STEP #17 ABBECEDARIO

Autonomia
Biotecnologia
Controllo
Dinamicità
Equilibrio
Feedback
Gestione
Harry Nyquist
Input
Larsen (effetto Larsen)
Management
Negativa
Output
Passato
Quantità
Rafforzamento
Sistema
Trasferimento
Uscita
Variabile
Zhabotinsky

STEP #16

IL PROTAGONISTA DEL TERMINE RETROAZIONE

Jay Forrester(1918-2016)

Jay Forrester (nato ad Anselmo nel 1918 e morto nel 2016) è stato un ingegnere elettronico e informatico statunitense.
E' stato il fondatore della dinamica dei sistemi, negli anni '50, che si basa sul meccanismo di retroazione. La dinamica dei sistemi consiste in un approccio alla comprensione del comportamento dei sistemi complessi nel corso del tempo. Ciò che rende questo approccio diverso dagli altri è l'utilizzo degli anelli di retroazione.

Quella che ora è una vera e propria disciplina nasce negli anni '50 quando Forrester aveva appena accettato una cattedra nella nuova MIT School of Management. Parte con l'obbiettivo di determinare in che modo le sue conoscenze in ingegneria e scienza avrebbero potuto aiutare a comprendere le motivazioni del successo o fallimento delle aziende. L'applicazione della dinamica dei sistemi si limita inizialmente ai problemi gestionali ed aziendali, per poi allargarsi con l'avanzare del tempo: nel 1970 Forrester viene invitato dal Club di Roma (un'organizzazione dedicata a risolvere ciò che i suoi membri descrivono come la "difficile situazione del genere umano", la crisi globale a causa delle richieste di consumo sulla capacità di carico della terra da parte della popolazione mondiale in crescita esponenziale) per un incontro. Nella riunione gli fu chiesto se la dinamica dei sistemi potesse essere utilizzata per aiutare la loro causa, e la risposta di Forrester fu immediatamente un "Sì".
La retroazione ha infatti un ruolo centrale nel successivo rapporto, commissionato dal MIT e dal Club di Roma, che verrà pubblicato nel 1972 con il nome di "Rapporto sui limiti dello sviluppo".

Jay Forrester crea quindi una vera e propria teoria e un metodo che ha alla base il concetto di retroazione,e quest'ultimo ha l'enorme pregio di essere molto trasversale e di poter essere impiegato in diversi campi, come ad esempio: strategia e pianificazione aziendale, amministrazione pubblica e politica, modellistica biologica e medica,energia e ambiente, processo decisionale e dinamico e moltissime altre, tutte basate sull'effetto della retroazione.


Ecco perché Jay Forrester è il protagonista del concetto di retroazione.

STEP #15

I LIMITI DELLO SVILUPPO

Nel 1972 viene pubblicato il "Rapporto sui limiti dello sviluppo" commissionato al MIT dal Club di Roma (associazione non governativa no-profit composta da scienziati, economisti, attivisti dei diritti civili,alti dirigenti pubblici e capi di Stato di tutti e cinque i continenti,la cui missione è di agire come catalizzatore dei cambiamenti globali).

Il rapporto denso di dati e grafici avverte l'umanità che, in assenza di provvedimenti imminenti, il pianeta è destinato al collasso. 

grafico del rapporto sui limiti dello sviluppo

Dato che viviamo su un pianeta limitato, dobbiamo rispettare i suoi limiti, uno dei maggiori pericoli è ad esempio la continua crescita esponenziale della popolazione, che può avere ripercussioni sull'ecosistema terrestre e sulla sopravvivenza della specie umana.

La retroazione è un concetto focale in questo rapporto, poiché è ad esempio a causa di una retroazione positiva di rafforzamento che la popolazione mondiale e il capitale industriale crescono esponenzialmente.

Ma dato che il nostro pianeta è un sistema finito e limitato, come in ogni sistema reale esistono dei veri e propri limiti naturali, che a un certo punto intervengono per bloccare questa crescita esponenziale. Questi limiti corrispondono agli anelli di retroazione negativi che riportano l'equilibrio.

Nel rapporto viene utilizzata la Teoria dei sistemi: si considerano gli andamenti nel tempo di fenomeni soggetti a cicli di retroazione che li amplificano (retroazione positiva) oppure che li smorzano (retroazione negativa). L'azione della retroazione di rafforzamento sarà tanto più aggressiva quanto più il processo di crescita sarà al massimo delle possibilità di sostentamento dell'ambiente.

Il rapporto, è quindi un deciso invito a non sottovalutare le conseguenze a cui inevitabilmente andremo incontro, andando avanti con questi ritmi di crescita esponenziale. Uno dei suoi meriti è quello di aver portato alla luce i meccanismi che prima o poi determineranno queste conseguenze, uno tra tutti la continua retroazione.

STEP #14

CRONACA

deforestazione nella foresta amazzonica

"Negli anni 70, proprio uno scienziato brasiliano, Eneas Salati, contribuì a seppellire l’antico e ostinato dogma secondo cui la vegetazione sarebbe semplicemente una conseguenza del clima, senza alcun effetto di retroazione. L’assioma che la vegetazione non abbia alcuna influenza sul clima fu ribaltato dimostrando in modo inequivocabile che l’Amazzonia auto-genera circa la metà delle proprie precipitazioni. Essa ricicla da 5 a 6 volte l’umidità delle masse d’aria che si spostano dall’Atlantico verso il Pacifico, attraversando il suo immenso bacino idrografico, il più vasto del pianeta. Oggi sappiamo quindi che l’effetto di retroazione tra clima e vegetazione è una questione chiave su cui l’uomo può influire per mitigare i cambiamenti climatici."

L'ARTICOLO COMPLETO

STEP #13

LA RETROAZIONE NELL'INGEGNERIA

Il concetto retroazione interagisce in più ambiti dell'ingegneria.

Nell'ingegneria elettronica ad esempio uno degli obbiettivi del percorso di studi è quello di saper analizzare e saper progettare circuiti sottoposti a retroazione, e saper sfruttare il lavoro svolto dalla retroazione di rafforzamento.

Dall'ambito dell'elettronica industriale nasce la teoria dei controlli, che è una parte della scienza e dell'ingegneria che studia il comportamento di un sistema che ha delle grandezze soggette a delle variazioni nel tempo. 

Un sistema di controllo automatico può funzionare in due modi: come controllo ad anello aperto o

controllo automatico

come controllo in retroazione (controllo ad anello chiuso). Quest'ultimo è il più complesso tra i due, ma anche il più flessibile, con la capacità di rendere stabile un sistema che di per sé non lo è affatto.

La teoria dei controlli utilizza metodi e modelli matematici che consentono di valutare in modo obiettivo e quantitativo le proprietà dei sistemi e di progettare delle tecniche per correggerli.

Il campo dove però è più presente il concetto di retroazione è la cibernetica.

La cibernetica nasce, come un campo di studi comune tra l'ingegneria la biologia e le scienze umane, durante gli anni della seconda guerra mondiale.

In particolar modo uno dei concetti fondamentali della cibernetica è la retroazione negativa, ovvero il meccanismo col quale un sistema che interagisce con l'ambiente circostante riesce a mantenersi in uno stato stabile, modificando in modo adeguato il suo comportamento in variazione alle caratteristiche dell'ambiente stesso. 

STEP #12

Leonardo da Vinci (1452-1519), uno dei più grandi geni di sempre, si è anche occupato di scienza e anatomia intuendo come il nostro corpo utilizzi meccanismi di retroazione per adattarsi al meglio alle condizioni dell'ambiente circostante.

Gli anelli di retroazione infatti regolano molti dei nostri comportamenti.

Ad esempio i riflessi di fuga da stimoli dolorifici o i riflessi naturali contro perturbazioni posturali, sono governati da meccanismi intrinsicamente retroazionati, in quanto la risposta data dall'organismo tende ad opporsi a quello che l'ha provocata.

Un anello classico di risposta organizzato come un sistema circolare chiuso, lo troviamo nel riflesso pupillare, la cui scoperta risale proprio a Leonardo Da Vinci. 

effetto della luce sulla pupilla

Egli notò come avvicinando una candela all'occhio di una persona la sua pupilla si restringesse progressivamente, in particolar modo la larghezza della pupilla era inversamente proporzionale alla luce presente nell'ambiente dove si trovava l'individuo. Descrisse le proprie osservazioni in merito: "La pupilla dell'occhio si muta in tante varie grandezze, quanto son la varietà delle chiarezze e oscurità delli obbietti che dinanzi se li rappresentano. [...] E usa qui la natura una continua equazione, col continuo temprare e ragguagliare, col crescere la popilla e diminuirla, a proporzione delle predette oscurità o chiarezze. [...] Vedrai la sperienzia nelli animali notturni [...] li quali di mezzogiorno hanno la popilla piccola e di notte grandissima [...] E se lo vòi sperimentare nell'omo, guardali fisso la popilla dell'occhio tenendo una candela accesa alquanto discosto e falli guardare esso lume, il quale li accosterai a poco a poco, e vedrai essa popilla che quanto più tal lume se la avvicina tanto più si restrigne".(Leonardo Da Vinci).

Infatti il compito del riflesso pupillare è di mantenere sulla retina una illuminazione ottimale per permettere la visione migliore possibile, dunque il diametro del foro pupillare è controllato in modo da regolare la quantità di luce entrante nell'occhio.

L'energia luminosa,  misurata dai recettori della retina, viene utilizzata dal sistema nervoso centrale come segnale di retroazione per inviare ai muscoli sfintere e dilatatore radiale i comandi nervosi necessari per controllare l'apertura della pupilla.