Ricerca applicata Applied Research 2019 - Supsi
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Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana Ricerca applicata Applied Research 2019
Saluto
Qual è il segreto di un piccolo paese che Fondamentale, nell’attività di tutti i giorni come
riesce a mantenersi ai vertici delle classifiche nello sviluppo futuro, è che le Scuole universitarie
internazionali in termini di occupazione, ricchezza professionali e le Alte scuole pedagogiche restino
pro capite, di capacità di innovare e perfino sempre fedeli alla propria ragione d’essere e al
di Alberto Petruzzella, nell’indice che misura la felicità? proprio mandato.
Presidente del Consiglio Certamente sono molteplici le ragioni, ma una La SUPSI collabora strettamente con istituzioni
SUPSI peculiare al nostro Paese che ci piace credere e aziende e, complementare a Politecnici e
giochi un ruolo determinante, è il modello di Università, garantisce la formazione di base e
formazione duale. Modello capace di garantire continua di un Paese condannato a primeggiare
al Paese la “teoria” e la “pratica”, chi si occupa dei a livello internazionale per la qualità dei propri
massimi sistemi e chi garantisce che il sistema prodotti e servizi.
funzioni, chi guarda lontano ma anche chi si In questo contesto svolge attività di ricerca
assicura che, un passo dietro l’altro, il sistema applicata sempre a stretto contatto con i suoi
continui a funzionare e non si fermi mai. partner, perchè il progresso è fatto di una
Un modello in cui scuola e società condividono miriade di piccoli passi, che nei tempi moderni si
la responsabilità della formazione, basata susseguono sempre più rapidamente.
sull’apprendistato, che trae le sue origini dal Si distingue inoltre per le proposte di scambio
medioevo, quando si andava nella bottega del sul tema dell’innovazione, necessarie per poter
maestro per imparare il mestiere e che ancora parlare e riflettere su uno dei pilastri della nostra
oggi permette di imparare una professione dando istituzione: la voglia di cercare e soprattutto
tanta importanza al “toccare con mano”, al “fare” trovare soluzioni ai mille problemi del vivere
le cose invece di parlarne. dell’uomo.
Le Scuole universitarie professionali, che
permettono a chi è partito da un apprendistato
(ma non solo) di completare una formazione
universitaria con un Bachelor o anche un Master,
sono un elemento fondamentale della formazione
professionale che tanti paesi al mondo ci invidiano.
Introduction
What’s the secret of a small country that In the course of their day-to-day activities,
consistently manages to maintain its high- and in their plans for future development, it is
ranking position in the international tables for vitally important that the Universities of Applied
employment, per capita wealth, innovation Sciences and Arts, and the Teacher Training
by Alberto Petruzzella, capacity, and even in the happiness index? Colleges, remain true to their raison d’être and to
SUPSI President There are definitely many different reasons, but their mandate.
one unique feature of our country, and that we Complementary to Polytechnics and Universities,
like to believe plays a fundamental role, is our collaborating closely with institutions and
dual education model. This model can ensure companies, we guarantee the first-level university
the Country has expertise in both “theory” and and continuing education of a Country destined to
“practice”, those who take care of systems in the excel at the international level due to the quality of
broader sense, and those who guarantee that the its products and services.
system functions properly, those who look ahead In constant contact with our partners, we conduct
to the future, and those who make sure that, applied research work, because progress consists
one step after the other, the system continues to of myriad tiny steps, which in modern times are
function and never stops. increasingly rapid.
This is a model in which school and society share We also propose various opportunities to discuss
the responsibility for education, based on the the topic of innovation in order to talk about and
apprenticeship system, which dates back to the reflect on one of the pillars of our institute: the
Middle Ages when young people went to the desire to look for, and especially to find, solutions
workshops of master craftsmen in order to learn to the innumerable problems in our lives.
a craft. Even now, modern-day apprenticeships
provide young people with the opportunity to
learn a profession in a setting where great value
is placed on “touching by hand”, on “doing” things
instead of simply talking about them.
The Universities of Applied Sciences and
Arts, allowing those who have completed
apprenticeships (but not only this category of
student) to complete a university education with
a Bachelor’s Degree, or even with a Master’s
Degree, are a fundamental element of our
vocational education system, which is the envy of
many countries.
Saluto
Da oltre 20 anni la SUPSI è la Scuola universitaria nostre attività di ricerca applicata e la conseguente
professionale svizzera con la maggiore intensità di qualità dei percorsi formativi proposti, con impor-
ricerca. tanti ricadute per le aziende e le organizzazioni del
Una ricerca caratterizzata dalla concretezza dei territorio.
di Franco Gervasoni, progetti originati da tematiche d’attualità, che Partendo da queste solide basi nei prossimi anni
Direttore generale propongono soluzioni ai problemi connessi con le vogliamo garantire lo sviluppo delle nostre attività,
SUPSI grandi tendenze e sfide di questo secolo in molte- comunicando in modo sempre più esplicito l’impor-
plici ambiti d’azione. tanza e l’utilità dell’azione della nostra istituzione
Una ricerca che al contempo assicura stretti legami per lo sviluppo futuro del nostro Cantone, profilan-
con la formazione di base e continua, permetten- do in modo ancora più chiaro gli indirizzi prioritari
do di portare nell’insegnamento la componente della nostra ricerca e aumentando ulteriormente la
pratica che caratterizza una Scuola universitaria qualità della nostra azione in tutte le discipline.
professionale e di offrire alle nostre laureate e ai In questo modo confidiamo di attirare sempre più
nostri laureati percorsi di studio professionalizzanti ricercatrici, ricercatori e docenti qualificati, che
e aderenti alle esigenze dei mondi del lavoro con cui andranno ad aggiungersi alle competenti colla-
ci interfacciamo ogni giorno. boratici e ai competenti collaboratori che oggi
Il portfolio di progetti sviluppati è particolarmente animano la SUPSI e che con il loro impegno hanno
interessante con un equilibrato mix di progettualità saputo imporsi negli anni in un contesto sempre più
nelle reti locali, nazionali e internazionali. concorrenziale e globale.
La concretezza, l’interdisciplinarità e la qualità dei Riusciremo a raggiungere questi obiettivi solo con
progetti unita all’efficacia delle reti territoriali e il sostegno costante dei nostri numerosi partner
accademiche sono la chiave del nostro sviluppo sia aziendali e istituzionali, che devono mantenere
quantitativo, sia qualitativo permettendo di man- anche in futuro la costante volontà di investire nella
tenerci da oltre un decennio tra le prime istituzioni ricerca e nell’innovazione.
universitarie svizzere per volumi di progetti acquisiti Solo con la piena consapevolezza collettiva che la
attraverso il competitivo programma europeo formazione e la ricerca sono il miglior investimento
Horizon 2020. che una società possa fare per le sue prossime ge-
L’importanza della ricerca applicata delle Scuole nerazioni, potremo assicurare un futuro sostenibile
universitarie professionali nel processo di innovazio- anche al Ticino e all’intera Svizzera italiana.
ne è oggi un’evidenza che anche swissuniversities
nella sua Strategia 2021-2024 esplicita in modo
chiaro, definendo le condizioni quadro necessarie
per assicurare anche in futuro lo sviluppo delle
Introduction For more than 20 years, SUPSI has gained promi-
nence as the strongest Swiss University of Applied
explicitly emphasises this feature. The Strategy
defines the framework conditions required to
Sciences and Arts in terms of research work ensure the continuing development of our applied
by Franco Gervasoni, intensity. research studies moving forward, therefore making
As seen in projects stemming from current topics, a positive impact on the quality of our educational
SUPSI General Director SUPSI research work strongly features a practical programmes, and engendering significant reper-
aspect, suggesting solutions to problems related to cussions for businesses and organisations in the
the major trends and challenges of this century, in territory.
numerous operational spheres. Based on these strong foundations, our plan for the
At the same time, this research work is linked next few years is to ensure that our field of activities
closely to SUPSI Bachelor, Master and Continuing continues to expand. We will achieve this by being
Education programs, thus ensuring that practical increasingly unambiguous when publicizing the ex-
aspects are incorporated into teaching. This prac- tent to which the work conducted by our University
tice-based approach is a key feature of Universities is important and useful for the future development
of Applied Sciences and Arts, and enables us to offer of our Canton, and by further improving the quality
our graduates professionalising study programs of our performance in all areas.
that adhere to the requirements of the work set- We therefore feel confident that we will attract in-
tings in which we interact on a daily basis. creasingly more researchers and qualified teaching
The project portfolio is particularly interesting, con- staff to join the experienced SUPSI team members
sisting of a well-balanced mix of projects conduct- currently energising our work place, and who, over
ed in local, national and international networks. the past years, with their dedication have succeed-
The strength, the interdisciplinarity and the quality ed in establishing themselves in a progressively
of the projects, together with the efficacy of the more competitive and global context.
territorial and academic networks, are the key to Achieving these objectives will be possible only if
our development, in both quantitative and qualita- we receive continuous support from our numer-
tive terms. These same features have also ensured ous business and institutional partners, who must
that, for more than ten years, we have been suc- maintain their commitment to investing in research
cessful in maintaining our ranking as one of the top and innovation.
Swiss universities in terms of the volume of projects Ensuring a sustainable future for Ticino and South-
acquired through the competitive European Hori- ern Switzerland as a whole will be possible only if
zon 2020 programme. there is full collective awareness that education
The applied research work conducted by the Uni- and research are the paramount investments that a
versities of Applied Sciences and Arts is significant society can make for its future generations.
in the innovation process, as confirmed by the fact
that in its 2021-2024 Strategy swissuniversities also
La Ricerca applicata Applied Research
alla SUPSI at SUPSI
Con un volume finanziario di 34 milioni di franchi e 340 ricercatrici e With 34 million francs in financing, and 340 researchers, applied
ricercatori, la Ricerca applicata risponde a uno dei quattro mandati research at SUPSI addresses one of the four main institutional
principali della Scuola. mandates.
Per la sua regione di riferimento – la Svizzera italiana – la ricerca For the SUPSI reference region, Southern Switzerland, the innovative
ha da sempre rappresentato lo sviluppo dell’attività innovativa endeavours developed by the university have always been embodied
dell’istituzione. Per questo motivo l’attenzione posta a questo by its research work. There is therefore strong focus on this mandate,
mandato è grande e chi ne porta la responsabilità ha fatto in modo di and those responsible for it have acted in such a way as to respond to
rispondere alle necessità espresse. the needs expressed.
La ricerca ha avuto inizio con le attività degli istituti che, esistendo Research work began with the activities of the various institutes
precedentemente a vario titolo, sono stati integrati nella SUPSI al that operated independently in the territory before being
momento della sua costituzione. Inizialmente le attività di ricerca amalgamated into the newly-established SUPSI in 1997. Initial
erano molto sviluppate nel settore ambientale e nel controllo research work focused particularly on the environmental sector and
geologico del territorio, nell’algoritmica avanzata e nei sistemi di on the geological control of the territory, advanced algorithmics, and
produzione industriale. industrial production systems.
Lo sviluppo successivo è stato molto rapido e intenso, riflettendo Subsequent growth was extremely rapid and intense, constantly
in modo costante le necessità espresse dal territorio circostante e, reflecting the needs expressed by the surrounding territory, and, in
come da buona pratica, anche dalle tendenze in atto in Europa. accordance with best practice, other needs arising from ongoing
In molti ambiti, con velocità diverse dettate dalle caratteristiche trends in Europe.
del tema, la SUPSI ha sempre voluto associarsi a progetti di respiro In many areas, and at various rates dictated by the key elements of
internazionale per poi trasferire la conoscenza acquisita alle the different topics, SUPSI has always aspired to join international
necessità nazionali e locali. Con questo approccio, grazie all’aiuto projects, with the intention of subsequently transferring knowledge
di meccanismi di finanziamento che se approcciati correttamente to national and local requirements. Following this method, and
lasciano praticare questa filosofia, e grazie alle notevoli capacità thanks to the assistance of financing mechanisms, which, if
del personale coinvolto, è stato reso possibile uno sviluppo approached correctly, make it possible to practice this philosophy,
dell’innovazione in Ticino che ha risultati invidiati in tutta Europa. and thanks to the significant expertise of the staff members
Va citata, ad esempio, l’affermazione della SUPSI nei progetti dei involved, it has been possible to develop a form of innovation in
programmi quadro europei, tale da fare indicare questa piccola Ticino, one achieving results that are envied throughout Europe. For
istituzione di ricerca come uno dei casi di successo tra le istituzioni di example, note the success recorded by SUPSI in terms of European
questo tipo, al pari di simili organizzazioni in Irlanda e in Germania. framework programmes, affirming this small research institute as
La SUPSI ha appreso molto presto come la carta vincente, one of the success stories for institutes of this type, on a level with
soprattutto nella ricerca applicata, sia l’approccio multidisciplinare similar organisations in Ireland and in Germany.
alla risoluzione dei problemi. Grazie alle sue dimensioni limitate il SUPSI very quickly learned that, particularly in the applied research
colloquio con i ricercatori di varie competenze è stato facilitato ed field, the winning card is the multidisciplinary approach to problem
ora è praticato con successo e soddisfazione. solving. The institute is relatively small, so researchers in various
In questo modo, più che su settori verticali monodisciplinari, la areas of expertise have numerous opportunities to meet up and
ricerca si svolge in ambiti trasversali quali l’attenzione al territorio exchange ideas, a process that has won approval and is now
e all’ambiente, le costruzioni ecosostenibili, la produzione di beni implemented successfully.
e servizi con sistemi avanzati e digitalizzati curando l’attenzione In this way, rather operating in a range of vertical mono-subject
agli aspetti socioeconomici e ambientali, i processi di innovazione sectors, research work is conducted in transverse environments,
nelle organizzazioni aziendali, le reti di informazione e l’algoritmica such as: the territory and the environment, eco-sustainable
avanzata, l’innovazione nel settore sociosanitario, le arti immerse in constructions, the production of goods and services with advanced
una società complessa e in evoluzione e la formazione. and digitalised systems bearing in mind the socio-economic
Un approccio vincente per la SUPSI e per il territorio che assegna and environment aspects, innovation processes in business
all’Istituzione un primato tra le Scuole universitarie professionali in organisations, information networks and advanced algorithmics,
Svizzera in termini di qualità e quantità della ricerca. innovation in the social-healthcare sector, the arts immersed in a
complex and evolving society, and education.
A winning approach for SUPSI and for the territory, one that classifies
the Institution in first position among the Swiss Universities of
Applied Sciences and Arts, in terms of the quality and quantity of its
research work.
Intervista Cosa significa “fare ricerca” nelle Scuole
universitarie professionali (SUP)?
Poiché il nostro obiettivo principale è quello di
In quali ambiti di ricerca opera la SUPSI?
Per mandato in tutti quelli previsti dalla Formazione
di base. I nostri docenti devono saper aggiornare
formare specialisti, dobbiamo fare in modo che il proprio sapere, quindi quello che trasmettono
a Giambattista Ravano,
essi acquisiscano le competenze necessarie agli studenti, effettuando ricerca e aggiornando le
Direttore delegato per per portare innovazione negli ambiti in cui essi proprie conoscenze e competenze. Il fatto di dover
la ricerca e l’innovazione operano. Questa capacità d’innovazione implica insegnare a “saper fare” oltre che a “sapere”, implica
SUPSI l’abilità di saper superare lo stato dell’arte e saper che i docenti stessi siano o siano stati attivi nella
anticipare, andando oltre le conoscenze valide in pratica professionale. Ma implica anche una cono-
un determinato momento. Agire per rinnovare il scenza delle pratiche professionali adeguata.
proprio ambito di lavoro significa anche ricercare Quindi la ricerca alla SUPSI vede molte attività nei
nuove soluzioni. In questo senso il ricercatore campi dell’ingegneria, della sanità, della formazio-
SUP è un innovatore che talvolta pensa a nuove ne dei docenti, dell’economia, nell’ambito sociale,
soluzioni partendo da conoscenze scientifiche nel settore dell’architettura, delle costruzioni e del
emerse nella ricerca di base. Altre volte è invece lui design, così come in quello delle arti.
stesso a scoprire nuove conoscenze, con il preciso
obiettivo di applicarle a nuove soluzioni.
Interview What does “doing research” mean in the
Universities of Applied Sciences and Arts (SUP)?
Since our main objective is to train specialists,
In which research areas does SUPSI operate?
By mandate, in all the areas covered by SUPSI
Bachelor and Master degree programmes. Our
we must ensure that our students acquire the teachers must be able to advance their knowledge,
with Giambattista
competences they will need in order to generate which they subsequently transfer to students,
Ravano, SUPSI Deputy innovation in their areas of operation. This capacity by conducting research work and developing
Director of research and to innovate implies the ability to overshoot the their understanding and expertise. Since they are
innovation state-of-the-art and foresee future developments, required to teach students “how to do” something,
moving beyond the level of knowledge accepted as well as “knowledge” of something, the teachers
at that specific time. Modernising a work setting themselves must work, or must have worked,
also means looking for new solutions. In this sense, professionally in the field. However, this also entails
SUP researchers are innovators who at times an adequate understanding of working practices.
come up with new solutions founded on scientific SUPSI research therefore covers numerous
knowledge arising in the course of basic research endeavours in the fields of engineering, healthcare,
work, while on other occasions they themselves teacher training, economics, in the social sector, in
uncover knew wisdom, with the specific objective the architecture constructions and design sector,
of applying it to new solutions. and also in the arts.
Come si svolge l’attività di ricerca nelle È possibile fare qualche previsione su come si istituzioni svizzere e quale la differenza tra le muoverà il panorama della ricerca nei prossimi attività di ricerca nelle SUP e nelle università? anni e dove si collocheranno le SUP e la SUPSI? Il panorama svizzero della ricerca appare È certo che le varie istituzioni dovranno fare di più, complesso vista la presenza di Università, essendo un contesto, quello attuale, che necessita Politecnici e Scuole universitarie professionali sempre di più conoscenza e, su questo, basa il suo operanti apparentemente con mandati sviluppo. Ma poiché le risorse economiche sono simili o convergenti. In realtà esso è molto e saranno limitate, dovrà migliorare l’efficienza. ordinato rispetto a quello internazionale che, Prevedo che molte istituzioni dovranno allearsi oggettivamente, risponde alle stesse necessità. ed effettuare progressi insieme proponendo Le Università hanno obiettivi legati all’aumento ricerca applicata e fondamentale in un unico della conoscenza a prescindere dalla loro alveo. Questo potrebbe voler dire che le SUP e applicazione pratica e spesso rispondono a le Università troveranno un modo di lavorare mandati dettati dalla necessità di aumentare il assieme più intenso di quello attuale, forse con la sapere. Le SUP lavorano per risolvere problemi definizione di nuove strutture. pratici e disporre di nuovi strumenti. Le due cose non hanno un confine sempre chiaramente definito e si intrecciano e si nutrono entrambe dei risultati dell’altra. Si pensi alla conoscenza derivata dallo studio del corpo umano, delle sue malattie e disabilità, e rispettivamente dalla ricerca dei rimedi. Quanto viene fatto in ricerca fondamentale e applicata non è chiaramente distinguibile e i ruoli delle istituzioni, in questo caso, si complementano. D’altra parte, in certi settori ingegneristici, è più chiaro come una soluzione tecnica abbia in seguito un’applicazione pratica. How is research work conducted in Swiss Is it possible to predict how the research institutes, and how does SUP research differ panorama will develop in the coming years, and from university research? identify where SUP institutes and SUPSI will The Swiss research sector appears complex due stand? to the co-existence of universities, polytechnics The various institutes will definitely have to do and universities of applied sciences and arts, all more, since the current context necessitates ostensibly operating under similar or converging increasingly higher levels of knowledge on which to mandates. In fact, the situation is very well-ordered base its development. However, since the financial in comparison with the international context, resources are and will remain limited, efficiency which addresses the same needs. levels must improve. I predict that many institutes University objectives are tethered to expanding will have to join forces and move forward together, knowledge irrespective of any practical application, proposing basic and applied and research in one and often address mandates dictated by the need to single channel. This might mean that SUP institutes increase the level of understanding. SUP institutes and universities will manage to work together operate with a view to resolving practical prob- more intensely than they do at present, perhaps by lems and configuring new tools. The dividing line delineating new organizational forms. between these two approaches is not always clearly delineated, they intertwine, each receiving nourish- ment from the research outcomes of the other. Consider the knowledge deriving from studies conducted on the human body, on its illnesses and disabilities, and the corresponding search for cures. There is no clear distinction between basic research and applied research activities, and, in this case, the institutes play complementary roles. On the other hand, in certain engineering sectors it is easier to identify how a technical solution is followed by a practical application.
Sostenibilità e digitalizzazione, le sfide e le risposte
L’invecchiamento e il cambiamento demografico, l’esclusione sociale mente sul suo futuro e che comprendono crescenti interdipendenze
e la povertà, l’integrazione e la disgregazione, le ineguaglianze e i economiche e culturali.
flussi migratori, il crescente divario digitale, la promozione di una cul- Se da una parte queste sfide esigono un approccio comune almeno
tura dell’innovazione e della creatività nella società e nelle imprese o in tutta Europa, dall’altra devono essere affrontate anche a livello
ancora il cambiamento strutturale del mondo del lavoro e dei metodi locale, basandosi su conoscenze scientifiche condivise che le scienze
di produzione dei beni: la nostra società deve affrontare notevoli sfi- sociali e umanistiche, tra le altre, possono fornire.
de socioeconomiche e tecnico-produttive che incidono sostanzial- Nel corso degli ultimi decenni la produttività e la crescita economica
Macro tendenza Descrizione Asse di ricerca SUPSI
Sostenibilità ambientale Aria, acqua, suolo e gli elementi che compongono o derivano da Asse 1
e utilizzo delle risorse naturali essi in modo naturale, sono risorse che vanno gestite con la stessa Ambiente costruito,
attenzione dedicata a quei beni a cui anche le prossime generazioni risorse naturali
dovranno potere accedere. Crescita e consumi devono trattare e sicurezza
questo parametro come una variabile che determina le scelte per
un uso consapevole e sostenibile delle risorse a diposizione.
La gestione delle risorse va collegata e correlata allo sviluppo
economico e sociale e all’evoluzione tecnologica. Per questo è
necessaria una competenza interdisciplinare e una particolare
attenzione alla sostenibilità delle soluzioni che consideri le risorse
idriche, atmosferiche, i pericoli naturali, l’evoluzione del territorio,
la promozione degli ambienti sostenibili e inclusivi mediante
pianificazione e progettazione territoriali e urbane innovative.
Sostenibilità energetica, Al fine di disporre di un sistema energetico competitivo, andranno Asse 2
fonti di energia rinnovabili, superate una serie di sfide come l’utilizzo consapevole di risorse Sistemi energetici
consumi e produzione scarse, il fabbisogno energetico crescente e il cambiamento
climatico. Alcuni obiettivi per aggirare queste sfide sono:
◆◆ la riduzione dell’energia e dell’impronta di carbonio,
◆◆ la fornitura di elettricità a basso costo e basse emissioni di carbonio,
◆◆ l’utilizzo di combustibili alternativi e fonti energetiche mobili,
◆◆ lo sviluppo di una rete elettrica unica e intelligente grazie a nuove
conoscenze e tecnologie.
Attorno al tema dell’efficienza ruotano questioni molto ampie
quali il settore delle costruzioni, l’industria di produzione di
beni, l’industria energetica. Questo contesto è reso ancora più
stimolante grazie all’impiego di soluzioni derivate dall’utilizzo delle
tecnologie dell’informazione.
Tecnologie e sostenibilità La cooperazione è essenziale per consentire una trasformazione Asse 3
nella produzione di beni e servizi della produzione avanzata attraverso la digitalizzazione che Prodotti e processi
permetta lo sviluppo di una serie di iniziative nazionali e regionali innovativi
in grado di trasformare l’industria di produzione grazie all’impiego
consapevole di tecnologie digitali.
L’integrazione della robotica e dell’intelligenza artificiale consente
di progettare un panorama industriale rivoluzionario, ma
propone anche sfide difficili che necessitano di studiare a fondo le
problematiche legate alle modalità di lavoro e ai cambiamenti che
vengono indotti da questa rivoluzione.
La digitalizzazione è molto più che l’installazione di nuove
applicazioni informatiche o connessioni ad alta velocità. È una
trasformazione completa che impone di ripensare dove, come e
perché produciamo. Questo cambiamento è di portata trasversale
e riguarda tutti gli elementi dei processi produttivi di beni e servizi:
la fabbrica, i prodotti, le competenze dei lavoratori, l’integrazione
dei servizi e delle catene di approvvigionamento. Nessun settore ne
è escluso e tutti possono trarne vantaggio.europee si sono attestate su una fase di lento declino. La quota di muovendo tutte le capacità correlate a quel tema, indipendente-
produzione mondiale di conoscenze e di prestazioni innovative è in mente dalla specializzazione tecnico-scientifica.
rapida diminuzione rispetto alle principali economie emergenti co- Di seguito vengono elencati alcuni tra i temi prioritari che vedono e
me il Brasile e la Cina. La Svizzera e l’Europa possiedono una robusta vedranno impegnata la SUPSI nei prossimi anni.
base di ricerca ed è necessario che questa diventi uno strumento
fondamentale per la creazione di beni e di servizi innovativi.
La risposta della SUPSI è affrontare le sfide che le vengono poste
Imprenditorialità, innovazione, Tecnologie digitali, nuovi investimenti in innovazione e nuove forme Asse 4
nuove forme di lavoro di lavoro sono strettamente interconnesse e si susseguono generan- Nuovi modelli imprenditoriali
do modifiche strutturali alla nostra economia e alla nostra società. per lo sviluppo sostenibile
Un approccio multidisciplinare giuridico, socioeconomico, politico del territorio
e storico articolato nell’analisi documentale, nella ricerca sul
campo e nella ricerca basata su comunità di pratica e casi pilota
è necessario per promuovere scenari alternativi che possano
contribuire alla protezione sociale, allo sviluppo economico e
al benessere del lavoro digitale. I nuovi modelli di impresa sono
e saranno sempre più contraddistinti dalla digitalizzazione,
dalle interazioni e integrazioni di risorse e processi in rete,
dall’estensione del lavoro cognitivo, dalla complessità dei mercati e
dell’organizzazione, dalla ricerca di flessibilità ed efficienza.
Ecosistemi digitali, interazione Con l’incremento della digitalizzazione nella società, gli individui Asse 5
tra tecnologia, informazione, e le comunità sono sempre più interconnessi e interdipendenti Sistemi complessi
comunicazione e conoscenza non solo tra loro, ma anche con l’ambiente circostante.
Questo ambiente fisico, sociale e culturale si trasforma in veri
e propri ecosistemi digitali. In essi si promuove l’interazione
tra informazione, comunicazione e frontiera della ricerca e si
affrontano tematiche quali:
◆◆ la diffusione delle informazioni e la condivisione aperta delle
conoscenze,
◆◆ la privacy e la sicurezza,
◆◆ la società e l’industria sostenibile,
◆◆ l’essere umano come entità immersa in questi mondi digitali.
Le tecnologie sono sempre più aggregate e questo rende
necessaria la convergenza delle competenze esistenti per la
progettazione e lo sviluppo dell’ecosistema.
Salute, cambiamenti demografici, Migliorare la nostra comprensione sui meccanismi che regolano Asse 6
benessere e sostenibilità una vita sana e un invecchiamento in salute; migliorare la capa- Sistemi sociali e salute
cità di prevenire, rilevare, trattare e gestire la malattia così come pubblica
sostenere le persone anziane a rimanere attive e in salute e testare
nuovi modelli e strumenti per l’assistenza sanitaria, la prevenzione
e il trattamento di malattia e disabilità sono solo alcune delle sfide
in campo sanitario, accolte e approfondite dalla SUPSI.
Nelle loro soluzioni queste sfide devono tener conto di situazioni
complesse come l’aumento dei costi sanitari e assistenziali; l’in-
fluenza sulla salute di fattori ambientali esterni, compresi i cambia-
menti climatici; le disuguaglianze nelle cure sanitarie e la disparità
di accesso alla salute e all’assistenza sanitaria.
Identità, cultura e inclusione sociale È consuetudine giustificare l’arte e la cultura principalmente Asse 7
attraverso gli effetti secondari da esse prodotti, invece che reali Il ruolo delle arti nella vita
strumenti di condivisione e di riscoperta del patrimonio identitario e nel benessere dei cittadini
del proprio territorio, a favore del benessere dei cittadini. e del territorio
Nuovi sistemi di apprendimento Ogni innovazione è frutto di una scoperta, un’evoluzione, implica e Asse 8
presume un apprendimento ma per essere compresa (ed integrata Sistemi educativi/formativi
nel tessuto sociale) deve generare nuovi apprendimenti. Il processo
di cambiamento, nel suo senso più profondo, è sempre da intende-
re come un processo di adattamento e di modificazione della realtà
e in entrambi i casi come un processo con implicazioni, economi-
che, sociali, culturali ed etiche che devono essere considerate.Sustainability and digitalisation, challenges
and responses
Aging and demographic change, social exclusion and poverty, growing levels of economic and cultural interdependence.
integration and disintegration, inequalities and migratory flows, the Although on the one hand a united approach – at the European
growing digital divide, the promotion of a culture of innovation and level at least – must be adopted to address these challenges, they
creativity in society and in businesses, or even the structural change must also be tackled at the local level, by means of approaches based
in the working world and in manufacturing methods: our society on shared scientific knowledge that can be provided by the social
must address significant socio-economic and technical-produc- and humanistic sciences, as well as by other branches of knowledge.
tion challenges that substantially impact its future and that include Over the last few decades, European productivity and economic
Macro trend Description SUPSI Research Axes
Environmental sustainability and the Air, water, soil, and the elements that form them or that naturally Axis 1
utilisation of natural resources derive from them, are resources to manage with the same care Built environment, natural
as is dedicated to assets that must remain accessible to the future resources and safety
generations as well. Growth and consumption must consider this
parameter as a variable determining the choices for an informed
and sustainable use of the resources available.
Resource management must be connected and linked to economic
and social development, and to technological progress. There is
therefore a need for interdisciplinary expertise and for specific
focus on the sustainability of solutions involving water and
atmospheric resources, natural hazards, territorial development,
the promotion of sustainable and inclusive environments by way of
innovative territorial and urban planning and design.
Energy sustainability, A series of challenges must be overcome in order to create a com- Axis 2
renewable energies, consumption petitive energy system. These challenges will include the informed Energy systems
and production utilisation of scarce resources, growing energy requirements, and
climate change. Circumventing these challenges will involve reach-
ing a series of objectives, including:
◆◆ reduced energy consumption and carbon footprint,
◆◆ supply of low-cost, low carbon emission electricity,
◆◆ utilisation of alternative fuels and mobile energy sources,
◆◆ development of a unique and intelligent electricity grid, as a result
of new knowledge and technologies.
A number of much broader issues orbit around the topic of effi-
ciency, such as the construction sector, the manufacturing indus-
try, the energy industry. Solutions deriving from the utilisation of IT
technologies make this context is even more exciting.
Technologies and sustainability Cooperation is essential for a digital transformation in Axis 3
in the manufacturing and services manufacturing to take place, a process facilitating the Innovative products
sectors development of a series of national and regional projects that, and processes
through an informed used of digital technologies, can transform
the manufacturing industry.
The integration of robotics and artificial intelligence makes it
possible to design a revolutionary industrial panorama, but also
sets a number of difficult challenges that require in-depth analysis
of the problems associated with the working methods and the
changes brought about by this revolution.
Digitalisation involves much more than the installation of new
IT applications or high-speed connections. It is a complete
transformation, one that forces us to reconsider where, how and why
we manufacture. This change has a transversal reach, and affects all
the elements of manufacturing processes and services: the factory,
the products, the skills of the workers, the integration of the services
and the supply chains. No sector is excluded, and all can benefit.growth rates have been in a phase of gradual decline. In compari- issue, irrespective of specific technical-scientific specialist areas.
son with the main emerging economies, like Brazil and China, the The following section lists some of the priority topics on which SUPSI
European share of the global production of innovative services and will focus in the coming years.
knowledge is decreasing rapidly. Switzerland and Europe possess
a strong research base and this must become a fundamental tool
for creating innovative goods and services. The SUPSI response is to
address the challenges that arise, shifting all related expertise to this
Entrepreneurship, innovation, Digital technologies, new investments in innovation and new forms of Axis 4
new forms of work work are closely interconnected and follow each other in succession, New business models
generating structural changes in our economy and in our society. for sustainable development
Documentation analysis, field studies, community of practice of the territory
based research work, and pilot cases require a well-structured
multidisciplinary legal, socio-economic, political and historical
approach in order to promote alternative scenarios that can
contribute to social protection, economic development and
wellbeing in digital jobs.
The main features of current new business models, and that will
be increasingly evident in future models, are digitalisation, the
interactions and integrations of network resources and processes,
the extension of cognitive work, the complexity of the markets and
of the organisation, the quest for flexibility and efficiency.
Digital ecosystems, interaction Growing levels of digitalisation in society signify that individuals Axis 5
between technology, information, and communities are becoming increasingly more interconnected Complex systems
communications and knowledge and interdependent, not only with each other but also with
the surrounding environment. This physical, social and cultural
environment transforms into real digital ecosystems, facilitating
interaction between information, communications and the
research frontier, and addressing issues like:
◆◆ dissemination of information and open knowledge sharing,
◆◆ privacy and security,
◆◆ sustainable industry and society,
◆◆ the individual as an entity immersed in these digital worlds.
Technologies are grouping together more and more, so existing
competences must converge in order to design and develop the
ecosystem.
Health, demographic changes, The healthcare challenges embraced and analysed by SUPSI include: Axis 6
wellbeing and sustainability ◆◆ improve our understanding of the mechanisms that regulate a Social systems and public
healthy life and healthy aging health
◆◆ improve the ability to prevent, detect, treat and manage illness,
understand better how to help elderly people to remain active and in
good health, and test new models and tools for healthcare assistance
◆◆ the prevention and treatment of illness and disability.
When resolving these challenges, it is necessary to consider
complex situations, such as: rising health care and social assistance
costs; the health impact of external environmental factors,
including climate change; the inequalities in healthcare treatment
and disparities in terms of access to health and healthcare.
Cultural identity and social inclusion It is customary to justify art and culture mainly by means of the Axis 7
secondary effects that they generate, instead of considering them The role of arts in life and
as true instruments for sharing and rediscovering a region’s heritage well-being of citizens and
and identity, fostering the wellbeing of its citizens. their communities
New methods of learning Each innovation is the outcome of a discovery, a development, and Axis 8
both implies and assumes learning of some kind. However, in order Educational/training systems
for this learning to be understood (and integrated into the social
fabric) it must generate new learnings. The process of change, in
its most profound sense, must always be understood as a process
of adaptation and modification of reality, and in both cases as a
process with economic, social, cultural and ethical implications
that must be taken into consideration.Sostenibilità ambientale e utilizzo delle risorse naturali Environmental sustainability and the utilisation of natural resources
Il nostro Asse di ricerca sviluppa in modo La sfida è quindi sulla gestione ed uso delle
integrato aspetti legati all’ambiente costruito, risorse in modo più sostenibile senza che questo
alle risorse naturali e alla sicurezza. Per influisca sullo sviluppo. In altre parole si può porre
quanto riguarda le risorse naturali uno degli il problema in questo modo: quale via dobbiamo
obiettivi principali dell’Asse è quello di svolgere percorrere per avere uno sviluppo che tenga
ricerche che da un lato mirano ad una maggior conto di tutti i fattori in gioco quali sostenibilità,
consapevolezza che le risorse naturali non salvaguardia e rispetto della natura?
sono infinite e quindi alla corretta gestione ed Nel momento in cui dimentichiamo questo aspetto
uso, dall’altro all’implementazione di tecniche dobbiamo, volenti o nolenti, far fronte ai rischi che
e metodiche che rendano questa gestione il prendono vita sottoforma di pericoli naturali, peri-
più possibile sostenibile. Terra, aria, acqua sono coli industriali e inquinamento, pericoli epidemio-
risorse naturali che sono parte fondante del logici, fino ai pericoli legati al degrado del nostro
Ezio Cadoni nostro territorio così come tutto ciò che possiamo vivere sociale (emarginazione, malattie ecc.).
catalogare come risorse antropiche (ambiente Le sfide sono molteplici e l’Asse cerca di affrontar-
costruito, attività industriali, ecc.). Tra queste le con un nuovo approccio transdisciplinare che
due forme di risorse è necessario un dialogo ed contribuisce alla soluzione dei problemi.
Responsabile un rispetto reciproco. La collaborazione deve
Asse di ricerca 1 diventare sempre più simbiotica e, grazie alla
maggiore sensibilità cresciuta in questi decenni,
Ambiente costruito,
abbandonare l’approccio dell’economia lineare
risorse naturali e che in questi ultimi due secoli ha dominato. Essa
sicurezza ha garantito una crescita straordinaria ma lascia
purtroppo problemi di difficile soluzione, che
la nostra e le prossime generazioni dovranno
forzatamente affrontare. L’aiuto ad una
maggiore coscienza è certamente dato dalla crisi
nell’approvvigionamento delle materie prime,
così come la consapevolezza della scarsità delle
risorse (suoli, acqua, ecc.).
Head of Our Research Axis adopts an integrated In other words, the problem can be expressed
approach to working on aspects associated in this way: how can we have growth that takes
Research Axis 1
with the built environment, natural resources into consideration all the factors in play, such as
Built environment, natural and safety. As regards natural resources, one sustainability, protection and respect of nature?
resources and safety of our main objectives is to conduct research If we forget this aspect, then, willing or not, we
work with a dual focus: on the one hand, studies will have to deal with risks in the form of natural,
aim to reach a greater awareness of the fact industrial hazards and pollution, epidemiological
that natural resources are not infinite, and dangers, and even the dangers associated with
therefore to understand how to manage and social degradation (marginalisation, illnesses, etc.).
use them correctly; on the other hand, the aim The challenges are numerous and the Axis tries to
is to implement techniques and methods that tackle them by means of a new trans-disciplinary
can make this management as sustainable as approach that helps solve the problems.
possible. Earth, air and water are natural resources
forming a fundamental part of our territory, in
the same way as everything else that we can
classify as anthropic resources (built environment,
industrial activities, etc.). There must be dialogue
and mutual respect between these two forms of
resources. Collaboration must become increasingly
symbiotic, and, thanks to the increased level of
sensitivity recorded over the last few decades, must
abandon the linear economic approach that has
dominated the last two centuries. While ensuring
extraordinary growth rates, this approach also
creates problems that are difficult to solve, and
that this and the coming generations will be forced
to tackle. The crisis in the raw material supply has
undoubtedly contributed to raising awareness
about this issue, and about the problem of resource
scarcity (soil, water, etc.). The challenge therefore
involves managing and utilising resources in
a more sustainable manner without affecting
growth rates.4ONSE monitoring system
Come si pone questo progetto rispetto alla Quale il suo utilizzo / applicazione concreta?
sfida? A quale bisogno risponde? Il suo utilizzo si concretizza nella realizzazione di
Il progetto ha l’obiettivo di aumentare la reti di monitoraggio climatico a scala di bacino, le
resilienza delle società ai cambiamenti climatici informazioni possono essere utilizzate per diversi
e di diminuirne gli impatti tramite l’utilizzo di scopi quali garantire l’accesso all’acqua potabile,
informazioni ambientali in tempo reale nei gestire la risorsa idrica per l’irrigazione e la
processi decisionali. La carenza di informazioni produzione di energia, la protezione dalle piene e
che siano di qualità, accessibili e tempestive dalla siccità, la gestione di permessi di abduzione,
limita infatti la capacità di pianificare, adattarsi lo sviluppo di politiche di gestione, la difesa di
e reagire ai sempre più frequenti effetti del diritti su acque internazionali, la pianificazione di
cambiamento del clima. Effetti, che come ribadito misure di adattamento ai cambiamenti climatici e
Massimiliano Cannata nell’ultimo rapporto delle Nazioni Unite sul clima la protezione delle specie naturali in pericolo.
del settembre 2019, producono infatti perdita Come si colloca il progetto sul piano nazionale
di vite, abitazioni, infrastrutture, commerci, ed internazionale?
coltivazioni, tradizioni e beni culturali ed inoltre Sul piano internazionale il progetto si colloca
generano un’aumentano delle diseguaglianze, nell’ambito del programma r4d “Swiss Programme
Capo progetto: Massimiliano
dell’instabilità, dei conflitti e delle migrazioni. for Research on Global Issues for Development” del
Cannata, Professore,
Quali sono gli aspetti innovativi? Fondo Nazionale Svizzero (SNSF) ed è cofinanziato
Responsabile settore
L’aspetto innovativo consiste nell’aver sviluppato dall’Agenzia Svizzera di Sviluppo e Cooperazione
Geomatica IST
e testato, in un caso reale a scala di bacino, un (SDC). Il progetto è sviluppato in collaborazione
Ente finanziatore: SNSF
sistema di monitoraggio completamente aperto, con l’Università di Marutowa (Sri Lanka) e l’Istituto
and SDC under the «Swiss
a basso costo e di qualità, per l’osservazione di di Tecnologie Spaziali (Pakistan). A livello nazionale
Programme for Research
variabili climatiche. La sua caratteristica di essere si è collaborato con l’azienda Ticinese TecInvent
on Global Issues for
open lo rende riproducibile e modificabile senza che ha offerto l’ingegnerizzazione del sistema
Development»
alcuna restrizione di brevetto, e quindi ne facilita aperto e con il Laboratorio cultura visiva (LCV) del
Partner esterni: University of
l’adozione anche in contesti poveri quali i paesi in Dipartimento ambiente costruzioni e design per la
Moratuwa, Sri Lanka; Institute
via di sviluppo. Il sistema produce dati liberi e utilizza produzione di componenti stampate in 3d.
of Space Technology, Pakistan
hardware e standard aperti e un software libero.
4ONSE monitoring system
How does this project stand in terms of the How can it be applied / implemented in
challenge? What need does it address? practice?
The project aims to make societies more In practice, climate monitoring networks can be
resilient to climatic changes, and to reduce the constructed at basin scale, and the information
impacts of these changes, by utilising real-time gathered can be used for various purposes, such as:
environmental information in decision-making ensuring access to drinking water; managing water
processes. In fact, the lack of high quality, resources for irrigation and energy production;
accessible and timely information limits the ability flood and drought protection; abduction permit
to plan, adapt and react to the increasingly more management; management policy development;
frequent effects of climate change. Effects which, protection of international water rights; planning
as reaffirmed in the latest United Nations Climate for climate change adaptation measures; and the
Report dated September 2019, actually lead to protection of endangered species.
loss of lives, homes, infrastructures, businesses, What position does this project occupy at the
farming, traditions and cultural heritage, and national and international level?
which also generate increased levels of inequality, At the international level, the project is part of the
instability, conflict and migration. “Swiss Programme for Research on Global Issues for
What are the innovative aspects? Development” r4d programme of the Swiss National
The innovative aspect consists of having Science Foundation (SNSF), and it is co-financed by
Project leader: Massimiliano
developed and tested, in a real-life basin-scale the Swiss Agency for Development and Cooperation
Cannata, Professor, Head of
case, a completely open, low-cost and high- (SDC). The project was developed in collaboration
the IST Geomatics sector
quality monitoring system for observing climatic with the University of Marutowa (Sri Lanka) and
Financing body: SNSF and SDC
variables. The fact that it is open means that it can the Institute of Space Technology (Pakistan). At
under the «Swiss Programme
be reproduced and adapted without any patent the national level, collaboration agreements were
for Research on Global Issues
restrictions, and can therefore be adopted easily established with Ticino company, TecInvent, which
for Development»
even in impoverished contexts like those found in offered to engineer the open system, and with the
External Partners: University of
developing countries. The system produces free Laboratorio cultura visiva (LCV) of the Department
Moratuwa, Sri Lanka; Institute
data and utilizes open standards and hardware, for Environment Constructions and Design for the
of Space Technology, Pakistan
and free software. production of the 3D-printed components.Sono previsti sviluppi futuri? Si prevede la costituzione di una rete globale internazionale di collaborazione e di sviluppo sul tema del monitoraggio non-convenzionale a basso costo. Le tecnologie sviluppate sono state già adottate ed integrate nei sistemi IoT di Swisscom nell’ambito del progetto ALBIS, finanziato dalla SUPSI e dall’Ufficio federale dell’ambiente e coordinato dal Laboratorio di microbiologia applicata del Dipartimento ambiente costruzioni e design della SUPSI. ALBIS ha installato a Lugano, Zurigo, Ginevra e Berna circa 100 stazioni con lo scopo di monitorare il microclima nei tombini al fine di valutare il rischio di insediamento di colonie di zanzara tigre. Il sistema 4onse inoltre è stato utilizzato anche nel progetto interreg SIMILE per il monitoraggio della qualità delle acque dei laghi insubrici, ed in particolare è installato sul lago di Lugano. Are there any plans for future developments? There are plans to set up a global international collaboration and development network focussing on the issue of non-conventional, low- cost monitoring. The technologies developed have already been adopted and integrated into the Swisscom IoT systems, as part of the ALBIS project, which is financed by SUPSI and by the Federal Office for the Environment, and coordinated by Applied Microbiology Laboratory at the SUPSI Department for Environment Constructions and Design. ALBIS has installed approximately 100 stations in Lugano, Zurich, Geneva and Berne, with the aim of monitoring the microclimate in storm drains in order to assess the risk of tiger mosquito colonies becoming established. The 4onse system has also been used in the inter-regional SIMILE project, to monitor the water quality in Insubria lakes. More specifically, it has been installed in Lake Lugano.
Sostenibilità energetica, fonti di energia rinnovabili, consumi e produzione Energy sustainability, renewable energies, consumption and production
L’accordo internazionale sul clima, firmato nel La sfida principale consiste quindi nel trovare nuove
2015 a Parigi, richiede una drastica riduzione delle e innovative soluzioni per la gestione delle energie
emissioni di CO2 entro il 2050 e un progressivo rinnovabili in un sistema che permette sempre
abbandono di tutte le risorse fossili attraverso una più il consumo dell’energia nel luogo dove viene
transizione verso l’uso di energie rinnovabili. I diversi prodotta. La figura emblematica che rappresenta
fattori che favoriscono questa transizione sono: questo cambiamento è il cosidetto prosumer
◆◆ lo sviluppo delle tecnologie di produzione di (produttore e consumatore nello stesso luogo).
energie da fonti rinnovabili, In questo contesto emerge come particolarmente
◆◆ la possibilità di stoccare l’energia elettrica a favorevole, anche dal punto di vista economico,
costi sempre più bassi, l’autoconsumo o il consumo dell’energia in
◆◆ la domanda crescente dovuta all’elettrificazione raggruppamenti costituiti da utenti vicini.
della mobilità e del riscaldamento delle case, L’Asse 2 sui sistemi energetici ha risposto alle
Roman Rudel ◆◆ le misure sulla riduzione delle emissioni di CO2 numerose sfide in questo ambito con notevole
◆◆ la diminuzione esponenziale dei costi delle fonti successo e ha sviluppato diversi approcci
di energie rinnovabili. innovativi, grazie anche l’opportunità offerta
Al centro di questa transizione sono le fonti dai Swiss Competence Centers for Energy Research
Responsabile rinnovabili come il fotovoltaico e l’eolico, (SCCER), che hanno permesso di assumere più
Asse di ricerca 2 che producono in modo decentralizzato e ricercatori per diversi anni. Uno dei risultati
intermittente l’energia elettrica. Questa concreti di questo sviluppo è la fondazione
Sistemi energetici
decentralizzazione richiede un nuovo modo di della start-up Hivepower, che propone servizi
gestire la rete elettrica, che è stata concepita innovativi al mercato dell’energia elettrica in
da più di cent’anni per una distribuzione profonda trasformazione.
unidirezionale, dai grandi centri di produzione
verso gli utenti.
Head of The International Climate Agreement, signed in The main challenge is therefore to find innovative,
Paris in 2015, requires a drastic reduction in CO2 new solutions to manage renewable energies in
Research Axis 2
emissions by 2050 and the gradual abandonment a system that increasingly allows energy to be
Energy systems of all fossil fuels, by shifting to renewable energies. consumed in the place in which it is generated.
The various factors facilitating this transition are: The figure symbolising this change is known
◆◆ development of renewable energy production as the prosumer (producer and consumer in the
technologies, same place). In this context, auto-consumption,
◆◆ continuously falling costs for electrical energy or energy consumption in groups consisting of
storage solutions, neighbouring users, is seen to be particularly
◆◆ growing demand for electricity due to mobility advantageous, also from a financial aspect.
electrification and home heating systems, Axis 2, energy systems, has been remarkably
◆◆ measures to reduce CO2 emissions , successful in addressing numerous challenges
◆◆ exponential reduction in renewable energy costs. in this area, and has developed a number of
A key feature of this transition consists of innovative approaches, partly thanks to the
renewable energies such as photovoltaic and opportunity granted by the Swiss Competence
wind, which generate electrical energy in a Centers for Energy Research (SCCER), making it
decentralized and intermittent fashion. This possible to hire more researchers for a number
decentralisation calls for a new way in which of years. One tangible result of this development
to manage the electricity grid, which, more is the new start-up, Hivepower, which offers
than one hundred years ago, was designed innovative services to the electricity market in this
for unidirectional distribution, from the major period of far-reaching change.
generating plants to the users.Puoi anche leggere
