L’Intelligenza Artificiale, spesso abbreviata con l’acronimo A.I. (Artificial Intelligence), è la disciplina che studia la riproduzione mediante sistemi informatici di meccanismi relativi alle facoltà cognitive degli esseri umani.
L’obiettivo primario dell’A.I. è creare di macchine (hardware/software) in grado di pensare e agire come gli esseri umani attraverso l'individuazione di modelli, ovvero la descrizione del problema da risolvere, e degli algoritmi, ovvero la procedura effettiva per risolvere il modello.
Giá nel ‘600, il filosofo empirista inglese Thomas Hobbes diceva: “Ragionare non è nient’altro che calcolare”.
Dobbiamo peró aspettare il 1956 perché si parli propriamente di "Intelligenza Artificiale". Il termine fu coniato e usato per la prima volta dal matematico americano John McCarthy, durante un seminario svoltosi nel College di Dartmouth, nel New Hampshire.
I fondatori della nuova disciplina, John McCarty, Marvir Minsky, Allan Newell, Herbert Simon e Claude Shannon (uno dei padri della cibernetica), ritenevano possibile l’utilizzo delle machine per:
- il riconoscimento della voce
- la comprensione del linguaggio naturale
- l’identificazione degli oggetti
- il ragionamento deduttivo
- scoprire nuovi teoremi matematici
Marvin Lee Minsky a sinistra, John McCarthy a destra
Fu così adottata la seguente definizione:
Intelligenza artificiale è una disciplina che studia la possibilità di ottenere dalle macchine prestazioni che, se compiute da essere umano, sarebbero definite più intelligenti.
Uno tra i piú forti giocatori di scacchi del mondo di tutti i tempi, Garry Kasparov, sconfitto nel 1996 da Deep Blue, computer IBM, ha affermato:
“E’ la prima volta che mi capita di giocare non tanto con un computer, ma con qualcosa che possiede una certa forma d’intelligenza… Se vai a minacciare la macchina, quella contrattacca. Ma se non le crei pericoli immediati si concentra sui suoi calcoli, si apre e ti offre una chance”.
INTELLIGENZA ARTIFICIALE: MACHINE LEARNING, DEEP LEARNING, RETI NEURALI
Il campo dell’intelligenza artificiale oggi è esteso e pervade diversi settori: Giochi, Robotica, Immagini, Sistemi Linguistici, Chatbot, Sistemi Antifrode, Manutenzioni industriali, sistemi di previsione guasi, sistemi di cybersecurity.
Ma quali sono le tecniche utilizzate che vengono applicate?
L’infografica sotto riportata spiega bene il concetto. L’Intelligenza Artificiale si sta specializzando e sta avendo successo tanto piú è in grado di rispondere ai quesiti del business in aree piú definite e circoscritte. Tali implementazioni ad oggi assumono il nome di Machine Learning, Deep Learning e Reti neurali.
A.I. Timeline. Immagine tratta dal sito di NVIDIA.
Machine Learning
Con il termine Machine Learning si intende l’uso di algoritmi per analizzare dati, imparare ed elaborare previsioni relativamente a fenomeni di interesse. Le regole non sono piú definite dal programmatore preventivamente ed in modo rigido, piuttosto il programmatore definisce delle “feature” di interesse e lascia che la macchina “impari” dall’analisi dei dati (frequenza, baseline, anomalie…) ed evidenzi autonomamente il modo per raggiungere l’obbiettivo, ovvero operi classificazioni, generalizzazioni, e riformulazioni.
Le tecniche di Machine learning usano approcci ad algoritmi quali le decisioni ad albero, la programmazione logica induttiva, il clustering, il reinforcement learning, and Bayesian networks.
Una delle migliori applicazioni del Machine Learning é stata la computer vision. Partendo dal riconoscimento di parole all’interno di immagini, ad esempio STOP, passando per il riconoscimento di oggetti in movimento, si è giunti a fornire una solida base, ad esempio, per i sistemi di guida autonoma o come recentemente fatto da Huawei a ampliare la possibilità di elaborare foto di alta qualitá con ottiche di smartphone, di soggetti in movimento anche in condizioni di scarsa luminositá.
Deep Learning / Reti Neurali
Il deep learning (o deep neural networking) é una tecnica per implementare il machine learning sfruttando le reti neurali. Ad oggi rappresenta una frontiera dell’AI ed in estrema sintesi può essere definito come un modo per automatizzare le analisi predittive. Il Deep Learning implica l’utilizzo di reti neurali artificiali, algoritmi e sistemi computazionali ispirati dal cervello umano.
Gli assistenti virtuali Siri e Alexa ad esempio, cosí come le raccomandazioni cinematografiche di Netflix e Amazon sono il risultato di reti neurali. Quando ricevi avvisi di attivitá sospette nei tuoi account bancari o Facebook riconosce il tuo volto in un'immagine, dietro c' è molto probabilmente una rete neurale.
Al momento, le reti neurali profonde sono la strada più promettente per la ricerca della vera Intelligenza.
Come funziona una rete neurale
Una Rete Neurale (artificial neural network, ANN o NN) è un modello informatico basato sulle reti neurali biologiche. Si deve Rosenblatt, nel 1949, il primo schema di rete neurale: il Percetrrone.
La rete neurale è una funzione, definita come composizione di altre funzioni che possono a loro volta essere ulteriormente definite come composizione di altre funzioni.
Il modello piú semplice è rappresentata da tre livelli di elaborazione: nel primo vengono forniti i dati di input, nel secondo vengono elaborati i dati e nell’ultimo livello vengono rappresentate le soluzioni e le classificazioni richieste.
Incrementando il numero di strati intermedi, gli “hidden layers”, otterrete una complessitá enormemente maggiore e contestualmente un grande sforzo computazionale, impraticabile per mancanza di capacitá di calcolo fino a pochi anni fa.
Avere a disposizione un vasto e soprattutto variegato database per allenare l'algoritmo è quindi un fattore cruciale per poter ottenere risultati soddisfacenti.