Il Prof. Alessandro Ramalli è un ingegnere elettronico attualmente impegnato come ricercatore all'Università di Firenze. In questa intervista per la Società Italiana di Elettronica, ci ha offerto una prospettiva interessante e originale sull'ingegneria elettronica:

"Spesso si pensa che l'elettronica consista nel solo sviluppo di circuiti integrati o microchip. In realtà, l'ingegneria elettronica riguarda anche la realizzazione di sistemi elettronici, costituiti dall’interconnessione di tanti componenti che lavorano insieme per eseguire, in modo rapido e ottimizzato, funzioni più o meno complesse. Ad esempio, i computer, gli smartwatch, gli smartphone o i sistemi per automotive sono tutti basati su sistemi elettronici".

Le competenze del Prof. Ramalli si estendono dall’ingegneria elettronica a quella biomedica, evidenziando le molteplici sfaccettature della preparazione dell’ingegnere elettronico che deve possedere competenze diversificate per potersi interfacciare con i vari settori di applicazione.

Lo sviluppo di sistemi elettronici è l'ambito di ricerca del Prof. Ramalli che, fin dalle sue tesi di laurea, si è sempre occupato di sistemi avanzati per ricerca nel campo dell’ecografia ad ultrasuoni. I sistemi sviluppati dal Laboratorio di Progettazione di Sistemi Microelettronici, presso il quale il Prof. Ramalli svolge la sua attività di ricerca, sono caratterizzati da grande programmabilità, flessibilità e potenza di calcolo; sono unici e non disponibili a livello commerciale, poiché destinati principalmente alla ricerca.

“I sistemi che sviluppiamo per scopi di ricerca si distinguono per le ridotte dimensioni e la forte integrazione di componenti elettronici di ultima generazione. La sviluppo di questi sistemi consente all’ingegnere elettronico di partire dall’idea del sistema stesso, passando per il progetto e la realizzazione delle singole schede, la programmazione del firmware e del software, fino allo sviluppo delle applicazioni specifiche, cioè le metodologie per estrarre informazioni dai segnali ecografici”.

Il prof. Ramalli, ad esempio, durante il dottorato e il post-dottorato, ha sfruttato questi sistemi per ottenere ecografie ad altissimo frame rate, capaci di produrre migliaia di immagini al secondo, in grado di ricostruire dettagliatamente le dinamiche del flusso sanguigno all’interno delle vene, delle arterie e delle camere cardiache e fornendo informazioni utili alla diagnosi di patologie cardiovascolari. Ha usato gli stessi sistemi per lo sviluppo di tecniche per valutare l’elasticità dei tessuti, permettendo di identificare patologie tumorali tramite ultrasuoni. I tumori maligni, infatti, tendono ad avere un’elasticità maggiore rispetto ai tessuti circostanti.

Inoltre, questi sistemi permettono anche di interfacciarsi con sonde (ovvero dispositivi utilizzati per emettere e ricevere onde ad ultrasuoni) di ultima generazione destinate all’ecografia tridimensionale. Insieme alle Università di Roma Tre, di Lione e di Delft, il gruppo di ricerca del prof. Ramalli collabora allo sviluppo di queste tipologie di sonde che richiede competenze di ingegneria elettronica.

"Ci occupiamo anche dello sviluppo di sonde a ultrasuoni per ottenere immagini tridimensionali. Queste sonde, essendo costituite da centinaia o migliaia di piccoli trasduttori, richiedono un’elettronica ad hoc e dei sistemi elettronici avanzati per poter essere controllate in modo ottimale”.

I sistemi sviluppati dal Laboratorio di Progettazione di Sistemi Microelettronici vengono poi replicati su richiesta di altre università, ospedali, centri di ricerca o aziende che vogliono sviluppare, raffinare e validare le loro metodologie innovative.

“I nostri sistemi vengono utilizzati per collaborazioni con università del calibro del King’s College London, dell’Università di Leuven, dell’Università di Waterloo, dell’Università di Lund e non solo. Sono stati utilizzati anche dagli ospedali universitari di Exeter, Leuven, Malmo, Pisa, Firenze. Inoltre, i nostri sistemi sono alla base di collaborazioni con grandi aziende del settore come Esaote spa, STMicroelectronics e TDK Invensense”.

 

Negli ultimi decenni, la figura dell'ingegnere elettronico si è diffusa in ogni settore, dalle automobili ai cellulari, dai computer ai dispositivi medici. Nel campo degli ultrasuoni, la prossima sfida sarà quella di sviluppare sistemi sempre più piccoli e performanti, possibilmente indossabili per un monitoraggio continuo dei parametri vitali.

“Oggi, ridurre le dimensioni implica una riduzione delle prestazioni, ma l’obiettivo a cui l’ingegneria elettronica dovrà lavorare sarà proprio quello di riuscire a conciliare entrambe le esigenze”.

Per sviluppare oggetti sempre più piccoli, è necessario un grande lavoro di sviluppo dell'ingegneria elettronica. Pertanto, incoraggiare i giovani a studiare ingegneria elettronica è cruciale per rimanere al passo con i tempi.

 

Il Prof. Ramalli ha chiuso l'intervista riflettendo sull'approccio dei giovani all'ingegneria elettronica:

"È essenziale che gli studenti, i giovani, comprendano che oggi nulla funziona senza l'elettronica. Oggigiorno l’elettronica è ovunque e permea ogni aspetto della nostra vita quotidiana: dai computer agli occhiali intelligenti, dai monopattini alle nuove imbarcazioni, dai robot ai droni, dalla cybersecurity all’agricoltura. In passato, questa evidenza era più chiara perché non eravamo abituati a tutta questa tecnologia, mentre oggi utilizziamo tanti sistemi elettronici fin dall’infanzia.

L'elettronica è pervasiva ed è alla base delle prestazioni, sempre più eccezionali, di tutte le tecnologie avanzate. C’è ancora tanto da fare e ci sono ancora grandi margini di sviluppo per migliorare prestazioni e integrabilità di sistemi e dispositivi elettronici".