i Giorgio Buttazzo Scuola Superiore Sant Anna - Pisa

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1 Intelligenza Artificiale i e Coscienza Artificiale i Giorgio Buttazzo Scuola Superiore Sant Anna - Pisa

2 Progressi nell ultimo secolo Il progresso della tecnologia negli ultimi 100 anni ha seguito un andamento esponenziale tempo 2

3 Andamento esponenziale Dipende dal fatto che ogni passo utilizza i risultati precedenti per creare nuovi mattoni utili per il passo successivo. Il computer permette di progettare in modo più veloce ed efficiente i computer della prossima generazione. tempo 3

4 La legge di Moore Nel 1965, Gordon Moore, uno dei fondatori dell Intel, predisse che il numero di transistor nei circuiti integrati sarebbe raddoppiato ogni 18 mesi fino al raggiungimento dei limiti fisici. In effetti La potenza di calcolo dei computer è raddoppiata ogni 2 anni La memoria dei computer è decuplicata ogni 4 anni 4

5 Evoluzione dei computer

6 Evoluzione della memoria byte tera 10 9 giga 10 6 mega 10 3 kilo

7 Evoluzione del software complessità Ottimizzazione I.A. Controlli adattivi Reti neurali Apprendimento basato su premi e punizioni Algoritmi genetici Apprendimento competitivo Retroazione Strategie euristiche Calcolo l numerico

8 Evoluzione dell I.A. complessità Guida automobili Diagnosi mediche Decisioni economiche Traduzioni automatiche Riconoscimento di volti / voci Composizione musicale Pilotaggio i di aerei Previsioni atmosferiche Giochi di strategia Automazione industriale

9 Grosso ostacolo I metodi sviluppati per creare un intelligenza artificiale hanno incontrato un grosso ostacolo: I.A. Percezione sensoriale Coordinamento senso-motorio giochi ricerche di dati 1960 Analisi di testi

10 Problema Le azioni complesse dipendono da molti fattori, che non possono essere previsti esattamente in un programma. Tali fattori devo essere acquisiti con l esperienza, in una fase di apprendimento. La mente ha bisogno di un corpo! 10

11 La comparsa dei robot L integrazione tra varie discipline ha dato un forte impulso alla robotica I.A. 11

12 Robot industriali 12

13 Robot per esplorazioni spaziali Mars Rover 13

14 Ispezione condutture 14

15 Robot domestici 15

16 Robot per disabili 16

17 Protesi robotiche 17

18 Robot Biomorfi 18

19 Giocattoli intelligenti 19

20 Robot umanoidi 20

21 Abilità dei robot complessità Giocare a calcio Giocare a baseballb Giocare a ping pong Ballare Guidare la moto Correre, sciare Suonare strumenti Andare in bicicletta Salire e scendere scale Camminare Assemblare automobili Verniciare automobili Automazione industriale

22 L evoluzione dei robot 22

23 dal film: Io Robot 23

24 Barlumi di coscienza Il film descrive una situazione in cui un robot più complesso degli altri mostra segni di coscienza 24

25 Rise of machines Molti sono convinti che in un futuro non molto lontano le macchine raggiungeranno g e supereranno l intelligenza umana, fino a sviluppare una mente cosciente. Quel momento viene indicato come singolarità i 25

26 E mai possibile che una macchina diventi cosciente? La coscienza è una prerogativa dell uomo o nasce dalla complessità? Dipende dal materiale con cui sono fatti i neuroni o dalla loro funzionalità? Esistono diversi livelli di coscienza? 26

27 Cos è il pensiero? Un processo di calcolo l che evolve in un computer può essere considerato simile al pensiero? 27

28 Cos è il pensiero? Viceversa, il pensiero di una mente umana può essere considerato un processo di calcolo? =? 28

29 Elaborazione neurale Con l avvento lavvento delle reti neurali artificiali la distinzione tra processi cerebrali e processi di calcolo è diventata sempre meno netta. 29

30 Rete neurale E` un sistema di elaborazione basato sugli stessi principi di funzionamento del cervello: elaborazione parallela dovuta all interazione di moltissimi componenti elementari: i neuroni 30

31 Potenzialità di una rete neurale E possibile sviluppare memorie associative Riconoscere suoni e immagini Classificare stimoli sensoriali Apprendere: ossia modificare il proprio comportamento in base all esperienza Apprendimento con supervisione Apprendimento basato su premi e punizioni 31

32 Evoluzione delle reti neurali Oggi siamo solo ai primordi: L evoluzione delle reti è legata a quella dei computer Ma anche ai progressi della neuro-fisiologia Queste discipline si influenzano reciprocamente Intelligenza artificiale Reti neurali artificiali modelli cerebrali creatività emozioni sonno scansione neuronale

33 Ammettiamo la possibilità Come si può verificare la coscienza? Qual è la soglia di complessità richiesta per lo sviluppo di una forma di autocoscienza? Quando possiamo prevedere che una robot acquisti coscienza di sé? 33

34 Come si può verificare che una entità sia autocosciente? Nel 1950, Alan Turing propose un test per verificare l intelligenzat lli di una macchina:?? 34

35 Il premio Loebner e (1990) $ al primo computer in grado di dare risposte indistinguibili da quelle umane. Dieci giudici valutano le risposte con un punteggio da 1 (umano) a 10 (computer). Fino al 1997 la competizione avveniva su argomenti ristretti, ma dal 1998 avviene su argomenti qualsiasi. Finora nessun computer è riuscito ad ingannare i giudici, ma i punteggi ogni anno si avvicinano a 5. 35

36 Intelligenza specializzata ata Oggi un computer è in grado di superare il Test di Touring nei seguenti campi: Scacchi e giochi di strategia Composizioni musicali Guida di velivoli Diagnosi mediche Traduzioni linguistiche 36

37 Si può verificare la coscienza? Se l intelligenza è l espressione di un comportamento esteriore (e quindi misurabile), la coscienza è uno stato interno della mente. La coscienza non si può misurare. Essa è osservabile solo da chi la possiede. Credere che un essere sia cosciente è un atto di fede. 37

38 L approccio pragmatico Un essere è ritenuto cosciente se riesce a convincerci di esserlo, a prescindere dalla sua composizione fisica. 38

39 Qual è la soglia di complessità per lo sviluppo di una coscienza? Cervello umano: neuroni sinapsi/neurone Totale: Simulazione: Totale: sinapsi. 1 reale (4 byte) per sinapsi + memoria per stati interni. 8x10 15 byte (8 milioni Gbyte) Quando sarà disponibile tanta memoria? 39

40 100 Gb 10 Gb 1 Gb 100 Mb 10 Mb 1Mb 100 Kb 10 Kb 1 Kb RAM Capacity year 1966 byte = 10 ( ) 4 40

41 year = log 10 (byte) Inserendo: byte = 8 x si ha: year =

42 A quando la singolarità? capacità cognitive Livello umano

43 Cosa succederà dopo? Le macchine prederanno il sopravvento? L uomo è destinato a scomparire? Sarà possibile convivere con una specie enormemente più intelligente? Se si, quale sarà il nostro ruolo? 43