E’ sufficiente agire solo su pochi dei nodi della rete per indirizzarla verso la dinamica desiderata
Il caos è utile e si può controllare
Studio Cnr: applicare queste nuove metodologie alla gestione pratica delle aree protette e degli ecosistemi
[24 Dicembre 2020]
Lo studio “Steering complex networks toward desired dynamics”, pubblicato su Scientific Reports da Ricardo Gutiérrez dell’Universidad Carlos III di Madrid e da Massimo Materassi, Stefano Focardi e Stefano Boccaletti dell’Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isc) dimostra come «reti caratterizzate da una dinamica caotica possano essere indirizzate a raggiungere un comportamento».
Lo studio propone «Un protocollo capace di guidare la rete in direzione di una evoluzione desiderata, purché questa sia compatibile con la dinamica spontanea del sistema».
Boccaletti, che è anche un ricercatore del Moscow Institute of Physics and Technology della National Research University russa e dell’Universidad Rey Juan Carlos, spiega che «Il nostro universo è pieno di sistemi descrivibili come reti di elementi interagenti nella maniera più varia: il cervello è una rete di neuroni, una popolazione una rete di individui, un ecosistema una rete di popolazioni. Lo studio dimostra come sia sufficiente agire solo su pochi dei nodi della rete (un procedimento detto pinning), per indirizzare quest’ultima verso la dinamica desiderata. Per molti anni si è pensato, erroneamente, che le dinamiche caotiche fossero qualcosa di indesiderato, in quanto impredicibili su tempi lunghi. Il nostro studio mostra invece che una dinamica caotica sia in realtà desiderabile, in quanto consente di indirizzare a piacimento il sistema verso infiniti possibili stati (tutti quelli compatibili appunto con detta dinamica caotica) in modo del tutto controllabile, cosa che sarebbe impossibile se il comportamento del sistema fosse regolare».
Materassi aggiunge che «La controllabilità di una rete si estende così a reti con morfologie irregolari e variabili: si applica ad un amplissimo numero di sistemi dinamici reali dove i legami tra i nodi possono essere non-lineari, con connessioni dirette o indirette tra i nodi e non simmetriche».
Le ricadute pratiche dello studio sono molteplici: «Abbiamo applicato questi risultati teorici alla formulazione di una teoria per la gestione adattativa degli ecosistemi – ha concluso Focardi – In una situazione di crisi ambientale come l’attuale, in presenza di continui conflitti tra fauna selvatica e popolazione umana, poter gestire al meglio gli ecosistemi naturali è fondamentale e questo studio può contribuire al raggiungimento degli obiettivi della convenzione internazionale per la conservazione della diversità biologica. La sfida ora è applicare queste nuove metodologie alla gestione pratica delle aree protette e degli ecosistemi».