Sincronicità: un paradigma per la mente

Riflessioni sull'intelligenza artificiale - Oscar Bettelli

07) Un modello di entità virtuale

Recentemente sono stati sviluppati dei programmi di simulazione del comportamento umano, principalmente per quanto riguarda sessioni di dialogo secondo lo schema:

DOMANDA ==> PROGRAMMA ==> RISPOSTA

Queste ricerche fanno parte delle nuove frontiere dell'intelligenza artificiale. In particolare la creazione di personalità virtuali o entità virtuali.
Una delle più interessanti conseguenze pratiche della simulazione dei processi mentali dell'uomo è la creazione di Entità Virtuali.
Queste ricerche ipotizzano che in ogni persona convivano contemporaneamente un certo numero di "zone mentali". L'identificazione esatta del numero di zone ha occupato gran parte della ricerca durante il passato decennio. Da un paio di anni si pensa di essere riusciti a isolare le variabili principali ed anche un numero significativo di leggi che ne regolano il funzionamento.
La prima conseguenza è che tramite un numero grande, ma non in finito, di variabili si pensa sia possibile rappresentare la mente di ciascuna persona. Ne consegue, per esempio, che è possibile prevedere con una certa affidabilità le sue decisioni o, altro esempio, intervenire per migliorarne sensibilmente le prestazioni.
Inoltre si pensa che il modello di rappresentazione possa essere utilizzato, non solo per riprodurre la mente di una specifica persona, ma anche per simulare "persone che non esistono".

Un esempio pratico forse aiuterà a comprendere meglio.

Supponiamo che, tramite un numero N di variabili, sia possibile rappresentare in modo soddisfacente la mente di un uomo. Supponiamo inoltre di essere in grado di misurare, con una certa precisione, i valori di queste variabili e di identificare le leggi che ne regolano il comportamento. Supponiamo infine che un bravo professionista sia disposto a farsi analizzare la mente dietro adeguato compenso (ma l'amore per la scienza non può avere prezzo...). Avremo così ottenuto una riproduzione mentale semplificata della nostra coraggiosa "cavia".
Supponiamo ora di modificare i valori delle N variabili.
Che cosa otterremo ?
Otterremo una riproduzione mentale di una mente che non esiste. Otterremo una Entità Virtuale.
La modifica "a casaccio" dei valori delle variabili può portare a dei comportamenti divertenti (per chi si diverte con queste cose) ma naturalmente di nessuna utilità pratica. Viceversa se le modifiche vengono indirizzate ad uno specifico fine le utilità pratiche si faranno particolarmente interessanti.
Questo, secondo alcuni, può essere considerato lo scopo ultimo della Intelligenza Artificiale: la creazione di Entità Virtuali dotate di propria conoscenza, esperienza e personalità. Entità utili all'uomo, non certo sostitutive e, men che meno, antagoniste.
Negli ultimi mesi sono nate, all'interno di alcuni laboratori di ricerca, un discreto numero di entità virtuali. Alcune di queste sono state direttamente messe a disposizione di brokers assicurativi e di trader finanziari.

Il concetto di personalità virtuale o di entità virtuale parte dall'ipotesi che ciò che conta sia il comportamento risultante dal corretto funzionamento del programma nel rispondere a domande. L'approccio teorico segue lo schema della "black box" ovvero ci si prefigge la costruzione di una "scatola nera" in grado di rispondere ad una serie pressoché infinita di input.

DOMANDA ==> PROGRAMMA ==> RISPOSTA

Allo stato attuale delle conoscenze questo approccio sembra a molti il più robusto sia in termini teorici che applicativi.
Infatti consente di utilizzare un discreto numero di strumenti software già elaborati e l'impatto psicologico si è dimostrato, in situazioni analoghe, ben accettato.
L'obiettivo operativo consiste nel configurare la reazione della black box in modo tale da somigliare il più possibile allo stile di reazione della persona da sintetizzare.
In fondo la percezione che noi abbiamo della personalità di un individuo non è altro che l'insieme delle sue reazioni rispetto ai quotidiani stimoli esterni: le sue opinioni, il modo di esprimerle, il suo modo di rapportarsi con noi, con gli estranei, con gli eventi che scorrono.
Naturalmente il grado di sofisticazione necessaria ad elaborare una risposta universale ad un generico stimolo complesso è ancora molto lontana dalle attuali capacità della intelligenza artificiale. Questo però non vuol dire che non sia possibile fissare, anche se fondamentalmente in modo statico, alcuni aspetti della personalità di un individuo.
Ad esempio da una persona opportunamente interrogata si può ricavare un discreto numero opinioni fino a capirne i tratti salienti della personalità.
Una volta capita la struttura della personalità si può tentare anche di effettuare delle previsioni comportamentali spesso abbastanza coincidenti con i comportamenti osservabili.
L'idea di base che sta alla costruzione della black box è proprio questa: osservare il comportamento di un individuo conseguente a determinati stimoli e fissarlo in modo riproducibile.
L'esempio più semplice (ma anche il più interessante in generale) di sequenza
"stimolo => reazione"
è sicuramente quello legato alla sequenza
"domanda => risposta"
in ambito verbale.
In fondo sarebbe già un eccellente risultato poter costruire una blackbox che sia in grado di rispondere ad un elevato numero di domande verbali riproducendo fedelmente il modo in cui risponderebbe l'individuo da sintetizzare. Ed allo stato attuale della tecnologia probabilmente questo è anche l'unico obiettivo raggiungibile nell'arco di qualche anno.

A tutti piacerebbe interagire con i propri antenati o

con personaggi del passato, famosi e non.

Gli eventuali scritti (o più in generale le opere) che questi personaggi ci hanno lasciato sono una prima forma di elementare e limitata interazione nel tempo. Quando leggiamo un libro o ascoltiamo un brano musicale in un certo senso l'autore, anche se è morto da molti secoli, comunica direttamente con noi.
L'intelligenza artificiale ci permetterà di ampliare e dilatare significativamente la nostra interazione temporale con le generazioni future. Anche se simulata la comunicazione sarà comunque bi direzionale e appena i progressi teorici lo consentiranno la blackbox sarà in grado di adattarsi anche ad eventi strutturalmente nuovi come l'opinione su un futuro avvenimento di cronaca o la posizione rispetto ad una nuova idea politica o filosofica.
In alcuni laboratori sono stati realizzati dei prototipi che presentano comportamenti particolarmente interessanti. In particolare, nel seguito, descriverò un prototipo realizzato in Italia dagli I-Labs. Il prototipo realizzato rappresenta i primi mattoni di un edificio che naturalmente sarà molto più complesso ed articolato. Esso comunque contiene tutti gli elementi strutturali dell'intero progetto e molte delle future funzionalità.
Da un punto di vista applicativo il programma è perfettamente funzionante anche se è in grado di riconoscere (e quindi rispondere) ad un numero limitato di frasi. Rispetto al progetto finale le principali limitazioni riguardano l'interfaccia verbale ed il riconoscimento visivo.
Oggi il colloquio tra entità virtuale e uomo avviene tramite frasi scritte sul video e battute sulla tastiera. Entro pochi mesi è probabile che la tecnologia "text-to-speech" sia utilizzabile per far rispondere in modo vocale all'entità virtuale con la voce della persona sintetizzata.
Entro pochi mesi dovrebbe essere possibile anche affidare ad una telecamera un efficiente riconoscimento visivo della persona che intende colloquiare.
Il vero salto qualitativo da un punto di vista dell'interfaccia si avrà comunque solo quando la tecnologia del riconoscimento vocale "speech-to-text" sarà sufficientemente universale ed affidabile.
Il programma è stato sviluppato seguendo un particolare Schema teorico di riferimento.
Dopo la fase dei cosiddetti sistemi esperti classici (quelli basati sul concetto di "shell + base di conoscenza") negli ultimi anni le ricerche nel campo della Intelligenza Artificiale si sono fondamentalmente indirizzate verso tre aree principali comunemente conosciute come:

• reti neurali
  
• fuzzy logic
• algoritmi genetici

Ognuna delle tre diverse metodologie ha conseguito importanti risultati in alcuni settori applicativi specifici come la robotica, il riconoscimento ottico ed acustico, la produzione di software, i processi di simulazione biologica, i modelli previsionali, etc...
Ma, fino ad oggi, nessuna di queste metodologie si è rivelata adeguata alla gestione di una realtà complessa e stratificata come può essere quella di un sistema che ha l'obiettivo di riprodurre in modo soddisfacente la personalità di un individuo.
L'approccio proposto trae origine dalla interazione di un modello di comunicazione verbale (che rappresenta il modo di colloquiare tra l'uomo e la macchina), di un modello di memorizzazione delle informazioni (che rappresenta la metodologia con la quale le informazioni vengono metabolizzate) e di un modello matematico-simbolico (che rappresenta in modo tendenzialmente soddisfacente i processi mentali dell'uomo).
Quest'ultimo modello di rappresentazione dei processi mentali a sua volta è il prodotto di una doppia interazione tra un modello formale-deduttivo (rappresentante la cosiddetta dimensione logica dei processi mentali umani) ed un modello operazionale-induttivo (rappresentante la cosiddetta dimensione analogica).
Avremo quindi:

Modello di rappresentazione dei processi mentali
Modello di memorizzazione dell'informazione
Modello di comunicazione verbale
=
Entità Virtuale

I tre modelli utilizzati sono stati sviluppati all'interno degli I-Labs. Vediamo ora le caratteristiche principali dei tre modelli di riferimento utilizzati.

MODELLO DI RAPPRESENTAZIONE DEI PROCESSI MENTALI

Alla base del progetto troviamo la convinzione che l'attività mentale umana sia rappresentabile da un modello. Ma cosa significa rappresentabile da un modello ?
Semplificando, ma non troppo, potremmo dire che i nostri pensieri sono descrivibili mediante formule matematiche. Allo stesso modo in cui possiamo calcolare la traiettoria di un pianeta, analizzare la forma delle onde radio o prevedere il punto di fusione di una sostanza.
Che il funzionamento della nostra mente sia riconducibile ad un modello matematico è oramai un concetto accettato da quasi tutta la comunità scientifica internazionale. La disputa filosofica, centrale nella nostra attuale civiltà, verte sui limiti a cui questo concetto è applicabile.
Alcuni sostengono che non esistono limiti di applicabilità: cioè che qualsiasi nostro pensiero o attività mentale è rappresentabile in modo matematico-simbolico. Altri sostengono che esistono alcune attività mentali che non saranno mai rappresentabili in modo formale.

Le caratteristiche del modello

L'accettazione della possibilità che i nostri pensieri siano formalizzabili in un modello matematico è solo il primo passo verso la comprensione dei nostri processi decisionali. Il difficile arriva quando si tentano di definire le caratteristiche proprie del modello.
Naturalmente questo è un "argomento di frontiera" e, come tutti gli argomenti di frontiera, è soggetto a vivaci dispute tra i ricercatori.
Dal nostro punto di vista l'importante è che il modello sia utile, cioè che sia utilizzabile con soddisfazione nella pratica.
Quando una Entità Virtuale stampa, ad esempio, una relazione sulla situazione assicurativa di un ipotetico cliente, l'importante è che il broker acquisisca il cliente. Quando una Entità Virtuale fornisce degli strumenti di controllo economico, l'importante è che l'utile dell'azienda aumenti. Tutto il resto sono chiacchiere.
Le Entità Virtuali, prodotte dal laboratorio di ricerca, si basano su due idee fondamentali.
La prima consiste nella convinzione che qualsiasi attività mentale umana sia rappresentabile in uno spazio multi dimensionale caratterizzato dalla presenza contemporanea di molteplici fattori, tutti potenzialmente misurabili. Detto in parole più semplici qualsiasi nostra decisione è determinata da un certo numero (grande ma non infinito) di fattori contemporanei. L'interessante è che tutti questi fattori sono misurabili.
Questo significa che, mediante opportuni calcoli, è possibile conoscere quanto ogni singolo fattore pesa nelle varie decisioni.
Ma molta strada è stata fatta anche nella misurazione delle variabili irrazionali.
Il fatto che nel processo decisionale intervengano fattori non propriamente economici (come il tono di voce dell'interlocutore o la temperatura esterna) è un concetto acquisito dalla psicologia motivazionale. Basta accendere la televisione, e guardare molte delle attuali campagne pubblicitarie, per accorgersi di come questi concetti vengano utilizzati con grande successo pratico.
La seconda convinzione, alla base delle Entità Virtuali, risiede nel fatto che all'interno di ognuna delle varie dimensioni (che formano lo spazio multi dimensionale della mente umana) agiscono contemporaneamente tre forze distinte. Queste tre forze sono la risultante della attività svolta dalla parte "logica", dalla parte "analogica" e dalla parte "emotiva" del cervello di ciascuna persona. Detto in altre parole, qualsiasi nostra decisione, a seconda della situazione in cui viene presa, è determinata da tre attività mentali ben distinte: quella gestita dall'emisfero sinistro del cervello (logica), quella gestita dall'emisfero destro (analogica) e quella gestita dal corpo calloso centrale (sintesi istintiva).

Pensiero logico e pensiero analogico

Per pensiero logico si intende tutta quella attività mentale umana che, con un pò di semplificazione, potremmo dire essere gestita dall'emisfero sinistro del cervello. Da un punto di vista funzionale stiamo parlando delle capacità deduttive e matematiche. Da un punto di visto statistico potremmo dire che sono qualità più comunemente "maschili".
Da un punto di vista storico potremmo dire che hanno trovato la loro realizzazione nella nostra "civiltà occidentale".
Per pensiero analogico si intende tutta quella attività mentale umana che è gestita principalmente dall'emisfero destro del cervello.
Da un punto di vista funzionale stiamo parlando delle capacità associative e geometriche. Da un punto di visto statistico potremmo dire che sono qualità più comunemente "femminili". Da un punto di vista storico potremmo dire che hanno trovato la loro realizzazione nelle cosiddette "civiltà orientali".
Naturalmente qualsiasi pensiero, qualsiasi persona e qualsiasi civiltà saranno contemporaneamente sia logiche che analogiche.
Quando diciamo che, da un punto di vista statistico, una donna è tendenzialmente "più analogica" dell'uomo intendiamo che nei suoi processi mentali la parte analogica è spesso più sviluppata di quella logica.
Quando diciamo che la civiltà occidentale è più "logica" di quella orientale intendiamo che la cultura prodotta (linguaggio, alfabeto, metodi di scoperta, etc..) ha seguito criteri maggiormente deduttivi-consequenziali che associativi-analogici.
Da un punto di vista grafico crediamo che il concetto sia facilmente comprensibile. Se rappresentiamo la mente di una persona in uno spazio cartesiano dove la componente analogica è posizionata sull'asse delle X (dimensione orizzontale) e la componente logica è posizionata sull'asse delle Y (dimensione verticale) otterremo delle figure geometriche ellittiche.
Una persona in cui la parte logica fosse perfettamente bilanciata dalla parte analogica avrebbe come figura di rappresentazione un "cerchio perfetto". A livello di pura curiosità il modello matematico implementato evidenzia che un cerchio perfetto è impossibile e che più i valori di una persona si avvicinano al cerchio e maggiormente la persona è psichicamente instabile.
Ogni persona ha una diversa ellisse di rappresentazione delle attività mentali. L'interessante è che però possiamo raggruppare le varie ellissi in categorie simili. Avremo quindi la persona tendenzialmente "verticale" (logica), la persona tendenzialmente "orizzontale" (analogica) e, perché no, la persona tendenzialmente "circolare".
A parità di forma dell'ellisse quindi più la figura è grande e più la persona è "intelligente" (cioè efficiente rispetto alla realtà che lo circonda).
L'evoluzione cerebrale dell'Uomo, sia in termini individuali che sociali, è un continuo passaggio ad ellissi sempre più grandi. E tale sviluppo viene ottenuto mediante due soli fattori: l'esperienza personale diretta e l'esperienza indiretta sintetizzata nella tecnologia.
Ne consegue che più una persona è in grado di metabolizzare esperienza e tecnologia, tanto meglio si adatta alla realtà che lo circonda.
In termini biologici si potrebbe dire che è più "forte".

LO SPAZIO MENTALE

Il modello ha subito naturalmente numerose modifiche ed evoluzioni nel corso degli anni anche se la struttura di base è rimasta fondamentalmente inalterata. La versione utilizzata per la creazione del prototipo qui descritto è formato da 12 spazi ad 8 dimensioni ciascuno per un totale di 96 variabili.
Anche in questo caso, per una maggiore completezza di informazione, può forse essere utile elencare sinteticamente i 12 spazi dimensionali e le relative variabili utilizzati dal modello.

Variabili di Sistema

(lo spazio descrive quello che potremmo definire l'"hardware mentale" di una persona)

• Ampiezza
• Contemporaneità
• Profondità
• Originalità
• Creatività
• Praticità
• Precisione
• Velocità

Sommatorie di accumulo Storico

(lo spazio sintetizza i risultati delle esperienze della persona nelle varie sfere affettive e professionali)

• accettazione Genitori
• vittorie Previsionali
• vittorie Professionali
• accettazione Figli
• accettazione Partner
• vittorie Sessuali
• vittorie Scolastiche
• accettazione Adolescenti

Propensioni Mentali

(lo spazio descrive quello che potrebbe essere definito come il "carattere" della persona)

• Sensibilità
• Responsabilità
• Autocontrollo
• Ironia
• Emulazione
• Insegnamento
• Competizione
• Rischio

Percezione del Tempo Psicologico

(lo spazio descrive come la persona percepisce i vari momenti temporali e le relative importanze che a ciascun momento attribuisce, detto in altre parole descrive lo spazio temporale in cui la persona vive)

• Futuro Remoto
• Domani
• Futuro
• Passato Prossimo
• Passato Remoto
• Ieri
• Passato
• Futuro Prossimo

Percezione dello Spazio Psicologico

(lo spazio descrive come la persona percepisce i vari livelli nel rapporto con gli altri)

• la Natura
• il Vicinissimo (genitori, figli)
• il Sè
• il Complementare (moglie/marito)
• il Trascendente
• gli Altri (conoscenti)
• il Mondo
• il Vicino (colleghi, amici)

Zone d'Interesse

(lo spazio descrive le propensioni e gli interessi nei confronti delle principali sfere di motivazione)

• la Salute
• le Esperienze
• la Cultura
• il Danaro
• il Sociale
• il Sesso
• il Potere (il Comando)
• il Cibo

Tipi di Memoria

(lo spazio descrive le caratteristiche della persona dal punto di vista delle varie capacità di memorizzazione)

• memoria Fotografica
• memoria a Breve
• memoria Analitica
• memoria di Parcheggio
• orientamento Logico
• memoria a Lungo
• orientamento Spaziale
• memoria Stack

Classi di Apprendimento

(lo spazio descrive le principali modalità di apprendimento)

• Esperienza Diretta
• Esperienza Indiretta
• Conoscenza Diretta
• Conoscenza Fantastica
• Conoscenza Emotiva
• Conoscenza Onirica
• Esperienza Astratta
• Esperienza Simulata

Mezzi del Comunicare

(lo spazio descrive le principali modalità di comunicazione)

• Linguaggio Evocativo
• Formule
• Linguaggio Matematico
• Rito
• Parabole
• Comunicazione Modello Attivo
• Linguaggio Simbolico
• Comunicazione Non Verbale

Zone Sensoriali

(lo spazio descrive i principali parametri sensoriali)

• Tatto
• Luce
• Vista
• Genitale
• Olfatto
• Gusto
• Udito
• Equilibrio

Zone Fisiologiche

(lo spazio descrive i principali parametri fisiologici)

• sistema Ormonale
• sistema Riproduttivo
• sistema Nervoso
• sistema Immunitario
• sistema Sanguineo
• sistema Digestivo
• sistema Respiratorio
• sistema Osseo

Parametri Vitali

(lo spazio descrive i principali parametri vitali)

• Efficienza Biologica
• Efficienza Onirica
• Resistenza Mentale
• Resistenza Alimentare
• Equilibrio Pressorio
• Resistenza Muscolare
• Resistenza Respiratoria
• Efficienza Cellulare

Questo modello di rappresentazione dello spazio mentale rappresenta quindi il principale schema di riferimento per la sintetizzazione di una persona nell'entità virtuale.
Nel corso degli anni molte delle 96 variabili sono state particolarmente analizzate specialmente dal punto di vista della specifica misurazione e della identificazione dei legami che le relazionano, in primo luogo, con le altre variabili del proprio spazio.
Ci rendiamo però perfettamente conto che passeranno ancora molti anni prima di poter giungere a qualcosa di veramente robusto da un punto di vista teorico, specialmente nelle sue implicazioni fisiologiche.
Ma è altrettanto vero che da un punto di vista funzionale questo modello di rappresentazione si è già rivelato molto utile in numerosi casi applicativi.

Modello di memorizzazione dell'informazione

L'idea di base consiste nel memorizzare le informazioni non in modo testuale ma in modo simbolico. Qualsiasi frase, qualsiasi archivio, qualsiasi dato prima di essere memorizzato viene "tradotto" in un sistema matematico-simbolico chiuso.
Ad esempio la parola "MELA" non viene memorizzata secondo la classica sequenza di caratteri ASCII ma bensì viene convertita nel "concetto di MELA" a cui corrisponderà un certo valore (dinamico nel tempo e dipendente dalle caratteristiche del sistema chiuso).
Questo consente di attivare una serie di leggi e di legami tra i concetti che altrimenti non sarebbero esprimibili secondo i sistemi di memorizzazione informatici classici. Questa caratteristica è fondamentale per poter utilizzare in modo efficace gli operatori analogici (ad esempio quelli utilizzati nei ragionamenti associativi).
Una delle più interessanti conseguenze operative di questo sistema di memorizzazione simbolico riguarda la completa assenza di archivi di servizio indicizzati. Questo consente di gestire banche dati di grandi dimensioni senza doverle strutturare a priori.
Ne consegue, ad esempio, che la fusione di due banche dati memorizzate in modo simbolico è una operazione semplicissima e praticamente immediata.
Inoltre la base di conoscenza sviluppata per un certo sistema simbolico chiuso è facilmente trasportabile in qualsiasi altro sistema simbolico.
Ad esempio gli operatori utilizzati per gestire il modello di comunicazione verbale (quello che consente all'entità virtuale di "capire" le frasi espresse in italiano corrente possono essere applicati in qualsiasi circostanza con evidenti benefici economi ci in termini di progettazione software.
Il sistema di memorizzazione simbolico consente di ottimizzare le prestazioni anche secondo le normali esigenze di ricerca (retrival ipertestuale). Seguendo sempre un approccio funzionale può forse essere interessante evidenziare i tempi di risposta rispetto ad alcune situazioni classiche.
Ad esempio per ricercare una qualsiasi parola situata alla fine di un testo di 32Mb (circa 6 milioni di parole) questo sistema impiega meno di 10 secondi su un normale PC486 in ambiente Windows.
Considerando sempre lo stesso archivio per estrarre circa duecento frasi in cui appare la parola da ricercare il sistema impiega meno di 20 secondi.
Infine per estrarre circa 50,000 frasi in cui compare la parola il sistema impiega meno di due minuti. Il tutto, come già detto, senza utilizzare nessun tipo di indicizzazione.
Consideriamo che le prestazioni rimangono pressoché inalterate anche effettuando le ricerche per radice (automobil*: automobile, automobilista, automobili, automobilina, etc...) o per sinonimi (automobile!: automobile, automobili, macchina, automezzo, car, autoveicolo, etc...).

Modello di comunicazione verbale

Il modello di comunicazione verbale molto semplicemente consente alla entità virtuale di "capire" la domanda (o la richiesta) formulata dalla persona in italiano corrente, cioè senza ricorrere ad una sintassi specifica.
Questo tipo di tecnologia è già stata applicata con grande soddisfazione in contesti specifici ma non ancora in situazioni generali.
In un certo senso il modello di comunicazione verbale deve necessariamente evolvere insieme al sistema a cui si applica e non può, almeno per il momento, essere completato "a priori".
Il sistema di memorizzazione simbolica, come abbiamo visto nel precedente paragrafo, consente di standardizzare buona parte degli operatori (sia logici che analogici) ma poi ogni entità virtuale deve essere istruita sull'argomento e sulle funzionalità specifiche.
Il prototipo di entità virtuale presentato è quindi, al momento attuale, in grado di riconoscere un numero limitato di frasi. E questa sarà la principale attività necessaria per renderla effettivamente utilizzabile da un punto di vista pratico.
L'idea di base del modello di comunicazione verbale risiede nella ipotesi che anche se le varianti di una specifica domanda sono pressoché infinite, infinito non è il numero delle possibili "esigenze di risposta" da soddisfare. Questo concetto è particolarmente evidente se applicato ad una realtà specifica.