Gli Edifici Cognitivi e le Infrastrutture Cognitive: Una Nuova Frontiera per Cespiti e Fruitori?

La Quarta Rivoluzione Industriale, meglio conosciuta come Industria 4.0, è attualmente oggetto di una specifica azione governativa anche nel Nostro Paese, successivamente alla conclusione dei lavori di una importante indagine conoscitiva realizzata da una commissione parlamentare, presieduta da Guglielmo Epifani, dopo che, per prima, nel 2011, la Germania ne aveva coniato l'espressione e il contenuto, subito seguita dagli Stati Uniti e da altri Paesi (dall'Australia al Regno Unito), con denominazioni e accezioni differenti.

However, it’s not as black and white as specifying a smart building and then delivering it. One of the biggest hurdles we come across in trying to implement technology, whether it’s environmental or experiential, is cost. At the outset, with the best intentions, it is built into the brief. But the reality is that by the time it gets down the design chain, it’s value engineered out because it’s hard to measure real value. Any designer can profess that by packing your building with sensors - motion, light, temperature, humidity, infrared – your workforce will become more productive and the benefits will far outweigh the financial investment. It’s only now that we are able to really interrogate the data available to help crystallise the benefits in a way that couldn’t be presented before
Richard Harrison, Gensler

Cognitive systems, like IBM’s Watson, can ingest enormous amounts of data— as disparate in form and content as motion and thermal sensor readings, images, video and weather forecasts  —and use it to turn the data into insight about how people use buildings. A cognitive system uses machine learning and natural language processing to generate hypotheses and recommendations to help people make better decisions – be they doctors, financial advisors, call center operators or building owners. By making these technologies available on the cloud through its Watson IoT platform, IBM is building an ecosystem of partners and customers which is helping to transform the way we use, interact with and think about buildings.
Harriet Green, IBM

A dire il vero, al di là dei molti studi sul tema, messi a punto da istituzioni governative e società di consulenza, e delle corrispondenti conclusioni, l'essenza precisa del fenomeno non è ancora definitivamente assestata né è altrettanto chiaramente valutabile, poiché le sperimentazioni sono eterogenee, sia pure tutte di natura cibernetico-fisica.

Le premesse a essa sono, però, estremamente significative, talora, addirittura critiche, e promettono di introdurre molti riflessi inediti che riguardano, tra l'altro, l'intensità e la qualifica del capitale umano, anche perché vi è l'aspettativa che l'Intelligenza Artificiale possa surrogare processi decisionali oggi affidati a risorse umane che così sarebbero destinate a scomparire.

Del resto, in termini di effetti discutibili, o almeno perturbativi, prodotti nel Comparto delle Costruzioni dalle ICT Company, sono recenti sia le iniziative adottate da Airbnb per costituire una propria unità organizzativa dotata di capacità progettuali o per indurre gli Sviluppatori Immobiliari a prevedere specifiche unità abitative per i propri scopi nelle Nuove Operazioni, così come i fenomeni di Gentrification* indotti a Berlino come a New York.

Il Settore delle Costruzioni, pur audìto in sede parlamentare e menzionato esplicitamente nel rapporto finale della commissione, non sembra ovviamente al centro di una tematica che, investendo sino anche il Settore dei Servizi (si pensi alla Digitalizzazione nel Settore Alberghiero o in quello Bancario), resta pur sempre legata al Settore Manifatturiero, sia pure, a sua volta, «servitizzato».

Anzi, il Settore delle Costruzioni, oltre a godere di una fama negativa come altamente improduttivo, è giudicato come uno dei più analogici in assoluto: in un certo senso, pur avendo una incidenza sull'economia nazionale di notevole rilievo, esso è percepito dai decisori politici e finanziari come un elemento zavorrante, poiché all'improduttività si unisce l'Illegalità a determinarne la negatività.

Per le Costruzioni, comunque, in un primo tempo, il cosiddetto BIM - Building Information Modeling ha svolto il ruolo di battistrada della Digitalizzazione (sempre del 2011 è la Strategia del Governo Britannico), per poi essere, in questa funzione, idealmente sostituito dalla Smart City: il Building Information Modeling, infatti, attraverso la Geospatial Information, transita nell'Internet of Everything, riallacciandosi più direttamente, appunto, all'Industria 4.0.

Naturalmente, su questi temi, accanto a narrazioni entusiastiche non mancano posizioni fortemente critiche sia sull'esito della Digitalizzazione sia sulle sue conseguenze tanto nella direzione della sua ineffettualità quanto in quella della sua riduttività.

Il BIM - Building Information Modeling è, peraltro, con il D.Lgs. 50/2016, rientrato, a seguito della sua citazione all'interno di una direttiva comunitaria sul Public Procurement, a pieno titolo nelle strategie governative domestiche, così come un riferimento esplicito alla Digitalizzazione è presente nella programmazione ministeriale relativa alle Infrastrutture per la Mobilità.

Ovviamente, peraltro, a livello internazionale, non mancano esempi di applicazione dei principî del 4.0 alla produzione cantieristica, instaurando così un parallelismo diretto e immediato con altri ambiti più strettamente manifatturieri, specie in termini di relazionalità tra i diversi luoghi produttivi coinvolti nelle Filiere e nelle Catene di Fornitura.

Più che la Produzione (includendo in essa la Progettazione: con orrore della classe professionale, specie quella riferita alla cultura architettonica?), e i relativi Processi, è, però, il Prodotto a presentare le implicazioni più interessanti all'interno dei paradigmi citati.

In ambito internazionale, dunque, sul versante edilizio, ora l'attenzione sembra essere incentrata sul Cognitive Building e sull'Intelligent Home, come dimostrato da IBM o da Innovate UK, che si presentano, in prima istanza, come elaborazioni della Domotica o dello Smart Building, ma che potrebbero generare effetti meno prevedibili.
Nell'Edilizia, infatti, sopravvive la memoria di una stagione poco fortunata dedicata all'Edificio Intelligente, dapprima identificato con i Cespiti di Nuova Costruzione Terziari e, successivamente, Residenziali.

Ancora ai tempi nostri, peraltro, Smart Living è associato precipuamente alla Filiera dell'Arredo e dell'Elettrodomestico, con l'aggiunta dei Sistemi Costruttivi a Secco, senza, tuttavia, cogliere l'essenza dell'argomento che verte sulla Cognitività.
Ciò accade in quanto la Cognizione rappresenta il punto più sensibile della questione, legato alla (Artificial) Intelligence alimentata da una straordinaria mole di Big Data, ormai sempre più «leggibili» e «interrelabili» al fine di comprendere, in tempo reale, i fenomeni e di indirizzarne il governo.

Come si rammenterà ulteriormente, è proprio la eterogeneità, oltre che l'entità, dei Dati, anche Non Strutturati, a consentire a dispositivi come IBM Watson IoT di «choose its own data sources and decide which patterns and relationships to pay attention to. It uses machine learning and advanced processing to organize the data and generate insight».

Più banalmente, l'icona degli sviluppi della Digitalizzazione nel Settore delle Costruzioni è offerta dalla Telemetria, cui si ricorre, ad esempio, nelle competizioni automobilistiche della Formula 1 e, soprattutto, da parte di Rolls Royce per la gestione dei propri motori installati sui velivoli: «Rolls Royce uses Engine Health Management (EHM) to track the health of thousands of engines operating worldwide, using onboard sensors and live satellite feeds. EHM is a pro-active technique for predicting when something might go wrong and averting a potential threat before it has a chance to develop into a real problem. EHM covers the assessment of an engine’s state of health in real time or post-flight and how the data is used reflects the nature of the relevant service contracts. Essentially, EHM is about making more informed decisions regarding operating an engine fleet through acting on the best information available.
The evolution of EHM and the revolution in its use has significantly reduced costs by preventing or delaying maintenance, as well as flagging potentially costly technical problems. New assets will incorporate EHM capability, and techniques will, where possible, be retro-fitted to existing equipment
».

Questa menzione fa sovvenire come molti dei business innovativi non derivino più dalla semplice produzione o alienazione (vendita) del Prodotto, bensì dalla sua Intermediazione  o Gestione in tempo reale e in modo sartoriale. Kone, ad esempio, utilizza IBM Watson IoT per gestire flussi di persone, in luogo che per governare dispositivi di mobilità.

D'altra parte, il Building and Infrastructure Information Modeling & Management è stato, sinora, invece, considerato quale dispositivo da utilizzare col duplice scopo di rafforzare la scarsa attrattività reputazionale del Settore e di incrementarne la Produttività, così negativamente condizionante il Prodotto Interno Lordo, ma non è parso così nitidamente potere andare oltre ciò. Il Cognitive Building, al contrario, possiede una valenza assai maggiormente trasformativa Per ciò che concerne le Infrastrutture, la Digitalizzazione è stata l'occasione, tuttavia, più ancora che per gli Edifici, di ripensarne radicalmente il significato Cristophe Castaing o Jennifer Whyte, ad esempio, hanno molto lavorato sulla definizione di Infrastruttura come Sistema di Sistemi, in riferimento all'Ingegneria dei Sistemi, chiaramente condizionata dagli artefatti umani così come dal territorio, parzialmente antropizzato. Quest'ultimo, rapportandosi allo Geo-Spatialized Information Modeling, inerente al Building Information Modeling supportato dal Geographic Information System, ha naturalmente indotto a  stabilire uno stretto nesso tra il Settore delle Costruzioni (o meglio: dell'Ambiente Costruito) e i cosiddetti Smart & Living Built Asset, caratteristici della narrazione contenuta nella Strategia del Governo Britannico nota come Digital Built Britain. Naturalmente, allorché si discorre di Infrastrutture ci si riferisce primariamente a strade, gallerie, ponti, canali, finger aeroportuali, ecc., vale a dire a manufatti relativamente fissi la cui tangibilità è assoluta, assai maggiormente di quanto, peraltro, non riguardi entità mobili come autoveicoli, convogli ferroviari, imbarcazioni, aeroplani, ecc. Eppure, anzitutto, nel momento in cui si accenna alle Infrastrutture Geo-spaziali esse forzatamente si riconducono al paradigma della Connessione, ad esempio, tra Infrastrutture per la Mobilità e Reti, Edifici, e quant'altro, per cui assume uno scarso significato ragionare sui singoli Beni. Tale Connettività, qui sta il punto, investe non solo i manufatti, più o meno tangibili (dalla autostrada alla banda larga), bensì anche la relazione tra Asset e People, tra Opere e Utenti. Sotto questo profilo, da un lato, abbiamo ormai una vasta tradizione di studi e di sperimentazioni sull'Infrastructure Information Modeling legato ad approcci tradizionali, attribuibile, specialmente sui due versanti (auto)stradale e ferroviario, a Finlandia, Francia, Paesi Bassi, Norvegia, Regno Unito, Svezia e Spagna, alla Gran Bretagna, su quello idraulico e idrogeologico, mentre su quello aeroportuale spiccano, tra tutti, gli Stati Uniti. Riflesso di tutta questa attenzione sui (singoli) manufatti traspare palesemente dal bando consulenziale che il Ministero Federale Tedesco delle Infrastrutture Digitali e dei Trasporti ha recentemente pubblicato, al fine di attuare la Strategia da attuarsi entro il 2020, di cui il Progetto Pilota attualmente più citato, da Deutsche Bahn, è il Tunnel Ferroviario Rastatt. Qui l'enfasi è tendenzialmente rivolta al manufatto fisso in quanto tale e, in particolar modo, alle singole opere d'arte. Da un altro canto, tuttavia, vi sono esemplificazioni, quali quelle offerte da Andrew Mc Naughton a proposito di High Speed Two, l'Alta Velocità Ferroviaria Britannica, per cui le nozioni di Connessione e di Cognizione emergono con prepotenza, attraverso i cosiddetti User-Centric (o -Centred) Built Asset D'altronde, occupandosi di Partenariato Pubblico Privato per le Infrastrutture Federali, è stato niente meno che Wolfgang Schäuble a menzionare l'espressione «orientamento all'utenza».

Ovviamente questo riferimento era già ben presente a Tony Blair, all'epoca dei primi PFI Scheme autostradali, ma la citazione del ministro federale delle finanze potrebbe alludere a una dimensione della comunicazione politica meno incentrata sulla posa della prima pietra o sul taglio del nastro. L'icona delle Infrastrutture Sensorizzate, Smart & Green Infrastructure, non è di per se stessa certo inedita, condensata, come è, nella Virtual Singapore. Nel racconto di Mc Naughton, in effetti, non figurano solo opere d'arte, armamenti, segnaletiche (digitali), oltre al materiale viaggiante, bensì pure, e specialmente, i Passeggeri, in dialogo con l'Infrastruttura (coi suoi Gestori) mentre si trovano intrappolati nel traffico londinese, quando giungono al proprio posto a sedere, dopo aver abbandonato il luogo di arrivo. Digital Railways è un tema, pertanto, parallelo, ma affine, a Rail BIM. Questa impostazione, che si definisce Operational, richiede evidentemente le cosiddette Active BIM Client Organization. La versione convenzionale del Building Information Modeling è, inoltre, chiaramente impregnata di Collaborative Working e di Integrated Contracting: il che spiega come, a livello internazionale,  le formule contrattuali del Design-Build o del PPP siano considerate tra le più idonee per il tema. Di conseguenza, Progettisti, Costruttori, Gestori e Utenti (Prospettici) sono chiamati, assieme, a contribuire, sin dalle fasi preliminari, alla concezione progettuale, al fine di anticipare le scelte, di ottimizzarle mitigandone il rischio di insuccesso nell'ottica del Whole Life Cycle e delle sue implicazioni sulla Circolarità. Tutto ciò, però, non rende conto di un ulteriore passaggio, di un'altra dislocazione, simile al passaggio, avvenuto negli Anni Trenta, dal dirigibile all'aeroplano come aeromobile prevalente, attraverso la transizione da Operativo a Comportamentale: da cui la centralità della Cognizione. Non si tratta, infatti, tanto di coinvolgere, in maniera partecipativa, Panel di Passeggeri nel Processo di Briefing, quanto di far sì che il Committente/Gestore si atteggi a ideatore dei Servizi da erogare. Un esponente di Gensler rileva in materia: «so, if we want our future buildings to be more interactive, intuitive, flexible and responsive, how do we go about achieving it? Well, one of the biggest changes we’re seeing is in the tried and tested design team structure. Traditionally, architects were the lynchpin in the design teams, but now we’re seeing a transformation to multidisciplinary design teams which include organisational design consultants, wellbeing consultants, behavioural psychologists and, importantly, facilities managers. This restructured approach means crucially that all key players are involved from the outset so that all considerations are put in place at the start, not just as an afterthought».

La posta in gioco riguarda, allora, i Servizi Personalizzati da offrire singolarmente a Utenti/Passeggeri, tracciati (geolocalizzati), distinti all'interno di una folla in movimento. Serve, perciò, un Ecosistema Digitale Immersivo, in cui effettuare Simulazioni dei Comportamenti degli Utenti/Passeggeri. Si legga, peraltro, la descrizione, in argomento, dei Dublin Labs di IBM: «Transportation research in Dublin is performed by the Smarter Urban Dynamics team that focuses on developing analytics and tools to better understand and optimize urban dynamics. The team develops research around three areas. (a) Leveraging digital traces from mobile devices to gain an insight in why, how and when we travel. Using this information, mobility demand can be predicted and transport resource capacity accordingly allocated, offline or in real-time. (b) Leveraging transport infrastructure and associated applications in ITS analytics to ensure and maintain the desired level of quality of service to best accommodate the mobility demand both at a global level and down to individual travellers such that demand and supply are better matched. (c) Providing travellers with an awareness of the transport infrastructure conditions, so that each can individually and confidently decide for a best travel strategy that is also collectively sustainable». Per prima cosa, si tratta, essendo l'Infrastruttura (ad esempio, la Stazione) un Cespite Produttivo, di ottimizzarne i flussi e i tassi di occupazione. È evidente, però, che il modo in cui guardiamo a una Stazione, a un Viadotto o a una Galleria potrà sottolineare il tasso di innovazione di carattere strutturale o, nel primo caso, anche energetico, potrà, al più, enfatizzarne gli aspetti ambientali, ma non evoca mai direttamente il Passeggero che usufruisce dei Servizi (non solamente) di Mobilità.

A differenza della raffigurazione di Andrew McNaughton, inoltre, ben difficilmente i flussi, più individuali che collettivi, riguarderanno gli Individui allorché si trovano, non all'interno, bensì lontano dall'Infrastruttura e dai suoi Beni. In secondo luogo, però, al di là dei sensori, dei captatori e degli attuatori, la Connessione si traduce in Cognizione quando i Dati che fluiscono pure dai Social Network e dalle App, si traducono in Informazioni che permettono di realizzare Sentiment Analysis già all'interno di Ambienti Immersivi, simulando, per ogni diversa opzione ideativa, con anticipo, le reazioni e le percezioni. In qualche modo, il Committente/Gestore potrebbe «schizzare» Servizi visualizzabili come Flussi Spaziali Dinamici, da collocare, infine, nei Data Sheet di un classico Documento di Indirizzo Preliminare, sia pure digitalizzato. Gli Original Contracted Party's Information Requirements (Employer's Information Requirements nel Regno Unito, Cahiers de Charge BIM in Francia, Auftraggeber-Informations-Anforderungen in Germania, Capitolato Informativo in Italia), all'interno di un Digital Briefing Process, potrebbero, pertanto, essere alimentati da una Simulazione Comportamentale Multisensoriale attuata in Ambienti Immersivi.

Il senso definitivo di questa modalità mette in primo piano una sequenza di priorità (che si vorrebbero addirittura anticipare nella simulazione):

  1. il Cespite enfatizza le sue componenti fisico-ambientali e funzionali-spaziali più dinamiche, flessibili, adattive, grazie alla capacità di elaborazione di moli gigantesche di Dati Eterogenei e Non Strutturati che permettono di comprendere gli stili di vita dell'Occupante che, in qualità di Residente o di Passeggero, diviene Cliente o che, in qualità di Lavoratore, diviene Fattore Produttivo;
  2. il Cespite opera non come entità individuale, bensì come organismo relazionato ad altre entità, con la quale scambia Flussi di diversa natura.

Si tratta, però, di un lungo percorso, di cui possiamo solo intravedere le tracce, non privo di incognite e di ambiguità rispetto alla sensibilità dei Dati e delle Informazioni che sono impiegati, tra Privacy e Security.
 


* Con "gentrification" si intende quel fenomeno secondo il quale quartieri degradati e marginali vengono sottoposti a un processo di rinnovamento che determina un incremento del valore degli immobili.