Imparare ad affrontare gli imprevisti: addestrare l’intelligenza artificiale a gestire l’incertezza
È ormai assodato che l’intelligenza artificiale (IA) trovi applicazione in ogni aspetto della vita umana. Motore economico che sta già rivoluzionando le case, le scuole e i posti di lavoro del nostro mondo, l’IA di nuova generazione dovrà migliorare la propria capacità di formulare previsioni in situazioni diverse da quelle su cui è stata addestrata. Il progetto E-pi(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, ha sviluppato un paradigma per l’IA epistemica in grado di gestire le incertezze in maniera più efficace.
Apprendimento automatico epistemico
L’epistemologia è lo studio filosofico della conoscenza, definizione in cui risulta implicita la capacità di riconoscere i casi in cui le proprie conoscenze sono insufficienti. Tale consapevolezza è una caratteristica intrinseca dell’intelligenza umana; ciononostante, per l’IA la capacità di riconoscere le proprie carenze in termini di conoscenze deve essere costruita utilizzando modelli teorici e matematici. «Nell’attuale apprendimento automatico», spiega Fabio Cuzzolin, coordinatore del progetto, «il processo di apprendimento è orientato all’analisi di un insieme di dati di addestramento relativamente ridotto, piuttosto che all’insieme completo dei dati generabili dal mondo». «I modelli tradizionali basati sull’IA hanno difficoltà a fornire previsioni affidabili quando le distribuzioni di probabilità che generano i dati differiscono da quelle utilizzate in fase di addestramento.» Il consorzio di E-pi sostiene che la teoria dell’incertezza di secondo ordine(si apre in una nuova finestra) rappresenti il quadro di riferimento più promettente per affrontare le sfide associate all’IA. Con l’obiettivo di sviluppare un ecosistema internazionale dedicato all’IA epistemica, le presentazioni del progetto in occasione di conferenze specializzate hanno riscosso un’accoglienza entusiastica e Cuzzolin è stato invitato a partecipare a diverse proposte correlate nell’ambito del programma Orizzonte Europa.
Test con i veicoli autonomi
La convalida su veicoli autonomi (VA)(si apre in una nuova finestra) si è rivelata un test perfetto per l’IA epistemica. Le condizioni di guida possono diventare imprevedibili in qualsiasi momento a causa di fattori quali il comportamento dei pedoni, condizioni meteorologiche estreme o configurazioni stradali insolite, e gli errori commessi dall’IA attualmente disponibile possono esercitare conseguenze gravi e, nel peggiore dei casi, causare lesioni mortali. Il progetto ha utilizzato il set di dati ROAD (Road event awareness dataset for autonomous driving, ovvero dataset per il riconoscimento degli eventi stradali nella guida autonoma)(si apre in una nuova finestra) per addestrare l’IAe testare i suoi nuovi rilevatori di oggetti epistemici. Sviluppato per la prima volta nel 2022 e successivamente ampliato, ROAD è costituito da video e set di dati realizzati in Europa, Nord America e, più recentemente, a Dubai e Abu Dhabi, il che lo rende un punto di riferimento di portata davvero globale.
Robotica e altre applicazioni dell’IA epistemica
L’IA epistemica renderà i veicoli autonomi più sicuri, ma le automobili a guida autonoma non sono l’unica applicazione di questa nuova tecnologia: i robot industriali e chirurgici, in cui l’IA deve fare i conti con l’imprevedibilità degli attori umani, trarranno infatti grande vantaggio da una tecnologia addestrata a gestire l’incertezza. Un’altra applicazione riguarda la fusione nucleare. «Stiamo lavorando allo sviluppo di modelli di operatori neurali che tengano conto dell’incertezza al fine di prevedere le modalità con cui il plasma di fusione scorrerà all’interno di un tokamak(si apre in una nuova finestra) e quali aree del reattore ne saranno maggiormente interessate», spiega Cuzzolin. Il futuro dell’apprendimento epistemico è tutto da scrivere: Cuzzolin immagina applicazioni che coinvolgano la teoria della mente, l’evoluzione attraverso l’apprendimento continuo e lo sviluppo di un’IA generativa epistemica. «I modelli linguistici di grandi dimensioni (LLM, large language model) all’avanguardia oggi disponibili sono noti per generare affermazioni false», afferma Cuzzolin. «Gli LLM epistemici possono ridurre in modo significativo l’eccessiva sicurezza di tali modelli.» Il progetto E-pi ha aperto la strada a veicoli autonomi e robot più sicuri, a un’IA generativa priva di allucinazioni e a un ecosistema dinamico di esperti di apprendimento automatico. Il potenziale a lungo termine dell’IA epistemica è destinato a trasformare il mondo in cui viviamo, nonché il modo in cui conduciamo la nostra vita.