L intelligenza artificiale

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1 Lez. 12 L intelligenza artificiale «Non è sufficiente possedere una buona mente. L'importante è saperla usare nel modo giusto.» [Cartesio, Discorso sul metodo] 04/04/13

2 Perché ne parliamo? Ci interessano 2 aspetti: l intelligenza del computer in quanto tale e l intelligenza collettiva delle reti sociali La caratteristica di essere intelligente avvicina di più il computer al mondo dell umanista perché apre una finestra sulle possibilità di ragionamento oltre che sulla combinazione dei simboli

3 Inoltre uno dei primi interessi di questi studi riguardava (e riguarda tutt oggi) l elaborazione del linguaggio naturale e, quindi, questioni di linguistica computazionale Se posso decodificare un messaggio dal tedesco al cifrato e viceversa, allora posso sostituire il cifrato con altre lingue?

4 Popolare il cyberspazio La digitalizzazione permette di rappresentare tutti i prodotti comunicativi umani (testi, suoni, immagini, ecc) La macchina può elaborare queste rappresentazioni ma fino a che punto? Il computer può sembrare intelligente ma sappiamo che esegue solo istruzioni Tuttavia alcune di queste istruzioni riguardano la logica (il pensiero?)

5 Operazioni logiche?? Le dobbiamo pensare come operazioni per le quali al posto di 1 e di 0 utilizziamo VERO e FALSO Come input 2 valori (2 bit) e come risultato 1 solo valore (1 bit) Perché la CPU deve fare questi conti? Un primo passo verso il concetto di ragionamento

6 AND Corrisponde grosso modo alla nostra congiunzione e Oggi piove e oggi è mercoledì È vera solamente se entrambi i membri sono contemporaneamente veri A B A and B

7 OR Corrisponde al nostro o non esclusivo Vel in latino CRASH!!! O è caduta una bottiglia, o è caduto un bicchiere A B A or B

8 XOR Corrisponde al nostro o esclusivo Aut in latino Dico una bugia o dico la verità È vera solo se si verifica una delle due condizioni A B A xor B

9 NOT Corrisponde al nostro non Ha come input un solo bit A Not A

10 Parentesi filosofica Cartesio ( 600): la mente e la realtà materiale sono fatte di due sostanze diverse e rispondono a leggi diverse Nascita del dualismo e di 400 anni di speculazioni filosofiche (divisione fra res cogitans e res extensa) La tradizione meccanicista dice che il pensiero è una forma di calcolo che la mente effettua manipolando dei simboli (idee)

11 Chi gioca a tris con me? 1 2 Y 4 5 X 7 8 X Y X5 Y9 X8 Y2 ecc

12 Sistema formale = sistema che opera in base ad un insieme finito di elementi di base e a un insieme finito di regole che specificano le possibili trasformazioni di quei simboli Non dipendono dalla caratteristica del mezzo su cui sono eseguiti Il pensiero è un sistema formale?

13 Una macchina di Turing, con le opportune istruzioni, può simulare il funzionamento di qualsiasi sistema formale Tesi di Church rivista = la classe dei sistemi formali (scacchi, carte, dama, ecc) corrisponde alla classe delle funzioni calcolabili da una MdT

14 Turing, i computer e noi Un moderno calcolatore è equivalente a una MdT Le operazioni che avvengono nel nostro cervello quando pensiamo sono manipolazioni di simboli Teoria rappresentazionale della mente

15 La Mente come Software I processi mentali si possono caratterizzare come computazioni eseguite da una Macchina di Turing: sequenze di passaggi elementari, ciascuno consistente in una qualche forma di elaborazione di simboli che appartengono ad un repertorio finito Siccome gli stati di una macchina di Turing sono definiti funzionalmente, in base agli stati da cui sono determinati e in base agli stati che determinano, funzionalmente è possibile studiare gli stati mentali, a prescindere da come sono implementati, cioè, a prescindere dalla loro base neurofisiologica 15

16 Funzionalismo Computazionale/ Rappresentazionale I I processi mentali si possono considerare come processi di elaborazione di simboli implementati dal cervello Ma che cosa sono questi simboli, e per che cosa stanno questi simboli? La Teoria Computazionale Rappresentazionale della Mente (TCRM) è una particolare versione di funzionalismo, che sostiene che i simboli in questione rappresentano (o si assemblano per rappresentare) in qualche modo informazioni relative al mondo 16

17 Funzionalismo Computazionale/ Rappresentazionale II Secondo l ipotesi del Mentalese (Fodor), le rappresentazioni che corrispondono ai simboli elaborati dal cervello con i processi mentali/ computazionali sarebbero organizzati come un vero e proprio linguaggio (del pensiero): avrebbero natura proposizionale. Le stringhe di Mentalese sono: a) regolate da una sintassi; b) i costituenti elementari hanno un significato (corrispondente ad elementi nel mondo); c) sono composizionali; d) hanno un valore di verità e possono logicamente implicarsi in maniera reciproca 17

18 Definire l intelligenza Quali programmi esegue il cervello? Tra gli studiosi non c è accordo sulla definizione di intelligenza Turing, padre dell I.A., ha proposto una soluzione

19 Il test di Turing è un criterio, introdotto da Alan Turing nell'articolo "Computing machinery and intelligence", apparso nel 1950 sulla rivista Mind, per determinare se una macchina sia in grado di pensare. Possono le macchine pensare? Si tratta di fare un gioco

20 Il gioco dell imitazione Partecipanti: 3 estranei, di cui due di sesso opposto; Il 3 è l interrogante e non è in contatto con gli altri, di cui deve indovinare il sesso Può fare domande con un sistema di comunicazione a distanza, meglio se non verbale

21 I candidati devono ingannarlo Sostituire uno dei due con una macchina Se la macchina sarà in grado di rispondere a domande sulla poesia, l amore, i gusti, ecc allora avrà dimostrato la sua intelligenza

22 un uomo (A): deve far credere a C di essere B, quindi può mentire una donna (B): deve aiutare C un interrogante (C): una persona in una stanza separata da A e B; deve scoprire chi è l uomo e chi la donna facendo qualsiasi domanda; le risposte sono scritte. Interrogante (C) Uomo (a) Donna (b)

23 Il ruolo dell uomo viene assunto da una macchina di Turing universale (un calcolatore digitale). La macchina pensa se riuscirà ad ingannare C tanto quanto lo faceva A, cioè se riuscirà ad imitare bene B. Interrogante (C) MdT Donna (b)

24 CAPTCHA CAPTCHA è un sistema che permette di capire se un utente è umano o un semplice bot. Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart

25 I protagonisti della IA La data ufficiale della nascita degli studi sull Intelligenza artificiale è l agosto del 1956 Siamo nel Dartmouth College, Hanover Un giovane professore di matematica, John McCarthy, organizza un seminario sulla IA e cerca un titolo seducente per farsi finanziare: inventa quindi il termine Intelligenza Artificiale.

26 John McCarthy Morto nel 2011, come padre Busa e Steve Jobs Summer Research Project on Artificial Intelligence (31 agosto 1956) I protagonisti erano 10, tra cui: Marvin Minsky e Claude Shannon

27 Proponiamo che uno studio (di due mesi, con dieci uomini) dell intelligenza artificiale venga condotto durante l estate del 1956 al Dartmouth College di Hannover, New Hampshire. Lo studio procederà sulla base della congettura che, in linea di principio, ogni aspetto dell apprendimento o di qualsiasi altra caratteristica dell intelligenza possa venir descritto in modo così preciso da mettere una macchina in grado di simularlo [John McCarty, richiesta di finanziamento]

28 La disciplina nasce orfana: nei due anni precedenti erano infatti morti sia Alan Turing che John Von Neumann Il problema dell IA non fu risolto in due mesi, ma i protagonisti del campo si conobbero e gettarono le basi per una ricerca che forgiò la disciplina e la caratterizzò per i successivi venti anni.

29 Dopo il seminario si succedettero molti risultati scientifici e riflessioni filosofiche relativi alla IA Nel 1957, Noam Chomsky pubblicava Le strutture della sintassi, uno studio della linguistica che diventerà un caposaldo nella progettazione della sintassi dei linguaggi di programmazione.

30 Noam Chomsky (1928 -?) linguista del Massachusetts Institute of Technology sostiene l esistenza di una Grammatica Universale. Uno schema innato comune a tutte le lingue, cioè, che permette ai bambini di sviluppare grammatiche complesse rapidamente e senza istruzioni formali, e di dare interpretazioni coerenti a enunciati che non hanno mai sentito prima.

31 John Nash ( ) Tra i partecipanti al seminario estivo Economista e matematico, si interessò in particolare alla meccanica quantistica Insegnò a Princeton; si occupò anche della teoria matematica dei giochi Soffrì a lungo di schizofrenia

32 Cibernetica e IA Poco prima avvenivano le discussioni inerenti la cibernetica Ci troviamo, in questo caso, a New York

33 Gregory Bateson Linguista, sociologo e cibernetico Le sue speculazioni attraversavano i campi più disparati dello scibile umano Nel 1942 Bateson partecipa al primo di una serie di incontri fra scienziati di varie discipline in cui vengono poste le basi per la scienza della Cibernetica Questi incontri diverranno famosi, successivamente, come i Seminari della Fondazione Macy.

34 I cibernetici Insieme con i grandi scienziati Norbert Wiener, Warren McCulloch, John Von Neumann, Bateson elabora la teoria cibernetica della comunicazione Venne chiamato così il gruppo di scienziati riunitosi a New York per le conferenze Macy

35 Norbert Wiener ( ) Matematico e statistico statunitense Maestro di Claude Shannon È il vero padre della cibernetica moderna Famoso per il calcolo della probabilità e per le ricerche sulla teoria dell informazione

36 Warren Sturgis McCulloch In un suo scritto del 1943 vuole dimostrare che il programma della macchina di Turing poteva essere effettuato anche in una rete finita di neuroni e che il neurone fosse l unità logica di base del cervello

37 Marvin Lee Minsky 1927-? È un informatico di formazione Vinse il premio Turing nel 1969 Esperto di reti neurali artificiali Anche lui lavorò al MIT Le reti neurali sono il futuro della IA, compensando la mancanza di apparati sensoriali e cognitivi dei computer

38 Bibliografia Bateson, G.; Bateson, M. C., Dove gli angeli esitano. Verso un'epistemologia del sacro, Milano, Adelphi, 1989 Bateson, G., Verso un'ecologia della mente, Milano, Adelphi, 1977 Montagnini, Leone, Le armonie del disordine. Norbert Wiener matematicofilosofo del Novecento, Istituto Veneto di Scienze Lettere ed Arti, Venezia, 2005

39 Noam Chomsky, Il linguaggio e la mente, Bollati Boringhieri, 2010 Noam Chomsky, La grammatica trasformazionale, Bollati Boringhieri, 1975

40 Sitografia [Circolo Bateson di Roma] bateson.htm [Raccolta di articoli su Bateson]

41 Filmografia A beautiful mind (2001) Proof La prova (2005)