxis,andadjacentlamellaepresentalternateorientations.Then,howdoestheosteonstructurehelpbonemachinetoestablishtheright amount of damage to be accumulated for activating healingprocessesandcreatemechanismstoarrestthecrack?Analyses and experiments show22 that anisotropy induced by theasymmetry of chiral structure characterizing osteon lamellaestrongly influences propagation of cracks that move in thecortical bone, interfaces that is cement lines deflectingcrack path and so dissipating energy due to changes in thedirectionoffibers.Crackstoppinghasadditionallyhelpedbythepresenceofmicrobridge elements present at the interface between the osteonconstituents, which break and so absorb energy as fracture runsbetweenandacrosslamellae.Thislocalrupturesinturnrealizeamechanicalbarriertomacrocracks,contemporarilyallowingmicrodamagephenomenaandleadingto microcracks to propagate into neighboring osteons withouthittingtheHaversiancanal.In this way, the osteon microstructure with its hierarchicalarchitecture and chiral asymmetries designed by alternativelyorientedlamellaeseemstoconfinemicrodamagewithinselectedperimeters in bone tissue, so permitting bone healing withoutdetrimentalcrackpropagation.5.ConclusionsActually,overallbonemechanotransductionisstillanopenissueandmanychallengesandunexplainedfactsremaintobeclarifiedand to deeply understood. For instance, by exploring the osteonmicrostructure by means of sophisticated techniques, such as Xray,synchrotronXraydiffraction,confocalmicroscopyandRaman

22See:D.Taylor,J.G.HazenbergandT.C.Lee,Livingwithcracks:Damageandrepairinhumanbone,ibid.,6,2007,pp.263268.


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microspectroscopic, it is possible to confirm (accuratelymeasuring)thatthemineralizedcollagenfibrilswraparoundtheosteon axis with angles typically from 10 to 60 insuccessivelayers,butdeeplyanalyzingthegeometryofthetissueonecanalsocatchsomeslightviolationsofsymmetry,thatisasmallmismatchinexpectedanglesofadjacentlamellae:alittleimperfection (perhaps of ancillary interest), a sort of smalldesignelementcarvedupsidedownintheNeikogateofthebonemicroarchitecture.Somepreliminarytheoreticalinvestigations23,however,wouldseemto suggest that this slight violation of symmetry might insteadplayarelevantroleinthemechanismofcrackarrestingduringcyclicloadsthephysiologicalloadconditionsforbonebyadhocinfluencingstressmagnitudesandsignsinthelamellae.Ifthishypothesisweretobeconfirmed,however,aparadoxwouldoccur. In fact by attributing to the result the meaning of asynecdochethemechanicalexplanationoftheslightviolationofsymmetryinbonemicrostructurewouldhelpustogiveananswertothe Feynmans question Why is nature so nearly symmetrical?,consequentlysuggestingwhattodowiththesmallelementcurvedupsidedownintheNeikogate!Butthisseemstobeimpossibletodecidebecausewhatshouldwedosothatthegodswillnotbejealous?MASSIMILIANO FRALDI Dipartimento di Strutture per l'Ingegneria e l'Architettura(DIST)eCentrodiRicercaInterdipartimentalesuiBiomateriali(CRIB)ScuolaPolitecnicaUniversitdegliStudidiNapoliFedericoII

[email protected]

23 This is an in progress research on biomechanics of bone tissue atDiSt/Crib@Unina.

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NUNZIABONIFATIBRUNOSICILIANO

DALLAPIZZAALLACURADELLUOMO,LEABILITDIRODYMAN

1.Intro2.Lemanisapientidiunrobot3.Unadanzatranaturaleeartificiale4.Armoniaestetica:simmetria,bellezza,convivialit

5.Lorientamentoelamappa,limitinelrobotenelluomo6.Competereconlessereumano7.Semplicementerobot8.Senzanima,maunbuonamico

ABSTRACT: RoDyMan, acronymfor Robotic DynamicManipulation, is aresearch project fundedby the European ResearchCouncil to the CREATEConsortium and carriedout at PRISMA Lab in theDepartment of ElectricalEngineering andInformation Technology ofthe University of NaplesFederico II. The goal isthe development of aservice robot able tomanipulate elastic andsoft objects, whichchange continuouslydensity and shape. Theserobots will be used notonlyinmanufacturingbutalsoasanaidtoelderlyor disabled people, formedicalandsurgicaluse,and in other manualactivities. Preparing apizza involves anextraordinary level ofmanual dexterity: forthis reason a pizzaiolorobothasbeenconceived.It is also a tribute toNaples, at the forefront of technology, robotics and automation, but especially of culture andgastronomy,ofwhichpizzaisasymbolandtradition.Creatingarobotabletomanipulateobjectslikehumansisoneofthemostsoughtanddifficultchallengesofrobotics.Itmeanstoreplicateskillsthataretheresultofhumanbiologicalandculturalevolution.Thisgoalisarduous,mainlyfortwoissues.First,wedonothaveatotalknowledgeofhumannature,butthisistheconditiontobeabletoreplicatethehumanfunctionsinamachine.Second,therearemanytechnicallimitstoimplementabioinspiredrobot,nottheleastthosemakingituserfriendlyandaestheticallyappreciated.1.IntroBenot Mandelbrot diceva che con i computer si possono otteneredisegnipicomplessidiquellichesifannoamano.Ineffetti,apartire dallosservazione della natura e con lausilio dei

DOSSIERNunziaBonifatiBrunoSiciliano,Dallapizzaallacuradelluomo

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computer il grande matematico era riuscito a generare frattalialtrimentiimpossibilidarealizzare,comeilcelebreinsiemecheprendeilsuonome1.Ora,ilfattocheunamacchinaartificiale,frutto cio del genio umano, renda pi visibile la geometriafrattaledellanaturadovrebbericordarcichelanostracapacitdosservazionelimitatatantoquantolacapacitdelaborazionedei dati. Non per nulla si delegano comunemente ai computer leoperazionidicalcoloecisiservedellemacchineperosservareifenomeniinnatura.LostessoMandelbrotsirammaricavadelfattoche molti suoi colleghi matematici fossero tanto distanti dallarealt da ritenere che dallosservazione della natura non sipotesseottenerepinulla.Ebbene,laroboticaciriportaallacentralitdellosservazionedella natura, avendo questa scienza lambizioso obiettivo diricrearla artificialmente. Per carpirne i segreti deve percicercare di comprenderla nei minimi particolari, soprattutto perquantoriguardaiviventi:nellanatomia,nellamorfologia,nellafisiologia,financhenellagenetica.Larealizzazionediunrobotbioispirato,chesvolgaalpostonostrounaseriediattivitpio meno complesse o difficili da realizzare, seguir sempredallosservazioneattentaeminuziosadellanaturafisica,chimicaebiologica,fisiologicaesocialedellessereviventecuicisiispira.Equandolispirazionevienedallessereumanonelqualcasositratterdirealizzarerobotantropomorficondeterminatefunzioni umane si render necessario osservare la naturabiologica,fisiologicaecomportamentaleumana.Cosanonfacile,principalmente per due ordini di problemi che svilupperemo nelcorso di questa trattazione. Primo: non conosciamo del tutto lanatura umana cos come quella di altri viventi e non viventi.Secondo: ci molti sono limiti tecnici alla realizzazione di unrobotbioispirato.

1 B. Mandelbrot, La formula della bellezza (2012), tr. it. Rizzoli, Milano2014.

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2.LemanisapientidiunrobotDi sicuro, la manipolazione di oggetti che cambiano di continuodensiteformatralesfidepiattese,ambizioseedifficilidella robotica. A coglierla sar il robot RoDyMan, acronimo diRoboticDynamicManipulation.Sitrattadiunprogettodiricercafinanziato dallEuropean Research Council al Consorzio CREATE econdotto dal team di Bruno Siciliano presso il PRISMA Lab delDipartimento di Ingegneria Elettrica e TecnologiedellInformazione dellUniversit di Napoli Federico II.Lobiettivolosviluppo,perlappunto,diunrobotdiservizioche sia in grado di replicare attivit umane con un livello didestrezzaemobilitmaivistoprimadora,echesirendautilenon solo in campo manifatturiero ma anche in campo medico,chirurgico,diassistenzaallapersona,eingeneraleovunquesiarichiestalamanipolazionedimaterialimorbidieelastici.Sipensatoperquestodirealizzareunrobotpizzaiolo.untributoa Napoli, citt allavanguardia nella tecnologia robotica,nellautomazione,nellagastronomia,nellarteenellaculturaingenere. E portare nei nostri laboratori di ricerca la pizza,simbolo e rituale di unantica tradizione, ci sembrato unconnubiooriginaletraumorismo,inventiva,genialiteumanit.Dunque il nostro robot pizzaiolo si presta bene a cogliere lasfida, considerando le difficolt che ogni persona inespertaincontra nel preparare una buona pizza dovendo manipolare unimpastodiacquaefarina,didensitformaeconsistenzasempremoltovariabili.Per comprendere lelevata sfida di RoDyMan dal punto di vistascientifico dobbiamo partire dal presupposto che a oggi per unrobot ancora difficile poter replicare la destrezza dellecapacitumane.Tantopiquandositrattadimanipolareoggettiproteiformi. A livello di specie questa destrezza fruttodellevoluzionebiologica,cominciataperquantonesappiamocon


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Homosapiens,circa200milaannifa,efermadacirca40milaannia Homo sapiens. A livello di singolo individuo la destrezzamanipolatoriadipiccolioggettitantopisemutantiperformaconsistenza e densit il risultato del lungo e complessosviluppo neuromotorio2. Basti pensare che solo dopo 3 anni ilbambinoriesceadafferrareunoggettoconilpollice,lindiceeilmedio.Andandoavanticonlosviluppoleabilitmanipolatoriedelbambinomigliorano,soprattuttograzieallautoaddestramento,cheavvienespontaneamenteconilgioco,econiripetutistimoliamanipolareoggettidivarianatura,consistenzaeformadapartedeglieducatori.Masappiamobenechelosvilupponeuromotoriodasolononsufficienteechesenzaaddestramentounindividuononpotr manifestare al meglio quelle abilit manuali cheappartengono al suo corredo naturale. Laddestramento fondamentaledunqueperlevoluzioneculturaledellamanipolazionedi oggetti e che si esprime con il saper fare. Del resto,lavevadettoAnassagora:luomointelligenteperchhalemani.Intendendo che stata la sua capacit manipolatoria, e dunquetrasformativadisestessoedellambiente,arenderloquelloche.3.UnadanzatranaturaleeartificialeNelprogettoRoDyMansiponedunqueilproblemadireplicareinuna macchina una funzione motoria molto complessa, frutto alcontempodellevoluzionebiologicaeculturale.Sidovrperaltroriprodurre anche la simmetria e larmonia che scaturiscono daimovimentidelpizzaiolo,che,nelpreparareilsuoimpastosembradanzarearitmodiunamusica.Ilnostrorobotriuscirafarelapizza,infornarla,seguirnelacotturaeinfinesfornarla,conlamedesimadestrezzaelabilitdiunmaestropizzaiolo?Iproblemi

2L.Calabrese,Lapprendimentomotoriotraicinqueeidiecianni,Armando,Roma2001(rist.).

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tecnici sono talmente numerosi che per parlarne servirebbe untrattato.Semplificandoilpipossibilepossiamodirechesolosfruttandoecombinando la dinamica dell'oggetto con quella del robot, ilsistema robotico potr raggiungere lo scopo di manipolarel'oggetto nella maniera desiderata. Nella manipolazione dinamicale forze e le accelerazioni giocano un ruolo rilevante; queste,insieme alla cinematica e alle forze statiche e quasistatiche,consentono di ottenere una completa descrizione del compito dimanipolazione. Inoltre, la manipolazione non prensile di unoggettoestendeimovimenticomunialrotolamento,allancio,allaspinta, al volteggio, etc. La complessit ulteriormenteaccresciutanelmomentoincuisiconsideranooggettimalleabilierobotsupiattaformemobili.Con due braccia agili e due mani antropomorfe, RoDyMan sar ingradodimanipolareoggettiflessibiliedeformabili,comeilcibochemangiamo,ivestiticheindossiamoepotravereapplicazioniin ambito chirurgico operando su tessuti molli, come muscoli epelle. Il dimostratore finale sar un robot umanoide con duebracciaeduemaniacinquedita,untorsoeunatesta.Privo di gambe, sar invece montato su una piattaformaomnidirezionale su ruote. La sua testa avr una videocamerastereoscopicaeunsistemastrutturatodiluci.Ilsistemasardotatoinoltredisensoridiprossimitedicampoedisensoritattili.Ilrobotumanoideeseguirtuttelefasidipreparazionediunapizza, in quella che si preannuncia come una vera e propriacoreografia gastronomica: un robot in grado di stenderel'impasto, di condirlo e di cuocerlo facendolo ruotare, comeraffiguratoinfigura:


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RenderingdelrobotRoDyManintentoastenderel'impastodiunapizza,condirloecuocerlowww.rodyman.eu

Lasfidacreareunrobotdigrandecapacitmanipolatoria,alpunto di riuscire a eseguire la preparazione di una pizza,dall'impastoallacottura.Sitrattadiuncompitodifficilissimo,tenendocontochelimpastodiunapizzaelastico,mobile,simodifica e varia con il tasso di umidit nellaria, la cotturauniforme nel forno al legna molto impegnativa. Daltro canto,fare la pizza unarte, unabilit che appartiene alle manidelluomo. L'obiettivo non quello di sostituirsi a ci che insostituibile come un bravo chef pizzaiolo napoletano, bensquellodidimostrarecomeunrobotpossaarrivareadeilivellididestrezzacomparabiliconquelliumani.4.Armoniaestetica:simmetria,bellezza,convivialitLa capacit di RoDyMan di entrare in relazione con gli esseriumanirappresentailcuoredelprogetto.Iltemadellasicurezzadunque una delle caratteristiche fondamentali di questo nuovosistema robotico: durante lesecuzione di una missione, RoDyManavr capacit di reazione e apprendimento rispetto agli stimoliprovenientidallambienteconcuiinteragisce.Perquestaragioneilprogettoprevedelimpiegodicompetenzerelativenonsoloalcampo dellIngegneria ma anche delle Scienze Cognitive edellIntelligenza Artificiale. E poich RoDyMan destinato acondividereconnoilambiente,sarannodifondamentaleimportanzailsuoaspettoeilsuomododiagire.Questaconsiderazionevaleper ogni robot che interagisca con gli esseri umani. Fino aqualcheannofasinotavaunanettaasimmetriatraleprestazionispessoeccellentideirobot(bastipensareaquelliindustriali)e

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illorocorpobruttoedisarmonico,daimodirozzieimovimentipotenzialmente molto pericolosi per lambiente umano. Ora che irobotcomincianoafarpartedellanostravitasifarannosemprepi sicuri, efficienti e apprezzabili esteticamente. Un robotprogettato in collaborazione con artisti, designer e architettipotr essere armonioso e bello come una macchina biologicacomplessa(almicroscopioelettronicoancheunmoscerinopresentaunastraordinariasimmetriaebellezza),epotresserearmoniosoebellocomeunoperadarteplastica,laqualeasuavoltapuesserearmoniosaebellacomelanaturachelhaispirata,senondipi.Aognimodo,trattandosidiunamacchinamoltocomplessa,le sue qualit estetiche dipenderanno dallintero team diprogettisti, non dalla bravura di un singolo designer. Anchequestaunasfidaimportante,poichevidentecheunrobotchesiadestinatoacondividerelambientecongliesseriumanidebbaessereesteticamenteapprezzabile,oltrecheefficienteesicuro.Cisignificachelesueformedovrannoseguireicriteriesteticidi base che sottendono alla convivenza civile e alla stessaesistenzaumana:simmetria,armonia,bellezza.Oltre ai criteri estetici il robot deve rispettate anche quellidellaconvivialit,che,comesostenevailfilosoforadicaleIvanIllich3,lostrumentopiautenticoedefficacenellerelazioniumane. Appunto per questo il nostro RoDyMan dovr essere bello,funzionale, ergonomico e al contempo armonioso nei movimenti enegli equilibri spaziali. Dovr dunque sapersi muoverenellambiente senza recare danno alle persone e alle cose,rispettandoleregoledellabuonaeducazione,quelle,peresempio,che suggeriscono di non violare le distanze prossemiche di unnostrosimile.Inestremasintesinellasuaformadinamicaquestorobot dovr richiamare quegli insiemi ordinati e semplici dellanatura (che poi sono quelli che da sempre hanno ispirato gliartisti), che permetteranno agli esseri umani di considerarlo

3I.Illich,ToolsforConviviality,Calder&Boyars,London1973.


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amichevole. La percezione di familiarit che ne scaturisce labasediunabuonainterazionetrauomoerobot.5.Lorientamentoelamappa,limitinelrobotenelluomoEdeccocheritornanoallattenzioneiproblemitecnici,pivolteintrecciaticonquelliestetici:lebuonemanieredelnostrorobotautonomo dipenderanno soprattutto dalla sua capacit dicontrollare il flusso degli eventi in una data attivit e direagire e imparare dall'ambiente circostante. Ma anche dallacapacitdiaffrontaresollecitamentesituazioniinaspettate,comelapresenzadiesseriumaniodiostacoli.TornandoalproblemadellapprendimentooccorrecheRoDyManimparilartedelpizzaiolocomefarebbeunqualsiasiallievo,ovverosiaosservandopivolteimovimentisicuriedensidiesperienzadelsuo maestro. Ma rispetto al migliore degli allievi umani questorobot avr un vantaggio non trascurabile. Quello di potermemorizzarenelsuocomputerlagrandemoledidatiappresinelcorso delladdestramento, senza correre il rischio didimenticarli, e di elaborare in maniera intelligente le diversesequenze apprese, arricchendo la conoscenza e arrivando adassumere un comportamento (semi)autonomo. Per la dimostrazionedellamanipolazionedinamicadiunapizza,verrcoinvoltounodeimigliori pizzaioli napoletani e il robot imparer dunquedirettamente da lui l'arte di questi abilissimi movimenti. Perapprendereavrperbisognodicostruirsiunamappadeimovimentidel pizzaiolo, prendendo a riferimento alcuni punti precisi sulsuo corpo. Per questa ragione si far indossare al maestro unatutabiocineticadotatadisensoriediunsistemadicatturadelmovimento3D.Ilrobotavrcosisuoipuntidiriferimentonellospazio e potr costruire la mappa dei movimenti. Inoltre perriprodurre uno scenario realistico di un ambiente scarsamentestrutturato,qualepuessereunlocalepubblico,laddestramentosisvolgerdirettamentenellapizzeriadelmaestro.

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Replicare in un robot unabilit tipicamente umana come lamanipolazioneestremamentedifficileancheperunaltraragione:la natura non facilmente replicabile perch non ordinata esimmetrica come sembrerebbe. Fu Platone tra i primi a suggerirelideadellordine,simmetriaeunitdellanatura.NelsuoTimeoildemiurgobuonoorganizzailcaoscreandolestruttureordinatenelluniverso con gli strumenti della matematica e dellageometria. Convinto che il libro della natura fosse scritto incaratterimatematiciegeometrici,Galileoprosegulatradizioneplatonicopitagorica,facendoprevalerenelmetodoscientificogliaspetti quantitativi (misurabili) della natura e non quelliqualitativi. Fu la biologia a scombinare le carte, mettendo inrilievoilcaratteredinamicodellanatura(financheundiamantesubisceprofondetrasformazionineltempo)esfumandoilconfinetra organico e inorganico. Quanto agli esseri viventi fu ilbiologo Ernst Mayr nel corso dei suoi studi sullevoluzionebiologica ad accorgersi che essi sono organizzati in entitdiscontinuediformeintermedie,raggruppabiliinspeciediverse,che a loro volta possono andare incontro a speciazione,dividendosi in due specie4. Anche la genetica, che pure sembraseguire leggi ferree, ci porta a un dinamismo sfuggente. Sipensavachebastassesequenziareilgenomaumanoperscoprirneisegreti. Per poi comprendere che a codificare le proteine imattoni della vita una manciata di geni (35% circa) checondividiamofinancheconilmoscerino.Delrestante95percentodelcorredogeneticosappiamopochissimo.6.CompetereconlessereumanoDalpuntodivistagastronomico,potrunapizzapreparatadaunrobotcompetereconquellapreparatadaunpizzaiolo?Assisteremoanuovesfidetrauomoerobotcomeavvenutopergliscacchi?

4 E. Mayer, Populations, species, and evolution, Harvard University Press,1963.


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Lapizzanapoletanafruttodiunartesecolare,ma,soprattutto,incontinuaevoluzione,acominciaredallefarineperarrivarealletecnichediimpastoeagliingredienti.Luomosarbattutosolo quando il robot avr la capacit di riassumere larte dinumerosi pizzaioli messi insieme carpendo a ognuno il segretogiusto. Uno scenario futuribile, certo, ma intanto tutto lasciaprevedere che per almeno i prossimi dieci anni potremo ancorascegliere quale pizza mangiare e a quale pizzaiolo affidare lanostraserataelafelicitdiuncibochesirinnovadasecoli,sinorainimitata.E se RoDyMan superasse in abilit gastronomica i sui maestripizzaioli,dovremmoconsiderarloumano,senonaddiritturaoltreumano?Intantocdachiarirechequestedomandesullumanitdeirobotderivanosostanzialmentedallanostratendenzaaumanizzaregliartefattieglianimalichesianofamiliariocheperqualcheragione assimiliamo a noi stessi (per esempio, umanizziamo glianimali domestici, i pupazzi di peluche, i robot antropomorfi efinanche gli emoticon). Salvo poi non provare simpatia ma solorepulsione quando la somiglianza dellartefatto con lesserevivente in esso proiettato si fa molto verosimile, ma non deltutto.Aquelpuntologgettorievocalafigurainquietantediunozombie,diunmortovivente:cispaventaperturbandoglianimi.ArendersenecontofuilgiapponeseMasahiroMori,quandonel1970elabor lipotesi dellUncanny Valley5, sugli effetti dellaverosimiglianza dei robot. Lipotesi non stata dimostratascientificamente, ma ogni robotico avveduto la conosce bene. Edifattiperevitareilrispecchiamentoelaconseguenterepulsioneper leccessiva somiglianza con il vivente, i progettistioccidentali non danno sembianze troppo verosimili ai robotantropomorfichedebbanointeragirecongliesseriumani.Cos

5 M. Mori, Bukimi no tani, in Energy, 7, 1070, pp. 3335, ripubblicato inRobotics&AutomationMagazineIEEE,19,2,2012.

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per RoDyMan: simpaticamente antropomorfo, ma riconoscibile comemacchina.7.SemplicementerobotPerunprogettistanonpertinentecheunrobotsiaartificiale,inorganico,vivente,nonvivente,eviadicendo.UndomaniRoDyManpotrebbe avere alcune componenti organiche e un cervelloartificiale dotato di neuroni organici artificiali; potrebbefinanche alimentarsi da solo, cibandosi della sua pizza; masarebbe egualmente una macchina, e che sia vivente o in alcunedelle sue componenti sarebbe irrilevante. Come si detto lavitalitglisemmaiattribuitaquandocisiailrispecchiamento,qualora si conferisca al robot un senso vitale, riconoscendolocome vivente. Non potremmo convenire facilmente neppuresullartificialitnaturalit di un eventuale robot di nuovagenerazione. Come la metteremmo per esempio con le macchine chesanno generarsi da sole? Del resto gi Lucrezio nel De rerumnaturafacevanotarequantofossedifficilestabilireunconfinetra naturale e artificiale, in considerazione del fatto che gliatomi, di cui per lui era costituita la materia (organica einorganica),sonoinsensibili(diremmooggi:inorganici).Nsiponeilproblemadisuperarelumano.Primadigiungereaconclusioni del genere ci si dovrebbe infatti chiedere se agarantirelabontdellapizzasfornatadalrobotsiailcodice,il programma (listinto o il genoma nellessere umano) olesperienza (la cultura, nellessere umano) scaturita dalprocessodiaddestramento.Ilbuonsensosuggeriscecheinlineadi massima siano vere entrambe le cose: come nellessere umano,che condizionato sia dallevoluzione biologica sia da quellaculturale.Maquestaunaspeculazionefineasestessa.Senonumano (ed evidente che non lo sia), come potrebbe un robotsuperarelumano?Semmaiiproblemirelativialsuperamentodellecapacitmanipolatorieumanesarebberoaltri,benpiimportanti.


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Peresempio,seunrobotsuperasseindestrezzaeabilitisuoimaestri, chi si occuperebbe pi di fare la pizza e tanti altriprodotti artigianali o artistici? Delegando sempre pi allemacchine queste attivit gli esseri umani non saprebbero pimanipolare gli oggetti con destrezza e perderebbero il relativobagaglio culturale acquisito nel tempo. Del resto quanto staaccadendo con i bambini, che preferendo i giochi elettronici aquellitradizionali,manipolanosempremenoglioggetticomplessidi varia natura, perdendo quindi in destrezza. Ma questo unaltroproblemaemeriterebbeunatrattazioneas.8.Senzanima,maunbuonamicoC unultima questione che vale la pena di portareallattenzione.Perfarelapizzasquisitanonsonosufficientileabilit manipolatorie e la conoscenza dei segreti dei pi bravipizzaioli. Ci vuole lingrediente segreto, che per semplicitchiamiamolanimadelpizzaiolo.Sarmaipossibileriprodurlainunrobot?Primabisognerebbemettersidaccordosucosasiaedoveeventualmente risieda. Ma in troppi dubitano della sua stessaesistenza.Ifilosofiantichi,inparticolarmodoEpicuro,PlatoneeAristotele,trattavanoseriamentedellanima.Poisipersoviavia linteresse nei suoi confronti. Finch i filosofi modernihanno cominciato a farla coincidere con la coscienza: e lanimas fatta talmente eterea da perdere ogni possibile sostanza.Riprodurla,sifaperdire,inunlaboratoriodiroboticaquindiimpossibile!Aldildiquesteconsiderazionichecomeabbiamovistosifannoancorapidifficiliquandointrecciateconquestionifilosofiche,mai pienamente risolte, relative ai concetti di naturaleartificiale, vivomorto, organicoinorganico, il valore aggiuntodi questa ennesima sfida scientifica rappresenta un passofondamentale.Eciaffinchirobotsianosemprepifunzionalinon solo al mondo dellindustria, ma soprattutto per le

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applicazioniavanzatedellaroboticadiservizio:dallassistenzaaglianzianiallacuradiunarto,noncpotenzialeapplicazionedi questo robot che non possa non essere considerata un valoreaggiunto per le nostre vite. Proprio per questo, il futuro diRoDyMansipreannunciabrillantequantoilsuopresentedensodipromesse.NUNZIA BONIFATI giornalista scientifica, ricercatrice indipendente, docente acontrattodiFilosofiamoralepressolUniversitdiRomaTorVergata

[email protected] SICILIANO docente di Automatica allUniversit degli Studi di NapoliFedericoII,giPresidentedellaIEEERoboticsandAutomationSociety.GlistatoconferitoilprestigiosopremioIEEERASGeorgeSaridisLeadershipAwardinRoboticsandAutomationperil2015

[email protected]

DOSSIERFabianaGambardella,Latentazionedellaricorsivit

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FABIANAGAMBARDELLA

LATENTAZIONEDELLARICORSIVIT.ILFASCINODELLORGANICOTRAORDINEECAOS

1.Imitarelavita2.Lanaturacomegrandemacchina3.Nuovitipidimacchine

ABSTRACT:There hasbeenacloserelationshipbetweenmachinesandbiologysince ages.Men havealwaysproducedautomata inorder toimitatenature, aswell as tobetter knowthe secretsof lifethrough theobservationofmachines.FromDescartessautomata tothenewkindofmachines,such ascomputers,theresearchin biologyhas beengrowing andhasrevealedthat theborderbetweennatural andartificial,organic andinorganicismoreandmorefragile.1.ImitarelavitaMovimento,autoriproduzione,conoscenza,sonoilessemiutilizzatiper descrivere la vita, contrapponendola in maniera nettaallottusastaticitdellinorganico.

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La biologia pare costituirsi a partire dal dramma di unmisconoscimento: sin dai suoi esordi prende forma attraverso laricerca delle parole che le consentano di assurgere a scienzaautonoma, svincolata dalle teorie, dai metodi e dalle proceduredella fisica. Perch una cosa certa: un abisso logico,ontologicoegrammaticaleseparaildiamantedallastellamarina,la pietra dal gabbiano, loggetto inerte dal vivente soggetto.Eppuretuttelevoltecheluomohacercatodisondareilmisterodella vita, ha rivolto lo sguardo allinorganico: la magiarinascimentaleindagavasullanaturapercomprendereilegamifrail macro e il micro nel cosmo, allo stesso tempo tentando diriprodurrelemirabolantioperedellanatura.Pitardilatechnedellascienzamodernasidedicherallacostruzioneeallostudiodelle macchine, allinterno di un doppio movimento: imitarelopera del demiurgo instillando la vita nellinorganico con lacreazione di macchine in grado di operare in modo autonomo; edaltrocantocarpireisegretidellavitaosservandolarmoniosaorganizzazionedelmacchinicochequellavitavaimitando.Si narra che il padre della filosofia moderna, quel Cartesioinventore del cogito e responsabile di tutte le conseguenze chequestoconcettohadeterminato,fosseungrandeestimatoredegliautomi;laleggendavuolecheaddiritturapossedesseunabambolameccanica di nome Francine che lo accompagnava durante i suoiviaggiechepareevocassenellefattezzeunafigliaillegittimaprecocemente abbandonata1. Questa fascinazione per il macchinicoassumer i contorni di una vera e propria teoria; nella quintapartedelDiscorsosulmetodoCartesiovolgelosguardoalmondodegliautomi,macchineprodigiosefruttodellingegnoumanoelofaattraversoundoppiomovimentospeculativo:chiunqueconoscalediverse macchine che lindustria delluomo pu produrre,impiegando pochi pezzi a confronto di quel groviglio di ossa,

1S.Pryor,Thinkingofoneselfasacomputer,inLeonardo,24,25,1990,pp.585590.


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muscolinervi,arterie,vene,presentiinveceinqualsiasicorpoanimale,nonpucheconsiderarequesticorpicomemacchine,che,essendo fatte dalle mani divine, sono incomparabilmente meglioordinate, rispetto a quelle inventate dagli uomini2. Dunquelorganizzazione della macchina, larmoniosa funzionalit dellepartievocaquelladellamacchinavivente,lartificialeperciutilepercomprendereilnaturale,essorisultatalmenteperfettodaconfondersitalvoltaconlavitastessa:[]Silyavaitdetellesmachinesquieussentlesorgansetlafigureextrieuredunsingeoudeautreanimalsansraison,nousnaurionsaucunmoyenpourreconnatrequellesneseraientpasentout de mme nature que ces animaux3. Tra la scimmia automa equellaincarneeossanonvisarebbealcunadifferenza;anziperdirlatutta,sefossimoingradodicostruiretantiautomiconlefattezzedituttelevariegatespecieanimaliprivediragione,nessun uomo avrebbe i mezzi per smascherare loriginale dalsimulacro, il naturale dallartefatto. Al contrario: sil y enavait qui eussent la ressemblance de nos corps, et imitassentautantnosactionsquemoralementilseraitpossible,nousaurionstoujours deux moyens trs certains pour reconnatre quelles neseraientpointpourceladevraishommes4.Dallaltro lato automi con le perfette sembianze umane nonriuscirebbero a ingannare nessuno sguardo osservatore e per duemotivi: la mancanza della parola, o meglio della libera eimprevedibile produzione di simboli che mutano in relazione aicontesti; e lassenza della ragione, intesa come originedellazione, unazione dunque che non frutto di automatismi oeffetto deterministico di una particolare disposizione degliorgani,bensesitoliberodiunaconoscenza.

2R.Descartes,Discoursdelamthode(1637),LeLivredePoche,Paris1970,pp.8788(trad.mia).3Ibid.,p.88.4Ibid.

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evidenteallorachelacomparazioneinorganico/organicoprima,einorganico/organicoanimale/organicoumanodopo,servaastabilireconforzaunprimatoontologico,chenonquellodellanatura,omeglio della vita rispetto alla nonvita, allartificio; ilprimato per Cartesio non sta nella vita bens nellesistenzaintesa come res cogitans, anima instillata da Dio. Ecco perchnellalogicacartesianatranaturaeartificio,animaleemacchinanon vi in fondo differenza: la vita come tale non presentaalcuna peculiarit che la distingua realmente dallinorganico;tuttaltro: si potrebbe arrivare a sostenere che linorganicopossieda maggiore dignit ontologica rispetto alla vita in s,poichlafisicachevaelaborandoCartesiodescriveilmondocomeuna grande macchina intessuta di materia e movimento, dove ogniresiduodifinalismoeliminato.2.LanaturacomegrandemacchinaSegiinCartesioalmenopercertiversi,ecionelconfrontoanimalemacchina,lacontrapposizionenaturaartificiovaperdendoisuoicontornidefiniti,taleprocessopareradicalizzarsinellespeculazionisuccessive,inquelpercorsochelafisicamoderna,da Galilei a Newton mette in modo, consistente in una piena eintegrale meccanizzazione del mondo, e che filosofi comeHelvetius,dHolbacheLaMettrieproverannoaformulareanchedalpuntodivistadellantropologia.SeinCartesiolidentificazioneperfettanaturaartificiorestaimpossibilenelluomo,che,dotatos di un corpoautoma, vi si affranca grazie alla presenzadellanimacheacertimeccanismisfugge,inLaMettrielastessaanima, la scintilla del cogito, descritta in terminimaterialistici. Laddove Cartesio sostiene che un abisso separalanimale dalluomo, al punto che simulacri meccanici di unascimmiainnulladifferisconodallanimaleincarneeossa,mentresimulacri delluomo sono praticamente inadatti a riprodurne lefunzioni, La Mettrie sostiene invece una continuit sostanziale


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AnimalitasHumanitas e di conseguenza un materialismo checoinvolgeentrambi:

Daglianimalialluomolatransizionenonviolenta:iverifilosofineconverranno.Checoseraluomoprimadellinvenzionedelleparolee della conoscenza delle lingue? Un animale appartenente alla specieumana,checonmoltomenoistintonaturaledeglialtri,dicuialloranonsicredevare,sidistinguevadallascimmiaedaglialtrianimalisolocomelascimmiasidistinguedaquestiultimi,ciograzieaunafisionomiaesprimentemaggiordiscernimento5.

Luomodunqueunanimale,ma,comeesplicitermeglionel1772lo Herder del Saggio sulle origini del linguaggio, un animalemanchevole, i cui istinti e la cui naturale propensione allasopravvivenza,sembranoridottieaffievoliti6.Comeognianimalecaratterizzatodaunfunzionamentomeccanico,per cui tutte le facolt dellanima dipendono dalla peculiareorganizzazionedelcervelloedituttoilcorpo.ovviochesitratta di una macchina estremamente intelligente, dotata diingranaggipicomplessirispettoaquellecostruitedalluomo;etuttaviaproprioapartiredaquegliingranaggichepossibilespiegarelacoscienzadelicatadelluomoetutteleinnumerevolisfumature del rimorso, del rimpianto e del desiderio7. Laconclusionedelfilosofonetta:luomounamacchinaeintuttoluniverso non esiste che ununica sostanza diversamentemodificata8.Considerare il corpo come una macchina perfetta in grado diespletare innumerevoli e complesse funzioni, d lavvio ancheallincederepoderosodellamedicinamoderna,aisuoiprogressiincampo anatomico. Il dolore della carne che urla sotto loffesadella malattia, vissuta come cataclisma inspiegabile, sitrasforma,nelmondoasetticoemeccanizzatodellescienzemodernenella disfunzionalit dellingranaggio che si inceppa e che varipristinato.Ilcorpounavoltaequiparatoallamacchinasembra

5J.O.deLaMettrie,Luomomacchina,inOperefilosofiche,tr.it.Laterza,Bari1992,p.191.6J.G.Herder,Saggiosulleoriginidellinguaggio,tr.it.PraticheEditrice,Parma1993.7J.O.deLaMettrie,op.cit.8Ibid.,p.195.

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perdere laspetto ineluttabile di carne marcescente e dolorantedestinata alla putrefazione. Non c artefatto che non possaessere riparato, non c marcescenza che non possa essererimandata, dilazionata nel tempo. Linorganico non intrattienerelazioniconlamorteelasimilmacchinacheilcorpo,insiemeaimedici,isuoiaddettiallamanutenzione,cercacostantementediallentarelemagliediquestarelazione.Nellamacchinaalloravaprendendoformaancheilsognoumano,troppoumano,diriscattodallamalattiaedallamorte.3.NuovitipidimacchineFin qui la relazione organicoinorganico stata descritta apartiredaunparticolaretipodiinorganico:lamacchinaintesacome artefatto costruito dallingegno umano. Si gi dettotuttavia che anche linorganico naturale consentirebbe una viadaccessoallacomprensionedellavita.I frattali sono affascinanti realt presenti in natura,caratterizzatidaunastrutturaricorsivaeautosomigliantechesiripeteallostessomodosudiversescalediosservazione,percuisembra che il micro riproduca il macro. Il fiocco di neve, lecoste sono caratterizzati da ridondanza, irregolarit eframmentarietchemettonoaduraprovaleconsolantileggidellageometria euclidea. Ogni frazione di un frattale simileallinsiemepiampiodicuiparte.Cicherendeancorapiinteressantelageometriafrattaleilfatto che possa essere applicata anche in campo biologico: nelcorpo umano le sinapsi, i vasi sanguigni, lintestino,sembrerebberoriprodurregeometriefrattali.Ancheinquestocasoallora la vita ricalca lordine consolidato e gerarchicodellinorganico,rendendonuovamentelabileilconfinetraidue.E tuttavia essa pare destreggiarsi fra un ordine inamovibile ecerto, che ricorsivamente reitera se stesso e laffascinante


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imprevedibilitdelcaos.Lequilibrioneisistemiviventi,sembrainfattiesseredatodalladelicatadialetticafraordineecaos.Per giungere a tali conclusioni la biologia contemporanea hadovutopoggiarsisullostudiodinuovitipidimacchineesullascienzachelestudiava:lacibernetica.Iltermine,coniatonel1947 da Norbert Wiener insieme al gruppo di studiosi riunitiattorno ad Arturo Rosenblueth, designa il campo di indaginecentratosullequestionidicomunicazione,controlloemeccanichestatistiche,sianellemacchinecheneisistemiviventi9.Questadisciplinadeterminaunatransizioneepocalecaratterizzatadal passaggio dalla bambola di Cartesio alle macchineautopoietiche:

La cibernetica [] una teoria delle macchine, e tuttavia non sioccupa di cose, bens di modalit di comportamento. Non si domanda:Cosaquesto?MaCosafa?[]Ilsuooggettoildominiodituttelemacchinepossibiliedsolosecondariamenteinteressataalfattochealcune di esse non siano state ancora create, dalluomo o dallanatura. Ci che la cibernetica offre una struttura attraverso laquale tutte le macchine individuali possano essere ordinate,catalogate,comprese10.

Dunquelacibernetica,occupandosidituttelemacchinepossibili,a prescindere dal fatto che alcune di esse siano state createdalluomo e altre dalla natura, contribuisce a indebolireulteriormente la rigida dicotomia naturaartificio, organicoinorganico.Limportantedifattinonlinsiemedellecomponentichecostituisconolamacchina,malacomplessitdellerelazionicheinessavannostrutturandosi:

Wearethussayingthatwhatisdefinitoryofamachinestructurearerelations and, hence, that the structure of a machine has noconnection with materiality, that is, with the properties of thecomponentsthatdefinethemasphysicalentities.Inthestructureofamachine,materialityisimpliedbutdoesnotenterperse11.

Linteresse dunque si trasferisce dalla materia al processo,intesocomeinsiemedirelazionierendesepossibileancorapi

9N.Wiener,Cybernetics:or,ControlandCommunicationintheanimalandthemachine(1948),MITPress,Cambridge1961,p.11(trad.mia).10W.R.Ashby,IntroductiontoCybernetics,ChapmanandHall,London1956,pp.12(trad.mia).11F.Varela,H.Maturana,Mechanismandbiologicalexplanation,inPhilosophyofScience,39,3,1972,p.378.

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arditaladomandasullavitaesullesuedifferenzeconlanonvita. Gli ordini ontologici vanno per cos dire mescolandosi,assiemeallegerarchiechelicaratterizzavano.Perciquandosiparladimacchinecisipuriferireindistintamenteaunsistemavivente o a un automa, perch ci che le specifica non sono icomponenti, bens lorganizzazione, e cio il tipo di relazioniistituite nellambito di queste unit. In fondo resta inalteratoilsognodiCartesioedicolorocheloprecedettero,didarvitaad automi che si autoregolassero, attraverso meccanismi difeedbackloop.Sullasciadiquesteacquisizionivasviluppandosiapartiredaglianni 70 del Novecento, la biologia dei sistemi viventi intesicome macchine autopoietiche12. Secondo Humberto Maturana eFrancisco Varela un sistema vivente, come sistema autopoieticotendealmantenimentodellapropriaidentit.Questaparola,riccadireminiscenzemetafisiche,vieneripulitaepercertiversiresaasettica. Nella lingua della cibernetica la parola identitrimanda semplicemente al mantenimento di un equilibrioomeostatico, attraverso meccanismi di retroazione, o meglio dicausalitcircolare;malavitaparesvilupparsieaccrescersiattraverso un paradosso: come voleva Nietzsche, essa caos, ecometalenonvuolesoltantopreservarsimaespandersi;lordineallora gioca col caos e a processi di feedback negativo siaggiungono quelli di feedback positivo: nei sistemi dinamiciinfattiogniperturbazione,destabilizzandoilsistema,determinaunriadattamentoconproduzionedinovit.La vita, allora, non ricerca dellequilibrio ma costantedeviazione da esso. Lomeostasi si configura come il difficileequilibrio tra le componenti caotiche e quelle ordinate deifenomenibiologici.

12 H. Maturana, F. Varela, Autopoiesi e cognizione. Lorganizzazione delvivente,tr.it.Marsilio,Venezia1980.


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Lentropia, dunque, lungi dallessere caratterizzata comedissipazione, afferma soprattutto lesistenza di uninstabilitdifondodeisistemidinamicichecicircondano13.Nellambitodiquesteontologieibride,entrolequalinonrisultapi possibile stabilire il confine netto che separa natura daartificio,organicodainorganico,addiritturavitadamorte,lalogica lineare che ha contraddistinto per secoli la tradizionespeculativa dellOccidente, deve necessariamente abdicare a unalogicacircolare,cheprevedeilparadosso,lacoesistenzadegliopposti. Laffresco naturalistico pare essere sostituito dallevisionidiEscher,dovespazigeometriciperfettamenteriprodottimettonoindifficoltlosservatorenelcircoscriverneilimiti,nel determinare chiaramente interno ed esterno, sopra e sotto,osservatore e osservato. Ci che emerge dalle tassellature diEscher proprio limpossibilit di cristallizzare in figureimmobili linfinita variet del reale. La linea di confine, ilmarginetradueformeadiacenti,marginedimutazione:leformecui il disegnatore d vita non hanno nulla di stabile, didefinito,sitramutanoinaltrodasinunprocessochenonhaunafinenunfine,percuilescacchierediventanouccelli,leapipesciequestidinuovoscacchiere14.Emergonocosontologiepolivalenti,sisfumanoicontorninetticheseparanoglienti,ilmostruoso prende forma in una visionaria quanto efficaceibridazionediuomini,animali,macchine.

13I.Prigogine,Lesplorazionedellacomplessit,inG.Bocchi,M.Ceruti(acuradi),Lasfidadellacomplessit,BrunoMondadori,Milano2007.14M.C.Escher,cfr.lalitografiaIlgiornoelanotte,1938,olaxilografiaMetamorfosiII,1939.

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RENATOCAPOZZI

LASIMMETRIACOMEPROCEDURAESSENZIALEMADIMENTICADELLARCHITETTURA

1.Architetturaenatura:mimesispeciale2.Ladimensioneteoricadellarchitettura

3.Simmetriacomeproceduracompositiva4.Ilruolodellasimmetrianellosviluppodellarchitettura

ABSTRACT: The essayconfirms theinorganic nature ofarchitecture and, inthis way, clarifiesthe particularmimesis thatarchitecture lays notso much with natureand its forms butwith itself. Thereare multiple linkswith the philosophythat recognizes hisrole regent andfoundational.Describing thetheoretical dimensionof architecture, thecontribution reflectson the particularrole that theoryassumesintheartofbuilding as a way ofknowledge andobservation andverification inbuildings. The roleof symmetry understood as theproportion in thehistoricaldevelopment of theartofbuildingsincethe ancient treatisewriters, during theRenaissance until themodern reformulation, to get to the forgetfulness of the role that this compositional procedureassumesinthecontemporaryworldisdiscussed.Thecurrentconditionisunfortunatelydirectedmore to the reductio ad imaginem; it should be again addresses to the construction of adequatespace and the selection of appropriate forms to represent, through the expressiveness of theconstruction,reasonandessenceofarchitecture.

Item symmetria est ex ipsius operis membrisconveniensconsensusexpartibusqueseparatisad universae figurae speciem ratae partisresponsus. Uti in hominis corpore e cubito,pede, palmo, digito, ceterisque particulissymmetriaesteurythmiaequalitas,sicestinoperumperfectionibus.

MarcusVitruviusPollio,DeArchitectura,LiberI,cap.2

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1.Architetturaenatura:mimesispecialeLarchitettura linorganico per antonomasia, lartificiocongetturato per consentire labitare e, in ultima analisi, lavita e la dimora delluomo sulla terra. Ma la sua inorganicittrae linfa e riferimento in prima istanza proprio dallaosservazione,dallateoresidellanatura,dellesueleggi,dellesue armonie e regolarit, una mimesi che lungi da assumere la come modello da replicare, come avviene allAurora dellearti plastiche e figurative, ne vuole riprodurre nel finito labellezzaelastabilitdeirapporti.Nonmimesiinsensostrettoquindi, quanto piuttosto analogia dellordinamento rinvenibilenellastanzasmisuratacheciaccoglie:unvolerriprodurrenelfinito e nel misurabile le regolarit e le somiglianzedellinfinitamente grande e dellinfinitamente piccolo. Unasecondanatura,comeaffermaGoethe1,costruitaperfinicivili,unasuarappresentazioneenonunacopia,quindi,destinataallavitadelluomodicuisoventesipensiallansiaantropometricarinascimentale ha riprodotto le regolarit, le rationes, lemisure. In tal senso sono molto significative le recentiacquisizioni della Morfologia di Ren Thom2 secondo il quale ilmondo non sarebbe caotico ma appunto innervato da una serie distrutturerazionaliancorchcomplesse. Michelangeloaffermavache cosa certa, che le membra dellarchitettura, dipendono dallemembradelluomo3unadipendenzatraarchitetturaenatura,traedificioecorpoumanoche,siribadisce,nonpumaidiventaremetabolicaoorganica:luomovieneindagatonellesueproporzioni

1 Cfr. J. W. Goethe, Scritti sullarte e sulla letteratura, tr. it. BollatiBoringhieri,Torino1992.2Cfr.R.Thom,Arteemorfologia.Saggidisemiotica,tr.it.Mimesis,Milano2011.3 Cfr. E. Mortola, Nota scheda sulla proporzione e nota scheda sullasimmetria, in L. Quaroni, Progettare un edificio. Otto lezioni diarchitettura, Mazzotta, Milano 1977, pp. 177192; e Voce simmetria,Dizionario Enciclopedico di Archiettura e Urabnistica, Istituto EditorialeRomano,Roma1968.

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e nelle sue articolazioni non per divenire fonte di ispirazioneformalemainnanzituttodicontrolloeadeguazione.Comelemembranelluomo4, il sistema osteonico e lesatta collocazione degliorgani, dei muscoli obbediscono a soggiacenti e razionalinecessit di equilibrio e di efficienza funzionali, allo stessomodo in architettura le parti devono stabilire tra loro legamisintattici, dimensionali e correlativi che ambiscano allanecessit, alladeguatezza. proprio in questo senso chelarchitetturailregnodellordineincuileformetrovanolaloroposizioneemisuranonperimposizionemaperassecondarelalorointimanaturaallaricercadiunequilibriointellegibile(odella sua trasgressione consapevole) capace, come ricordaBenjamin, di una ricezione generalizzata. Forse per questoche,dalTimeodiPlatone5aKantchenominaunapartedellasuaKritik der reinen Vernunft lArchitettonica6 sino a Derrida7che la definisce come lultima fortezza della metafisica, lafilosofia ha sempre riconosciuto allarchitettura un ruoloreggenteefondante8.Nelsuospessorestorico,checomnotocoincide con la comparsa delluomo e la sua innata ricerca distanzialit, di definizione e appropriazione di luoghi perlabitare, larchitettura ha tratto dalla natura numerose leggiche ne hanno consentito lo sviluppo autonomo. Si pensi alladistinzioneoperatadaNorbergSchulz9traorizzontaleeverticalee la conseguente astrazione del principio dellortogonalitrinvenibile nellosservazione del movimento apparente del sole,allideadiricovero/riparodesumibiledallegrotteodallechiomedegli alberi, al passaggio tra la profondit del bosco (da cuilidea di pieno) e la radura/apertura (da cui lidea di vuoto

4Cfr.A.Drer,Dellasimmetriadeicorpihumani,Venezia1591.5Platone,Timeo,tr.it.Bompiani,Milano2000.6Cfr.H.Hohenegger,Kant,filosofodellarchitettonica.SaggiosullaCriticadellafacoltdigiudizio,Quodlibet,Macerata2004.7J.Derrida,Adessolarchitettura,tr.it.Scheiwiller,Milano2008.8H.G.Gadamer,Veritemetodo,tr.it.Bompiani,Milano1988.9Cfr.Ch.NorbergSchulz,Esistenza,SpazioeArchitettura,tr.it.OfficinaEdizioni,Roma1975.

DOSSIERRenatoCapozzi,Lasimmetriacomeproceduraessenziale

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definito) in rapporto alla possibilit della luce, la famosaLichtung heideggeriana10 che consente nello spazio infinitolaccaderedellarte.2.LadimensioneteoricadellarchitetturaUna interessante analogia con losservazione e spiegazione deifenomeni proprio della fisica e delle scienze in generale rinvenibile assumendo lArchitettura come una delle forme delpensiero e della conoscenza. Larchitettura 11 nellamisura in cui, una volta emancipatasi della replicazione nonmediata dei corpi naturali si pensi alla sua mitica originenella capanna di Laugier fatta di tronchi appena abbozzati egiustappostiguarda,vede,ai/neisuoispecificifenomeni,che sono le architetture stesse, per ricavarne le leggiprogressive e al tempo stesso la verifica della sua prassicostruttiva/fabbrile12.CarlosMartArs13haparlatointalsensodiunruoloausiliariomaineliminabiledellateoriautilizzandolametaforadellacentinaedellarco.Lacentinarappresentalateoria,ilprincipium,cherendepossibilelerezionedellarco,lergon/exemplum, che una volta eretto la fa scomparire purrimanendoneilpresupposto.Ilpassaggioquindidallacapannaaltempio o dalla caverna al riparo14 presuppone una astrazionerazionale che definisce i suoi propri elementi (dal tronco allacolonna,daltraveallarchitrave,dalfogliamealtetto)maanchelesueleggiinternecheambiscanoadefinireperquestielementie parti un ordine riconoscibile in grado, come nelle parole diGyrgy Lukcs, di creare un ambiente spaziale reale e adeguato

10M.Heidegger,Larteelospazio(1969),tr.it.Ilmelangolo,Genova2003.11 Cfr. V. Ugo, Architettura ad vocem. Verso un glossario dei termini diarchitettura,GuerinieAssociati,Milano1996.12Cfr.R.Capozzi,CircolaritermeneuticatraTheoriaepraxisnelprogettodiarchitettura,inOp.cit.,141,2011.13 C. Mart Ars, La cntina e larco. Pensiero, teoria, progetto inarchitettura,ChristianMarinotti,Milano2007.14Cfr.R.Capozzi,Lideadiriparo,Clean,Napoli2012.

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che evoca visivamente ladeguatezza15 dove larte deve renderevisibile lessenza16 e in ultima analisi la verit assuntasecondo San Tommaso come adaequatio rei et intellectus. Luomoprogetta il suo mondo17, il suo Raum vitale a partire da alcunetecniche, da alcune procedure sintattiche che rendano possibilelaccadere di questo artificio e siano in grado di renderloespressivo della sua finalit. Finalit in senso ampio e nonfunzione o uso poich essa deve contenere in terminiuniversali il senso profondo ed evocativo dellabitare. LeCorbusierparlavadellarchitetturacomedellartedicommuovereealtempostessocomedigiocosapiente,rigorosoemagnificodivolumisottolaluceeMiesvanderRohe,daparsuo,ladefinivachiarezza costruttiva portata alla sua espressione esatta. proprio questa riteniamo la particolare bellezzadellarchitettura: di essere in grado di utilizzare le tecnichedellacostruzioneperdefinireformeespaziconformatiingradodi esprimere un carattere pi generale che trascende la merafunzione duso e ambisce a essere rappresentazione esatta nelsenso che Calvino18 ha dato a questo termine, dei valori e deisignificati che contiene. La ricerca quindi di una specialeaffordancenonsoloinquantoindiziocheinduceamanipolareuncertooggettocomenelladefinizionediGibson19manelsensopiampioeincorporatodiinvitoariconoscerlocomedimora,comechiesa, come teatro, come / immota della vita.Accettandoilparallelismoconlalinguisticaelasemiologia,leforme architettoniche i morfemi si devono rendere

15G.Lukcs,Estetica,tr.it.Einaudi,Torino1970,p.1210.16Id.,Ilmarxismoelacriticaletteraria,tr.it.Einaudi,Torino1977,p.47.17 S. Malcovati, F. Visconti, M. Caja, R. Capozzi, G. Fusco (a cura di),Architettura e Realismo. Riflessioni sulla costruzione architettonica dellarealt,MaggioliEditore,SantarcangelodiRomagna2013.18I.Calvino,Lesattezza,inLezioniAmericane.Seiproposteperilprossimomillennio,Mondadori,Milano2000.19J.J.Gibson,Theecologicalapproachtovisualperception,HoughtonMi

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