Come le PMI beneficiano dell'ETH
L'ETH Mirko Meboldt aiuta le PMI svizzere a trovare la tecnologia giusta per il loro problema specifico. Con i primi prototipi, crea una base decisionale affidabile e di fiducia.
Le piccole e medie imprese (PMI) sono la spina dorsale dell'economia svizzera: le aziende con meno di 250 collaboratori rappresentano circa il 99% di tutte le imprese svizzere e forniscono due terzi di tutti i posti di lavoro. Per molte di queste PMI - soprattutto quelle che devono affrontare la concorrenza internazionale - l'innovazione è essenziale per la sopravvivenza. Solo se riescono a reagire tempestivamente agli sviluppi tecnologici e a introdurre costantemente nuovi prodotti, servizi e processi produttivi, possono sopravvivere alla concorrenza globale nel lungo periodo e garantire posti di lavoro in Svizzera. Tuttavia, a differenza delle grandi aziende, per le PMI è spesso più difficile concentrarsi intensamente sull'innovazione. "I progetti di innovazione richiedono molto tempo, denaro e personale. Queste risorse sono scarse nelle PMI, perché di solito non hanno un proprio dipartimento di ricerca e sviluppo e i loro collaboratori sono impegnati nelle attività operative. Inoltre, non si sa se gli sforzi saranno ripagati alla fine", afferma Mirko Meboldt, professore di sviluppo e costruzione del prodotto all'ETH di Zurigo.
Meboldt dovrebbe saperlo. Fin dalla sua tesi di dottorato, ha lavorato sulla questione di come il nuovo viene al mondo e di come un'idea diventa un prodotto. Nei tredici anni trascorsi all'ETH di Zurigo, ha lavorato con numerose PMI e ha avuto esperienze simili: "Per le PMI è una sfida valutare se e quando le nuove tecnologie sono abbastanza mature da poterne beneficiare. Devono valutare attentamente tra progetti di innovazione a lungo termine con un alto grado di incertezza e progetti che migliorano, velocizzano e rendono più economico ciò che già funziona". Questo vale anche per i progetti finanziati con fondi pubblici, come quelli dell'Agenzia svizzera per l'innovazione (Innosuisse). In questi progetti, ricercatori e aziende lavorano insieme per diversi anni per sviluppare qualcosa di nuovo. Negli ultimi anni Meboldt ha portato a termine con successo diversi progetti di questo tipo. Tuttavia, per candidarsi ai finanziamenti governativi, le PMI devono avere un'idea chiara di quali nuove tecnologie abbiano senso per loro. E spesso non ce l'hanno.
I prototipi creano fiducia
L'ETH Meboldt sta colmando questa lacuna con il suo Feasability Lab: "Vogliamo costruire ponti tra le PMI e la ricerca", afferma. Insieme ai suoi ricercatori e studenti, aiuta le aziende a familiarizzare con le nuove tecnologie e a scoprire se offrono vantaggi economici nel contesto della loro creazione di valore. "Le aziende si rivolgono a noi perché vogliono rimanere competitive, ma non sanno esattamente se possono trarre vantaggio da nuove tecnologie come l'intelligenza artificiale", spiega l'ETH.
La maggior parte di questi progetti esplorativi è aperta e progettata per durare al massimo sei mesi. L'obiettivo iniziale è creare una base decisionale affidabile per la selezione della tecnologia giusta. Solo quando questa è stata identificata e l'azienda è convinta di poter guadagnare, è salario lavorare a una proposta per un progetto di innovazione di Innosuisse.
Per Meboldt e il suo team, la strada più difficile è sempre quella dei prototipi. "Dalle idee folli al primo prototipo" è il motto del suo laboratorio. Di norma, Meboldt non avvia alcun progetto importante finché non riesce a dimostrare su scala ridotta che l'applicazione di una tecnologia funziona davvero. Ma non è interessato solo alla tecnologia: "Vogliamo mostrare ai potenziali partner come lavoriamo e, di conseguenza, conoscerli meglio. Questo crea fiducia ed è una buona base per gli inevitabili alti e bassi di un progetto di innovazione pluriennale", afferma Meboldt.
Feedback digitale per le operazioni
Quando Heinz Hügli ha visto per la prima volta il prototipo di assistente alla formazione per futuri chirurghi supportato da una telecamera, realizzato da Mikro Meboldt e dal suo team, ha pensato "Alleluia". Il CEO della PMI svizzera del settore medicale Synbone era da tempo alla ricerca di un'area di business innovativa e aggiuntiva. La sua azienda, con sede a Zizers e impianti di produzione in Malesia, vende in tutto il mondo modelli ossei per la formazione di chirurghi ortopedici. La crisi del coronavirus, in particolare, ha mostrato all'esperto manager quanto rapidamente gli affari possano crollare. "Dovrebbe essere possibile migliorare l'educazione chirurgica e la formazione continua - che oggi consiste ancora in gran parte nel guardare alle spalle di colleghi esperti - attraverso le tecnologie digitali e stabilire così un secondo pilastro per Synbone", pensa l'esperto manager.
Hügli ha incontrato Meboldt per caso, poiché anche l'ETH utilizzava i prodotti Synbone per altri progetti. I due parlarono e Hügli raccontò a Meboldt la sua visione di una formazione con supporto digitale per i chirurghi, utilizzando i modelli ossei di Synbone. All'epoca, Hügli non aveva le idee chiare su come questa visione sarebbe diventata realtà. La sua azienda, con dieci collaboratori in Svizzera, non aveva le risorse per cercare le tecnologie adatte, né tantomeno per implementarle. L'amministratore delegato fu ancora più sorpreso quando Meboldt si offrì di Umwelt und Geomatik di costruire un prototipo entro due settimane.
"Avevamo già esperienza di altri progetti di ricerca su come digitalizzare le attività di un chirurgo con una telecamera", ricorda Meboldt. Soprattutto, questo richiede competenze nei settori del riconoscimento delle immagini e dell'apprendimento automatico. Il giorno della presentazione del prototipo, uno dei dottorandi di Meboldt cerca di ricomporre un osso rotto da Synbone mentre una telecamera lo riprende. I movimenti vengono visualizzati, registrati e valutati su uno schermo in tempo reale. "Da quel momento ho capito che era effettivamente possibile digitalizzare l'allenamento con i nostri modelli ossei. Sono rimasto stupito da ciò che Mirko e il suo team hanno realizzato in così poco tempo", ricorda Hügli.
Hügli è ora certo che l'impegno profuso in un progetto di innovazione di Innosuisse sia salario. Insieme a Meboldt, scrive una proposta e riceve il finanziamento per un periodo di due anni e mezzo. Oggi è passata circa la metà di questo periodo e la visione di una piattaforma di formazione digitale sta prendendo forma. Meboldt e il suo team hanno ora sviluppato un simulatore per operazioni ortopediche. Utilizzando modelli ossei Synbone, strumenti chirurgici e una telecamera, i medici in formazione possono esercitarsi in procedure chirurgiche realistiche in un ambiente analogico e ricevere un feedback dal software.
La telecamera digitalizza tutto ciò che fa l'apprendista, ad esempio il modo in cui avvita un osso rotto, l'angolo in cui posiziona il trapano o la profondità. Un algoritmo riconosce i singoli movimenti e passi e li valuta. L'apprendista riceve quindi un feedback. Ad esempio, la telecamera misura se il tessuto è stato danneggiato o se la posizione e l'angolo di un impianto rispetto all'osso sono corretti. Anche le immagini a raggi X possono ora essere simulate durante l'operazione di formazione. Grazie alle competenze tecnologiche dei ricercatori dell'ETH, Heinz Hügli si è avvicinato notevolmente alla realizzazione della visione della sua PMI.
Un casco contro l'Alzheimer
Nell'autunno del 2022 Bekim Osmani si è trovato di fronte a una domanda completamente diversa: come sviluppare una catena di processi digitali per realizzare un prodotto altamente personalizzato nel modo più rapido ed economico possibile? L'amministratore delegato e cofondatore dell'azienda basilese di sette persone Bottneuro mira a migliorare il trattamento di malattie cerebrali degenerative come l'Alzheimer stimolando elettricamente alcune aree del cervello. Per ottenere questo risultato, un neurologo deve utilizzare la risonanza magnetica del cervello per definire il punto in cui gli elettrodi devono essere posizionati sulla testa del paziente. Bottneuro ha sviluppato un casco terapeutico personalizzato per garantire che gli elettrodi stimolino sempre esattamente le stesse aree. In futuro, ciò dovrebbe consentire di effettuare la terapia anche a casa.
"Le aziende si rivolgono a noi perché vogliono rimanere competitive, ma non sanno esattamente se possono beneficiare di nuove tecnologie come l'intelligenza artificiale".L'ETH Professor Mirko Meboldt
"Ogni casco è unico e viene personalizzato in base alla testa e al cervello del paziente. Oggi la produzione richiede circa 100 ore di lavoro manuale ed è molto costosa", spiega Osmani, che ha studiato all'ETH di Zurigo e ha conseguito il dottorato all'Università di Basilea. Egli sa che la piccola impresa ha maggiori probabilità di successo a lungo termine se riesce a ridurre i costi di produzione. La chiave di tutto ciò sta nella digitalizzazione e nell'automazione del processo di progettazione e produzione. Tuttavia, Bottneuro non ha le competenze tecniche per farlo. Per questo Osmani e il suo team sono stati a lungo incerti su quali tecnologie concentrarsi.
Quando Mirko Meboldt sentì parlare per la prima volta di Bottneuro, riconobbe immediatamente il potenziale di collaborazione. Tuttavia, c'erano ancora troppe domande senza risposta da entrambe le parti per una richiesta di progetto comune a Innosuisse. L'ETH e il suo team decidono quindi di creare un prototipo. Questo esemplifica come la catena di processo di Bottneuro possa essere digitalizzata: dalla forma del casco alla posizione degli elettrodi fino alla produzione con la stampa 3D. I ricercatori preparano i dati della risonanza magnetica individuale dei pazienti in modo tale che una stampante 3D possa stampare automaticamente il casco, compresi i tagli per gli elettrodi.
Il prototipo è un successo completo e convince anche il CEO di Bottneuro: "Osmani e Meboldt hanno ricevuto il finanziamento governativo per un periodo di tre anni. Metà di questo periodo è già trascorso. Grazie al sostegno dei ricercatori dell'ETH, Bottneuro sarà in grado di produrre i suoi caschi terapeutici in modo digitale, più veloce e più economico a partire dal 2025. Ma l'ETH Meboldt non ne ha ancora abbastanza. Vuole dimostrare che il casco può anche essere stampato insieme agli elettrodi - da un unico stampo. Tuttavia, c'è ancora molto da ricercare prima che ciò sia possibile.
I progetti con Synbone e Bottneuro dimostrano che per le PMI vale la pena collaborare con l'ETH di Zurigo. Inizialmente, tuttavia, la palla è spesso nel campo dei ricercatori: Devono dimostrare che i loro risultati di ricerca e una nuova tecnologia hanno effettivamente il potenziale per aiutare un'azienda a progredire. Una volta svolto questo lavoro preliminare, tuttavia, la loro competenza tecnologica è una fonte di innovazione indispensabile per le PMI svizzere.
Informazioni sulla persona
Mirko Meboldt è professore di Sviluppo e costruzione del prodotto presso il Dipartimento di ingegneria meccanica e dei processi dell'ETH di Zurigo.
"Globe" A tutta velocità!
Questo testo è stato pubblicato nel numero 24/02 della rivista l'ETH Globo è apparso.