Immersi nella rete

Da quando mi sono laureato al Politecnico di Milano (1971!) la tecnologia dell’informazione e dell’elettronica ha fatto passi davvero da gigante.

Nel 1971, avevamo calcolatori di bassa potenza computazionale che occupavano una o più stanze e a cui si accedeva tramite schede perforate mentre ora abbiamo tutti a portata di mano calcolatori portatili e smartphone con potenza di calcolo mille volte più grande collegati tra loro e con server potentissimi con milioni di applicazioni facilmente accessibili a tutti. La battaglia industriale di ieri e in parte anche di oggi sta proprio in questi dispositivi e reti, e nelle applicazioni software che ne sfruttano la capacità.

La domanda sempre più incalzante che ci facciamo è: quale sarà il nostro futuro prossimo? Prima di tutto l’avvento del cloud che consente di virtualizzare molti dei nostri dispositivi sta cambiando anche il modo di vendere il software, da prodotto a servizio. Ma forse la cosa più eccitante è la swarm access cioè il collegamento diretto, cioè non mediato da laptop e smartphone, con la rete tramite uno sciame di sensori di tutti tipi e dimensioni che sono immersi e saranno immersi in qualsiasi oggetto della nostra vita quotidiana. Questi sensori multipli saranno in grado di “leggere” le nostre intenzioni e di reagire autonomamente per portare a compimento i nostri desideri e comandi. Ormai esistono sensori che si possono posizionare perfino nel cervello, riuscendo così a collegare direttamente il cervello con la rete.

Abbiamo svariati esempi in cui l’interfaccia tra il cervello ed il mondo esterno funziona, pensiamo alle applicazioni mediche per gli amputati in cui si riesce a controllare un braccio meccanico usando i segnali elettrici che vengono dal cervello grazie all’utilizzo di sensori e attuatori. Ancora, può sembrare fantascienza ma all’Università di San Francisco si fanno da una decina di anni esperimenti nel deep brain stimulation tramite dispositivi che immettono correnti deboli nel cervello e riescono a curare malattie come la depressione clinica e a mitigare Parkinson e Alzheimer. Si tratta dunque di applicazioni che hanno una valenza molto importante per la salute umana, ma che sollevano importanti domande dal punto di vista etico. Ad esempio, dato il problema serio che abbiamo con la cybersecurity, non si può escludere che i sensori possano essere raggiunti dagli hacker e se questi sensori sono proprio nel nostro corpo, quali conseguenze dobbiamo poter affrontare?

Alberto Sangiovanni Vincentelli insegna all’Institute of Electrical Engineering and Computer Sciences dell’università di Berkeley ed è nel CdA di diverse compagnie high tech. Per il suo contributo allo sviluppo dell’elettronica e dell’ingegneria elettrica ha ricevuto prestigiosi riconoscimenti internazionali.
Ha al suo attivo oltre 900 articoli scientifici e collaborazioni con alcune tra le top company del mondo dell’ICT.

Atoms and bits

Lo studio e la progettazione di questi sistemi ibridi formati da oggetti e perfino parti del nostro corpo con elettronica immersa (i cosiddetti cyberphysical e biocyberphysical systems) sono stati tra i temi più importanti di ricerca per circa vent’anni. Vedo in questa associazione tra il mondo fisico e del calcolo e dell’intelligenza (atoms and bits) la nuova frontiera, sia dal punto di vista degli investimenti in nuove imprese sia per la ricerca.

Machine to machine, Industry 2.0, Industry of internet, cloud technology, advanced robotics sono tutti termini inclusi nell’ambito del cyberphisical system. Il futuro sarà quindi un mondo dove gli individui saranno immersi in un ambiente ricco di intelligenza e dove i dispositivi saranno addirittura parte del nostro corpo formando una “human intranet” che si occuperà di monitorare il funzionamento del nostro corpo.

La relativa importanza economica è estrema, stiamo parlando di trilioni di dollari, ovvero migliaia di miliardi di dollari, dato che tutte le nazioni e persone si stanno interessando in maniera fortissima a queste nuove tecnologie.

Artificial Intelligence e guida autonoma

La quantità di informazioni generate da le migliaia di miliardi di sensori descritti sopra sarà enorme: ben più alta di quella che si può generare ora con smartphone. Chi potrà estrarre valore da questi dati controllerà il mondo come ci hanno ricordato Putin e Macron. Data la complessità del problema, c’è la necessità di trovare algoritmi per estrarre in maniera intelligente il significato dai dati ed è proprio questo che fa l’Intelligenza Artificiale e in particolare, un suo settore chiamato machine learning.

La capacità di osservare il mondo con sensori sofisticati e di prendere decisioni in autonomia da parte di sistemi elettronici ha reso possibile il sogno di sviluppare un’auto a guida autonoma. Ogni anno ci sono 1 milione e 200 mila morti al mondo per incidenti di auto per errori dovuti all’uomo, è una guerra perenne che non ha ragione d’essere. Rimpiazzare l’uomo è il vero motore etico della guida autonoma. Ma quali sono i maggiori cambiamenti che porterà la guida autonoma? Compagnie il cui business non era in nessun modo legato ai trasporti, come Google, stanno diventando i major player, infatti proprio Google ha avuto l’idea di portare questa tecnologia sul mercato. I grandi investimenti e progressi che si sono fatti nel GPS, nella mapping technology, nei sistemi di rivelazioni di immagini e nel prediction and decision system, ovvero nell’uso del machine learning per prendere le decisioni giuste alla guida, hanno portato la tecnologia della guida autonoma a fare un grande balzo in avanti e tutti noi ci troveremo presto dinanzi ad un nuovo modo di essere trasportati, dato che si tenderà sempre più ad utilizzare servizi di mobilità resi possibili ed efficienti dai veicoli a guida autonoma piuttosto che a possedere la propria auto.

Ma e’tutto oro quello che luccica? e i rischi dell’AI?

Ci sono diverse questioni legate all’AI, ma sembra che pochi ne parlino o ne vogliano parlare. Da un rapporto di McKinsey è emerso che due terzi delle applicazioni dell’AI sono volte a migliorare quello che c’è già e le aree che ne stanno beneficiando di più al momento sono il marketing e le vendite, proprio per la possibilità di capire e prevedere gli acquisti dei consumatori. Inoltre dal rapporto sono emersi dei limiti importanti tra cui la difficoltà di capire come funzionano gli algoritmi e in particolare come arrivano a determinati risultati. A mio avviso si tratta di un problema di impossibile risoluzione per gli algoritmi in uso oggi dove le architetture di deep learning arrivano ad avere fino ai 60 milioni di parametri e il valore di ciascun parametro gioca un ruolo nell’arrivare alle decisioni finali. Altro grande problema è l’imparzialità dei dati. Per fare un esempio, quali tipi di dati vengono immessi nelle applicazioni algoritmiche per fare screening di candidati che partecipano ad una selezione di lavoro? Spesso i dati stessi hanno un bias se il campione è mal scelto o le informazioni rilevanti non sono rappresentate correttamente. Ancora, il mondo circostante è soggetto ormai ad una mutabilità elevata quindi anche i modelli degli algoritmi devono essere continuamente aggiornati altrimenti rischiano di diventare presto obsoleti o inefficaci.

Infine, guardiamo all’aspetto economico: dal 2016 al 2017 negli Stati Uniti sono stati investiti da 26 a 39 miliardi di dollari in questa tecnologia, ma se guardiamo all’effetto vediamo che solo il 20% delle compagnie adoperano l’Intelligenza Artificiale, il 41% ritiene di non sapere a cosa serva e quindi ha investito tanto senza sapere il suo reale utilizzo. I costi sono altissimi, ma siamo sicuri che ne valga davvero la pena? Potremmo essere sull’orlo di una bolla. Una bolla che ricorda quella delle dotcom del 2000.

Il mio invito è quello di investire di più nel capire qual è il problema che vogliamo risolvere e soprattutto per insegnare ai nostri studenti a chiedersi quali sono le limitazioni delle tecniche, più di quello che le tecniche fanno, e di non smettere mai di usare il pensiero come la maggiore delle guide, dato che l’Intelligenza Artificiale probabilmente non riuscirà mai a rimpiazzare l’intelligenza dell’uomo, fatta anche di emozioni e sentimenti.