La ricerca del programma che impara da solo dai dati

La ricerca del programma che impara da solo dai dati

Introduzione: L’apprendimento automatico da parte dei computer significa l’automatizzazione della scoperta scientifica e gia’ adesso viene usata in molte applicazioni relativamente semplici come raccomandarci il prossimo film da vedere o guidare un’auto. Ma si puo’ arrivare ad usarla per risolvere problemi molto piu’ importanti come sconfiggere il cancro? E’ questa la ricerca del Master Algorithm, un programma di apprendimento universale che riesce a risolvere ogni problema : basta fornirgli i dati.

Cose da fare: Si tratta di una presentazione a Talks at Google  in inglese della durata di circa un’ora fatta dall’informatico Pedro Domingos . Cliccare sull’immagine sopra per far partire il video.

Cosa succede: La conoscenza veniva finora acquisita attraverso l’esperienza personale, la cultura (l’esperienza acquisita da altre persone) e l’evoluzione (la conoscenza predefinita nel cervello e nel corpo). A queste tre sorgenti di nuovo sapere, si e’ aggiunta ora una nuova fonte costituita dai computer che imparano da soli dai dati.

Come fanno i computer ad acquisire nuove conoscenze? Finora sono stati usate cinque tecniche diverse. Ognuna di queste proviene da gruppi di esperti con competenze diverse ed ha portato alla costruzione di cinque differenti programmi di apprendimento universale (master algorithms).

  1. Gli esperti di logica hanno scritto un programma che impara aumentando la conoscenza sui dati a disposizione riempiendo i vuoti in questa conoscenza (inverse deduction). In pratica il programma non fa che fare delle ipotesi sui dati controllando se sono vere con esperimenti che esegue in continuazione e in questo modo aumenta la conoscenza su quei dati. Un esempio e’ una macchina che fa il lavoro di un biologo su campioni di DNA.
  2. I connessionisti partono dalle neuroscienze per scrivere un programma  che simula il funzionamento del cervello. Sono le reti neurali  che solo con la tecnica della backpropagation sono finalmente riuscite a risolvere problemi concreti ed ora sono utilizzate col programma  Deep Learning nella soluzione di un’infinita’ di problemi.
  3. Dalla biologia genetica e’ arrivato il metodo che simula l’evoluzione. E qui si e’ passati dagli algoritmi genetici dove si evolvono possibili soluzioni di un problema, alla programmazione genetica dove si evolvono direttamente i programmi che risolvono un dato problema. Un’applicazione e’ la costruzione di un robot che si migliora da solo producendo delle stampe 3D delle soluzioni.
  4. Dalla statistica e’ venuta l’idea di assegnare delle probabilita’ iniziali a tutte le possibili soluzioni e poi procedere a modificarle sotto certi vincoli per ridurre l’incertezza della soluzione ottimale. Un esempio sono i programmi che eliminano lo spam e le macchine che si guidano da sole.
  5. Dalla psicologia viene l’idea di un apprendimento basato sull’analogia. Un esempio sono le macchine kernel. Ad esempio molti programmi che raccomandano cosa vedere o cosa comprare  si basano su quest’apprendimento. Cercano un altro utente che ha i nostri stessi gusti e se questo ha visto un video che noi non abbiamo visto, lo raccomandano a noi.

Pedro Domingos spiega che questi approcci, che gia’ adesso sono usati, producono tutti dei programmi di apprendimento universali perche’ apprendono da soli guidati solo dai dati. Ancora non sappiamo fino a che punto ognuno di essi puo’ essere applicato. Ma e’ probabile che un programma che riesca davvero a risolvere tutti i problemi debba inglobare tutti i cinque metodi e magare aggiungerne degli altri che ancora non conosciamo. Lui stesso sta lavorando a questa “grande unificazione”.

Cosa potremo fare quando avremo questo superprogramma? Nella figura sopra vedete 4 applicazioni ideali per questo programma.

  • Un robot che ci aiuti nei lavori domestici.
  • Un programma che utilizzi tutta l’informazione online per capire e rispondere alle nostre domande.
  • Un programma che curi il cancro creando per ogni persona la medicina necessaria.
  • Un programma specializzato, su cui abbiamo l’esclusivo controllo, che ci conosca perfettamente e ci consigli per ogni nostra decisione.

Commenti:

Altri applet di informatica

Il video ha come indirizzo

https://www.youtube.com/watch?v=B8J4uefCQMc
Autore: Pedro Domingos
© Talks at Google

Titoli in inglese: The Master Algorithm

Ricerca di pagine che hanno link a questo materiale .

Tweet

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *