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Gestire la sicurezza dei voli

Intervista a Laura Titolo, informatica che sviluppa metodi per la verifica di software aerospaziali 

Immagine di copertina per gentile concessione di Laura Titolo

Come sono gestiti i sistemi di sicurezza di un aereo o di un drone? Come sviluppare metodi sempre più automatizzati di volo? Il lavoro di ricerca di Laura Titolo è fornire una risposta a tutti questi quesiti. Informatica di formazione, Laura Titolo lavora da sei anni al NASA Langley Research Center, per sviluppare e implementare tecniche di analisi del software applicato ai sistemi aerospaziali.

Quando si dice NASA affiorano alla mente immagini di missioni spaziali. Di che cosa si occupa con il suo lavoro?

Sono una ricercatrice al National Institute of Aerospace e precisamente lavoro nel campo dell’informatica applicata ai sistemi aerospaziali per il NASA Langley Research Center. La mia posizione lavorativa è quella di Research Scientist: non c’è una traduzione precisa in italiano, diciamo che posso immaginarmi come una sorta di “ricercatrice/scienziata”. Sono un’informatica e il mio campo di specializzazione è quello dei metodi formali: sono metodi, basati sulla matematica, per sviluppare tecniche rigorose di analisi e verifica del software e per garantire il suo corretto funzionamento; il ramo della NASA per cui lavoro infatti non si occupa delle missioni spaziali, ma di gestire alcuni aspetti legati alla sicurezza di un aereo o di un drone. Oltre a ciò, faccio anche ricerca su algoritmi di automazione del sistema di volo, affinché i voli di aerei e droni siano sempre più automatizzati.

Quello di lavorare alla NASA era un sogno nel cassetto?

Non era qualcosa che mi aspettavo o che sognavo di fare. Ho studiato informatica all’Università di Udine, sia alla triennale sia alla magistrale. Dopodiché ho intrapreso un dottorato di ricerca di tre anni, sempre a Udine, che prevedeva un periodo di ricerca all’estero a Valencia. Quello che desideravo era rimanere nell’ambito della ricerca: leggere articoli, risolvere problemi, fare ricerca… Dopo il dottorato sono rimasta a lavorare in Spagna, all’Università di Malaga: in quel periodo ho capito che mi sarebbe piaciuto allontanarmi dall’ambito più prettamente teorico, per avvicinarmi ad aspetti e applicazioni più concreti, con risvolti utili. Ho quindi iniziato a cercare nuove proposte di lavoro: un professore dell’università di Valencia mi accennò di questa posizione alla NASA. È stato lui a spronarmi alla candidatura, anche se avevo poche speranze e pensavo di non avere molte possibilità. Inaspettatamente sono stata selezionata e mi sono trasferita a Hampton, in Virginia, inizialmente solo per un anno, per lavorare alla NASA. Mi sono trovata molto bene e alla fine sono già sei anni che sono qui.

Qual è la sua routine lavorativa?

Il mio è un lavoro di ufficio: non vado nello spazio, come ci si immaginerebbe parlando di NASA! Non ci sono giornate standard: a volte scrivo un articolo, altre svolgo esperimenti su un software, altri giorni devo sviluppare prototipi di programmi, altri ancora mi occupo di dimostrazioni matematiche. Costantemente mi devo tenere aggiornata per andare avanti con la ricerca: leggo articoli e mi informo. A seconda del progetto su cui sto lavorando, mi confronto con colleghi diversi per sviluppare e portare avanti la ricerca: sono  matematici, ingegneri aerospaziali, altri informatici. Ci aiutiamo molto a vicenda. Inoltre, organizzo e partecipo spesso a congressi in tutto il mondo che riuniscono ricercatori provenienti sia dal mondo accademico sia da quello aziendale.

Ha osservato approcci diversi nell’affrontare un problema da parte delle varie figure professionali?

È sempre un po’ una discussione: ogni persona vuole risolvere il problema in modo diverso. Gli ingegneri, per esempio, vogliono arrivare a una singola soluzione in maniera veloce, senza creare un modello generalizzato che possa essere applicato in futuro. I matematici e gli informatici cercano di trovare un pattern generico che si possa adattare a più situazioni. Oppure, i matematici sono molto più astratti di noi informatici e mi rendo conto che a entrambe le figure mancano alcune conoscenze di base: per esempio, a loro mancano le basi di teoria dell’informazione, a noi le nozioni di analisi matematica avanzata. Nel processo risolutivo avviene un completamento reciproco delle nostre conoscenze. È sempre un lavoro di squadra, andiamo nella stessa direzione con modalità diverse e la soluzione deriva dalla mediazione tra le due posizioni e dalla collaborazione reciproca.

Gli studi effettuati le hanno dato una buona preparazione per lo svolgimento delle sue attività professionali?

Assolutamente sì, costantemente applico conoscenze che derivano dagli studi: analisi numerica, analisi matematica, algebra. Nel momento in cui ci si iscrive a un corso di laurea in Informatica, non ci si aspetterebbe di studiare determinate materie. In realtà, tornano sempre utilissime nel mio lavoro, tanto che spesso mi capita di andare a ripassare gli appunti dell’università!

Ogni corso è stato utile: le conoscenze che mi servono cambiano a seconda del progetto che sto seguendo, ma ogni corso che ho seguito ha i suoi risvolti utili in quello che faccio. La facoltà di informatica mi ha dato una base di partenza molto solida: ovviamente il lavoro richiede un costante apprendimento, ed è anche il suo bello. La ricerca è in continua evoluzione e bisogna seguire i suoi aggiornamenti: l’università mi ha dato gli strumenti per capire e comprendere ogni possibile sviluppo futuro.

Quali sono gli aspetti più appassionanti del suo lavoro?

Mi piace la variabilità delle giornate: non è un lavoro ripetitivo, ogni giorno ci pone sfide diverse e la curiosità mi spinge a risolvere con passione ognuna di queste. Amo anche pensare all’impatto concreto di ciò che faccio: anche se può sembrare un lavoro teorico, staccato dalla realtà, nella lunga catena degli eventi i problemi di cui mi occupo impattano nel concreto sulla vita delle persone.

Quali sono le difficoltà?

Molte delle difficoltà sono legate alla burocrazia e alle regole della NASA. Per divulgare le nostre ricerche dobbiamo seguire un iter di approvazione e di controllo qualità molto lungo, compilare molti documenti, revisionare più volte ciò che scriviamo. Lavorando per un ente governativo abbiamo estrema visibilità e non possiamo permetterci di sbagliare: quando si utilizza il nome “NASA” si pone sempre estrema attenzione alla qualità di ogni articolo. A volte può essere un po’ frustrante: spesso devo correggere e ricorreggere le mie ricerche per adeguarmi agli standard, ma è necessario.

Oltre alla preparazione scientifica, quali caratteristiche sono necessarie per svolgere il suo lavoro?

Direi che è indispensabile essere curiosi e flessibili: avere una spiccata curiosità scientifica, spirito di ricerca, non essere legati a un determinato modo di lavorare, essere flessibili e disposti a cambiare.

Quale percorso di studi consiglierebbe per raggiungere la sua posizione lavorativa?

Sicuramente una laurea in una disciplina scientifica: matematica, informatica o ingegneria. Inoltre per lavorare alla NASA, se non si ha la cittadinanza americana, è praticamente indispensabile svolgere un dottorato di ricerca: sono molto rari i casi di persone che hanno avuto accesso solo tramite master. Il dottorato è la chiave per questo mondo: insegna a fare ricerca e permette di costruirsi una preparazione molto dettagliata su argomenti specifici, che non vengono approfonditi nei corsi universitari.

SCIENZA IN PRATICA

Una questione di logica e derivate

Quotidianamente lavoriamo con le derivate: derivate parziali e derivate totali. Servono per formulare espressioni che approssimano il comportamento di un aereo e per modellare sistemi dinamici. Le derivate ci permettono infatti di studiare come si muove l’aereo nello spazio, con che direzione, quale velocità, quali movimenti. Possiamo rispondere a domande del tipo: “Può entrare in una zona sbagliata durante il volo?”, “Può entrare in collisione con un altro aereo?” Questi quesiti sono modellizzati attraverso sistemi matematici basati, appunto, sulle derivate.

Ricorriamo spesso anche alla logica proposizionale, quella branca della logica basata su proposizioni elementari e sui connettivi logici and, or, not. Utilizziamo le proposizioni elementari per definire le proprietà di un sistema e analizzarne i meccanismi di comportamento.

La logica proposizionale è utile anche per trasformare programmi complessi e articolati in proposizioni più semplici: riassumiamo il comportamento dei programmi con espressioni logiche, analizzandolo e semplificandolo attraverso una formula che riassuma ed esemplifichi il comportamento del programma.

Nel mio lavoro, alla base di sistemi estremamente complessi è sempre possibile riconoscere idee molto semplici ed elementari.

 

LE PROFESSIONI

La ricerca dei controlli di sicurezza coinvolge diverse figure professionali che lavorano in squadra, tra cui persone laureate in:

  • Matematica
  • Informatica (generalmente con un background più teorico, molto vicino alla matematica)
  • Ingegneria aerospaziale

Inoltre, collaborano anche figure che si occupano di comunicazione della ricerca, note come outreach, per la divulgazione scientifica delle ricerche tramite video, fumetti, articoli accessibili a più livelli (anche per l’infanzia), ed educators, che sviluppano piccoli concorsi, progetti o gare per studenti e studentesse, dalla scuola primaria all’università.

Per approfondire prospettive occupazionali e percorsi di studio, leggi Obiettivo: analisi dati.

 Aggiornato a 21 marzo 2022

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Fotografia per gentile concessione di Laura Titolo