Intelligenza Artificiale e Internet delle cose: l’importanza della interdisciplinarità

L’Intelligenza Artificiale (AI) è intrecciata con le nostre attività non solo tramite App, profilazione delle nostre preferenze e abitudini di consumo, ma anche attraverso dispositivi che utilizziamo quotidianamente, dai sistemi di automazione industriale ai sistemi di guida automatica, ai dispositivi in uso presso le nostre abitazioni. Le opportunità che si aprono per le imprese innovative sono più di quanto si possa immaginare. L’articolo esplora i legami tra AI e IoT (Internet of Things), sintetizzando l’intervento della Prof. Raffaella Folgieri in occasione dell’incontro del Gruppo Progetto Innovazione ALDAI-Federmanager del 25 maggio 2022, il cui video è disponibile cliccando l'immagine nell'articolo o il link https://www.youtube.com/watch?v=xB3BNsDlAas&t=1s

Raffaella Folgieri   

Docente Università degli Studi di Milano
Ho abbracciato le attività accademiche dopo la precedente carriera da manager nell’ICT e nel Finance. Ho ritenuto fondamentale portare anche nel mondo accademico l’orientamento al business e credo fortemente che sia importante creare opportunità di collaborazione tra ricerca accademica e progetti innovativi di business. 
I miei campi di interesse possono essere riassunti nel termine più generale di Scienze Cognitive, ovvero l’AI e le sue applicazioni, in modo estensivo. Non solo, dunque, Machine Learning, che è il primo pensiero quando si nomina l’AI degli ultimi decenni, ma anche robotica, high performance computing, Brain-Computer Interface (BCI, interfacce cervello-macchina) e tutte le possibili ricerche applicate al mondo reale e virtuale (Virtual e Augmented Reality, Emotional Engineering). Tra i miei progetti più conosciuti vi sono il mio robot “42”, il cane ed il criceto robotici (quest’ultimo diventato anche oggetto di business) e le ricerche condotte con l’utilizzo di Virtual Reality, BCI e algoritmi di machine learning per studiare i meccanismi cognitivi degli esseri biologici al fine di replicarli nelle macchine. Molto importanti sono le collaborazioni con Musei (tra cui l’Hermitage di San Pietroburgo e un progetto in fase di avvio con il Museo di Storia Naturale e il Museo di Villa Reale, a Milano) e con alcuni Istituti clinici, quali il Gaetano Pini, a Milano.

Un impegno cui tengo molto è avvicinare le nuove generazioni, e in particolare le donne, alle materie STEM e sono Vicepresidente del “Global Wo.Men Hub”, associazione internazionale che promuove la parità di genere.

Ti sei perso l'intervento del 25 maggio sull'Intelligenza Artificiale?
Cliccando il video rivedrai la presentazione di Raffaella Folgieri e cliccando QUI scaricherai le slide.

La ricerca nell’AI ha ricadute pratiche in tutti gli aspetti delle attività umane e, dunque, l’interdisciplinarità – già fondamentale nell’ICT in generale – è l’aspetto che più caratterizza questa disciplina. Del resto, l’innovazione nasce sempre dall’incontro tra discipline diverse, in quella che mi piace chiamare cross-fertilisation.
Per questo motivo, le mie attività si ispirano a quella che Ada Lovelace definì “scienza poetica” a voler sottolineare la mancanza di confini tra discipline scientifiche e umanistiche, poiché tutte concorrono al progresso umano.
La sinergia, inoltre, tra le scienze e le logiche di business è particolarmente evidente se si considerano i legami tra AI e IoT. In un mondo connesso, quale quello odierno, l’integrazione tra la mole di informazioni disponibili, elaborate grazie a modelli di AI, fornisce, infatti, la possibilità di fruire di strumenti integrati che abbattono il confine tra oggetti e dati, tra reale e virtuale, tra applicazione e ricerca.
L’era della digitalizzazione dell’informazione che stiamo vivendo genera moli di dati la cui analisi e interpretazione consentono di accelerare incredibilmente progresso e conoscenza, grazie ai modelli dell’AI, che abilitano l’IoT rendendola parte integrante della nostra quotidianità.

Per meglio comprendere come i legami tra AI e IoT, oltre all’interdisciplinarità, abbiano influenza concreta sulle attività umane, basta tener presente che la tassonomia correntemente accettata suole distinguere in quattro macro-aree gli approcci adottati nell’AI. Tali approcci si riferiscono ai modelli che ispirano le ricerche e le applicazioni dell’AI, ovvero:
  • Thinking humanly 
  • Thinking rationally
  • Act humanly
  • Act rationally
La tassonomia ricalca l’approccio adottato, a seconda che si cerchi di replicare artificialmente il comportamento umano ponendo attenzione alla similitudine con il pensiero o con l’azione umani o razionali, dove con “razionale” si intende che, considerata la conoscenza del sistema, questo “fa la cosa giusta”.

L’utilizzo dei cosiddetti Big Data in AI e Iot non è relegato al solo esercizio di Machine Learning, come attività algoritmica. Vi sono molte applicazioni di successo e molti approcci utilizzati non senza remore. Infatti, nonostante la diffusione di tali applicazioni, vi è, tuttavia, ancora molta riluttanza e diffidenza. Eppure, tra i campi in cui l’AI è largamente utilizzata, ve ne sono alcuni di cui possiamo indubbiamente riconoscere l’utilità, quali, ad esempio:
  • le previsioni nel settore turistico – supporto decisionale con modelli econometrici
  • applicazioni in medicina – strumenti di diagnosi e prognosi, di riabilitazione (al Gaetano Pini sono utilizzate reti neurali per valutare la complessità clinica dei pazienti, mentre metodi di AI, unitamente a strumenti di Realtà Virtuale, sono anche utilizzati per l’accelerazione del processo riabilitativo)
  • in finanza ed economia - per le previsioni sugli andamenti economici 
  • nella comunicazione – per esempio per analizzare il mood generale rispetto ad un determinato argomento (sentiment analysis)
  • nello sport - sono adottati approcci AI per fornire dati ai coach durante gli allenamenti, prima e dopo le partite (e potrebbero essere forniti strumenti anche durante).
Dunque Artificial Intelligence non è solo Machine Learning o Natural Language Processing. Vi sono innumerevoli applicazioni nella robotica, nei sistemi di simulazione (Agent-Based Modelling Systems, ABMS), nella Computer Vision e così via. Tutte queste applicazioni avvicinano l’AI all’IoT. Gli strumenti di AI sono ovunque, attorno a noi: dai robot che puliscono casa alle App che usiamo sul telefono mobile.
Raffaella Folgieri e il robot 42 (42, ovvero “la risposta alla domanda fondamentale sulla vita, l'universo e tutto quanto”, concetto espresso nella serie di romanzi di fantascienza umoristica di Douglas Adams

Raffaella Folgieri e il robot 42 (42, ovvero “la risposta alla domanda fondamentale sulla vita, l'universo e tutto quanto”, concetto espresso nella serie di romanzi di fantascienza umoristica di Douglas Adams "Guida galattica per gli autostoppisti". In queste storie, per cercare la risposta alla domanda, viene costruito un supercomputer chiamato Pensiero Profondo che, dopo un'elaborazione della durata di sette milioni e mezzo di anni, fornisce come responso finale "42")

Il numero di applicazioni industriali è in aumento, gli automezzi a guida autonoma sono una realtà; la ricerca di base coinvolge tanti strumenti e discipline che normalmente non si associano all’AI. Un esempio ne è il mio robot, “42”: non è “programmato”, ma dispone di un insieme di reti neurali che simulano i meccanismi cerebrali biologici – strumenti semplici ma molto potenti – e viene utilizzato nelle mie ricerche per studiare i processi di apprendimento.
Tutto quello che attiene all’AI e all’IoT ci consente di creare un mondo smart e confortevole. Tuttavia, vi sono molte ricerche che rimangono in ambito accademico e dovrebbero essere, invece, conosciute al grande pubblico e all’industria, per migliorare la qualità della nostra vita.
Consideriamo, ad esempio, le BCI: non solo sono utilizzate per la guida autonoma, per “pilotare” oggetti, arti meccanici, sedie a rotelle… ma, soprattutto, permettono di analizzare la risposta cerebrale a stimoli in tempo reale, adottando il concetto di “living brain” grazie alle odierne tecniche di Brain Imaging (permettono, cioè, di osservare le reazioni a stimoli su esseri viventi, e non, come accadeva in passato, su corpi ormai inanimati).

Ovviamente vi sono anche applicazioni che possono generare perplessità, quali, ad esempio, l’utilizzo delle BCI come macchina della verità, o la possibilità di tramettere pensiero e azioni tra due soggetti posti anche a grande distanza. Vi sono anche iniziative ai limiti della fantascienza, quale, ad esempio, l’iniziativa 2045, che mira alla creazione di un avatar nel quale trasferire l’impronta cerebrale di un essere umano.

Se AI e Iot vengono utilizzate in modo corretto, i benefici saranno molteplici, in special modo se si creano occasioni di sinergia e collaborazione tra mondo accademico e Imprese.

E poi c’è il metaverso, il modo virtuale di cui anche l’AI è parte integrante. Occorre sicuramente controllo e consapevolezza per evitare che sia declinata in modo pericoloso. Abbiamo visto tutti che durante la pandemia il metaverso ha ricoperto un ruolo importante ma ha determinato anche una certa alienazione dalla realtà. Si è sviluppato un mondo virtuale che non riusciamo ancora a dominare correttamente: percepiamo tutti la difficoltà attuale di vivere (e lavorare) su due piani: il reale e il virtuale.

In conclusione occorre nominare un ulteriore argomento che rappresenta l’ultima frontiera dell’AI: le emozioni. Il particolare interesse dedicato a questo tema dagli attuali studi in AI è fortemente collegato proprio all’IoT e cioè allo sviluppo di strumenti alla base del mondo connesso in cui viviamo. Le emozioni abilitano la comunicazione tra esseri umani e, quindi, se vogliamo che gli strumenti siano vicini ai nostri meccanismi cognitivi ed emotivi, dobbiamo studiare e integrare questi aspetti anche nei tool che utilizziamo.
L’obiettivo dell’AI è creare “prodotti” efficienti, cioè unire a creatività, capacità di giudizio e intuizione, tipicamente umane, la velocità e la cura ai dettagli tipici delle macchine, aprendo opportunità in medicina, nel mondo del business e industriale e nella stessa ICT, sollevando al tempo stesso problematiche etiche e rischi di uso improprio su cui occorrono ampie riflessioni.

A questo proposito vi sono molti studi che si propongono di approfondire la conoscenza e la percezione dello stato dell’arte, di opportunità e punti di attenzione. (indico qui anche un link di uno studente che sta realizzando una tesi sull’argomento, chiedendovi di aiutarlo, dedicando cinque minuti per rispondere al suo questionario accessibile CLICCANDO QUI o utilizzando il link https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSeFykzaCXkdIz7LfnK8uoKm0I2jIIXVcdyM9GwRJMP_XLYQfQ/viewform
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