Che cos'è Watson, il cervello di CIMON

Cuore tecnologico e cervello di CIMON, il robot astronauta, Watson è il sistema di intelligenza artificiale di IBM. Diventato celebre negli anni ‘90 per aver battuto il campione del mondo di scacchi, oggi lavora accanto agli scienziati nella lotta al cancro e nella progettazione dei robot di domani. Ma si diverte anche a cucinare.

Per svolgere sulla ISS tutti i delicati compiti che gli sono stati assegnati, CIMON ha bisogno di un grande cervello elettronico. Molto più grande, anche dal punto di vista delle dimensioni, di quello che potrebbe ospitare al suo interno.

E in effetti il cuore tecnologico del robot non si trova sulla ISS, ma a Terra, e si chiama Watson: è un sistema di intelligenza artificiale sviluppato da IBM in grado di riconoscere il linguaggio naturale, rispondere a domande e apprendere in automatico.

Queste tre capacità, unite a una grande velocità di calcolo e di analisi dei dati, consentono a Watson di elaborare informazioni, formulare risposte e fornire soluzioni ai diversi problemi che gli vengono sottoposti.

Razionalmente flessibile. Ma differenza dei computer tradizionali, che eseguono meccanicamente una serie di operazioni logiche e matematiche ed effettuano scelte in base ad alberi decisionali rigidi (SE si verifica una certa condizione, ALLORA esegui questa istruzione), Watson si comporta in modo più simile a un essere umano, fornendo la risposta più corretta, o statisticamente probabile, in base ai dati che ha a disposizione.

Dal punto di vista pratico, ciò che Watson fa è prevedere la risposta giusta a un quesito in base all’analisi statistica delle informazioni che gli sono state fornite.


La domanda può essere di qualsiasi tipo: “Chi è l’umano che mi trovo di fronte?” “Quali ventole devo accendere e per quanto tempo per far fluttuare CIMON nel vuoto?”, “Come risolvo un cubo di Rubik?” “Cosa posso cucinare con questi 5 ingredienti che ho in dispensa?”

Per poter rispondere a queste, ma anche a tante altre domande, Watson ha bisogno di essere addestrato: deve cioè ricevere una grande mole di informazioni inerenti al tema sul quale sarà chiamato a pronunciarsi.


Per esempio, per poter identificare l’animale “gatto” e distinguerlo da un cane, da un pesce o da una pantera ha bisogno di allenarsi a riconoscere i gatti più diversi, di vari colori e razze, in posizioni diverse e visti da ogni angolazione. Solo dopo aver approfondito la conoscenza dell’oggetto “gatto” saprà dire, con un ottimo margine di certezza, se quell’animale con le orecchie a punta e la coda è effettivamente un gatto.
 

CIMON, grazie Watson, sa comprendere non solo il linguaggio degli uomini, ma anche le loro emozioni. | IBM

Non gli manca la parola. Lo stesso schema di apprendimento - elaborazione - analisi permette a Watson di rispondere a qualsiasi domanda. A condizione ovviamente di essere stato adeguatamente preparato.

 

Il punto di forza di Watson è quello di riuscire ad utilizzare, nel suo processo di apprendimento, sia dati strutturati che dati non strutturati, per esempio articoli di giornale, pagine web, video e foto.


Per preparare Watson sull’argomento “gatto” potrebbe per esempio essere sufficiente dargli in pasto un’enciclopedia sui felini, una collezione di immagini di gatti scovate sul web, o i tweet con hashtag #gatto pubblicati online.

Riuscendo a riconoscere il linguaggio naturale, il sistema è infatti capace di estrapolare il senso di una frase in base a regole grammaticali, strutture e filtri culturali.


E’ per esempio in grado di interpretare correttamente l’espressione idiomatica inglese “it’s raining cats and dogs”, letteralmente “piovono cani e gatti”, che significa in realtà “piove a catinelle”.

Campione di quiz. Rispetto a un essere umano Watson è in grado di analizzare ed elaborare una quantità di dati diversi ordini di grandezza più elevata e in un tempo infinitamente più breve.


Nel 2010 ha battuto i campioni umani del quiz televisivo Jeopardy anticipandoli sistematicamente nella prenotazione della risposta. Per prepararlo alla prova i ricercatori di IBM gli avevano messo a disposizione l’equivalente di oltre 200 milioni di pagine di testi e tutto il contenuto di Wikipedia.

Punto fondamentale nella preparazione di Watson è quindi la creazione del set di dati che saranno utilizzati dal sistema di intelligenza artificiale come base sulla quale prendere le decisioni.

 

La creazione di questa entità è affidata in gran parte agli esseri umani: si tratta di un’operazione delicata, perché se il sistema viene alimentato con informazioni sbagliate, incoerenti o non aggiornate, fornirà risposte non attendibili.

Collaborazione uomo-macchina. Durante la fase di apprendimento vera e propria Watson viene affiancato da uno o più esperti della materia sulla quale si sta preparando, che lo aiutano a strutturare questa grande mole di dati sotto forma di domande e risposte.

 

Questa operazione non serve per fornire al sistema delle risposte preconfezionate ai quesiti più banali, ma è indispensabile per permettere a Watson di apprendere gli schemi linguistici e la terminologia propria di quello specifico dominio.

Questo processo prosegue senza sosta, e ad ogni interazione il sistema diventa sempre più bravo e conosce sempre meglio l’argomento. La conoscenza di Watson viene comunque periodicamente aggiornata e verificata da esperti umani, così che l’affidabilità delle sue risposte sia sempre ai più alti livelli.
 

Watson è estremamente flessibile: va nello spazio ma aiuta anche nell'addestramento dei cani guida per non vedenti. | IBM

CAMPIONE DI Proattività. Al termine di quello che è dunque un vero e proprio percorso di studio Watson sarà in grado di rispondere a domande complesse sull’argomento, fornendo soluzioni e formulando suggerimenti supportati da dati certi.

 

Ma saprà anche in grado di analizzare in maniera critica le informazioni a sua disposizione per identificare schemi ricorrenti.

Per rispondere alle domande Watson utilizza un processo razionale simile a quello utilizzato dagli scienziati: estrapola dal quesito gli elementi fondamentali e in base ai dati che ha a disposizione formula le possibili risposte, ciascuna supportata da specifiche evidenze. Ad ogni possibile soluzione viene poi assegnato un valore di affidabilità in base ai dati utilizzati.

Rispetto a qualsiasi gruppo di umani che effettua lo stesso tipo di processo Watson è molto più veloce, può analizzare una mole di dati molto più estesa e fornisce risposte neutre, non influenzate da alcun tipo di bias culturale o psicologico.

Piacere, Watson. Ma come è fatto Watson? Dal punto di vista dell’hardware Watson è formato da 90 server IBM Power 750. Ciascuno di essi utilizza un processore Power7 octacore. In totale il sistema ha a disposizione 16 terabyte di RAM e 2.880 thread di processori Power7.

Watson può processare 500 gigabyte di dati al secondo, equivalenti al contenuto di 1 milione di libri.

Watson non è futuro: è già al lavoro accanto a noi.

Scopri come grazie a questi 4 esempi.

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26 Ottobre 2018 | Rebecca Mantovani

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