L’evoluzione delle conoscenze delle bio-scienze, come la biologia sintetica, la bio-robotica, la bioingegneria dei materiali, la bioinformatica, influenza l’arte ed il design contemporanei che si trovano, sempre più, a considerare il loro ruolo di responsabilità nel trasmettere alla società, attraverso espressioni critiche, interpretazioni e linguaggi accessibili e appropriati, le ricadute di tali avanzamenti sulla vita delle persone. Il progresso della scienza induce progressive e infinite revisioni del modo di vedere il mondo che ci circonda e di approcciare alla vita.

Il design e l’arte, come interpreti di domande sociali e di nuovi modi di esistere, sono chiamati a dare forma a questi cambiamenti, a tradurli in oggetti, immagini, dispositivi che possano interfacciarsi con le persone per attivare il cambiamento indotto dalla conoscenza, sia attraverso declinazioni funzionali che concettuali e speculative.

Gli attuali sviluppi delle nuove bio-scienze ci dimostrano che stiamo vivendo in pieno quella che Kevin Kelly, nell’ormai lontanissimo 1994, prefigurava come Neo-Biological Civilization in cui «nella intersezione tra umano e tecnologico, emergono le linee di una civiltà di tipo tecno-biologico. Il limite tra “prodotto” e “nato” tende ad essere travalicato: ciò che è artificialmente costruito e ciò che è generato naturalmente manifestano caratteri sempre più comuni e si integrano sempre più secondo la medesima legge di funzionamento». [1]

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Una rivoluzione importante anche in termini di impatto etico perchè coinvolge tematiche come le modifiche genetiche, la riproduzione di tessuti ed organi e, in generale, un cambio di paradigma dovuto al frantumarsi della frontiera che separava il mondo artificiale da quello naturale.

Designer ed artisti affrontano l’incontro con le nuove bioscienze da diversi punti di vista, alcuni indagano sulle opportunità di avvicinare scienza e società con particolare attenzione alle implicazioni etiche mediante le loro capacità espressive e comunicative, altri interpretano la dimensione ibrida natura-artificio attraverso sperimentazioni materiche, altri ancora decodificano le nuove dimensioni con strumenti scientifico-teconologici come 3D printing e algoritmi generativi. Molte di queste sperimentazioni non si traducono in prodotti riproducibili in ampia scala che sfociano nel mercato ma si propongono soprattutto come sollecitazioni , speculazioni concettuali, prefigurazioni critiche di futuri possibili. In diversi casi, però, i dati scientifici su cui si basano non vengono trattati con sufficiente rigore ed approfondimento. Designer e artisti mostrano, in questi casi, il limite di cogliere l’ispirazione con entusiasmo ma senza preoccuparsi di comprendere fino in fondo i principi scientifici a cui fanno riferimento, con il rischio di perseguire una strada che spesso non risulta poi coerente con i riferimenti prescelti.

Occorre invece che arte e design si dotino di strumenti di indagine e relazionali adeguati ad affrontare percorsi multidisciplinari, per guadagnare competenze scientifiche e tecnologiche che spesso le scuole di design e di arte non sono in grado di fornire. È necessario che siano in grado di leggere e comprendere la letteratura scientifica specializzata o riuscire a dialogare con scienziati esperti di specifici processi. Spesso è utile che il designer o l’artista lavori a stretto contatto con gli scienziati partendo dalla consapevolezza che per produrre risultati innovativi e sperimentali in termini di ricerca è necessario costruire interessi e obiettivi comuni in modo che le collaborazioni siano biunivoche e convenienti per tutti. I risultati più interessanti si verificano quando i designer ed artisti svolgono una parte della loro attività nei laboratori scientifici, dove intervengono in prima persona nell’attività di ricerca per poter sviluppare sperimentazioni che si posizionano nelle aree di intersezione tra discipline diverse. Tutte le nuove e inconsuete competenze acquisite vanno poi innestate in una profonda cultura espressiva e del progetto per evolvere in espressioni del pensiero progettuale concrete e di qualità.

Le sperimentazioni di design e arte che interpretano le nuove bio-scienze lavorando sulla labilità della frontiera tra natura e artificio e si manifestano con diverse modalità di intervento.

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La prefigurazione indotta dalla scienza

Design ed arte esprimono al meglio il loro potenziale predittivo nel figurare i possibili futuri scenari indotti dalle nuove conquiste delle bio-scienze.

Uno degli ambiti che riscuote maggiore interesse nella scienza contemporanea poiché si muove sul territorio di interfaccia tra natura ed artificio e, per questo, solleva spesso dibattiti e riflessioni in termini etici e sociali è la biologia sintetica. La biologia sintetica propone una nuova chiave interpretativa dei sistemi viventi, attraverso la quale gli “oggetti biologici” possono essere riprodotti in laboratorio e riprogrammati. Con questo nuovo paradigma la biologia acquisisce un potenziale di trasformabilità che stravolge tutti gli schemi antecedenti e che porterà nel prossimo futuro una profonda rivoluzione non solo nei modi di curare le persone ma anche nell’industria e nell’economia[2]

I mutamenti innescati dai nuovi scenari della biologia sintetica e delle bio-nanotecnologie conducono il design e l’arte a interrogarsi sulle loro opportunità, ma anche responsabilità di tradurre queste tematiche così complesse, difficilmente comprensibili e visualizzabili in materia fruibile da tutti. In relazione alla biologia sintetica il design e l’arte hanno l’opportunità di prospettare nuovi scenari ibridi che costituiranno il campo di azione di questa nuova disciplina. Scenari costituiti da nuovi prodotti, modelli comportamentali e forme di consumo in cui natura e artificio si confondono fino a diventare indistinguibili. È un’ottica del tutto nuova che bisogna tradurre in forme accessibili a più persone possibili per renderla accettabile e comprensibile all’opinione diffusa oltre che utile e pro-attiva.

Il design deve interrogarsi rispetto ai nuovi paradigmi e, attraverso l’intersezione tra pensiero, rappresentazione e materia per proporre chiavi di lettura delle conquiste raggiunte dalla scienza. Ad esempio una pelle cresciuta in laboratorio a partire da cellule estratte da organismi viventi, non come semplice aggregato di cellule ma come struttura gerarchizzata e funzionale secondo processi di crescita e riproduzione puramente naturali può essere definita naturale o artificiale? Nessuna delle due: è ibrida come dovranno essere molti degli oggetti del nostro futuro, con cui gli utenti avranno una interazione differente da quella che si ha con gli oggetti convenzionali. Le categorie natura e artificio dovranno essere ridefinite e probabilmente non sarà più possibile delimitarle. I nuovi prodotti ibridi dovranno essere cresciuti, allevati, alimentati per poter funzionare in maniera sostenibile con energie e materia rinnovabile.

Alcuni indizi di questo scenario si intravedono, ad esempio, nei concept di sistemi di illuminazione fondati sulla luminescenza di funghi, batteri o alghe o nelle macchine alimentate da batteri. In questi prodotti la natura entra non come riferimento progettuale o come materia prima inerte ma come materia viva, biologicamente attiva. In questa rivoluzione, accanto alla scienza, è utile che artisti e designer provino a immaginare il modo in cui questo potrà avvenire in termini di interfacce, usabilità, impatto visivo, impatto psicologico, ergonomia.

Uno degli ambiti di intervento più interessanti per i designer e gli artisti che intendono tradurre principi e conoscenze scientifiche nel campo delle nuove bioscienze è quello del progetto di exhibit museali per i musei della scienza. Si tratta di un nuovo ambito professionale che si fonda sul comprendere a fondo i principi e i processi e tradurli in oggetti che possano comunicare in modo molto semplice e intuitivo ad un target più ampio possibile di persone concetti molto complessi.

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Un esempio che prefigura nuovi scenari di ricerca e clinica medica è l’exhibit Human Body-on-Chip esposto nel nuovo Museo interattivo del corpo umano Corporea inaugurato il 4 marzo 2017 a Napoli.

L’exhibit propone uno dei percorsi più promettenti della biologia sintetica: la riproduzione di organi umani in sintetico. Solo 1 farmaco su 3000 molecole potenzialmente attive ha un esito clinico efficace. Per questo motivo il costo medio di ricerca e sviluppo per ogni farmaco esistente in commercio è di circa 1 miliardo di euro. Il 30 % dei farmaci potenzialmente efficaci hanno fallito in studi clinici umani perché tossici nonostante abbiano superato la validazione pre-clinica su modelli animali. Circa il 60 % dei farmaci in fase di sviluppo fallisce a causa della mancanza di efficacia.

Per risolvere questo problema la bioingegneria ha sviluppato dei dispositivi chiamati Tissue-on-Chip o Organ-on-Chip, piattaforme che includono tessuti umani ingegnerizzati in vitro integrati in circuiti microfluidici progettati per simulare in maniera robusta la risposta terapeutica a biomolecole quali farmaci e nutrienti nei diversi organi umani, come il polmone, il fegato e il cuore. Questi modelli possono essere usati per predire se un principio attivo o un vaccino è efficace e sicuro per gli esseri umani in modo più veloce, economico e eticamente sostenibile rispetto ai metodi attuali. Inoltre questi test possono aiutare la medicina personalizzata, cioè svolta sullo specifico paziente utilizzando tessuti omologhi.

L’installazione consiste in una sagoma in plexiglass di un corpo di donna su cui sono collocati dei circuiti microfluidici che ricapitolano il funzionamento di organi complessi quali il polmone, il fegato, l’intestino e il cuore. I circuiti sono realizzati a base di polimeri acrilici, trasparenti, in cui microcanali stampati con tecniche di microfabbricazione attraversano le aree in cui sono alloggiati i tessuti umani dei diversi organi ingegnerizzati in vitro. I singoli organi-on-chip sono connessi attraverso canali microfluidici in maniera analoga alle connessioni arterio-venose degli organi nativi simulando il funzionamento complessivo del corpo umano in seguito alla somministrazione di un farmaco o di un elemento nutriente. Questi modelli possono essere usati per predire se un principio attivo farmacologico, una molecola, un principio attivo o un vaccino è sicuro o tossico per gli esseri umani in un modo più veloce, economico ed efficace rispetto ai metodi attuali di sperimentazione animale .

L’obiettivo finale è, quindi, accelerare lo sviluppo di ricerche mediche in fase di test clinici. Con la creazione di un corpo umano-on-a-chip integrato, i ricercatori possono testare gli effetti di una sostanza su tutto il corpo prima di qualsiasi test negli esseri umani.

L’installazione Human body-on-chip è il risultato dell’incontro tra diverse competenze, quelle di bioingegneria del centro Center for Advanced Biomaterials for Healthcare di Napoli (CABHC-IIT) che, in collaborazione con l’Università degli studi Napoli Federico II (CRIB), hanno sviluppato la parte scientifica con quelle di design e digital fabrication del laboratorio DREAM di Città della Scienza [3]. L’incontro tra design e scienza ha consentito di sviluppare una rappresentazione di una ricerca molto complessa mediante un linguaggio semplice e contemporaneo e un artefatto dal carattere iconico che ha rapidamente conquistato l’attenzione e la curiosità del pubblico del museo e dei media. Un risultato molto efficace in termini di comunicazione e divulgazione della scienza se paragonato a istallazioni analoghe sviluppate dagli scienziati senza il supporto di designer.

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Uno degli ambiti in cui la scienza induce l’arte e il design a prefigurare nuovi scenari di vita è quella dell’universo cyborg. L’aspirazione dell’uomo di potenziare il suo corpo e le sue capacità è un’attitudine antica. Sin dagli albori della storia, l’umanità ha lottato per raggiungere obiettivi sempre più lontani, più veloci, più forti, più completi, più ampi. Nell’era meccanica gli uomini sono riusciti ad espandere i propri corpi nello spazio, mentre in quella informatica è il nostro sistema nervoso che si è espanso in tutto il globo, e anche oltre i suoi confini. Molte soluzioni tecniche dispositivi che accompagnano l’uomo e mass media sono diventati estensioni umane e spazi di pubblico dominio. La loro influenza sugli uomini consiste nell’attivazione di nuovi modi di usare i sensi in maniera aumentata e mediante nuove configurazioni. Il modo di agire, l’utilizzo di dispositivi subisce continue trasformazioni, che a loro volta influenzano il potenziamento delle possibilità umane.[4]

Lo scienziato inglese Kevin Warwick esperto di intelligenza artificiale (IA), docente di cibernetica presso la Reading University, ha pubblicato un documento intitolato The Future of Artificial Intelligence and Cybernetics in cui propone diversi scenari che hanno come sfondo la fusione tra biologia e tecnologia attraverso la cibernetica. Tra questi scenari emerge l’idea di introdurre la biologia nella robotica superando la convinzione che il robot sia soltanto una macchina artificiale. Nel laboratorio di cibernetica di Reading diretto da Warwik è stato realizzato un robot di nome Gordon con un cervello che contiene cellule neuronali di topo. La direzione è quella della fusione tra organismo vivente e macchina.

Warwick propone anche lo scenario della brain computer interface come opportunità non solo terapeutica ma anche di controllo di strumenti e dispositivi o di potenziamento di capacità sensoriali. Una delle modalità è il sistema BrainGate che consiste nell’impianto di microelettrodi con un diametro molto ridotto, inferiore a 90 micron che ha consentito a pazienti con SLA di comporre circa 6 parole al minuto e di controllare braccia robotiche mediante i segnali neurali. Kevin Warwick ha sperimentato queste tecnologie per testare Input extrasensoriali e persino per sperimentare una forma primitiva di comunicazione tra due sistemi nervosi, quello suo e quello della moglie. Una sedia a rotelle guidata attraverso i segnali neurali con l’obiettivo a lungo termine di comunicare pensieri, emozioni, sensazioni e sentimenti da cervello a cervello.

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Analogamente Neil Harbisson, artista contemporaneo britannico catalano daltonico si è fatto impiantare un’antenna nel cranio per percepire i colori visibili e invisibili, quali infrarossi e ultravioletti attraverso una decodifica di diverse qualità dei colori in onde sonore e, viceversa, traducendo suoni in colori non solo visibili ma anche invisibili, ultravioletti e infrarossi. Si chiama eyeborg ed è stata sviluppata da Adam Montandon, studente della Plymouth University, e successivamente migliorata con il contributo di altri scienziati. Funziona con una telecamera montata sulla testa, che coglie i colori e li converte in onde sonore in tempo reale. Le opere di Harbisson sono sia di tipo visivo che musicale e indagano il rapporto tra colore e suono, sperimentando i limiti della percezione umana e le opportunità di espressione artistica tramite estensioni sensoriali. Color Scores, ad esempio, è una serie di dipinti in cui Harbisson trasforma in colore le prime 100 note di alcuni brani musicali, mentre i Sound Portraits sono ritratti sonori di persone ottenuti puntando eyeborg su diverse parti del loro viso e trasformando i colori acquisiti in note. Ancora una volta il confine tra biologico e digitale si dissolve.

Attraverso la similitudine di intenti tra Warwick e Harbisson si percepisce non solo l’abbattimento delle frontiere tra natura e artificio ma anche l’avvicinarsi degli interessi che muovono scienziati e artisti nelle loro ricerche che, seppur con risultati differenti, condividono visioni e obiettivi. In queste dimensioni ibride di incontro tra espressione creativa e scienza e tra biologico e sintetico si collocheranno molti dei più interessanti episodi di arte e design dei prossimi anni. Per questo motivo è importante che la formazione si adegui e che acquisisca gli strumenti e le competenze necessarie per insegnare ai giovani allievi metodi multidisciplinari, linguaggi trasversali e capacità relazionali.


Note:

[1]   Prefazione di Franco Berardi a Kelly, Kevin. Out of control. La nuova biologia delle macchine, dei sistemi sociali e del mondo dell’economia. Apogeo Editore, 1996, tr. It di Kelly, Kevin. “Out of control: The rise of neo-biological civilization.” (1994). Addison-Wesley Publishing Company

[2]              De Lorenzo, Víctor. “LA BIOLOGIA SINTETICA COME UN NUOVO QUADRO INTERPRETATIVO DEI SISTEMI VIVENTI.” Istituto Lombardo-Accademia di Scienze e Lettere-Rendiconti di Scienze 148 (2014)

[3]              Nell’istallazione Human-body-on-chip la parte di ricerca scientifica e realizzazione degli organ-on-chip è stata curata da Paolo A. Netti, Giorgia Imparato, Jong Noh, Francesco Urciuolo, Raffaele Vecchione, il progetto di design e la realizzazione sagoma in plexiglass è stato curato dal laboratorio DREAM con la supervisione del direttore Amleto Picerno Ceraso e della direttrice dell’Exhibition Team di Città della Scienza Carla Giusti e la partecipazione delle designer Sara Nappa (DREAM) e Valentina Latilla (CRIB) e di Corrado Tamborra (DREAM). Supporto tecnico: David Dannhauser, Maria Iannone, Domenico Rossi (IIT).

[4]              Klichowski, Michał, and Mariusz Przybyła. “Cyborgization yesterday, today and tomorrow: Selected perspectives and educational contexts.” (2016).)

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