Una nuova mappa dell’innovazione circolare
L’economia circolare è un paradigma che sfida la logica tradizionale della produzione e del consumo.
Per comprenderne la reale evoluzione servono strumenti capaci di “leggere” dove e come l’innovazione si orienta verso la sostenibilità.
Da questa esigenza nasce il secondo ambito di ricerca dello Spoke 5 del progetto GRINS – Growing Resilient, Inclusive and Sustainable, dedicato alla tassonomia dei brevetti legati alla transizione circolare.
Sotto la guida di Francesco Quatraro, Maria Manera e i ricercatori del team, è stata sviluppata una metodologia pionieristica per classificare i brevetti dell’economia circolare attraverso l’uso di Large Language Models (LLM) e tecniche di Natural Language Processing (NLP).
Il risultato è una delle prime tassonomie europee dei brevetti CE basate su LLM: uno strumento che consente di identificare, con criteri scientifici e riproducibili, le invenzioni che contribuiscono alla rigenerazione dei materiali, all’efficienza energetica e al riuso delle risorse.
Come spiegano gli autori, “il nostro metodo, basato su Large Language Models, consente di riconoscere i brevetti CE in modo accurato e riproducibile” (Manera & Quatraro).
Si tratta di un cambio di paradigma che porta l’intelligenza artificiale dentro le politiche di innovazione, creando un legame diretto tra linguaggio tecnologico e transizione ecologica.
Dal linguaggio tecnico alla comprensione semantica
Nel Deliverable 5.1.1 – Indicators and Models, il team ha descritto le basi metodologiche per la costruzione di indicatori brevettuali della circolarità.
I sistemi tradizionali, basati sulla Cooperative Patent Classification (CPC), non erano in grado di catturare la complessità delle tecnologie emergenti: molte invenzioni legate al riuso o all’efficienza delle risorse restavano invisibili nei database ufficiali.
Il Working Paper 04/2025 – “Mapping European Circular Economy Patents Using Advanced NLP Models” ha superato questo limite applicando ai testi brevettuali un algoritmo capace di “leggere” e interpretare semanticamente oltre 3 milioni di descrizioni tecniche depositate presso l’Ufficio Europeo dei Brevetti (EPO).
Attraverso una classificazione automatica in due fasi — identificazione binaria dei brevetti CE e clustering tematico — il sistema ha individuato i principali domini tecnologici della circolarità, tra cui:
• materiali stratificati e compositi
• accumulatori e sistemi per l’energia
• lavorazione delle materie plastiche
Come riportano gli studi effettuati: “le classificazioni tecnologiche rivelano focus su B32B, H01M, B29C… con pattern distinti per le 5R – ridurre, riusare, riciclare, rigenerare, ripensare”.
L’approccio consente di mappare non solo le invenzioni, ma anche le traiettorie tecnologiche attraverso cui le imprese europee stanno trasformando la propria base industriale in chiave sostenibile.
La geografia della creatività sostenibile
L’analisi dei dati brevettuali ha restituito una geografia dell’innovazione circolare in continua evoluzione.
“La distribuzione spaziale dei brevetti CE mostra una crescente convergenza tra settori tradizionali e nuove tecnologie sostenibili”, si legge nelle fonti.
In Italia e in Europa emergono cluster territoriali in cui manifattura avanzata, energia e materiali si integrano con il digitale e la ricerca sui nuovi processi produttivi.
Questa convergenza non riguarda solo le imprese, ma anche gli ecosistemi della conoscenza.
Il framework del BRICK ha inserito la tassonomia del GRINS come caso pilota di applicazione di LLM alle politiche dell’innovazione, offrendo a ricercatori e policy maker uno strumento per monitorare le traiettorie tecnologiche in tempo reale.
Il sistema, spiega Quatraro, “permette di individuare non solo dove si innova, ma in che modo la conoscenza industriale si sposta verso modelli di produzione rigenerativi”.
Dalle competenze ai territori: l’intelligenza collettiva della transizione
Accanto all’analisi brevettuale, la ricerca di Duygu Buyukyazici e Francesco Quatraro (The Skill Requirements of the Circular Economy, Ecological Economics, 2025) ha esteso l’indagine al capitale umano.
Utilizzando dati su 573 industrie e 107 province italiane, lo studio ha costruito un modello di Revealed Skill Requirements per mappare le competenze più rilevanti nei settori “circolari”.
Il risultato mostra che le regioni con maggiore densità di brevetti CE sono anche quelle con più alta complessità delle competenze e migliori indici di interconnessione industriale.
In altre parole, le invenzioni circolari nascono dove la formazione tecnica e la capacità di collaborazione sono più sviluppate.
Questo legame tra competenze, conoscenza e innovazione rappresenta uno dei cardini del progetto GRINS: la transizione non è solo tecnologica, ma anche cognitiva.
L’impatto economico: l’innovazione che crea valore
Nel paper “Heterogeneity of Green Investments: Firms, Sales and Wages – Italian Evidence on Circular Economy” (Quatraro & Ricci, 2025), l’analisi dei bilanci d’impresa conferma un effetto tangibile dell’innovazione circolare sui risultati economici.
Le imprese che investono in brevetti CE mostrano mediamente:
• vendite per addetto più elevate
• salari medi più alti
• effetti differenziati tra tipologie di investimento green (CE, risparmio risorse, efficienza)
• robustezza statistica verificata con controlli dedicati
La diversità tecnologica e la capacità di integrare sostenibilità e digitalizzazione emergono come fattori chiave per la competitività di lungo periodo.
L’interazione tra economia, ricerca e tecnologia genera un circolo virtuoso: i territori che brevettano di più in chiave circolare attraggono maggiori investimenti e producono occupazione qualificata, contribuendo alla resilienza del sistema industriale.
Un impatto sistemico sulla politica dell’innovazione
L’impatto di questa linea di ricerca va oltre il contributo accademico.
Gli indicatori di esposizione locale/settoriale e le metriche su università, imprese e relazioni d’ecosistema consentono un monitoraggio territoriale comparabile utile alla programmazione.
La tassonomia sviluppata nello Spoke 5 è oggi utilizzata come strumento operativo per l’analisi delle politiche europee sull’innovazione sostenibile.
Grazie a questa metodologia, i policy maker possono:
• individuare i settori e i territori in cui la transizione circolare è più avanzata
• correlare i flussi di investimento ai risultati brevettuali
• progettare interventi mirati per stimolare la cross-fertilization tecnologica tra imprese e centri di ricerca
L’approccio del GRINS rappresenta un passo decisivo verso la evidence-based policy, in cui i dati brevettuali diventano indicatori concreti per orientare la strategia industriale europea.
Conclusione: classificare per innovare
Con la prima tassonomia europea dei brevetti dell’economia circolare, la ricerca italiana offre all’Europa una nuova infrastruttura cognitiva per la sostenibilità.
Dall’interpretazione linguistica dei brevetti all’analisi delle competenze, il lavoro dello Spoke 5 dimostra come l’intelligenza artificiale possa trasformarsi in un motore di policy, capace di connettere scienza, industria e territorio.
In un mondo dove la transizione ecologica richiede rapidità e precisione, riconoscere le innovazioni che fanno davvero la differenza è la condizione per guidare il cambiamento.
E, come ricorda Manera, “la tassonomia dei brevetti CE non serve solo a contare le invenzioni, ma a capire dove nasce la conoscenza che cambierà la nostra economia”.
Fonti scientifiche
- Manera M., Quatraro F. (2025), Mapping European Circular Economy Patents Using Advanced NLP Models, Working Paper 04/2025, University of Turin – Collegio Carlo Alberto (BRICK)
- Deliverable 5.1.1 – Indicators and Models (UniTo, UniBg, Politecnico di Milano, Intesa Sanpaolo)
- Buyukyazici D., Quatraro F. (2025), The Skill Requirements of the Circular Economy, Ecological Economics, Vol. 232
- Quatraro F., Ricci A. (2025), Heterogeneity of Green Investments: Firms, Sales and Wages – Italian Evidence on Circular Economy, Business Strategy and the Environment