Proposta per un progetto |
Qualche anno fa, visitando una delle numerose mostre di informatica che si tengono periodicamente nel nostro Paese, poteva capitare di assistere all'esibizione di un piccolo braccio meccanico, collegato ad un personal computer, che eseguiva delle semplici mosse. Formava una pila muovendo dei cubetti di legno disposti in varie posizioni su un piano e, completando un ciclo, li riponeva ordinatamente al punto di partenza. Se aveste spostato, anche di pochi millimetri, uno dei cubetti, un signore, da dietro al banco dello stand, vi avrebbe lanciato una rapida occhiata di rimprovero ed avrebbe rimesso al suo posto il cubo, sfruttando le linee tracciate con precisione sul tavolo di appoggio. La capacità di cui la macchina difettava, e che le veniva peraltro prestata da quel signore, era il saper reagire a situazioni non rigidamente stereotipate. Non era, cioè, quello che viene comunemente detto un sistema aperto. |
La più importante limitazione che i normali programmi per calcolatore manifestano è proprio di essere rigidamente chiusi in un universo di azioni espressamente previste dal loro ideatore e quindi limitate, benché compiute con una precisione ed una velocità da noi comunemente ineguagliabili. |
Spesso la nozione di intelligenza viene caratterizzata per contrasto con questa capacità assente, e viene allora ad assumere il significato di sapersela cavare in situazioni imbarazzanti. Ma è difficile accordarsi su una vera e propria definizione di intelligenza e, anzi, la vaghezza di tale termine, o forse l'abitudine di usarlo con diverse accezioni in contesti diversi, complica la possibilità di chiarire che cosa si intenda con l'espressione intelligenza artífíciale (d'ora innanzi abbreviata in "IA"). |
Convenzione comune fissare la nascita deii'IA nell'estate dei 1956, quando al Dartmouth College di Hanover (New Hampshire) si riunirono in una conferenza esponenti di diverse discipline scientifiche con l'idea comune che l'elaboratore elettronico general purpose fosse la macchina in grado di ospitare processi intellettivi di solito ritenuti esclusivi dell'uomo, come, per esempio, formulare obiettivi, fare dei piani, considerare ipotesi, riconoscere analogie. A quel tempo, infatti, la ricerca prendeva in considerazione anche altri approcci per la simulazione delle attività umane. |
Negli anni '50 e '60 furono fatti tentativi in diverse direzioni. Nel labirinto di Shannon un magnete permanente detto topo riesce a trovare la strada per raggiungere una scatola di cibo. Attraverso ripetute esplorazioni, che gli permettono di individuare e scartare le scelte errate, memorizza la strada giusta e può poi ripercorrere senza commettere errori. La tartaruga di Grey Walter si muoveva da sola dirigendosi verso una sorgente luminosa, evitando gli ostacoli e ricaricando all'occorrenza le sue batterie. |
L'omeostato di Ashby ricercava una posizione di eterno equilibrio nella quale gli stimoli esterni a cui veniva sottoposto non avessero influenza. Durante il funzionamento il dispositivo rivelò la sorprendente capacità di adattarsi anche a situazioni non previste in fase di progetto. In questo apparecchio erano inserite delle resistenze poste a caso per cercare di riprodurre le interconnessíoni casuali dei neuroni. |
In realtà, allo stato attuale delle conoscenze, la "casualità" ipotizzata come necessaria dipende dall'incapacità di trovare un ordine nell'estrema complessità piuttosto che da requisiti intrinseci. |
In quegli anni si tentava di costruire, tramite dei neuroni artificiali, delle repliche di reti nervose, come il Perceptron progettato da Frank Rosenbiatt nel 1958. Questa macchina era in grado di effettuare un elementare riconoscimento di forme; per esempio sapeva individuare linee verticali e orizzontali, distinguere tra una F e una E o fra un 5 e un 6. Non era però in grado di ripetere le prestazioni se si introducevano degli elementi di disturbo nelle vicinanze o degli sfondi variati, dimostrando (se ce ne fosse stato bisogno) che la funzione visiva umana non è tutta contenuta nell'occhio e che il lavoro maggiore viene svolto a livello cerebrale. Gli studi in questa direzione si arenarono comunque davanti alla estrema complessità delle reti nervose, dovuta all'incredibile numero degli elementi costitutivi e soprattutto delle loro interconnessioni. |
Si fecero anche tentativi di ripercorrere l'evoluzione attraverso simulazione di processi di mutazione e selezione naturale, tentativi che, oltre a imbattersi nel problema della durata degli esperimenti, si rivelarono impossibili per l'estrema complessità dell'evoluzione umana. |
Non era comunque la prima volta nella storia che ci si interrogava sulle basi dei ragionamento umano, sulla questione mente-corpo. Ancora oggi nella ricerca teorica in IA, trovano vasto spazio i dibattiti attorno a questi problemi, e importanti contributi di idee provengono dalla filosofia e soprattutto dalla moderna psicologia cognitiva. E' comprensibile allora che tra i partecipanti alla conferenza di Dartmouth vi fossero sia matematici che psicologi e ingegneri. Vanno ricordati, per l'importanza dei loro contributo all'evoluzione deii'IA, A. Newell, C. Shannon, H. Simon, J. McCarty e M. Minsky. Agli ultimi due va probabilmente attribuita la scelta dei nome "intelligenza artificiale" per quella disciplina nata per verificare se sul calcolatore si potesse realmente riprodurre una parte significativa dei processi cognitivi umani. |
Il nome stesso dell'IA porta con sé una dicotomia difficilmente risolvibile; è forse per questo che, al di fuori della comunità che ad esso fa direttamente riferimento, è accolto il più delle volte con diffidenza. Esso racchiude la contrapposizione tra due mondi: quello attinente a fenomeni naturali, coinvolgenti l'essenza stessa dei sentire umano, che, pur nella difficoltà di definizione in termini logici e finiti, è in qualche modo considerato familiare, comprensibile; l'altro estraneo, frutto di operazioni definite dall'uomo e per questo considerate intrinsecamente artificiali. Si pensi ad esempio con quanta diffidenza molte persone si avvicinano ancora ad un personal computer, mentre non hanno alcuna difficoltà nell'accettare realtà ben più inquietanti e complesse come la crescita di un albero o la nostra stessa esistenza. E' comunque spontaneo chiedersi quanto ci sia di effettivamente naturale nel mondo che ci circonda; probabilmente la nostra tranquillità nei suoi confronti deriva dall'abitudine e dal poco tempo che dedichiamo alla riflessione su questi temi; cosa che, peraltro, potrebbe essere una forma di difesa dalla follia. |
Queste considerazioni ci ricollegano a due diversi modi di intendere I'IA, che rientrano daltronde nella più ampia tradizione della ricerca scientifica (almeno in occidente). Da un lato abbiamo la volontà di indagare sulla natura, il tentativo di realizzare una teoria dell'uomo, una simulazione dei pensiero che si traduce in termini di conoscenza; dall'altro lato interessa la possibilità di riprodurre azioni, di emulare un comportamento, senza preoccuparsi dei come si ottiene un certo risultato, ma solo dei fatto che l'effetto finale sia il più possibile vicino all'originale, se non superiore in vista di certi obiettivi. |
Spesso i diversi approcci coesistono nello stesso ricercatore; a volte l'approccio emulativo viene considerato non separabile da quello simulativo, come in Schank, che in un suo scritto afferma [Schank 85]: |
"... Chiunque pensa che gli attuali calcolatori siano intelligenti nel pieno senso dei termine, non valuta bene la straordinaria potenza della mente umana e ancora meno la possibilità effettiva di sviluppare programmi che approssimino i livelli umani di intelligenza. Se in futuro il calcolatore raggiungerà un'apparente intelligenza sarà perché si sarà cominciato a dipanare alcuni misteri dell'intelligenza umana e a modellarli sul calcolatore ..." |
Non è tuttavia questa la sede per dibattere temi filosofici, né indagare sull'impatto che l'introduzione di macchine pensanti può avere sulla società. Nostra intenzione è più modestamente quella di dare una idea di come uno strumento potente qual è il calcolatore elettronico possa diventare meno estraneo all'uso comune, possa quindi essere utilizzato da persone non specializzate, senza far ricorso ad addetti ai lavori (e non si faccia rubare i cubetti sotto il naso). |
In conseguenza nel presente libro c'è poco che non sia inquadrabile nell'ipotesi riduttiva secondo cui I'IA non sarebbe altro che il prosieguo, senza soluzione di continuità, dell'informatica, la scienza dei trattamento dell'informazione per mezzo degli elaboratori elettronici. Questa ormai è in grado di fornire servizi fino a pochi anni fa ritenuti improbabili, che superano il livello di complessità gestibile da esseri umani singoli o in organizzazioni, prescindendo anche da considerazioni di velocità e precisione. |
D'altra parte è da tempo che nella comunità scientifica il concetto stesso di intelligenza si sta trasformando, a mano a mano che gli elaboratori dimostrano la possibilità di meccanizzare attività fino a un certo momento ritenute intelligenti. Alcune volte si tratta di un limitato cambiamento nel modo di operare, ottenuto utilizzando per alcune delle operazioni algoritmi più adatti a sfruttare la grande capacità di calcolo delle macchine. Altre volte la potenza dello strumento ha stimolato l'invenzione di metodi di lavoro dei tutto nuovi che consentono di ottenere risultati migliori dei precedenti. |
E' possibile tuttavia individuare un'idea, in qualche modo innovativo e caratterizzante, alla base di quasi tutte le ricerche in IA: quella di sfruttare dei meccanismi diversi dalla sola potenza di calcolo delle macchine elettroniche, rivolgendosi a metodi euristici, in contrapposizione ai metodi algorítmici caratterizzati dalla meccanica ripetizione di azioni che ignorano i dati trattati. In questo libro, e specialmente nei primi due capitoli, ritorneremo più volte su quest'idea, cercando di dettagliarla e renderla più concreta. |
Limitandosi a considerare gli obiettivi, e sviluppando le considerazioni di basso profilo dei tipo di quelle che citavamo più sopra, qualcuno ha proposto di considerare I'IA lo studio di come far fare ai calcolatori delle cose in cui attualmente gli uomini sono più bravi, e qualcun altro ha detto che IA è tutto quello che ancora non è stato fatto. Con queste due definizioni ci si allontana forse dai quesiti posti dai padri fondatori e si esprime la convinzione che ciò che è adesso ricerca in IA rientrerà prima o poi nell'area dell'informatica tradizionale, e che il confine tra le due discipline si sposterà ancora avendo entrambe come obiettivo quello di fornire delle macchine sempre più in grado di aiutare l'uomo a risolvere problemi complessi in quasi tutti i campi della sua esistenza. |
In questo tentativo I'IA si è suddivisa in varie aree di ricerca coi fine comune di costituire una teoria dell'elaborazione dell'informazione assieme ad una teoria dell'intelligenza. Spesso tali ricerche si mescolano tra loro, ma ognuna ha assunto caratterizzazioni proprie. Può essere utile a questo punto elencare, commentandole, le aree di sviluppo deli'IA che verranno trattate in questo libro. Oltre a fornire al lettore una guida ragionata di ciò che si incontrerà più avanti, ciò costituirà una ulteriore caratterizzazione, per quanto empirica e non esaustiva, di che cosa si intenda oggi per IA. |
La comunicazione informatica di alto livello richiede uno studio e una ricerca sulle tecniche comunicative e sui linguaggi formalizzati che si sono affermati nella cultura del Novecento. Il progetto è la finalizzazione del precedente "Linguaggi formali interdisciplinari" presentato nell’anno scolastico 1999-2000. |
Costruire, iniziando dal sistema formale definito precedentemente nel progetto "Linguaggi formali interdisciplinari", una didattica comune dei vari linguaggi. |
Definire la rappresentazione della conoscenza . La logica delle proposizioni e il calcolo dei predicati del primo ordine. Sintassi e semantica. |
Logiche non binarie : modali, temporali , fuzzy. Reti neurali artificiali e tassonomiche. |
L'automazione del ragionamento. Deduzione, induzione, abduzione. |
Sistemi esperti. |
I linguaggi artificiali e i linguaggi naturali . Le grammatiche generative formali. Analisi linguistica e linguistica computazionale. |
Aree disciplinari coinvolte : |
linguistica |
laboratorio di informatica |
scienze della natura (fisica, chimica, biologia …) |
scienze umane |
Durata : annuale |
Articolazione del progetto : Produzione di materiale didattico ed esperienze pratiche multimediali nella rete. E' stata richiesta la possibilità di accedere al laboratorio di informatica multimediale. |
Classi coinvolte : Biennio - Triennio. |
Impegno 20 ore per lezioni frontali allo scopo di ricercare nella rete Internet i siti che trattano dell'IA. |
30 ore per ricercare e scegliere i contenuti. |
10 ore per comporre i testi (ipertesti) da inserire nella didattica. |
Totale : 60 ore |
Verifiche del lavoro prodotto attraverso test(s) a selezione multipla. |
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Vanno individuate i docenti che si dovranno occupare delle seguenti parti del progetto: |
logica formale |
reti neurali artificiali |
sistemi esperti |
linguaggi informatici strutturati. |
controllo e della manutenzione dei sistemi esperti. |
profilo finalità obiettivi gestione ruoli valutazione staff inizio pagina