di Carlo MORABITO
Il comportamento intelligente proprio dell'essere umano (?), come abbiamo discusso di recente, è difficilmente duplicabile in una macchina. La riproduzione artificiale di un ragionamento basato sulla logica deduttiva, obiettivo della disciplina originariamente denominata Intelligenza Artificiale, si è rivelata, a conti fatti, la più semplice operazione implicata dalla costruzione di una macchina umanizzata. Ben diverso, e di gran lunga più complesso, è il problema della integrazione fra sensorialità, percezione e intelligenza tout court. L'intelligenza non è memoria, ma piuttosto fa riferimento a un utilizzo appropriato della memoria stessa, a una corretta integrazione fra memoria di breve e di lungo termine. L'intelligenza non è recupero della conoscenza innata, e tuttavia non prescinde certamente dall'automatico utilizzo dell'informazione genetica. L'intelligenza non è evoluzione, ma ben si giova del comportamento evolutivo e adattativo, e si perfeziona attraverso questo. L'intelligenza non è pura sensorialità, cioè non si occupa della mera trasduzione dell'informazione a livello sensoriale, ma del filtraggio di quest'ultima con il fine di produrne un'interpretazione immediata e funzionale alla particolare circostanza. L'intelligenza è in parte capacità di apprendimento, di auto-organizzazione, di deduzione critica, di inferenza logico-deduttiva, di adattamento all'ambiente e ai vincoli anche sociali. Come tutto ciò può implementarsi in una macchina? Qui ci riferiamo non necessariamente a un computer, ma per esempio a un robot multifunzionale. L'idea di base dei ricercatori è stata la seguente: l'intelligenza, a livello atomico, risiede nel DNA, nelle cellule nervose. Riproducendo l'unità elementare di tutti i processi cognitivi e costruendo una trama artificiale di connessioni tra un elevato numero di elementi atomici si può ricostruire la funzionalità. Il primo ostacolo incontrato in quest'approccio "connessionista" è l'evidente incredibile varietà di "neuroni" e di modulazione delle funzioni a cui sono preposti (si pensi ai coni e ai bastoncelli della retina). Si è ridotto il problema a un modello base, agendo come di consueto in ambito scientifico: la definizione di un modello di unità fondamentale che integra le informazioni pesate e quindi le trasmette, attraverso un filtraggio non lineare, a un insieme di livello successivo. I pesi dell'integrazione possono essere determinati con una opportuna tecnica di apprendimento. Le non linearità utilizzate sono di diverso tipo, ed emulano il comportamento dei recettori naturali. La fondamentale funzione della non linearità è comunque una sorta di saturazione, peraltro tipica anche dei componenti elettronici che poi realizzano circuitalmente la rete di neuroni. Si vede tuttavia che questo procedimento conduce ancora a un risultato, coerente con le premesse, valido per effettuare operazioni complesse, ma ancora ben poco intelligenti! Infatti, l'integrazione pesata dell'informazione entrante non conduce ad una interpretazione dell'evento ma principalmente a una riduzione guidata dell'informazione sensoriale. Pensando, ad esempio, ad un'orchestra con differenti tipi di strumenti, questo dispositivo, se ben progettato, può discernere il piano dal violino. Un altro esempio tipico è l'effetto cocktail party, ove nel vociare confuso della festa si riesce a distinguere la voce di una persona specifica. Ora, per quanto questa sia una funzione intellettiva apparentemente elementare, certamente non coincide con la pura sensorialità. D'altronde, nel linguaggio dell' intelligenza artificiale, non è neppure una funzione di basso livello, come l'estrazione di un contorno da una scena. Parliamo quindi di un'operazione percettivo-sensoriale "intelligente", ma tuttavia ancora primitiva.
Ritorniamo all'oggetto principale di questo saggio: lo stato dell'arte della sensorialità e percezione artificiale, la riproduzione del canale sensoriale. Possiamo distinguere quattro livelli di descrizione e analisi. Il primo riguarda le modalità di acquisizione del segnale, il livello recettivo. Il secondo concerne la trasmissione del segnale ai "centri nervosi", cioè il livello neurale. Quindi si passa al livello psicofisico, o della decodifica del segnale attraverso l'interazione con la conoscenza precedente o innata, nonchè l'integrazione della nuova conoscenza legata all'evento sensoriale. Infine, l'ultimo livello, quello comportamentale, relativo ai processi di azione-reazione condizionati o determinati dall'evento stesso. Il punto più complicato concerne l'emulazione del meccanismo di aggiornamento continuo della conoscenza basato in buona misura sulla percezione sensoriale.
Limitiamoci, al momento, all'analisi dell'approccio tecnologico alla realizzazione di sensorialità artificiali. Il primo punto dell'analisi appena condotta richiama la sensorialità non antropomorfa. E' possibile, come in effetti è, che il sensore non sia di tipo antropomorfo, senza che questo minimamente incida sul nostro discorso. Da questo punto di vista, il problema della sensorialità artificiale coincide con lo scopo della robotica e dell'automatica.
Mi sembra opportuno procedere all'analisi di questo aspetto premettendo un esempio. Supponiamo di dover fare svolgere a un braccio meccanico robotico una semplice operazione di presa di un oggetto. Il braccio viene programmato secondo un algoritmo che individua una serie di passi prescritti e, una volta in moto, esegue semplicemente l'algoritmo di manipolazione. Ovviamente, il braccio esegue le operazioni nell'ipotesi implicita che il pezzo da prelevare sia localizzato in un punto ben preciso, secondo una linea di vista predefinita, ecc. Se l'ipotesi di partenza non fosse verificata, cioè se il pezzo fosse disposto diversamente, il meccanismo s'incepperebbe da qualche parte. Tutto ciò è ben diverso nell'uomo, dove la visione consente di correggere "l'algoritmo" in maniera adattativa. Se il robot fosse dotato di un sistema sensoriale analogo al sistema visivo, quindi di un canale sensoriale "intelligente", potrebbe analizzare visivamente la scena e eventualmente pianificare una strategia operativa, congruente con il raggiungimento dell'obiettivo finale. Nel caso di una situazione imprevista, come per esempio la caduta dell'oggetto durante la presa, potrebbe modificare il suo comportamento, sulla base delle funzionalità sensoriali, portando infine a compimento l'azione interrotta. Mi sembra che questo esempio "canonico" possa rendere piuttosto bene l'idea della generazione artificiale di un comportamento intelligente, consistente nell' auto-adattamento alle condizioni esterne, nella modifica di una conoscenza pregressa, nella valutazione di una situazione (scena) e nella pianificazione di una strategia comportamentale.
Dal punto di vista tecnologico, l'esempio proposto corrisponde a una situazione tecnologicamente già riprodotta e ci consente di delineare una struttura avanzata di un processo d'automazione, come segue.
1) I sensori (p. es. occhio artificiale, coclea artificiale, sensori tattili) garantiscono l'interazione macchina-ambiente;
2) La macchina esegue un insieme di operazioni percettive di riconoscimento, p.es. il riconoscimento della voce, l'interpretazione di un comando;
3) Un blocco decisionale pianifica, gestisce e controlla in maniera dinamica l'esecuzione della procedura da automatizzare, descritta da un algoritmo;
4) Gli organi attuatori ricevono i comandi dall'area decisionale eseguendo di fatto i compiti di manipolazione, guida, esecuzione di azioni.
In questa struttura non esiste un unico blocco, una Central Processing Unit (CPU) in cui risulta risiedere l'intelligenza della macchina. Un ulteriore stadio di avanzamento di questo paradigma dell'automazione è l'implementazione in esso di capacità di apprendimento, molto importanti per sollevare l'uomo dalla fase di analisi dell'applicazione, nel senso di strutturare la previsione di tutto l'insieme di condizioni possibili di funzionamento corretto e non. Apparentemente ciò preluderebbe alla graduale esclusione dell'uomo da alcune funzioni. Questo è il principale argomento portato a sostegno di tesi etiche contrarie all'evoluzione dell'intelligenza artificiale. Ma qui non parliamo di clonazione! Pensate all'operaio della catena di montaggio che vede passare davanti a sè delle scarpe da tennis su cui deve apporre un marchio. Questa operazione, ripetuta una volta ogni dieci minuti è veramente degna di un uomo, di una vita? Pensate all'alienazione di quell'uomo, alla carica di aggressività e di odio che si accumula, scarpa dopo scarpa, nel suo cervello! Mi sembra di poter dire: lasciamo queste cose alle macchine, la loro intelligenza non potrà che essere al servizio della nostra!
