Intelligenza artificiale (Ing. Piero Di Porto)

L’uomo ha sempre sognato di capire i principi e il funzionamento della mente e di riprodurli su una macchina.  Il suo sogno è stato anche di replicare il comportamento degli esseri viventi
Le discipline
• Filosofia
• Matematica
• Computer Science (
• Teoria del Controllo Automatico
• Robotica
• Medicina
• Psicologia e Linguistica

LA STORIA

Aristotele

Nel suo « Organon », con i sillogismi formula un insieme di leggi che governano la parte razionale della mente : gli uomini sono mortali,Aristotele è un uomo, Aristotile è mortale

 

Ctesibio (in greco antico: Κτησίβιος; … – Alessandria d’Egitto, …; fl. III secolo a.C.) è stato un ingegnere e inventore greco antico, inventore della pompa, dell’organo a canne e dell’orologio ad acqua, fondatore della pneumatica e iniziatore della scuola dei meccanici alessandrini.

Fu attivo ad Alessandria nel III secolo a.C. La datazione non è nota con esattezza (nonostante si trovino in genere date precise senza fonti). Sulla base di tutte le testimonianze esistenti J. Perrot ha datato la sua attività tra i regni di Tolomeo II e Tolomeo III:^[1] regni che coprono il periodo compreso tra il 283 a.C. e il 221 a.C., nonostante Ateneo lo collochi nel secolo successivo, all’epoca del secondo Evergete (Tolomeo VIII)^[2].

Vitruvio riferisce che era di origini modeste. Figlio di un barbiere, da ragazzo avrebbe manifestato le sue capacità inventive progettando uno specchio ad altezza regolabile, grazie a un contrappeso, per la bottega del padre. Ateneo fornisce l’informazione che aveva vissuto ad Aspenda, un sobborgo di Alessandria, ed era poi divenuto molto famoso.

Diogene Laerzio, nella sezione della sua opera dedicata ad Arcesilao, racconta un aneddoto su un Ctesibio miserabilmente povero. Anche se intendeva riferirsi realmente al nostro scienziato, l’aneddoto non è credibile. La fama di Ctesibio, acquistata anche grazie alla progettazione di armi e di macchine di uso pubblico^[4], unita alla ben nota larghezza con cui i primi Tolomei finanziavano la ricerca, non permettono di dubitare che avesse raggiunto una posizione prestigiosa. 

Filone di Bisanzio
•
Filone di Bisanzio ( fl . III secolo a.C.; ca. 280 a.C. ca. 220 a.C.) è successore e discepolo di Ctesibio
•
Filone è certamente successivo a Ctesibio , che cita più volte, e precede Vitruvio, che lo cita. Un passo in cui descrive un esperimento di Ctesibio come testimone oculare lo fa ritenere suo allievo diretto e su questa base la sua attività è in genere datata intorno alla fine del III secolo a.C. Non si può però  scludere che la descrizione di Filone dell’esperimento fosse tratta da una fonte intermedia.
•
I soli dati biografici noti sono la sua nascita a Bisanzio, il suo trasferimento ad Alessandria e la permanenza, per alcuni anni, a Rodi. È plausibile che il lavoro ad Alessandria fosse svolto nell’ambito del Museo.
•
Filone fu autore di un vasto Trattato di meccanica ( Μηχ ανικὴ Σύνταξις), che in larga parte è perduto. Dalle sezioni conservate sappiamo che esso conteneva almeno:

ERONE DI ALESSANDRIA

Non si conosce con precisione il periodo in cui visse. Si sa soltanto che si colloca tra il primo secolo a.C. e il primo d.C. E’ idealmente collegato a Ctesibio e Filone.
Erone di Alessandria fu matematico , ingegnere e inventore di molti congegni meccanici. Fu autore di diversi scritti di geometria e di p neumatica , in cui si descrivono numerose applicazioni della pressione . Fu sempre Erone ad inventare il tasto per strumenti a corda : egli sostituì il  pizzicato con la percussione di una corda musicale, controllata da un tasto che solleva un martelletto da una posizione di riposo in basso verso l’alto a colpire la corda.

Il GOLEM L’uomo di fango

Di fronte alla minaccia che incombeva sugli ebrei di Praga nel ‘500 il rabino Judah Loew ben Bezalel , decise di intervenire. In sogno gli era stato ordinato di costruire un essere artificiale, conosciuto dalla tradizione ebraica con il nome di golem 

Gottfried Wilhelm von Leibniz
1646 1716
Leibnitz, il grande filosofo e matematico, aveva un «sogno» un giorno non lontano, disse, un calculus ratiocinator sarebbe stato in grado di dirimere qualunque controversia intellettuale, un meccanismo cioè che avrebbe affrontato e risolto ogni problema L’idea ebbe fortuna e condusse fra l’altro, nel XX secolo, alla «macchina di Von Neumann», alla base dei moderni calcolatori

Jacques de Vaucanson inventore francese 1750
Le Canard 2000 anni dopo Filone Nuota e mangia chicchi di grano

 

Charles Babbage (1791 1871) e la Macchina Analitica

Matematico e filosofo britannico , per primo ebbe l’idea di un calcolatore programmabile
La prima descrizione del progetto fu pubblicata il 26 dicembre del 1837 nella sua nota On the Mathematical Power of the Calculating Engine ; in esso Babbage chiariva l’organizzazione di una macchina capace di effettuare calcoli generali sotto il pieno controllo automatico.
Babbage lavorò incessantemente al progetto fino alla propria morte, avvenuta nel 1871 . Per motivi finanziari, la macchina non fu però mai realizzata. È indubbio, comunque, che i moderni personal computer , pur essendo stati sviluppati quasi cento anni dopo, abbiano notevoli analogie con la macchina analitica.

Ada Lovelace

Augusta Ada Byron, contessa di Lovelace , meglio nota come Ada Lovelace (Londra, 10 dicembre 1815 Londra, 27 novembre 1852), è stata una nobildonna e matematica britannica, nota soprattutto per il suo contributo alla  macchina analitica ideata da Charles Babbage. Tra i suoi appunti sulla macchina di Babbage si rintraccia anche un algoritmo per generare i numeri di Bernoulli, ( Analytical Engine 1842) considerato come il primo algoritmo espressamente inteso per essere elaborato da una macchina, tanto che Ada Lovelace è spesso ricordata come la prima programmatrice di computer.
Il termine «algoritmo» ha origine dal grande matematico arabo al Khuwarizmi (sec IX). E’ una sequenza di formule matematiche e di espressioni logiche. Un primo esempio di algoritmo è la formula di Euclide per il calcolo del massimo comun denominatore. L’algoritmo: formulazione comprensibile dall’uomo
Programma: formulazione comprensibile dalla macchina

Macchina di Von Neuman 1945

John von Neumann (1903 1957), è stato un matematico, fisico e informatico ungherese naturalizzato
statunitense. È generalmente considerato come uno dei più grandi matematici della storia moderna e
una delle personalità scientifiche preminenti del XX secolo

Alan Mathison Turing Nasce a Londra nel 1912

Si laurea a Cambridge nel 1934 . Tra il 1936 e 1938 ottiene un Ph.D a Princeton dove getta le basi concettuali della Macchina di Turing  Nel 1940 dirige a Bletchay Park un gruppo di ricercatori impegnati a decrittare i codici tedeschi (Enigma)  Sulla base della Macchina di Turing progetta e realizza Colossus . Il Colossus (1942) basato su 1500 valvole termoioniche è il primo strumento di calcolo elettronico programmabile, il primo computer della storia  Con Colossus decripta Enigma , contribuendo alla vittoria sui nazisti  Eroe di guerra, torna a Cambridge dove studia le relazioni tra calcolatori e natura
•
Nel 1950 concepisce il Test di Turing , base concettuale dell ’Intelligenza Artificiale Muore suicida nel 1954

la Macchina di Turing
Nel 1936 formula il modello teorico del calcolatore a istruzioni memorizzate, la Macchina di Turing

Turing descrive una macchina capace di leggere una serie di istruzioni su una banda composta dalle cifre
uno e zero. Gli uni e gli zeri definiscono i passaggi necessari per risolvere un particolare problema o per
svolgere un certo compito.
La macchina di Turing avrebbe letto ogni passaggio e l’avrebbe svolto in sequenza dando la risposta giusta.  Una sequenza di operazioni elementari per un algoritmo complesso  Ciò che Turing intravvede è una macchina che riesce a fare tutto, una cosa che oggi diamo per scontata.

il Test di Turing (1950)
Computing machinery and intelligence 1950

..il solo modo per cui si potrebbe essere sicuri che una macchina pensa è quello di essere la macchina
stessa e sentire se si stesse pensando. […] Allo stesso modo, la sola via per sapere che un uomo
pensa è quello di essere quell’uomo in particolare. […] Probabilmente A crederà “A pensa, mentre B
no”, mentre per B è l’esatto opposto “B pensa, ma A no”. Invece di discutere in continuazione su
questo punto, è normale attenersi alla educata convenzione che ognuno pensi.. imitation game  gay
protection

L’elettronica fa le sua parte William Shokley

IL TRANSISTOR
ll primo prototipo funzionante del transistor fu realizzato nel mese di dicembre del 1947 da due ricercatori dei laboratori Bell L abs: Walter Brattain e John Bardeen del gruppo di ricerca guidato da William Shockley, premio Nobel nel 1956

IL MICROPROCESSORE
La costruzione dei microprocessori è stata resa possibile dall’avvento della tecnologia LSI (Large Scale Integration), a sua volta basata sulla Silicon Gate Technology sviluppata dall’italiano Federico Faggin alla Fairchild nel 1968 integrare una CPU completa in un solo chip (piastrina di silicio) permise di ridurre significativamente la potenza e i costi dei calcolatori Dagli anni ottanta in poi i microprocessori sono diventati praticamente l’unico strumento per la CPU

LA LEGGE DI MOORE
Legge empirica che descrive lo sviluppo della microelettronica, a partire dall’inizio degli anni Settanta, con una progressione sostanzialmente esponenziale, perciò straordinaria la legge fu enunciata per la prima volta nel 1965 da Gordon Moore, uno dei fondatori di INTEL e dei pionieri della microelettronica, che la ribadì pubblicamente nel 1974 Essa afferma che la complessità dei microcircuiti (per es misurata dal numero di transistori per chip o per area unitaria) raddoppia periodicamente, con un periodo di 18 mesi La legge di Moore è stata, a partire dai primi anni del secolo, superata dall’applicazione del parallelismo (che rende le macchine più simili al cervello umano) Da 18 mesi si è passati a 100 giorni
I computer quantistici la nuova frontiera

CNEN 1968 Macchina Ibrida 32K

(Ing Piero Di Porto  nel1968)

Il neurofisiologo Warren McCulloch e il matematico Walter Pitts  dell’Università di Chicago, gettarono le basi di una teoria della struttura del cervello negli articoli “A Logical Calculus of the Ideas Immanent in Nervous Activity” 1943 pubblicato nel Bulletin of Mathematical Biophysics dell’Università di Chicago E’ un contributo fondamentale alla teoria delle reti neurali, alla teoria degli automi, alla teoria deL calcolo automatico

Marvin Lee Minsky 1927 2016 uno dei padri dell’IA

Nel 1951, Minsky costruì la prima macchina di apprendimento casuale a rete neurale elettronica, lo SNARC. Lavorò al MIT sin dal 1958. Nel 1963 fu uno dei fondatori del Progetto MAC Multiple Access Computer (finanziato dal DARPA). Il suo ultimo incarico fu la cattedra di Toshiba Professor of Media Arts and Sciences, e quello di docente di ingegneria elettronica e informatica al MIT. (fu consulente di Stanley Kubrick).  Reti neurali: modelli matematici composti da neuroni artificiali che si ispirano al funzionamento biologico del cervello umano.

Il  Perceptron 1958 Frank Rosenblatt Psicologo, pioniere delle reti neurali SNARC ( Stochastic Neural Analog Reinforcement Calculator ) la prima macchina a rete neurale

 

Perceptron di Rosenblatt

Teoria della società della mente Society of mind theory
Per Minsky l’intelligenza non è il prodotto di singoli organismi, ma è il risultato dell’interazione di una grande varietà di agenti “non intelligenti” All’interno del cervello umano convive una miriade di “piccoli agenti” specializzati nell’esecuzione di una singola operazione (mantenimento dell’equilibrio,
comprensione del linguaggio, ecc ma assolutamente “non intelligenti” L’intelligenza deriva, invece, dalla cooperazione e dall’interazione di questi agenti
Frasi di Minsky
Una volta che i computer prenderanno il controllo, potremmo non tornare più indietro Diventeremo dei sopravvissuti alla loro tolleranza Se saremo fortunati, potrebbero decidere di tenerci come animali .
Freud ha elaborato le migliori teorie finora, oltre alla mia, su come si costruisce una mente.

La svolta (semantica?)
I protagonisti John McCarthy (1927 2011)

“We propose that a 2 month, 10 man study of artificial intelligence be carried out during the summer of 1956 at Dartmouth College in Hanover, New Hampshire The study is to proceed on the basis of the conjecture that every aspect of learning or any other feature of intelligence can in principle be so precisely described that a machine can be made to simulate it An attempt will be made to find how to make machines use language, form, abstractions and concepts, solve kinds of problems now reserved for humans, and improve themselves We think that a significant advance can be made in one or more of these problems if a carefully selected group of scientists work on it together for a summer

Invitati studiosi in Teoria degli Automi Reti Neurali Studio dell’Intelligenza Linguistica
M Minsky, A Newell, C Shannon, in tutto le dieci migliori menti dell’epoca

I problemi dell’Intelligenza Artificiale non furono risolti in due mesi ma il nome e la corsa alla ricerca era lanciata

Potenza dei nomi: IA o Informatica (Computer Science)  Avanzata?
L’UCCELLO ARTIFICIALE (?)
aereo (flyer) dei fratelli Wright uccello da guardia

(Rob 1968 « 2001 Odissea nello spazio» L’occhio di HAL 9000 (l’incubo del computer che si ribella)

Il primo sviluppo e il primo ottimismo 1957
H. A. Simon, J. C. Shaw e Allen Newell realizzano il General Problem Solving (GPS), programma su computer per risolvere problemi teorici, geometrici e anche per giocare a scacchi. GPS tenta già di imitare procedimenti umani Noam Chomsky, il grande linguista, pubblica «Le strutture della Sintassi»
John Mc Carthy realizza LISP, programma dedicato all’elaborazione simbolica, alla base da allora della IA per i trent’anni su cce ssivi 1963
Mc Carthy fonda il lab di IA a Stanford dove comincia a integrare metodi di ragionamento logico ed attività fisica, dando impulso alla robotica
Minsky al MIT di Boston si occupa di sistemi circoscritti che richiedono un certo grado di intelligenza, i cosidetti micromondi Herbert Simon afferma in quel periodo:
..il mio scopo non è stupire o sbalordire, ma devo affermare che ora nel mondo esistono macchine che possono pensare, imparare e creare. La loro abilità aumenterà rapidamente finché, in un futuro vicino, il campo dei problemi che potranno gestire avrà la stessa estensione di quello a cui si è finora applicata la mente umana.. 1969 I computer di Stanford e UCLA si collegano; nasce Internet Minsky per «futuro vicino» è molto ottimista: afferma che entro 10 anni un computer sarà campione  mondiale di scacchi. Ce ne vorranno 40 :

1996 Il computer Deep Blue, sviluppato da IBM, batte il campione mondiale Kasparov

L’inverno dell’IA
Mc Carthy: «look ma, no hands» Minsky evidenzia i limiti delle attuali ricerche in particolare delle reti neurali nel libro « Perceptrons »  I risultati non corrispondono alle aspettative La potenza di calcolo è ancora inadeguata La fiducia nel IA crolla e i finanziamenti subiscono un brusco ridimensionamento

I Sistemi Esperti (1969 1986)
Ridimensionamento delle aspettative
Conoscenze specifiche e approfondite di un argomento
Un SE opera come una persona esperta in un determinato campo: un chimico, un medico…
La metodologia è basata su ragionamenti « if se» … « then allora»

Esempio : ho mal di testa, sono raffreddato, la temperatura corporea è di 38 C
il sistema esperto assume i fatti e sceglie una regola così formata:

IF ((ha mal di testa) AND (raffreddore) AND (temperatura >= 38))
THEN (Il suo problema è l’INFLUENZA)
logica booleana (aristotelica), se ai sillogismi aggiungiamo  “se” e allora abbiamo i sistemi esperti

Esempi: biochimica, prospezione geologica, diagnosi medica, finanza..
DENDRAL per l’analisi di strutture molecolari (Stanford 1969)
MYCIN per diagnosticare le infezione batteriche e individuare i corretti antibiotici (Stanford 1970)
R1 primo SE ad avere successo commerciale (Digital Equipment Corporation)
PROSPECTOR per prospezioni geologiche (SRI International 1979) che portò i SE sul NYT

Nuclear Reactor Malfunctions Early Detection Sicurezza dei Reattori Nucleari (Enea Piero Di Porto
1984)

Il grande successo commerciale è: ROOMBA  1998  iRobot Corporation 2004 un milione di Roomba venuti a tutt’oggi 40 milioni

Fine dell’inverno della IA  Gli strumenti e lo stato dell’arte
•
La crescita impetuosa della potenza di calcolo (Moore, parallelismo e i prossimi computer quantistici), dell’elettronica e delle micro e nano tecnologie
Il ritorno delle reti neurali sviluppo del « Parallel Distributed Processing (1986 presente)
Big Data, Internet e WWW (1992 presente)
Deep learning apprendimento automatico

Lo Stato dell’Arte 2
Riconoscimento vocale..raggiunte le prestazioni umane al centralino
Interpretazione e riconoscimento delle immagini (pattern recognition Ad un’immagine «riconosciuta» viene associata una didascalia (image captioning
Traduzione automatica
Medicina: algoritmi diagnostici soprattutto basati su immagini per Alzheimer, Cancro Metastatico,
Oftalmopatie …attendibilità equivalente a quella degli specialisti
Chirugia , soprattutto chirurgia ortopedica
Strumenti per ortopedia: locomozioni su arti
Robotica
Veicoli robotizzati, auto a guida automatica
Climatologia basata sul deep learning

UNA SINTESI

1.1 Intelligenza artificiale debole
1.2 Intelligenza artificiale generale
Metodi di realizzazione
2.1 Simulazione computerizzata del modello cerebrale umano
Future applicazioni
3.1 Intelligenza artificiale a seme/Singolarità tecnologica
3.2 Le arti
3.3 Robotica cognitiva
4 Confronto tra i calcolatori e il cervello umano
4.1 Parallelismo vs velocità
5 Note

Rischi
•
«le arti meccaniche sono ambigue, possono servire per ferire come per guarire» Francis Bacon, De Sapientia Veterum , 1609
•
Ned Ludd e l’attacco alle macchine Manchester 1776
•
«la mente va oltre se stessa e mette a rischio la propra esistenza inventando macchine in grado di pensare da sole..» Richard Thornton 1847
•
«..appare probabile che, una volta avviato, il metodo di pensiero automatico non impiegherà molto per superare i nostri flebili poteri. Dobbiamo aspettarci che prima o poi le macchine assumeranno il controllo..» Alan Turing, 1951
•
Preoccupazioni espresse da Step Hawking, Bill Gates, Elom Musk

Rischi attuali
Armi autonome letali (scalabilità: assenza del requisito della supervisione umana, non più un uomo con um fucile, ma droni autonomi)
Sorveglianza e persuasione (scalabilità: attività di sorveglianza di massa da parte di pochi, usando riconoscimento vocale, visione artificiale, comprensione del linguaggio naturale..
Cybersicurezza , con generazione di malware, attacchi alle istituzioni e al sistema produttivo, attacchi personalizzati, estorsioni..
Impatto sull’occupazione: effetti sul lavoro, sull distribuzione della ricchezza e sulle diseguaglianze..
Decadenza culturale e ritorno dell’alfabetismo: i social…

Rischi futuri
Preoccupazioni espresse da Stephen Hawking, Bill Gates, Elon Musk
Elon Musk , i governi e il ChatGPT (Generative Pre trained Transformer)
i governi e Tik Tok  timori o politica e mercati?

Un esperimento

Vai alla navigazione    Vai alla ricerca con Maria Luisa d’Asburgo
Maria Luisa Leopoldina Francesca Teresa Giuseppa Lucia d’Asburgo Figlia del sacro romano imperatore
Francesco II (dal 1806, con la fine del Sacro Romano Impero Quando Napoleone venne sconfitto dalla
sesta coalizione , Maria Luisa decise di non seguirlo nel suo esilio, quello che segue è il risultato della ricerca:

Indice

1 Biografia
1.1 Infanzia a Vienna
1.2 Napoleone e la corte austriaca
1.3 Nozze per procura a Vienna
1.4 Nozze ufficiali al Louvre
1.5 Vita da imperatrice
1.6 Nascita dell’ Aiglon e prima reggenza
1.7 Seconda reggenza e crollo dell’impero
1.8 Congresso di Vienna e incontro con Neipperg
1.9 Duchessa di Parma, Piacenza e Guastalla
1.10 Morte di Napoleone e seconde nozze
1.11 Moti rivoluzionari del 1831
1.12 Morte del figlio e terze nozze
1.13 Ultimi anni e morte
2 Opere
3 Il Museo Glauco Lombardi
4 Ascendenza
5 Onorificenze
5.1 Onorificenze parmensi
5.2 Onorificenze austriache
5.3 Onorificenze straniere
6 Note

la Singolarità  Ray Kurzweil
•
La visione di Kurzweil  Il terrore dei « Singularitarians » (la sindrome del gorilla)

La risposta da un racconto di Fredric Brown 1954
Con gesti lenti e solenni Dwar Ev procedette alla saldatura in oro degli ultimi due fili. Gli occhi di
venti telecamere erano fissi su di lui e le onde subeteriche portarono da un angolo all’altro dell’universo venti diverse immagini della cerimonia. Si rialzò, con un cenno del capo a Dwar Reyn , e s’accostò alla leva dell’interruttore generale: la leva che avrebbe collegato, in un colpo solo, tutte le gigantesche calcolatrici elettroniche di tutti i pianeti abitati dell’universo novantasei miliardi di pianeti formando il supercircuito da cui sarebbe uscita la supercalcolatrice , un’unica macchina cibernetica2 racchiudente tutto il sapere di tutte le galassie. Dwar Reyn rivolse un breve discorso agli innumerevoli miliardi di spettatori. Poi, dopo un attimo di silenzio, disse: «Tutto è pronto, Dwar Ev ».
Dwar Ev abbassò la leva. Si udì un formidabile ronzìo che concentrava tutta la potenza, tutta l’energia
di novantasei miliardi di pianeti. Grappoli di luci multicolori lampeggiarono sull’immenso quadro, poi,
una dopo l’altra, si attenuarono. Dwar Ev fece un passo indietro e trasse un profondo respiro. «L’onore
di porre la prima domanda spetta a te, Dwar Reyn .» «Grazie», disse Dwar Reyn . «Sarà una domanda
cui nessuna macchina cibernetica ha potuto, da sola, rispondere.» Tornò a voltarsi verso la macchina.
«C’è Dio?» L’immensa voce rispose senza esitazione, senza il minimo crepitìo di valvole o condensatori. «Sì: adesso, Dio c’è.» Il terrore sconvolse la faccia di Dwar Ev , che si slanciò verso il quadro di comando. Un fulmine sceso dal cielo senza nubi lo incenerì, e fuse la leva inchiodandola per sempre al suo posto.

Stefano Rodotà
1996 Primo Presidente dell’Autorità Garante della Privacy 2000 Presidente dei Garanti europei per la privacy 1994 afferma con largo anticipo la necessità di normare la rete internet

Intergruppo Parlamentare per l’Innovazione 2023  https://parlamentari.org/#  AI Algoretica

Consigli di lettura
Artificial Intelligence A modern Approach Stuart Russel, Peter Norwig Prentice Hall
Intelligenza Artificiale I primi 50 anni Luigia Carlucci Ajello, Maurizio Dapor Mondo Digitale
Intelligenza Artificiale conoscenza e società Achille Ardigò, Graziella Mazzoli Franco Angeli
Dominio e sottomissione Schiavi, animali, macchine, Intelligenza Artificiale Remo Bodei Il Mulino
Perché i ragazzi oggi crescono meno ribelli, piú tolleranti, meno felici e del tutto impreparati a diventare adulti Jean
M. Twenge Einaudi
Intelligenza artificiale Guida al futuro prossimo Jerry Kaplan Luiss University Press
La società della mente Marvin Minsky Adelphi
Da animali a dei Breve storia dell’umanità Yuval Noah Harari Bompiani
Homo Deus A brief history of tomorrow Yuval Noah Harari Harvill Secker London
La singolarità è vicina Ray Kurzweil Maggioli editore
Come creare una mente Ray Kurzweil Apogeo