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venerdì 17 novembre 2017

L'intelligenza artificiale: un esempio di come funziona...


di Luca Tremolada, 22 ott 2017

E’ un giochino e va preso come tale. Ma è piuttosto esemplificativo di come funzionino le reti neurali e il deep learning. Come sappiamo, le reti neurali opportunamente addestrate possono classificare le immagini e riconoscere gli oggetti identificando caratteristiche che li accomunano. 

Tuttavia, senza l’intervento “umano” non comprendono quello che vedono. Per aiutare a comprenderne il funzionamento Google ha pubblicato online un tutorial chiamato Teachable Machine che semplifica il processo di apprendimento e mostra come “insegnare” (tra virgolette) a interpretare delle immagini associando a ciascuna di esse una azione. In sostanza, il tutorial ti aiuta ad addestrare l’Ia. In che modo? Attraverso una webcam l’utente mostra degli oggetti che poi vengono associati a una immagine o a un suono. Il sistema riconosce l’oggetto ed esegue il comando. 

In questo video pubblicato sul sito dell’autorevole Mit Technology Review, viene “scherzata” il machine learning. Va detto che spesse volte dietro il marchio “intelligenza artificiale” ci sono limitati moduli di machine learning, statistica e algoritmi per capirci. Sostanzialmente sono sistemi avanzati di riconoscimento di schemi che si ripetono. Non c’è quindi auto-apprendimento.




Cosa è una rete neurale? Di solito viene rappresentata una rete neurale come un panino con strati di cibo uno sopra l’altro. Gli strati contengono neuroni artificiali, che sono piccole unità computazionali che si eccitano – il modo in cui un vero neurone si eccita – e passa quella eccitazione agli altri neuroni a cui sono connessi. L’eccitazione di un neurone è rappresentata da un numero, come 0,13 o 32,39, che dice quanto sia eccitato. E c’è un altro parametro, su ciascuna delle connessioni tra due neuroni, che determina la quantità di eccitazione che deve passare da uno all’altro. Quel numero intende modellare la forza delle sinapsi tra i neuroni nel cervello. Quando il numero è più alto, significa che la connessione è più forte, quindi più dell’eccitazione di uno scorre verso l’altro.

Una delle applicazioni più facili delle reti neurali è il riconoscimento delle immagini. Cioè, riconoscere in un video un determinato oggetto, come in questo caso le mani che si muovono. Il primo passo è quello di ottenere un’immagine. Diciamo per semplicità, è una piccola immagine in bianco e nero che è 100 pixel di larghezza e 100 pixel di altezza. Questa immagine viene sottoposta alla rete neurale impostando l’eccitazione di ciascun neurone simulato nello strato di input in modo che sia uguale alla luminosità di ogni pixel. Si collega quindi questo grande strato di neuroni ad un altro grande strato di neuroni sopra di esso. Infine, nello strato superiore del “panino”, lo strato di uscita, hai appena due neuroni – uno che rappresenta l’oggetto e l’altro che rappresenta il non oggetto. L’idea è insegnare alla rete neurale che il primo di quei neuroni si eccita solo se “vede” l’immagine dell’oggetto, e il secondo, se non ce n’è”. Questa tecnica si chiama Backpropagation ed è un metodo di apprendimento supervisionato. Funziona meglio con enormi quantità di dati. Ecco perché i Big data sono così importanti in questo campo. Ed è questo il limite vero dello sviluppo dell’Ia. Per affinare bene gli algoritmi servono moltissimi dati e capacità di calcolo. Un asset questo che le aziende e le università, a differenza delle grandi piattaforme come ad esempio Google e Facebook, non possiedono. (Qui l’articolo del Mit per approfondire)


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Video di spiegazione degli esperimenti di Intelligenza Artificiale offerti da Google:





Il link alla "Teachable Machine" di Google:

       
       https://teachablemachine.withgoogle.com/


Le frontiere della ricerca medica: novità per l'autismo?



Testato con successo su topi, verso sperimentazioni cliniche

Redazione Ansa, 14 nov 2017

Scoperto un potenziale nuovo farmaco che potrebbe rappresentare una cura promettente per quasi tutte le forme di autismo: si chiama "nitrosinaptina" e in test sui topi con la malattia ha ripristinato il corretto funzionamento dei neuroni, inoltre normali comportamenti negli animali, infine ha portato alla normalizzazione delle anomalie cerebrali comuni nella malattia. Lo studio è frutto di una collaborazione di più enti di ricerca ed è stato condotto da Stuart Lipton, presso The Scripps Research Institute di La Jolla (California).

Presto potrebbero iniziare studi clinici per testare la nitrosinaptina sui primi pazienti. I risultati di questo studio sono pubblicati oggi sulla rivista Nature Communications. "Pensiamo che questo candidato farmaco possa essere efficace contro multiple forme di autismo", sostiene Lipton.

La nitrosinaptina funziona riequilibrando uno sbilanciamento della attività eccitatoria dei neuroni rispetto all'attività insufficiente dei neuroni inibitori. In pratica il farmaco riduce l'eccesso di attività neurale. In base ai test sui topini autistici, una volta ripristinato il corretto equilibrio tra stimoli eccitatori e inibitori dei neuroni, risultano normalizzati i comportamenti degli animali che, quindi, non mostrano più un quadro comportamentale "autistico".

Questo suo modo di funzionare lo rende un farmaco papabile per molte diverse forme di autismo, spiega Lipton. Non a caso i test preliminari in laboratorio su cellule di pazienti autistici hanno dato buoni risultati. La ricerca è supportata anche da associazioni di genitori che si sono uniti anche in un gruppo facebook per sostenerla. Infine, il candidato farmaco è stato studiato con successo, preliminarmente in provetta, anche contro l'Alzheimer.

domenica 22 novembre 2015

Lo sviluppo del linguaggio in un cervello artificiale.



È composto di due milioni di neuroni ed è stato realizzato in Italia. Sarà utilizzato per studiare i processi di sviluppo del linguaggio

11 nov 2015


Per ora ha "solo" due milioni di neuroni contro il miliardo circa di un cervello reale.  Ma Annabell ha ancora tanta strada da fare. 
Così, Annabell, è stato battezzato il primo cervello artificiale che ha imparato il linguaggio umano 'dialogando' con l'uomo a partire da zero, quando era cioè una vera e propria 'tabula rasa'. 

Descritto nella rivista Plos One, Annabell è stato realizzato in Italia, dal gruppo dell'università di Sassari coordinato da Bruno Golosio, in collaborazione con il gruppo dell'università britannica di Plymouth guidato da Angelo Cangelosi.

Annabell (Artificial Neural Network with Adaptive Behavior Exploited for Language Learning) è un modello cognitivo fatto di due milioni di neuroni artificiali interconnessi e permetterà di studiare in dettaglio i processi che, nel cervello, rendono possibile sviluppare una funzione complessa come il linguaggio. 
È un passo in avanti notevole, considerando quanto sia difficile studiare questi processi in un organo complicato come il cervello umano, formato da circa un miliardo di neuroni in comunicazione tra loro attraverso segnali elettrici.

"È una sorta di cervello artificiale sviluppato per capire come le nostre competenze linguistiche emergono dai processi neurali che avvengono nel nostro cervello", ha spiegato Golosio. Questo è soltanto il primo passo perché Annabell "crescerà". 
Le sue capacità possono infatti migliorare aumentando il numero dei neuroni, cosa che i ricercatori hanno intenzione di fare. Ma i possibili sviluppi sono ancora più ambiziosi perché questo cervello artificiale potrebbe diventare parte di un robot sofisticato, con vista e tatto, capace di localizzare oggetti nello spazio e di controllare i movimenti.