COVID, strategie contro la terza ondata
News
Saturday, October 3, 2020
Colloqui Scientifici UMI,
"Apprendimento Automatico: sfide e opportunità per la Matematica"
Abstract:
L’intelligenza artificiale sta cambiando in modo veloce e profondo il profilo tecnologico della nostra società. Eppure l’apprendimento automatico, che ora è la sua punta di diamante, non ha ancora basi scientifiche solide. Il colloquio fornirà una prospettiva sulle euristiche in cui esso si fonda e inquadrerà i principali problemi aperti. L’approccio della meccanica statistica a questi temi verrà brevemente discusso insieme a qualche risultato preliminare. La tesi di fondo è che le sfide scientifiche dell’Intelligenza Artificiale sono una grandissima opportunità per la Matematica.
Sunday, September 13, 2020
AI, una risorsa per l’Italia. Strategie per il futuro - AI, a resource for Italy. Strategies for the future
Estratto del mio contributo al Webinar "Intelligenza Artificiale e Sistema Paese" (27 giugno 2020), organizzato da Lettera 150. Testo bilingue italiano e inglese.
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AI, una risorsa per l’Italia. Strategie per il futuro
Pierluigi Contucci – Professore Ordinario di Fisica Matematica – Università di Bologna
Quella dell’Intelligenza Artificiale è una rivoluzione in atto e in questi anni sta iniziando una fase per molti versi simile a quella della rivoluzione industriale che ha trasformato radicalmente la società moderna. Allora i primi motori a vapore mostravano che era possibile generare energia dalla combustione e con essa azionare macchine che non necessitavano di forza umana o animale. Oggi le nuove tecniche di apprendimento automatico sintetizzano parte dell’informazione contenuta nelle grandi basi di dati e generano una conoscenza che, pur piccola e rudimentale, non proviene da cervello biologico umano o animale. L’esempio lampante è la classificazione delle immagini: dopo aver visto alcune (molte!) foto di una persona la macchina ne riconosce di nuove e sa distinguerle da quelle di altre persone. Diversi istituti di ricerca stimano l’impatto di questa nuova tecnologia nel PIL europeo del prossimo decennio superiore mediamente al 16%, il doppio della crescita che abbiamo avuto nel decennio successivo alla seconda guerra mondiale. E’ evidente quindi che occorre governare in modo virtuoso la tecnologia emergente, la scienza di cui abbisogna e la sua interazione con l’umano che deve essere sempre al centro dello sviluppo. Queste premesse da sole fanno comprendere la complessità del problema di governo che ci troviamo ad affrontare e la necessità di coordinare in modo efficiente la sua organizzazione. Se da un lato infatti la realizzazione di una tale crescita va realizzata con solidi strumenti tecnico-scientifici che dovranno essere coltivati e promossi dall’altro il problema del se e come questa crescita verrà incanalata nel benessere dei cittadini è tutt’altro che scontato e merita la alta attenzione e priorità. Gli studi degli ultimi due decenni sul benessere che va ben oltre il prodotto interno lordo, su come questo si misuri in maniera non arbitraria, potranno servire da guida.
Una strategia per il paese va quindi pensata in ottica continentale e nel nostro caso europea. Nel panorama internazionale infatti Stati Uniti e Cina sono gli attori principali e nessun paese europeo può, da solo, entrare nel vivo della competizione. Serve invece una forte alleanza in EU che punti sulla condivisione di risorse finanziarie, culturali e umane oltre che su comuni direzioni di sviluppo concordate tra i paesi membri.
Il caso italiano merita una serie di considerazioni a parte essendo frutto di un ambiente molto peculiare. Da oltre mezzo secolo circola infatti una narrazione secondo cui le nostre forze produttive, economiche, accademiche e culturali sono allo sbando e prive di impulso verso il futuro. Sono periodiche ma piuttosto inascoltate le smentite, dati alla mano, di queste persistente vulgata anche perché molto meno godibili nel gossip del passaparola. Il paese è ricchissimo di ingegno che sarà la materia prima della crescita che sperabilmente sarà capace di raggiungere. Quel che manca è un apparato organizzativo e istituzionale in grado di promuovere l’ingegno, metterlo in condizione di operare in modo fluido invece che imbrigliarlo e umiliarlo di continuo con normative scritte di fretta e magari con buone intenzioni ma che inevitabilmente si trasformano in cavilli vessatori. Il lavoro all’interno della commissione strategica del MIUR, la collaborazione e l’intesa con l’omonimo francese su AI, ha mostrato chiaramente le direzioni verso cui muoversi e i rischi da scongiurare. L’intrinseca trasversalità di AI, ottima dote in fase di alta velocità, è al contempo causa di grande viscosità nelle fasi inziali dello sviluppo. Per fare un esempio a livello di paese non c’è dicastero che non sia coinvolto o interessato, direttamente o meno, da questa nuova tecnologia e allo stato attuale ognuno tenderà a tirare ed egemonizzare le parti di sua competenza. Scendendo a livello accademico: sono moltissimi i settori scientifico disciplinari che credono di essere i naturali depositari di questa scienza che, per inciso, scienza non lo è ancora. Per eliminare la frizioni presenti ad ogni livello è assolutamente indispensabile individuare strutture di raccordo e coordinamento. Partendo dalle fondamenta (ma non necessariamente in ordine cronologico) serve un centro di ricerca in AI, magari Europeo, che funzioni analogamente al CERN. Serve poi un’agenzia per l’AI con una impostazione non dissimile a quella dell’Agenzia Spaziale Italiana che raccordi mondo accademico e industriale e canalizzi le risorse nazionali e produttive. Infine, e questo magari dopo aver avviato i centri precedenti, servirà prima o poi un ministero in AI che funga da collettore politico finanziario. E’ impensabile gestire una rivoluzione di tipo industriale senza un dicastero dedicato.
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AI, a resource for Italy. Strategies for the future
Pierluigi Contucci – Full Professor in Mathematical Physics, University of Bologna
Artificial Intelligence is a revolution in progress. In recent years it is going through a phase similar to that of the industrial revolution that has radically transformed the human society and accompanied it into the modern era. At that time the first steam engines showed that it was possible to generate energy from combustion and with it to operate machines that did not require human or animal power. Today the new machine learning techniques synthesise part of the information contained in the large databases and generate knowledge that, although small and rudimentary, does not come from the human or animal biological brain. The striking example is the classification of images: after seeing some (many!) photos of a person, the machine recognizes new ones and can distinguish them from those of other people. Several research institutes estimate the impact of this new technology on the European GDP for the next decade by an average above 16%, twice as much the growth that we had in the decade following the Second World War. It is therefore clear that such emerging technology must be governed in a virtuous way, as much as the science it needs and its interaction with the human who must always be at the center of it. These premises alone give a glimpse of the complexity of the governance problem we are facing and the need to efficiently coordinate its organization. If on the one hand the realization of such growth must be achieved with solid technical-scientific tools that must be cultivated and promoted on the other, the problem of whether and how this growth will be channeled into the well-being of citizens is far from obvious and deserves high attention and priority. The studies of the past two decades on well-being that goes far beyond the gross domestic product, on how this is measured in a non-arbitrary way, can serve as a guide.
A strategy for the country must therefore be thought of from a continental , European, perspective. In the international panorama, in fact, the United States and China are the main actors and no European country can, on its own, enter the heart of the competition. Instead, a strong alliance in the EU is needed which focuses on the sharing of financial, cultural and human resources as well as on common development directions agreed between the member countries.
The Italian case deserves a series of separate considerations as it is the result of a very peculiar environment. For more than half a century, a narrative has circulated according to which our productive, economic, academic and cultural forces are in disarray and have no impulse towards the future. The denials of these persistent vulgata are periodic but rather unheard, also because they are much less enjoyable in gossip based word of mouth. The country is fully endowed of inventive talent which will be the raw material of the growth that it will hopefully be able to achieve. What is missing is an organizational and institutional apparatus capable of promoting that talent, putting it in a position to operate in a fluid way rather than harnessing it and continuously humiliating it with regulations written in a hurry and perhaps with good intentions but which inevitably turn into vexing quibbles. The work within the MIUR strategic commission, the collaboration and understanding with the French side on AI, clearly showed the directions in which to move and the risks to be carefully avoided. The intrinsic transversality of AI, an excellent gift at high speed, is at the same time a cause of great viscosity in the initial stages of development. To give an example at the country level there is no dicastery that is not involved or interested, directly or not, by this new technology and at the time being everyone will tend to pull and dominate the parts of his own competence. Going down to the academic level: there are many scientific disciplinary sectors that believe they are the natural depositories of this science which, incidentally, is not a mature science yet. To eliminate the frictions present at each level it is absolutely essential to identify and create institutional and coordination structures. Starting from the foundations (but not necessarily in chronological order) we need a research center in AI, perhaps European, which would work similarly to CERN. Then we need an agency for AI with functions similar to the Italian Space Agency that connects academia and industry and channels national and productive resources. Finally, this step to be done after starting the previous centers, sooner or later we will need an AI ministry that will serve as a political and financial center. It is unthinkable to manage an industrial revolution without a dedicated dicastery.
Saturday, July 4, 2020
Monday, May 4, 2020
Tracciamento elettronico e ideologia
Siccome i positivi al Covid non sono fluorescenti e siccome non possiamo testare tutta la popolazione ripetutamente serve tracciare i contagi. Il tracciamento può essere automatico o manuale e il primo non rimpiazza ma affianca il secondo che consiste in interviste ai positivi e ai sintomatici e alla ricostruzione dei loro contatti negli ultimi giorni seguite da altre telefonate e test a questi e cosi via. E’ facile capire che la modalità manuale ha un costo molto alto in termini di risorse umane e funziona nella fasi iniziali con piccole densità. Il tracciamento automatico di cui vogliamo parlare in questa sede ha le virtù di velocità e costi contenuti ma ad esso sono subito state mosse obiezioni di natura etica e della privacy mentre, stranamente, le stesse non vengono quasi mai menzionate per quello manuale che è molto più invasivo.
Ma andiamo per ordine. Cosa si intende anzitutto per tracciamento automatico? Questo, chiamato anche elettronico o digitale, è una vasta classe di metodi che utilizzano informazioni di localizzazione e prossimità fisica ottenute per ora attraverso il cellulare ma che potrebbero essere facilmente estese ad altri strumenti indossabili a basso costo, quali i braccialetti per il fitness o simili. Quali informazioni potrebbero risultare utili al tracciamento e perché? Anzitutto il tracciamento vuole ottenere una stima della probabilità che un individuo sia positivo al Covid, una mappa cioè del rischio individuale di positività che condurrebbe a un test di accertamento con tanta più urgenza e priorità quanto questa probabilità risulti elevata. E’ chiaro quindi che la conoscenza dei luoghi frequentati sarebbe preziosissima quale quella che si ottiene non solo dalla location satellitare ma da quella del collegamento al wifi, quella per uso di carta di credito o per uso di pagamento col telefono, per uso di mezzi pubblici con pagamento elettronico etc. Ovviamente c’è l'informazione di prossimità tra individui che è possibile ottenere con il segnale bluetooth del cellulare o, in modo più preciso, da altri dispositivi indossabili.
Ha preso piede tuttavia una forte corrente di pensiero che sta premendo per l’utilizzo del solo segnale bluetooth e per un database decentralizzato (in parole povere che rimane nel telefono di ciascuno senza essere fuso in un unico grande database centrale). Le motivazioni addotte sono quelle della privacy e del rischio di hackeraggio che tuttavia andrebbero ponderate con attenzione in relazione alla gravità della situazione attuale. Questa corrente invece, duole dirlo, sembra mossa da posizioni ideologiche estreme sulla difesa della privacy e non considera neppure le possibilità offerte dal GDPR, la severa regolamentazione europea sul trattamento dei dati a cui l’Italia aderisce, che prevede ampi margini di manovra in caso di pericolo della salute pubblica come l’attuale. Questa corrente di pensiero non ammette dissonanze: o si è d’accordo o si deve tacere, pena la scomunica.
Per chi vuole rischiarla, la scomunica, vale considerare che se si andasse invece ad utilizzare l’intera gamma di dati sopra citati e si formasse un database nazionale, ovviamente anonimizzato, criptato e periodicamente cancellato dopo un massimo di tre settimane dall’acquisizione, le possibilità di stimare con precisione il rischio di positività sarebbero di gran lunga superiori e anche la soglia minima di download potrebbe essere ridotta di molto rispetto a quella ritenuta efficiente col puro metodo bluetooth che risulta essere enorme, il 60% della popolazione. La maggior efficienza di questa soluzione è dovuta alla possibilità di utilizzare quegli algoritmi per l’identificazione del rischio che costituiscono l’ossatura dei metodi di intelligenza artificiale e machine learning che valutano (per gli addetti ai lavori) le cosiddette marginali nel grafo delle interazioni. Ovviamente quei metodi abbisognano di grandi quantità di dati, anzi sono esclusivi dell'ambiente dei big data.
Ma questa ossessione della privacy è un fatto della popolazione italiana o è piuttosto uno di quei vezzi intellettuali che diventano “il verbo” nei circoli opportuni? La risposta, non sorprendente, è fornita da un recente sondaggio di SWG che ha mostrato che le preoccupazioni derivanti dal lockdown, non solo per la salute fisica e mentale ma anche per le condizione economiche e finanziarie, sono così alte che gli italiani sarebbero disposti, in marcata maggioranza, a rinunciare alle usuali garanzie di privacy pur di tornare alla normalità.
Nel paese e nel resto del mondo sono partite diverse iniziative per progettare le App di tracciamento. Una notizia di grande rilievo è però quella dell’accordo tra Google ed Apple per fornire la tecnologia a disposizione del loro sviluppo. Questo evento merita un piccolo approfondimento. Anzitutto che l’accordo su una tecnologia di questa rilevanza sia di dominio pubblico mostra che la posta in gioco è talmente rilevante che non è stato possibile ai due giganti spartirsi la torta con taciti accordi come probabilmente avviene su questioni minori. Va tenuto presente che entrambe le multinazionali hanno tentato diverse volte negli ultimi venti anni di entrare nel business della salute senza mai riuscirci non tanto per questioni etiche ma più probabilmente perché il governo federale degli Stati Uniti era giustamente preoccupato per l’enorme potere strategico che deriverebbe ai proprietari di un database cosi prezioso. Ma il Covid ha rotto gli equilibri e l’accordo tra Google e Apple si è immediatamente posizionato su un terreno sicuro e promettente: costoro non faranno le App da scaricare sui telefonini ma forniranno agli sviluppatori i mattoncini per costruirle. La parte quindi che compete loro sarà solo di supporto alla notifica sulla vicinanza dei soggetti e non di tracciamento dei contatti e il loro operato sarà irreprensibile da ogni punto di vista. Tutto il patos su etica etc. viene quindi spostato sulla responsabilità dello sviluppatore e del paese che adotta questa o quella App. Al tempo stesso il campo in cui si gioca, i due sistemi operativi iOS e Android, collezionano dati nel nostro lato del mondo in server di loro proprietà o controllo. Quella massa di informazioni socio-sanitarie ha un valore inestimabile. Tutte criptate ben inteso, senza i nostri nomi e cognomi, ma con le quali avranno modo di profilarci dal punto di vista economico-finanziario vendendo spazi pubblicitari ritagliati ad personam-digitalis e non a cittadino. Per non parlare del valore strategico che quelle informazioni potrebbero avere in campo politico.
In questa circostanza non sarebbe il caso che il paese Italia e il continente Europa cominciassero a porsi il problema di un nuovo sistema operativo e di sistemi di server che siano sotto il proprio controllo territoriale e politico? A questo potrebbe seguire una distribuzione della ricchezza di informazioni al suo interno invece che farla drenare verso gli Stati Uniti o altrove. Questa Europa in preda alle convulsioni farebbe bene ad orientarsi immediatamente verso una iniziativa comune da propagare a tutti gli stati. Essa, e il nostro paese, ha tutte le competenze per affrontare l’emergenza ma la cosa più difficile sembra essere, come sempre, quella di metterle insieme.
Infine una considerazione che purtroppo finirà inascoltata, specialmente in un paese come il nostro dove i costi delle opere pubbliche sono sempre visti come un peso e quasi mai come un risparmio conseguente a un buon investimento. I sistemi software, e tra essi quindi il tracciamento elettronico, sono percepiti come cose a costo zero. Per fare un esempio ci sembra che google maps sia a costo zero, che la messaggistica social sia costo zero, etc. In realtà sappiamo bene che questi sistemi hanno costi molto elevati per le aziende che li progettano e mantengono che solo i ritorni sulla pubblicità riescono a coprire. Ebbene: togliamoci subito dalla testa che l’App di tracciamento possa essere fatta a costo zero perché quella non potrà scaricare i costi su pubblicità o vendite. Costerà cara questa App? Per essere funzionante, efficiente e mantenuta tale potrebbe costare molto, così come molto caro potrebbe essere un sistema centralizzato di estrazione dati per il monitoraggio dell’epidemia. Ma di nuovo: tutti costi questi sicuramente inferiori a quelli di una economia messa in ginocchio dal protrarsi del lockdown. Impariamo quindi a distinguere tra un costo e un investimento se vogliamo salvarci. Questo significa anche che la App dovrà essere accompagnata da opportuni incentivi che il governo dovrà studiare con cura: noi facciamo il download del sistema di navigazione gratuito di Google perché ci è utile subito. Non possiamo contare solo sulla responsabilità del cittadino per il download della App di tracciamento, sarebbe un modo per garantirne il fallimento.
Pierluigi Contucci, 2 maggio 2020, per Lettera 150
Saturday, February 29, 2020
A tribute to Freeman Dyson: Birds and Frog
This video was taken at Rutgers University during the 100th Statistical Mechanics Conference in December 2008. I knew (Freeman told us) that the same talk had been cancelled a couple of months before, it should have been an AMS Einstein Public Lecture in Mathematics (here is the paper). We were going to witness a premiere from this outstanding scientist and speaker. Curiosity and excitement were spreading around. The idea to record came to me way after the beginning because I wished my students and some colleagues could have been there. After the talk I asked Freeman his permission to share it: “why not” and smiled. Please forgive the low quality of the shaking image and the audio, but I am holding a Nokia N95 far from the source.
RIP Freeman, and thank you for everything you have shared with us!
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