Il mondo di domani è intorno a noi

Computer dalle potenzialità estremamente superiori a quelli tradizionali, in grado di supportare la scoperta di nuovi farmaci, operare sul mercato dei titoli di borsa con maggiore capacità di analisi dei dati e di progettare nuovi materiali, collegati attraverso un network globale che non avrà problemi di sicurezza. Sensori dal comportamento simile a quello dei neuroni, che riescono a individuare qualunque tipo di oggetto anche se situato in profondità o sotto il livello del mare in modo preciso e affidabile. Sono solo alcune delle potenzialità ma anche dei risultati concreti raggiunti della tecnologia quantistica, basata sulle possibilità offerte dall’energia atomica e subatomica proveniente dalle particelle di materia e dalla loro interazione con i fotoni, i componenti infinitesimali dell’energia elettromagnetica. Ma anche nel campo della tecnologia vocale, sarà sempre più difficile distinguere la scienza e le sue applicazioni dalla magia. La voce è il mezzo più istintivo, naturale ed efficace per chiedere delle risposte e avere delle soluzioni ai problemi e alle esigenze della vita quotidiana. Quasi come in un sogno, il voice computing anticipa il futuro ed è già possibile interagire con smartphone e computer, utilizzare le potenzialità offerte dall’internet delle cose mentre si lavora, si guida, si cammina, oppure avere un assistente personale in casa e in ufficio che, con una semplice comunicazione vocale, ci aiuta a raggiungere il miglior risultato in molte situazioni della vita quotidiana.

Una realtà inafferrabile
Secondo la teoria dei quanti, nata agli inizi del Novecento dalle ricerche di Planck ed Einstein poi sviluppata dalla meccanica quantistica di Bohr, Schrödinger, Heisenberg, Born, Pauli e Dirac, il comportamento delle particelle elementari (neutrone, elettrone, protone, fotone) non è prevedibile con esattezza ma solo in modo probabilistico e definisce una diversa dimensione dove l’azione della misurazione determina quello che viene misurato. Inoltre, in base al fenomeno dell’entanglement, la modifica dello stato di una particella, precedentemente legata a un’altra, viene recepito da quest’ultima anche dopo la loro separazione. Di conseguenza, il mondo che osserviamo è diverso da quello reale, formato dalla interazione e dalla vitalità delle particelle elementari, costituenti essenziali della materia in perenne movimento. La realtà non è quindi mai stabile ma costituita da un fluttuare incessante di vibrazioni e la nostra esistenza, definita da una struttura granulare che crea la trama dello spazio dove si manifestano i pensieri e le azioni da cui nascono i nostri comportamenti, diventa attiva solo quando riesce a costruire una rete di relazioni.

Si raggiungono risultati “impossibili”
Queste conoscenze, difficili da definire ma che si manifestano con effetti concreti, vengono sempre più utilizzate per aumentare le potenzialità delle tecnologie esistenti, oppure per applicarle a nuove ricerche che consentono di arrivare a risultati un tempo ritenuti impossibili. Grazie all’entanglement, per esempio, si può migliorare la precisione degli orologi atomici installati sui satelliti che definiscono le mappe di navigazione e rendono più sicure e affidabili le nostre automobili, riducendo lo stress di chi guida in zone sconosciute, il numero dei chilometri da percorrere e la durata del viaggio. Si ritiene inoltre che gli orologi atomici possano misurare le variazioni dei campi gravitazionali, consentendo l’individuazione di oggetti e strutture sotto il livello del terreno o del mare senza dover ricorrere a scavi o a tecnologie attualmente in uso meno efficienti e sicure. Tra le altre opportunità si segnala la possibilità di inviare messaggi dallo smartphone, dal cellulare o dal computer con segnali codificati che evitano qualsiasi tentativo di intercettazione o duplicazione. Le applicazioni offerte dalla meccanica quantistica sono solo all’inizio e raggiungeranno i risultati più elevati attraverso l’interazione con i computer basati sulla tecnologia dei quanti, protagonisti della nuova rivoluzione informatica. Finora i microcircuiti hanno seguito l’evoluzione riassunta dalla legge di Moore, secondo la quale ogni diciotto mesi i processori raddoppiano la potenza e dimezzano le dimensioni e il prezzo. Ma i computer quantici, come sottolineano il Google Research Blog (https://research.googleblog.com/2015/12/when-can-quantum-annealing-win.html) e arXiv, l’archivio online di articoli di fisica, matematica, informatica e finanza della Cornell University Library, vanno al di là della legge di Moore e sono già capaci di risolvere dei problemi matematici cento milioni di volte più velocemente rispetto ai computer tradizionali.

Il nuovo vantaggio competitivo
Secondo le ricerche di Google i computer quantici saranno disponibili entro i prossimi cinque anni e IBM gestisce già un prototipo accessibile al pubblico. Alcune delle maggiori aziende leader nel settore della tecnologia e molte startup stanno sviluppando l’hardware e il software necessari per sfruttare le enormi possibilità offerte dalla meccanica quantistica. Uno degli aspetti più affascinanti di questa scienza è il suo potenziale solo parzialmente verificato e ancora in gran parte inutilizzato. Il vantaggio competitivo più sorprendente di questi dispositivi rivoluzionari si baserà sull’inedita possibilità di eseguire operazioni e ottenere risultati strutturalmente preclusi ai computer tradizionali basati sulla tecnologia digitale tra cui lo sviluppo dell’intelligenza artificiale e machine learning, la creazione di nuovi modelli per le simulazioni mediche, la meteorologia, la scienza dei materiali e inedite soluzioni ingegneristiche. Ci troviamo di fronte a un mutamento epocale, che per le modalità di evoluzione e l’importanza dell’impatto culturale e sociale ricorda lo sviluppo esponenziale di Internet a partire dagli anni Novanta, quando la popolarità della rete ha cominciato a diventare un fenomeno di massa, dopo il lavoro di ricerca e sviluppo che ha coinvolto per più di due decenni gli scienziati di tutto il mondo. Questo cambiamento dei paradigmi stessi dell’informatica comporta anche la necessità di rivedere in modo profondo le norme che tutelano la sicurezza. I computer quantistici potranno infatti risolvere in maniera rapidissima i principi matematici alla base degli attuali sistemi di protezione vanificando l’efficacia dei più potenti algoritmi di cifratura attualmente utilizzati. Ma anche la tecnologia vocale è al centro di una trasformazione radicale che sta cambiando le nostre abitudini e il modo di interagire con persone e oggetti.

Una rivoluzione in atto
Dopo il touchscreen, che ci ha offerto un modo più immediato e intuitivo di comunicazione rispetto ai computer tradizionali, il voice computing è al centro di una vera e propria mutazione antropologica in cui le persone, attraverso un nuovo uso del linguaggio ritornano protagoniste senza l’intermediazione di schermi e tastiere. Anche se la voce non sostituirà le altre forme di espressione del pensiero (in molti casi scrivere è più utile ed efficace di parlare) in seguito all’applicazione delle tecniche di deep learning (apprendimento approfondito, vedi box qui sotto) sono stati eleminati molti problemi che avevano rallentato o sconsigliato il suo utilizzo. In un mondo in cui anche le macchine possono parlare e fare delle traduzioni simultanee, per le forme più semplici di comunicazione sarà meno fondamentale la conoscenza delle lingue straniere, che subiranno una selezione in base alla loro importanza in campo culturale, sociale ed economico. Alcuni esempi concreti di questa rivoluzione sono già intorno a noi. Echo, il dispositivo di Amazon a forma di cilindro, connesso con l’assistente vocale intelligente Alexa, già in funzione negli Stati uniti e di cui si attende la versione italiana, oltre a diffondere la musica in tutta la casa, consente in tempo reale di organizzare l’agenda, impostare la sveglia, avere informazioni sul traffico, le previsioni del tempo, i risultati di gare sportive, collegarsi con Wikipedia, gestire le luci e le telecamere di sicurezza. Oltre alla versione base si può anche avere quella con touchscreen per dialogare meglio e avere risposte più personalizzate. Con Google Home anche l’azienda di Mountain View ha realizzato un prodotto analogo a Echo, mentre Apple ha creato HomePod, che alla diffusione della musica unisce le funzioni del suo assistente vocale Siri, al quale si possono anche dettare messaggi testuali ed email.

 


“Grazie alla meccanica quantistica è possibile rendere più sicure e affidabili le nostre automobili e ridurre lo stress di chi guida”

“Smartphone, cellulari e computer avranno dei segnali codificati in modo da evitare qualsiasi tentativo di intercettazione e duplicazione”

“I computer quantistici consentiranno di creare nuovi modelli per le simulazioni mediche, la meteorologia e la scienza dei materiali”

“La sicurezza informatica dovrà essere riprogettata perché i nuovi dispositivi potranno facilmente superare gli attuali sistemi di protezione”

“Il voice computing è al centro di una vera e propria mutazione antropologica in cui le persone ritornano protagoniste della comunicazione”

“Amazon, Google e Apple hanno creato dei dispositivi vocali per la casa con cui si può dialogare, avere informazioni e servizi in tempo reale”

 


 

Promesse e pericoli del “deep learning”
Grazie all’apprendimento approfondito, i nuovi “device” vocali soddisfano richieste sempre più complesse, ma pongono dei dubbi sul diritto alla privacy

I sistemi di dettatura a computer e ad altri device digitali sono attivi da tempo, ma la presenza di numerose difficoltà tra cui dover usare la voce secondo canoni di riconoscimento ben definiti ne hanno fortemente limitato l’utilizzo. Negli ultimi anni i mezzi di riconoscimento e comprensione vocale sono molto migliorati e ora, grazie alle tecniche di deep learning (apprendimento approfondito) riescono a soddisfare richieste sempre più precise e mirate. Basati sul training dei network neurali artificiali (modelli matematici che simulano i processi di apprendimento delle reti neurali biologiche e convergono in una memoria centrale) i sistemi di deep learning migliorano le loro conoscenze progressivamente in base agli input ricevuti attraverso un elevatissimo numero di esempi e riescono ad aumentare rapidamente le loro conoscenze riuscendo ad avere una duttilità e una capacità di trascrizione sempre più simile a quella umana. Nonostante questi progressi, i robot hanno però ancora difficoltà a comprendere il contesto e il significato profondo di una frase. La ricerca sia a livello universitario sia delle aziende con tecnologia avanzata si sta quindi focalizzando su questo aspetto del problema e sta progettando nuovi “bot” in grado di sostenere conversazioni più elaborate, eseguire compiti più complessi ed essere in grado di dare consulenze anche in campi finora riservati agli operatori professionali, per esempio nell’ambito del settore immobiliare o dei viaggi. Un processo ancora lungo e difficile ma ricco di possibilità e promesse. Un altro aspetto importante del voice computing è quello di garantire la riservatezza di chi lo utilizza ed opera in un sistema complesso e molto personalizzato che può avere accesso a numerosi dati sensibili come l’agenda personale, le email e a molte altre informazioni sulla personalità e sullo stile di vita. Dato che non si conoscono ancora con precisione regole e modalità con cui vengono identificati e memorizzati i file audio, è necessario richiedere norme dettagliate che evitino la formazione di una pericolosa “zona grigia” tra le necessità di sicurezza e il diritto alla privacy.

 

Carmen Herrera, Black and White, 1952, collezione Estrellita e Daniel Brodsky. Dalla mostra Carmen Herrera: Lines of Sight al Whitney Museum of American Art, 2016-17.

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