Reti Neurali Artificiali, spiegate in modo semplice

Avrete senz’altro sentito parlare di intelligenza artificiale, nei film o nelle pubblicità, dove miracolosi programmi imparano come gli umani, e riconoscono voci, suoni, volti e scarabocchi.
Gran parte di queste cose sono il risultato di parecchi anni di ricerca, e il meccanismo che fa funzionare questi programmi spesso sono le reti neurali artificiali( la sigla inglese è ANN ).
Se avete visto il film Transcendence, tanti ricercatori nel film hanno messo su un grande computer quantistico, per poter ospitare un intelligenza artifiaciale più utile possibile.
In realtà le reti neurali artificiali al momento sono progettate per risolvere problemi tipo distinguere una cosa da altre o capire in base a che calcoli sono stati creati dei dati.
La tecnica più usata per far imparare le reti neurali è l’insegnamento supervisionato, cioè far provare all’allievo di risolvere il problema,  l’insegnante provvede a correggere l’allievo e lui modificherà la sua risposta in modo da avvicinarsi di più a quella del suo insegnante.
Con un semplice esempio:
L’insegnante vuole insegnare al piccolo Neurino le addizioni.
Scrive sulla lavagna degli esempi:
0+0 =
0+1 =
1+0 =
1+1 =
2+4 =
4+2 =
3+5 =
2+1 =
Neurino, che sa già leggere i numeri e sa che i risultati devono essere numeri interi, inizia a scrivere.
L’insegnante gli ha detto che il risultato dell’addizione è un numero più grande dei numeri che si sommano.
Neurino scrive:
0+0 = 1
0+1 = 2
1+0 = 2
1+1 = 2
2+4 = 5
4+2 = 5
3+5 = 6
2+1 = 3

La maestra corregge il compito e segna gli errori
0+0 = 1   0    errori 1
0+1 = 2   1     errori 2
1+0 = 2   1     errori 2
1+1 = 2    giusto!   errori 2
2+4 = 5   6     errori 3
4+2 = 5   6     errori 3
3+5 = 6   8     errori 4 grave!
2+1 = 3   giusto! errori 4

Neurino vede il compito, e cerca un nuovo modo per risolvere. Visto che tutte le domande con le 0 sono sbagliate, decide che i risultati, quando c’è lo 0, vanno diminuiti di 1, nei numeri maggiori di 2, invece il risultato lo aumenta di 1
Nuova prova
0+0 = 1-1 = 0
0+1 = 2-1 = 1
1+0 = 2-1 = 1
1+1 = 2
2+4 = 5+1 = 6
4+2 = 5+1 = 6
3+5 = 6+1 = 7
2+1 = 3

La maestra corregge il compito e vede che Neurino ha sbagliato solo una volta!
Visto che Neurino sbaglia solo le addizioni con numeri minori di 5 è già pronto per fare addizioni con piccoli numeri, ed è pure più veloce della maestra a fare i calcoli, visto che usa un metodo più semplice.
Ma un intelligenza artificiale che sa fare solo poche addizioni non è tanto utile e la maestra aggiunge al compito altre 4 operazioni.
5+3 =
4+3 =
4+4 =
4+5 =

Neurino tenta:
5+3 = 6+1 = 7
4+3 = 5+1 = 6
4+4 = 5+1 = 6
4+5 = 6+1 = 6

La maestra corregge il compito, che come pensava, Neurino lo ha sbagliato tutto. Da a Neurino i risultati corretti.
Neurino pensa che visto che tutti i risultati con numeri sopra il 3 e numeri maggiori di 3 sono minori di quanto si aspetta la maestra, quando vedrà un 3 o maggiore, lo aumenterà di 1.
Neurino tenta:
5+3 = 6+1+1 = 8
4+3 = 5+1+1 = 7
4+4 = 5+1+1 = 7
4+5 = 6+1+1 = 7

Neurino adesso risponde correttamente a tutte le addizioni in cui un numero è pari o minore a 3!
La maestra aggiunge al compito “53+85 =” e dà a Neurino il compito.

Ritentando questo procedimento 50 volte Neurino imparerà a fare addizioni fino a che il numero minore nell’addizione è minore di 53.
L’insegnamento però è completamente gestito dai computer e avviene in pochi secondi nei computer.

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