52. Allargare i confini della ricerca con l’intelligenza artificiale
Questa trascrizione è stata prodotta con l’intelligenza artificiale.
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Abigail Acton
Questo è CORDIScovery. Benvenuti a questo episodio di CORDIScovery. Io sono Abigail Acton. Intelligenza artificiale: ci stiamo dirigendo verso un futuro distopico o verso un futuro in cui la forza lavoro sarà sollevata dai compiti più umili? L’apprendimento automatico ci sta mettendo in discussione: esso semplifica la vita, oppure è invasivo? Le aziende stanno acquisendo contenuti per addestrare modelli linguistici di grandi dimensioni in maniere difficili da controllare per gli utenti.
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Abigail Acton
È chiaro che la portata dell’IA è enorme, ma essa è positiva o negativa? Ciò è tuttora oggetto di dibattito. In ogni caso, non c’è dubbio che l’IA e gli strumenti ad essa correlati stiano allargando i confini della ricerca: di ciò oggi abbiamo una certa chiarezza, almeno per quanto riguarda i nostri tre progetti, che hanno tutti ricevuto i finanziamenti dell’UE per la ricerca e l’innovazione. I nostri tre ospiti stanno utilizzando questi strumenti per sviluppare nuove tecnologie e realizzare scoperte che, in precedenza, sarebbero state impossibili.
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Abigail Acton
Stiamo esaminando il modo in cui l’IA sta allargando i confini della conoscenza per migliorare la prevenzione, il trattamento e la riabilitazione dei pazienti colpiti da ictus, per dare voce alle donne dell’Irlanda nel passato, finora inascoltate, e per sviluppare un piccolo e potente sistema di rilevamento delle minacce biologiche al fine di salvare vite umane. John Kelleher, direttore dell’ADAPT Research Ireland Centre for AI-Driven Digital Content Technology
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Abigail Acton
e docente di informatica presso il Trinity College di Dublino, si occupa sullo sfruttamento dell’IA per migliorare la comprensione e il trattamento di patologie mediche complesse. Salve, John. Benvenuto.
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John Kelleher
Buongiorno, Abigail. Sono lieto di essere qui e non vedo l’ora di procedere con la nostra discussione.
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Abigail Acton
Jane Ohlmeyer, docente di storia moderna al Trinity College di Dublino e in precedenza presidente dell’Irish Research Council, è un’esperta in materia di nuove storie britanniche e atlantiche e sta applicando l’IA al recupero delle esperienze vissute da donne ordinarie e non appartenenti all’élite nell’Irlanda della prima età moderna. Buongiorno, Jane.
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Jane Ohlmeyer
Salve. Sono felice di essere qui.
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Abigail Acton
È un piacere averti qui. Béla Mihalik, sviluppatore senior presso l’impresa ungherese Ideas Science,
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Abigail Acton
è specializzato nell’applicazione dell’IA e dell’apprendimento profondo al fine di sviluppare nuovi strumenti in grado di individuare rapidamente potenziali minacce biologiche sotto forma di agenti patogeni e batteri. Ciao, Béla.
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Béla Mihalik
Salve. È bello essere qui.
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Abigail Acton
È un piacere averti con noi, grazie. John, inizierò da te. Il progetto STRATIF-AI si basa sull’attuale utilizzo dell’apprendimento automatico applicato ai pazienti colpiti da ictus per rendere la risposta molto più personalizzata e tempestiva. John, l’assistenza sanitaria è uno dei settori che sta beneficiando maggiormente dell’IA. Puoi raccontarci brevemente quali sono gli obiettivi del progetto STRATIF-AI?
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John Kelleher
Certo, Abigail. Il progetto STRATIF-AI è interessato e focalizzato sull’integrazione di insiemi di dati eterogenei per ottenere informazioni sui pazienti nell’arco della loro vita, prestando particolare attenzione all’impatto generato dall’ictus su di loro. Stiamo quindi cercando di realizzare una stratificazione continua, ed è da questo obiettivo che deriva il nome del progetto: intendiamo creare strumenti basati sull’IA che permettano di stratificare costantemente il rischio di ictus corso dalle persone durante tutta la loro vita, di aiutare a gestirlo e di favorire esiti clinici migliori in seguito al relativo trattamento.
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Abigail Acton
Ok, ottimo. Come avete individuato i pazienti da seguire e come avete reclutato i partecipanti?
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John Kelleher
Il nostro obiettivo finale è quello di coprire ampiamente una popolazione, piuttosto che una coorte specifica: vogliamo essere in grado di sviluppare per tutta la popolazione strumenti adatti a chiunque, che siano in grado di accompagnare una persona per tutta la vita, da quando è molto giovane, passando per il momento in cui viene colpita da un ictus e la fase di cura acuta fino al reinserimento nella società in seguito alle terapie ricevute.
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John Kelleher
Pertanto, l’ambizione finale è sostenere e supportare tutti attraverso questa ricerca.
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Abigail Acton
Okay, favoloso. Sembra davvero un ottimo obiettivo. Come state applicando l’intelligenza artificiale a tutto ciò? In che modo questa tecnologia vi sta aiutando?
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John Kelleher
Nell’ambito di questa ricerca, stiamo mettendo insieme due diversi tipi di IA: il primo si chiama modello basato sui gemelli digitali. Per gemello digitale si intende l’idea di creare un modello computazionale personalizzato per un individuo. La creazione di un gemello digitale rende il modello piuttosto interpretabile a causa della struttura del modello stesso: ci permette di comprendere il modo in cui le diverse variabili che rappresentano lo stato di salute di una persona si evolvono nel corso del tempo.
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John Kelleher
Tuttavia, esistono alcune difficoltà in termini di capacità di sviluppare tali modelli per adattarli ad ampie popolazioni e integrare tipologie di dati molto diverse. Stiamo quindi combinando queste tecnologie basate sui gemelli digitali con quella nota come apprendimento automatico. L’apprendimento automatico è un metodo volto ad analizzare set di dati molto grandi per estrarre modelli e interazioni tra diverse caratteristiche. Unendo questi due tipi di approcci basati sull’IA, quindi, ovvero apprendimento automatico e gemelli digitali, stiamo cercando di creare sistemi personalizzati e interpretabili, in grado di sviluppare e riunire grandi set di dati eterogenei in modo che un individuo sia in grado di comprendere il proprio rischio di ictus per tutta la vita e di gestirlo nella maniera più efficace.
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Abigail Acton
Fantastico. E quindi, immagino, anche di ricevere delle raccomandazioni per ridurre questo rischio.
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John Kelleher
Esattamente, sì. Vorremmo quindi essere in grado, per esempio, di adattare gli interventi suggeriti a una persona al suo rischio di ictus e di aiutarla a capire, nel corso della sua vita, le modalità con cui si evolve e come sia possibile influire su tale rischio attraverso modifiche al proprio stile di vita. Ritengo che uno dei risultati più interessanti a cui tutto ciò può portare è che, in realtà, quanto più precocemente si apporta un cambiamento alla propria vita in termini di rischio di ictus, tanto maggiore sarà l’effetto da esso esercitato sull’approccio cumulativo nel corso di tale vita.
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John Kelleher
Pertanto, anche un piccolo cambiamento apportato in una fase molto precoce della vita, ad esempio modificando il colesterolo in gioventù, può generare un enorme beneficio per tutto il resto del ciclo vitale e quanto prima si interviene nel corso della vita di una persona, tanto sarà maggiore il beneficio cumulativo derivato. Si può immaginare, quindi, che se aspettiamo fino a un’età avanzata per intervenire sul percorso di salute individuale, dovremo intervenire in modo più incisivo, ad esempio ricorrendo all’impiego di farmaci.
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John Kelleher
Il nostro scopo finale, perciò, è far sì che le persone comprendano sin dalle fasi iniziali della loro vita il rischio che corrono e apportino piccoli cambiamenti al proprio stile di vita, in modo da poter evitare interventi di maggiore entità in periodi successivi.
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Abigail Acton
E la differenza tra questo approccio e quello attualmente impiegato nell’ambito del sistema sanitario, in cui si consiglia di mangiare cinque porzioni di frutta e verdura al giorno e di camminare il numero di passi ritenuto valido dal pensiero scientifico e così via, sta nel fatto che i vostri consigli vengono adattati specificamente al singolo individuo.
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Abigail Acton
In questo modo, si ottiene una visione molto più articolata e approfondita in merito ai vari aspetti che interagiscono tra loro: è così?
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John Kelleher
Esattamente. Uno degli aspetti affascinanti della salute e della medicina è che, sebbene possiamo ottenere ed estrarre informazioni sui fattori di rischio a livello di popolazione, siamo tutti individui differenti e il modo in cui essi interagiscono all’interno dei nostri sistemi è differente. Di conseguenza, ciò che stiamo cercando di fare con il nostro progetto è realizzare modelli personalizzati su misura per ciascuna persona al fine di acquisire i fattori di rischio individuali.
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John Kelleher
Quindi, ad esempio, si potrebbe considerare che alcune persone sono predisposte geneticamente a particolari fattori di rischio e vi sono alcuni aspetti, noti come epigenetica, in base ai quali il nostro stile di vita attiva e disattiva i geni che causano fattori di rischio, oppure che aggravano e amplificano tali fattori, o li riducono. Provare quindi a integrare, ad esempio, le informazioni genetiche con lo stile di vita, la natura e l’influenza ambientale può consentirci di identificare un rischio molto più personalizzato per un individuo rispetto a quello che individueremmo se ci limitassimo a considerare una persona come simile a tutte le altre presenti in una popolazione.
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Abigail Acton
E naturalmente, il vantaggio immediato è che grazie a questo input personalizzato ci si motiva molto di più a seguire i suggerimenti, perché sono forniti specificamente su misura per una persona, si tratti di Abigail Acton, John Kelleher o chiunque altro, quindi è probabile che vengano presi più seriamente.
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John Kelleher
Sì: in realtà, uno degli aspetti più interessanti del progetto è che il nostro partner di Linköping, che coordina il progetto, ha avuto l’idea di utilizzare i gemelli digitali, che ci danno la possibilità di simulare lo stato di salute futuro di una persona. Quindi, ci siamo impegnati a sviluppare il concetto di tali gemelli digitali caratterizzato da un’interfaccia grafica
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John Kelleher
che ci permette non solo di individuare il rischio individuale, ma anche di mostrare come si evolverà nel tempo a livello grafico, il che lo rende molto più concreto. È possibile visualizzare, ad esempio, come si invecchierebbe seguendo uno stile di vita rispetto a un altro con l’obiettivo di migliorare la compliance dei pazienti e gli interventi intesi ad aiutarli, motivandoli.
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Abigail Acton
Assolutamente, sembra tutto molto stimolante. E tutto ciò si troverà su uno smartphone, funzionando come un’applicazione? Basterà tirare fuori dalla tasca il proprio telefono per verificare le scelte che si stanno facendo e il loro impatto in tempo reale? Sarebbe questo l’obiettivo finale?
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John Kelleher
Allora, abbiamo in mente due metodi da implementare: uno è costituito da una piattaforma di gestione della salute da tenere sul proprio telefono per consultare il proprio profilo personalizzato e la cartella clinica elettronica, mentre il secondo da un display grafico di maggiori dimensioni da utilizzare in un intervento, chiamato dialogo sulla salute, in cui ci si reca da un medico, magari ogni dieci anni o cinque anni, e si conversa con l’obiettivo di simulare la situazione e di ricevere un piano da seguire, anche grazie al contributo del paziente.
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John Kelleher
Oppure, sarà possibile simulare una scansione dell’intero corpo del paziente e dialogare con lo stesso, dicendo ad esempio: «Bene, modificando questo e quest’altro parametro, ad esempio riducendo l’apporto calorico, la conseguenza sarà quella di abbassare il colesterolo.» E grazie alle informazioni ricevute, il paziente potrà instaurare un dialogo con se stesso: «Quale piano vorresti adottare nei prossimi 5 o 10 anni?»
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Abigail Acton
Fantastico.
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John Kelleher
Quindi, l’obiettivo è far sì che pazienti e medici parlino tra loro e sviluppino congiuntamente i piani di trattamento e supporto.
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Abigail Acton
Pertanto, un meccanismo basato sulla collaborazione, piuttosto che una sorta di istruzione. Fantastico. Credi che la tecnologia dei gemelli digitali possa essere utilizzata anche in altri processi dell’assistenza sanitaria? Esistono sono altre applicazioni che ritieni potrebbero risultare utili?
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John Kelleher
Assolutamente. L’aspetto davvero entusiasmante dei gemelli digitali è la loro capacità di simulare l’evoluzione di un sistema: nel nostro caso, l’evoluzione di una malattia nel corpo di un individuo. Pertanto, in qualsiasi tipo di condizione di salute in cui si verifica un’evoluzione cronica e a lungo termine di tale patologia,
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John Kelleher
i gemelli digitali possono consentire di effettuare una simulazione. Tuttavia, anche se ci allontaniamo dall’ambito della medicina di precisione per un singolo individuo, possiamo applicare tale tecnologia, per esempio, anche alla logistica dell’assistenza sanitaria, simulando le operazioni ospedaliere e la gestione delle strutture: i gemelli digitali, infatti, sono in grado di simulare tanto un individuo, quanto un sistema fisico. Abbiamo perciò la possibilità di migliorare la logistica dell’assistenza sanitaria, riducendone l’onere a livello economico.
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John Kelleher
Ma poi c’è anche l’idea dello sviluppo di farmaci e della simulazione di dispositivi medici: intendiamo utilizzare queste tecnologie al fine di incrementare la rapidità con cui possiamo sviluppare nuovi trattamenti o dispositivi, nonché di simulare dispositivi e interventi su individui per verificarne l’efficacia prima che vengano implementati.
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Abigail Acton
E che dire di tale tecnologia applicata a un agente patogeno, in modo da poter osservare l’impatto del trattamento sullo stesso sotto forma di gemello digitale?
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John Kelleher
Senza dubbio. Esiste una sfida nello sviluppo dei gemelli digitali, nonché uno degli elementi che stiamo realmente monitorando e affrontando nell’ambito del nostro progetto. Sebbene questa tecnologia disponga di enormi capacità e vantaggi per il futuro, la difficoltà risiede nella loro implementazione, per la quale abbiamo bisogno di una teoria, o di un modello, che spieghi come un sistema, o un processo, si evolve nel corso del tempo, il che può risultare impegnativo da attuare.
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John Kelleher
Ed è qui che entra in gioco la complementarietà tra il gemello digitale e l’apprendimento automatico: l’apprendimento automatico, infatti, ci consente di modellare alcune delle complesse interazioni di alto livello per le quali potremmo pensare di avere una conoscenza teorica, mentre la sua integrazione con il gemello digitale permette a quest’ultimo di effettuare la modellizzazione in modo interpretabile e comprensibile
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John Kelleher
delle aree che comprendiamo, integrando al contempo i modelli ricavati dall’apprendimento automatico dai grandi insiemi di dati per aiutare l’intero sistema a funzionare in modo più completo.
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Abigail Acton
Fantastico. Sembra una maniera meravigliosa di allargare i confini della ricerca attraverso l’IA! Grazie mille, John.
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John Kelleher
È questo il motivo per cui penso che l’integrazione dei gemelli digitali, e quindi gli approcci basati sulla teoria, se vogliamo, rispetto agli approcci di apprendimento automatico basati sui dati che hanno catturato quelle interazioni di alto livello prima, forse, che le comprendiamo, sia un approccio così promettente: questa modellizzazione ibrida ci consentirà di iniziare a costruire sistemi che integrano sia ciò che comprendiamo, sia ciò che
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John Kelleher
possiamo modellizzare, che a un certo punto diventano cose diverse. In tal modo, effettuiamo una lenta integrazione con quei sistemi iniziali incrementando la quantità di informazioni che comprendiamo, in modo da renderle più interpretabili.
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Abigail Acton
Fantastico. Grazie John. Ora, passiamo a Jane. Sebbene il ruolo delle donne nell’Irlanda della prima età moderna sia stato fondamentale in questo periodo di cambiamenti sociali, le loro storie di resilienza in tale contesto di sconvolgimenti e traumi sociali sono andate in gran parte perdute nella storia. Il progetto VOICES ha permesso di dar loro una voce grazie all’aiuto dell’IA, che apre pertanto orizzonti anche nelle scienze umane.
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Abigail Acton
Quali erano le sfide che bisognava affrontare prima che questi strumenti diventassero disponibili e cosa è possibile fare ora grazie ad essi?
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Jane Ohlmeyer
La difficoltà più complessa da superare riguardava l’accesso ai manoscritti stessi, nonché quello al materiale disponibile in formato digitale che non era interoperabile. Tali compartimenti stagni digitali non comunicavano tra loro ed è in queste due specifiche aree che l’IA è stata davvero molto utile per il nostro lavoro.
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Jane Ohlmeyer
Inoltre, ritengo che ci troviamo appena agli inizi dell’esplorazione di questo potenziale, ma se riusciamo a sfruttarlo efficacemente, l’IA sarà davvero rivoluzionaria nel campo della ricerca storica, non solo in materia di donne. Noi, invece, ovviamente ci siamo concentrati sulle donne.
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Abigail Acton
Credo proprio di sì. Voglio dire, sembra difficile da immaginare, anche per una giornalista come me, prima che tutti questi strumenti diventassero disponibili e così via.
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Abigail Acton
Ma, insomma, come si sarebbe potuta fare una cosa del genere in passato? Senza questi strumenti sareste mai riusciti a portare a termine un progetto di così vasta portata?
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Jane Ohlmeyer
L’IA ci permette di realizzare tutto ciò su vasta scala perché ci consente di esaminare varia documentazione, in particolare fiscale o demografica, oppure legale, la cui analisi richiede un’enorme quantità di tempo.
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Abigail Acton
E ciò che abbiamo scoperto è che le donne sono celatamente presenti all’interno di essa, Abigail. Pertanto, l’IA ci consente di identificare queste donne una volta portate in superficie, per così dire. Poi, ovviamente, analizziamo ciò che troviamo. Quindi, questa tecnologia ci ha davvero aiutato enormemente nell’identificazione e nell’accesso alle donne non appartenenti all’élite che, come ho detto, sono presenti in maniera molto celata all’interno delle documentazioni.
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Abigail Acton
Fantastico. E che genere di informazioni avete scoperto, Jane?
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Jane Ohlmeyer
Ciò che abbiamo scoperto è che, in realtà, le donne si sono sempre nascoste in bella vista e che i documenti che prima pensavamo non fossero utili, ora si sono rivelati di enorme valore. Lasciami fare un esempio: nell’Irlanda del XVII secolo esistono dei documenti chiamati «funeral entries», l’equivalente degli odierni necrologi.
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Jane Ohlmeyer
E nessuno vi ha mai dato particolare importanza. Ciò che abbiamo messo in evidenza è che oltre un terzo di tali documenti sono stati in realtà scritti da donne e riguardano donne. Così, all’improvviso, un corpus di materiali completamente nuovo è stato portato alla luce grazie alle nostre interazioni con l’IA. Esistono poi i testamenti: anche in questo caso pensavamo che, per una serie di ragioni, ne esistessero pochi o nessuno scritti da donne.
00:15:35:13 - 00:15:53:13
Jane Ohlmeyer
Invece, ne abbiamo scoperti circa 500: ancora una volta, l’IA si è rivelata estremamente utile nel consentirci di identificarli e di creare successivamente dei surrogati digitali in grado di analizzarli ed esaminarli.
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Abigail Acton
Scusa se ti interrompo, tutto ciò mi sembra così interessante! Ho il cervello in fermento per tutte le domande che vorrei porre. Innanzitutto, sembra un po’ il lavoro di un archeologo che scopre una tomba finora sconosciuta che fa luce su tutta la cultura di quel periodo.
00:16:09:10 - 00:16:12:18
Abigail Acton
È assolutamente affascinante, deve essere davvero emozionante. Non lo è, Jane?
00:16:12:20 - 00:16:28:04
Jane Ohlmeyer
Oh Abigail, è veramente entusiasmante, non puoi immaginare! È come se stessi andando a cercare qualcosa pensando di non trovare niente e, all’improvviso, un terzo dei documenti rinvenuti è rilevante e interessante, e non immaginavamo nemmeno che esistessero.
00:16:28:06 - 00:16:48:03
Jane Ohlmeyer
Perché nel 1922, l’archivio in Irlanda fu distrutto: si tratta di uno di quei casi in cui tutto il materiale si disperde o, in altre parole, le trascrizioni vengono sparse ovunque. Grazie alla tecnologia, siamo in grado di ricostruire ogni cosa in un modo molto importante e innovativo, credo.
00:16:48:08 - 00:16:52:03
Abigail Acton
Bene. Hai detto che, apparentemente, il materiale era andato perduto.
00:16:52:05 - 00:16:59:09
Abigail Acton
Quindi, dove lo avete trovato? Le trascrizioni sparse di duplicati trovati in luoghi sino ad ora non sottoposti a indagine.
00:16:59:09 - 00:17:20:14
Jane Ohlmeyer
Negli archivi nazionali di Dublino sono conservati alcuni testamenti che non si pensava fossero sopravvissuti all’incendio, quindi in tal caso la scoperta è ovvia. Certo. Ma stiamo anche rinvenendo trascrizioni che si trovano in collezioni private o in pubblicazioni rilasciate prima del 1922, anno in cui si verificò il grande incendio.
00:17:20:16 - 00:17:32:03
Jane Ohlmeyer
Per cui, il materiale si trova in centinaia di luoghi diversi e del tutto disparati e la tecnologia ci permette di prendere tutte queste ricchezze digitali e metterle insieme.
00:17:32:05 - 00:17:44:19
Abigail Acton
Adoro le vincite digitali. Bene, deve dipendere dal fatto che i testamenti sono una finestra sulla cultura di una società; per esempio, ovviamente mi viene subito in mente che le donne avevano proprietà da lasciare in eredità, e ogni sorta di cose.
00:17:44:19 - 00:17:48:00
Abigail Acton
Raccontami qualche informazione che hai ricavato dall’esame di tali documenti.
00:17:48:00 - 00:18:15:13
Jane Ohlmeyer
Per quanto riguarda i testamenti, ci dicono molto sulla cultura materiale e sulle proprietà, ad esempio gioielli e beni familiari. Ma non si tratta solo di questo aspetto: ci informano anche sulle persone più care alle donne in esame, le loro reti intime le modalità con cui tendano a lasciare in eredità ad altre donne soprattutto beni mobili, e a volte anche terreni e beni immobili.
00:18:15:15 - 00:18:36:16
Jane Ohlmeyer
Per cui, stiamo appena iniziando a recuperare tutto questo e bisogna ricordare che, nel XVII secolo, una donna non aveva una propria identità legale, a meno che non fosse vedova, mentre una donna sposata poteva agire in tal veste solo se il marito glielo permetteva. Quindi, ancora una volta, stiamo acquisendo informazioni che non pensavamo fosse possibile trovare:
00:18:36:18 - 00:18:37:18
Jane Ohlmeyer
sì, è stato fantastico.
00:18:37:23 - 00:18:52:00
Abigail Acton
Sì, lo sembra davvero. Hai qualche esempio di storie che avete vissuto che vi hanno sorpreso o che vi hanno fatto sentire bene, usando il vecchio cliché, un po’ come un momento «Eureka»?
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Jane Ohlmeyer
Abbiamo vissuto un sacco di momenti del genere. È davvero emozionante.
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Jane Ohlmeyer
E siamo solo a due anni dall’inizio del progetto, Abigail: quindi, ne parleremo nuovamente tra un paio d’anni. Il mio collega sta lavorando intensamente alla Court of Chancery irlandese, la Court of Equity, dove un gran numero di donne sono querelanti e imputate. E ancora una volta, è davvero affascinante vedere come, solitamente nei momenti di crisi personale, queste donne escano allo scoperto e si rivolgano spesso ai tribunali per proteggere i propri interessi.
00:19:24:11 - 00:19:50:08
Jane Ohlmeyer
Potrebbe essere che abbiano ricevuto del denaro al momento del matrimonio e che un parente maschio stia cercando di rubare loro i soldi, la terra o le proprietà, oppure che si rivolgano al tribunale per proteggere gli interessi dei loro figli o la loro stessa reputazione. Abbiamo un resoconto molto, molto intrigante di una giovane donna che ha iniziato una relazione con un uomo
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Jane Ohlmeyer
e ha avuto un figlio con questo prima di sposarsi, per poi farlo. E il marito che sposa sta in realtà portando in tribunale il suo ex amante per aver danneggiato la reputazione della moglie. Sono queste le storie che solitamente vanno perdute nella storia e che, direi, offrono una visione molto personale sulla vita delle persone.
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Abigail Acton
Assolutamente meraviglioso. Bene, grazie mille per averci spiegato tutto questo e per averlo esposto in modo così chiaro. Qualcuno ha delle domande da porre a Jane?
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John Kelleher
Io ne avrei una, Jane. Sono affascinato dal progetto VOICES e sono davvero emozionato, tra l’altro, perché state utilizzando le nuove tecnologie per cercare di comprendere il passato con nuove modalità, tecnologie che si evolvono molto rapidamente. Mi piacerebbe davvero sapere come potresti pensare o immaginare il modo in cui questi sistemi di IA si stanno evolvendo e le loro possibili future progettazioni, alla luce dell’obiettivo di migliorare e supportare la ricerca storica.
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John Kelleher
Quali sono le potenzialità che ti auguri avranno in futuro e come ritieni che permetteranno di svolgere ricerca storica?
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Jane Ohlmeyer
Ottima domanda, John. Voglio che il sistema di IA del futuro sia trasparente e che gli informatici, per non parlare degli storici, comprendano gli algoritmi alla loro base. Voglio un sistema di IA che si fondi sui principi etici e che, grazie a questo codice etico, protegga la proprietà intellettuale di tutti coloro che vi contribuiscono.
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Jane Ohlmeyer
Ma ho anche un terzo desidero: un sistema di IA che sia rispettoso dell’ambiente. Sono del tutto consapevole, infatti, che i requisiti del sistema attuale sono particolarmente elevati in termini di energia e di acqua, soprattutto per quanto concerne l’IA generativa. Quindi, guardando al futuro, per me le questioni etiche e ambientali sono estremamente importanti. Inoltre, mi sentirò molto più tranquilla se mi potrò fidare del sistema di IA che avremo creato,
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Jane Ohlmeyer
perché, al momento, la fiducia è la mia obiezione o preoccupazione fondamentale nei confronti di questa tecnologia.
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Abigail Acton
Certo, penso che possiamo tutti concordare su questo. Perfetto, grazie. Béla, ora mi rivolgo a te. Il terrorismo può assumere molte forme, tra cui quelle biologiche, e le armi biologiche rappresentano una minaccia principalmente a causa delle difficoltà di rilevarle. Tuttavia, questa è una situazione che HoloZcan sta affrontando direttamente:
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Abigail Acton
il progetto si è avvalso dell’IA per sviluppare apparecchiature in grado di aiutare gli operatori di primo intervento in caso di emergenza. Quale problema avete cercato di risolvere nello specifico, Béla?
00:22:21:07 - 00:22:54:06
Béla Mihalik
Sì. Il problema è stato messo in luce principalmente dal progetto ENCIRCLE dell’Unione europea, che ha definito le lacune esistenti in questo campo: secondo quanto scoperto, non esiste alcuno strumento valido per il rilevamento biologico sul campo. Ci siamo pertanto prefissi di creare un dispositivo in grado di funzionare sul campo che potesse essere utilizzato in numerosi scenari, non solo in uno.
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Béla Mihalik
Si tratta di una grande sfida, ovviamente, al di là dello stato dell’arte, ma abbiamo iniziato a pensare a come applicare la microscopia, in particolare la tecnologia della microscopia olografica, per colmare questa lacuna, anche se non abbiamo risolto del tutto il problema.
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Abigail Acton
Beh, direi che avete iniziato molto bene! Béla, quali sono i metodi attualmente impiegati per rilevare ciò che potrebbe essere presente in un attacco biologico?
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Béla Mihalik
Al momento, il metodo più accettato per il rilevamento è l’utilizzo di metodi basati sulla PCR. Inoltre, i metodi di marcatura a fluorescenza e di sequenziamento del DNA richiedono tutti la preparazione in laboratorio, risultando molto dispendiosi in termini di tempo. Per di più, ad esempio, il software per la PCR fornisce alcuni risultati positivi falsi, ovvero può segnalare e verificare la presenza di un pericolo anche se non c’è,
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Béla Mihalik
e questo tasso è molto alto, superiore al 20% - 30%, per gli agenti patogeni attualmente rilevabili. In secondo luogo, il problema dei segmenti epigenetici non è attualmente preso in considerazione: in altre parole, nel DNA possono essere rilevati frammenti considerati pericolosi, che non sono invece presenti a livello proteico: pertanto, in realtà non hanno alcun rischio associato.
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Abigail Acton
Ciò che intendi è che i sistemi attuali potrebbero rilevare frammenti di DNA? Sì. In un certo senso, non sono accurati. Qual è il problema legato all’individuazione di tali frammenti?
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Béla Mihalik
Il problema è che non riusciamo a trovare frammenti pericolosi che possano codificare proteine pericolose, ma a causa delle informazioni epigenetiche le cellule non esprimono, non creano tali proteine. E tale codice si trova ovunque intorno a noi nell’ambiente, ma non viene espresso a causa dei blocchi epigenetici: ecco perché non possiamo usare il sequenziamento in ogni caso. Capisco.
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Abigail Acton
Quindi, il sequenziamento potrebbe comunque rilevare qualcosa che si trova intorno a noi, ma che non costituisce alcun problema. Sì. Tuttavia, lo identifica confonde di conseguenza il risultato finale, perché gli operatori non possono capire di che cosa si tratti nello specifico: ok, ho capito cosa intendi, bene. Allora, in che modo HoloZcan ha cercato di risolvere tutto ciò e come ha utilizzato l’IA a tal fine?
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Béla Mihalik
Nell’ambito di HoloZcan, ci siamo concentrati sulla tecnologia microscopica olografica in quanto è in grado di calibrarsi autonomamente, ovvero di creare immagini auto-calibrate. Ciò significa che possiamo analizzare numericamente l’immagine in modo da ricavarne valori in diverse condizioni, mentre l’olografia offre una base molto stabile per queste analisi numeriche.
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Béla Mihalik
In tal modo, possiamo vedere le precise proprietà morfologiche e altre proprietà ottiche, come le informazioni spettrali e di rifrazione, di piccoli oggetti e svelare una vasta gamma di informazioni; inoltre, possiamo non solo identificare, ma classificare le particelle e vedere le complesse morfologie nel campione e intorno agli oggetti.
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Béla Mihalik
Da questa complessità morfologica, grazie all’uso dell’IA riusciamo a comprendere se la situazione osservata è intenzionale e se è di origine antropica, oppure ambientale o circostanziale. Pertanto, l’IA può essere di grande aiuto per identificare la vera fonte.
00:26:52:02 - 00:27:21:22
Abigail Acton
Ok, fantastico. Quindi, invece di prelevare piccoli campioni per cercare di identificare il materiale, avete sviluppato un sistema che, in realtà, visualizza - Ok. - il materiale e quindi si serve dell’IA per effettuare un controllo incrociato in merito al suo aspetto: l’aspetto del campione o l’aspetto degli elementi presenti all’interno del campione. A questo punto, svolge un ulteriore controllo incrociato con un altro tipo di database di immagini simili e decide di cosa si tratta, oppure le prossime azioni da intraprendere,
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Abigail Acton
se ho capito bene.
00:27:22:11 - 00:27:52:06
Béla Mihalik
Esatto! Il lavoro è iniziato con diversi filoni. In primo luogo, naturalmente, c’è il laboratorio, dove ci siamo serviti di campioni molto puliti di batteri e altri agenti patogeni; poi, abbiamo creato un database e addestrato l’IA a identificare questi diversi tipi di batteri. Il metodo funziona molto bene sui campioni di laboratorio, registrando una precisione superiore al 99%.
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Abigail Acton
Mi pare che tu abbia menzionato una generazione di 70 000 ologrammi sintetici. Sì. Costruiti per riflettere particelle biologiche reali, 70 000. Sono moltissimi!
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Béla Mihalik
Esatto. Abbiamo creato uno strumento di simulazione, perché in laboratorio non potevamo lavorare con tutti i campioni: ve ne sono infatti alcuni di livello di biosicurezza quattro, ovvero potenzialmente letali, che non possiamo trattare, poiché non ci è permesso maneggiare questo tipo di materiali. Pertanto, abbiamo creato delle simulazioni, dei campioni di come essi si presentano.
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Béla Mihalik
Quindi, abbiamo creato il tipo di oggetti desiderato, ma è possibile che non possiamo mai misurarli, se non in un certo periodo di tempo. Eppure, possono manifestarsi nella realtà: pertanto, avvalendoci della simulazione singola o dei gemelli digitali, diciamo, possiamo ampliare l’addestramento dell’IA.
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Abigail Acton
In pratica, quindi, si tratta di ologrammi sintetici, una specie di biblioteca di riferimento.
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Béla Mihalik
Proprio così.
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Abigail Acton
Fantastico! Allora, un operatore di primo intervento porta con sé questo dispositivo in una situazione in cui sospetta che ci sia stata una sorta di minaccia biologica e prende un campione di aria o di terreno e lo mette nel contenitore. Funziona così, o in un altro modo?
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Béla Mihalik
In realtà, la soluzione si concentra solo sui patogeni trasportati dall’aria: utilizziamo dispositivi per la raccolta di campioni d’aria basati sull’effetto Coriolis e anche impattatori.
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Abigail Acton
Cos’è un impattatore?
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Jane Ohlmeyer
Un impattatore è un dispositivo grazie al quale si crea un flusso d’aria con dei ventilatori e si inserisce un ostacolo nella linea di tale flusso, dove i piccoli oggetti si attaccano. A questo punto, è possibile raccoglierli per metterli su un vetrino e analizzarli direttamente al microscopio.
00:29:45:14 - 00:29:48:03
Abigail Acton
E tutto ciò può essere fatto in loco e in tempo reale.
00:29:48:07 - 00:29:57:00
Béla Mihalik
Sì, è possibile farlo in situazioni reali e in tempo reale e possiamo anche integrare tra loro impattatore e microscopio.
00:29:57:04 - 00:30:07:12
Abigail Acton
Certo. Quindi, in pratica, è possibile raccogliere dati sul campo che consentiranno al personale di primo intervento di scoprire immediatamente cosa ha contaminato l’area, è così?
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Béla Mihalik
Sì, proprio così. E possiamo analizzare la composizione dell’aria, ovvero l’informazione più importante per gli operatori di primo intervento, e da ciò dedurre se si tratta di una minaccia reale. Può esserlo, ma può anche essere una variazione ambientale.
00:30:24:16 - 00:30:37:21
Abigail Acton
Ok, è fantastico! In tal modo si evitano tutti questi falsi positivi, che potrebbero causare caos quando non sussiste alcun pericolo, e così via. Ottimo. Perfetto, grazie mille, Béla. Hai spiegato molto bene. John, hai una domanda per Béla?
00:30:37:23 - 00:31:04:24
John Kelleher
Sì, sono davvero affascinato da questo lavoro. Sono molto interessato all’aspetto precedente riguardante i dati sintetici: nel mio campo, nonché nel settore sanitario, utilizziamo spesso dati sintetici per proteggere la privacy delle persone. In questo caso, invece, usate dati sintetici perché i dati reali sarebbero molto pericolosi da manipolare. Mi chiedevo che sfide dovete affrontare nella creazione di un sistema per la sintesi dei dati, quanto non potete affatto maneggiare i dati reali.
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John Kelleher
In ambito sanitario, ad esempio, possiamo prendere un campione di dati del paziente e sintetizzarlo per proteggere la privacy. Immagino che per voi, invece, ci siano ancora più sfide da affrontare nel creare un buon sistema di sintesi.
00:31:18:10 - 00:31:47:21
Béla Mihalik
Certo, è davvero complicato, come hai detto. Per prima cosa abbiamo dovuto calcolare un livello microscopico di propagazione della luce e gli ologrammi: a tal fine, è stato necessario calcolare le interferenze e avvalersi di diversi tipi di modelli matematici. Uno di questi è la simulazione passo per passo FDD,
00:31:47:21 - 00:32:16:00
Béla Mihalik
mentre un altro è quello analitico, che impiega alcune regole della fisica per gestire in ciascun piano le informazioni dei dati e propagarle piano per piano. Ci serviamo quindi di diversi metodi matematici e li confrontiamo tra loro. La sfida è stata sia costruire il modello che convalidarlo attraverso diverse simulazioni, nonché nella realtà.
00:32:16:02 - 00:32:20:02
Béla Mihalik
È stata questa la maggiore difficoltà, a mio parere.
00:32:20:04 - 00:32:44:10
Abigail Acton
Direi che per metterla alla luce ci voleva qualcuno che lavora con l’IA: deve essere stato senza dubbio un obiettivo difficile da raggiungere. Grazie, John, hai posto una domanda molto pertinente. E grazie a te, Béla, eccellente lavoro. Bene, grazie mille a tutti voi, è stato davvero affascinante. È così bello sentir parlare dell’applicazione dell’IA in un modo che si percepisce come un contributo al nostro benessere, piuttosto che come una sorta di cosa spaventosa pronta a rubarci tutti i nostri posti di lavoro.
00:32:44:10 - 00:32:49:06
Abigail Acton
Grazie mille a tutti voi per essere stati con me oggi: è stato davvero molto interessante!
00:32:49:08 - 00:32:53:06
John Kelleher
Arrivederci Abigail, Béla e Jane: è stato un piacere parlare con voi, discutere di questi temi è stato veramente gradevole.
00:32:53:10 - 00:32:56:05
Jane Ohlmeyer
È stato un vero piacere! Grazie per avermi invitata.
00:32:56:07 - 00:32:57:17
Béla Mihalik
Grazie, grazie! Grazie
00:32:57:18 - 00:33:18:01
Abigail Acton
mille per esservi uniti a noi. Arrivederci! Se vi è piaciuto questo podcast, seguiteci su Spotify e Apple Podcast, o dovunque ascoltiate i vostri podcast, e date un’occhiata alla home page sul sito web di Cordis. Iscrivetevi per non perdere le ricerche più interessanti sulla scienza finanziata dall’UE. Se vi è piaciuto questo episodio, perché non spargere la voce?
00:33:18:03 - 00:33:38:03
Abigail Acton
Abbiamo parlato della più grande collezione di virus al mondo, dell’uso della RV nella risoluzione dei conflitti e di come i grilli sostituiranno presto la carne nel vostro hamburger. Nelle ultime 51 puntate troverete sicuramente un tema che stuzzicherà la vostra curiosità. Scoprite sul sito le tante ricerche impegnate a svelare le forze che muovono il mondo. Siamo sempre felici di ricevere i vostri commenti.
00:33:38:07 - 00:33:47:20
Abigail Acton
Scriveteci all’indirizzo editorial@cordis.europa.eu. Alla prossima.
Sebbene la portata dell’IA sia enorme, è tuttora oggetto di dibattito il fatto che sia positiva o negativa
Intelligenza artificiale: ci stiamo dirigendo verso un futuro distopico o verso un futuro in cui la forza lavoro sarà sollevata dai compiti più umili? L’apprendimento automatico ci sta mettendo in discussione: esso semplifica la vita, oppure è invasivo? Le aziende stanno acquisendo contenuti per addestrare modelli linguistici di grandi dimensioni in maniere difficili da controllare per gli utenti. In ogni caso, non c’è dubbio che l’IA e gli strumenti ad essa correlati stiano allargando i confini della ricerca: di ciò oggi abbiamo una certa chiarezza, almeno per quanto riguarda i nostri tre progetti, che hanno tutti ricevuto i finanziamenti dell’UE per la ricerca e l’innovazione. I nostri tre ospiti stanno utilizzando questi strumenti per sviluppare nuove tecnologie e realizzare scoperte che, in precedenza, sarebbero state impossibili. Stiamo esaminando il modo in cui l’IA sta allargando i confini della conoscenza per migliorare la prevenzione, il trattamento e la riabilitazione dei pazienti colpiti da ictus, per dare voce alle donne dell’Irlanda nel passato, finora inascoltate, e per sviluppare un piccolo e potente sistema di rilevamento delle minacce biologiche al fine di salvare vite umane. John Kelleher(si apre in una nuova finestra), direttore dell’ADAPT Research Ireland Centre for AI-Driven Digital Content Technology e docente di informatica presso il Trinity College di Dublino, si occupa sullo sfruttamento dell’IA per migliorare la comprensione e il trattamento di patologie mediche complesse e ha coordinato il progetto STRATIF-AI. Jane Ohlmeyer(si apre in una nuova finestra), docente di storia moderna al Trinity College di Dublino e presidente dell’Irish Research Council, è un’esperta in materia di nuove storie britanniche e atlantiche e sta applicando l’IA al recupero delle esperienze vissute da donne «ordinarie» e non appartenenti all’élite nell’Irlanda della prima età moderna, che ha esplorato nell’ambito del progetto VOICES. Béla Mihalik(si apre in una nuova finestra), sviluppatore senior presso l’impresa ungherese Ideas Science(si apre in una nuova finestra), è specializzato nell’applicazione dell’IA e dell’apprendimento profondo al fine di sviluppare nuovi strumenti in grado di individuare rapidamente potenziali minacce biologiche sotto forma di agenti patogeni e batteri. HoloZcan ha sviluppato una tecnologia per aiutare gli operatori di primo intervento.
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