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Gli stadi evolutivi del timoniere.

I tre passi evolutivi che hanno portato alla realizzazione di macchine in grado di imparare da sole.



Come fanno le auto a guidare da sole? Come possono i computer riconoscere la presenza di un gatto in una fotografia? Oggi più che mai parliamo e sentiamo parlare di intelligenza artificiale, macchine e algoritmi in grado di produrre risultati mai visti prima grazie a processi di auto-apprendimento. E pensare che fino a non molti anni fa usavamo ancora i floppy disk come memorie di archiviazione dei nostri dati. Ma come si è arrivati fino a qui?

Come ogni altro ramo delle scienze e dell’ingegneria, anche la cibernetica è stata oggetto di uno sviluppo progressivo che ci ha portato all'intelligenza artificiale di oggi. La sua evoluzione può essere riassunta in tre step. Vediamo quali.


Step 1: la macchina cerca di adattarsi agli stimoli esterni. Per fare in modo che la macchina potesse relazionarsi con il mondo esterno in maniera autonoma, veniva istruita secondo dei programmi fissi preimpostati; il robot aveva così in memoria una serie rigida di istruzioni da seguire in conseguenza di stimoli provenienti dall’ambiente esterno, recepiti tramite sensori. Ad esempio, una volta intercettato un impedimento al suo moto, un robot dotato di sensori che rilevano gli ostacoli sa che deve arrestarsi e tornare indietro. Alla ricezione di segnali successivi dello stesso tipo, corrisponderà sempre la stessa risposta elaborata secondo il medesimo schema immutabile di istruzioni.


“Nello sviluppo della cibernetica si è andati verso lo sviluppo di abilità di apprendimento autonomo delle macchine.”

Step 2: si passa ai sistemi aperti, dove uomo e macchina collaborano al miglioramento. Gli schemi di istruzioni vengono elaborati dai programmatori e inseriti nella macchina. Il robot si comporta di conseguenza, obbedendo fedelmente alle istruzioni impartitegli. Nel momento in cui gli esperti osservano nel robot comportamenti non idonei o caratterizzati da scarse performance, modificano lo schema e lo migliorano. Il robot non è quindi in grado di imparare nulla da sè: un eventuale miglioramento delle sue performance è dato dall’upgrade dello schema di istruzioni che gli viene fornito dai programmatori umani. Il sistema uomo-macchina è diventato un sistema complesso adattivo in grado di apprendere le regole del mondo esterno e di elaborare un conseguente schema di informazioni utili alla buona interazione con il mondo esterno. Il sistema evolve e diventa sempre più efficiente ma la presenza umana è forte: il robot è ancora un mero esecutore di comandi preimpostati.


Step 3: il robot diventa un sistema complesso adattivo, in grado di apprendere in modo autonomo. Il robot diventa capace di modificare da sè i suoi schemi comportamentali grazie all’apprendimento e al progressivo adattamento all’ambiente. Esistono alcuni robot che modificano in loro modo di muoversi nello spazio adattandosi al tipo di terreno: analizzano, processano le informazioni e adottano la soluzione più efficiente. Se la situazione ambientale cambia, cambia il comportamento del robot. La macchina sta così assumendo una caratteristica che contraddistingue gli umani e gli altri animali: la capacità di apprendere e di adattarsi.


Oggi i tecnici lavorano assiduamente su questa strada e i risultati cominciano concretamente a vedersi, in tutti gli ambiti nei quali l'intelligenza artificiale sta trovando applicazione. La strada è ancora lunga e credo, ci porterà molto lontano.


Una piccola curiosità per concludere: il termine cibernetico deriva dal greco kybernete che significa timoniere. Il termine è stato introdotto per la prima volta dal matematico del MIT Norbert #Wiener che pubblicò un libro nel 1948, La cibernetica.


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