Clima, un enigma da rete neurale

Il CNR è impegnato in un progetto epico: comprendere in che modo l'attività umana influenza il clima del Pianeta. E ha già scoperto le prime prove dell'impatto antropico. PI ne parla con uno dei ricercatori impegnati nel progetto di IA


Roma – Un viaggio all’interno del nostro cervello per cercare di capire come funziona e come la tecnologia può imitarlo. E’ questo il punto di partenza per lo sviluppo di qualsiasi intelligenza artificiale , sistema capace di simulare, emulare e rappresentare processi di elaborazione che possono essere in qualche modo posti in relazione con le abilità umane. Non solo calcoli, dunque, come soltanto i calcolatori (anche quelli più potenti) possono fare ma qualcosa di più. In Italia , nonostante la stagione buia della ricerca, si stanno portando avanti alcuni progetti che riguardano lo sviluppo delle reti neurali (che puntano a riprodurre artificialmente il funzionamento dei neuroni e delle sinapsi .

In particolare l’ Istituto sull’inquinamento atmosferico del CNR (Consiglio nazionale delle ricerche) ha avviato da qualche mese un progetto che dovrà essere in grado di conoscere , anche a livello locale, la temperatura del nostro pianeta negli ultimi 140 anni, per capire meglio le cause che stanno portando al progressivo riscaldamento del pianeta. Sotto accusa quella che gli scienziati chiamano azione antropica , ovvero l’agire dell’uomo e l’impatto che le sue azioni hanno sul clima. Per farlo, è stato messo a punto un modello a rete neurale che simula semplici funzionalità del cervello umano, come l’ apprendimento , e che è in grado di ricostruire la temperatura dell’aria a varie scale, a partire dai dati dei fattori di influenza esterna al sistema clima, siano essi naturali o di origine umana.

“I fattori principali che guidano l’andamento della temperatura media globale negli ultimi 140 anni sono ascrivibili sia alle attività umane sia, per quanto riguarda la variabilità climatica che si riscontra da un anno a quello immediatamente successivo, al fenomeno di El Niño”. Questo è quanto ha scritto Antonello Pasini , da anni impegnato nel progetto del CNR e autore insieme a Massimo Lorè dell’Istituto del CNR, di uno studio condotto con Fabrizio Ameli dell’ Istituto nazionale di fisica nucleare (Infn). Per spiegare meglio in cosa consista lo studio e quali scenari possano aprirsi, Punto Informatico ha parlato proprio con Pasini, già del Servizio meteorologico dell’Aeronautica .

Punto Informatico: Il discorso è molto complesso e tecnico ma proviamo a far comprendere a tutti di cosa si tratta. Iniziamo con il concetto di intelligenza artificiale…
Antonello Pasini: Da molto tempo l’uomo prova a ricreare le funzionalità della propria mente per riprodurre una intelligenza in maniera artificiale che possa servire diversi ambiti della scienza. Una intelligenza è cosa ben diversa dagli attuali computer che si limitano ad elaborare dati forniti. Per avere una idea diciamo che siamo ancora molto lontani dal superare il famoso test di Turing dove tre soggetti si confrontano dovendo individuare quale fra loro è l’intelligenza artificiale. Al momento diciamo che abbiamo intrapreso un lungo percorso iniziando a studiare il nostro cervello…

PI: Il nostro cervello? Cioè?
AP: Abbiamo cercato di ricreare con le nostre conoscenze tecnologiche la struttura del cervello con neuroni e sinapsi e abbiamo provato a farli interagire fra loro, seguendo gli stessi meccanismi presenti in natura. Siamo riusciti così a creare una speciale rete neurale con neuroni artificiali caricati con dati messi in rete tramite delle connessioni che svolgono il ruolo delle sinapsi.
Le reti neurali sono note oggi, anche se non nel dettaglio, a chi si occupa un po’ di sistemi artificiali, applicazioni in qualche modo “informatiche”. Ci siamo accorti così che con questo sistema venivano elaborate e messe in evidenza azioni e reazioni in sistemi complessi, che altrimenti sarebbero sfuggite alla nostra mente.

PI: Per esempio?
AP: Noi studiamo il clima e la temperatura negli ultimi 140 anni. Gli attuali sistemi basati sui modelli matematici si fondano su equazioni e parametri che tuttavia non permettono di catturare tutte le relazioni tra i diversi fattori. La rete neurale analizza dei dati in un sistema complesso come il clima e trova delle relazioni fra le diverse variabili che sono molto difficili per noi umani da individuare, perché troppo complesse. La rete ha il vantaggio che riesce a fare correlazioni non lineari ottimizzando il risultato.

PI:…In effetti diventa piuttosto complicato. Ma diciamo che con la rete neurale oltre alla elaborazione dei dati il sistema riesce anche svolgere una sorta di “valutazione” dei dati e di “apprendimento” cioè facendo in modo che non si compiano più gli stessi errori
AP: Alcune nostre ricerche precedenti mostravano come un modello a rete neurale fosse in grado di stabilire legami e leggi fisiche in sistemi complessi come quelli ambientali. Il nostro obiettivo è stato allora quello di applicare tale modello alla ricostruzione del clima passato.


PI:…ma per riuscire a capire cosa potrebbe succedere nel futuro?
AP: Qualcosa già esiste, sono nel campo da una decina di anni e quando lavoravo al Servizio meteorologico bisognava sapere per esempio quando sarebbe arrivata la nebbia nella zona padana, informazione necessaria per gli scali aerei. Oggi invece con il CNR siamo in grado di prevedere l’andamento dei bassi strati dell’atmosfera e 6-12 ore prima sappiamo dove si manifesteranno episodi critici di inquinamento. Con benefici enormi nel campo della tutela ambientale.

PI: Applicando la rete neurale a questo studio avete avuto una conferma del fatto che lo sconvolgimento del clima è opera anche dell’uomo
AP: Alcuni dati erano già conosciuti, ma ora possiamo dire che la conferma è arrivata da una “intelligenza” super partes, che ha confermato precisamente come siano importanti gli effetti delle emissioni in atmosfera di alcuni elementi.

PI: Dal punto di vista del software come vi siete mossi?
AP: Io stesso ho elaborato un tool negli ultimi anni composto di programmi Fortran, attualmente anche tradotti in C, che simulano il funzionamento di un piccolo cervello in termini di reti neurali artificiali. Il tool è nato in anni in cui non erano a disposizione pacchetti per chi deve fare ricerca (e quindi deve mettere le mani pesantemente sul codice), ma solo per utenti. Oggi, anche se la situazione è un po’ cambiata (ad esempio, il toolbox di reti neurali di Matlab è piuttosto evoluto), il mio tool consente comunque di avere a disposizione diverse opzioni utili per chi fa ricerca nel campo dei sistemi complessi, in particolare di quelli ambientali.

PI: Il futuro riserva software più sofisticati?
AP: Il mio gruppo di ricerca è molto piccolo: ho un collaboratore all’Infn e, di tanto in tanto, laureandi o borsisti. Ho in programma sviluppi del software che lo rendano ancora più adatto a studiare sistemi complessi, ad esempio l’implementazione di algoritmi di apprendimento genetici… Tutto dipenderà dai finanziamenti che si riusciranno ad attrarre su questi progetti.

PI: Non è strano che un progetto innovativo come questo in realtà venga elaborato da un gruppo così poco numeroso?
AP: Si sa, la ricerca è negletta. Tuttavia i finanziamenti che pure vengono destinati servono per progetti che devono dare un risultato immediato: nessuno vuole mettere soldi se poi sa che rischia di non raccogliere nulla da qui a poco. Invece almeno nel nostro campo c’è bisogno di investire sulle scienze di base… anche se i risultati non sono previsti nel breve periodo.

A questo proposito, il dottor Pasini ci confida che il suo cervello non ha mai pensato di fuggire all’estero (“anche se a volte la tentazione è forte”) ma – sottolinea – non l’ha fatto solo per motivi personali.

a cura di Alessandro Biancardi

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  • Anonimo scrive:
    DTT? Interattivo? Ma dove?
    Con il DTT si hanno delle possibilità di interazione quasi nulle anche se dovessero sftuttare al massimo la tecnologia disponibile.Per non parlare dei problemi di sicurezza avendo quel "box" collegato alla linea telefonica. (per sicurezza intendo la possibilità che effettui numeri di telefono per conto suo grazie ad eventuali "ladri televisivi" che potrebbero sfruttare il sistema)
  • HotEngine scrive:
    Entratel...
    Qualcuno l'ha mai usato? Una barzelletta... Si deve passare da 2 o 3 applicativi diversi per arrivare al risultato finale. C'è gente che ci ha rinunciato.
    • Anonimo scrive:
      Re: Entratel...
      In azienda da me quando devono fare "l'invio telematico" via entratel, ci si mettono in tre ... e alla fine chiamano il supporto IT (me) per fare il vero trasferimento.Un servizio lento, sovraccarico, tutt'altro che user-friendly, con un supporto quasi inesistente e di gente che poco ci manca ti mandi a cagare.
    • Anonimo scrive:
      Re: Entratel...
      - Scritto da: HotEngine
      Qualcuno l'ha mai usato? Una barzelletta... Si
      deve passare da 2 o 3 applicativi diversi per
      arrivare al risultato finale. C'è gente che ci ha
      rinunciato.Si l'ho usato ed è molto semplice, una volta che capisci come funziona. Certo se tutte le applicazioni fossero concentrate nello stesso sito e le informazioni più chiare sarebbe ancora più semplice.Immagino che ci sia gente che rinuncia, soprattutto nei servizi pubblici dove l'incompetenza è un problema fisiologico (è come un buco nero in cui si accumulano le persone scartate dal settore privato, grazie ai vari nepotismi e barriere all'entrata, rappresentate dalle graduatorie).E' brutto ripeterlo, ma il computer alla fine è uno strumento, il cervello lo deve mettere l'utilizzatore.
      • HotEngine scrive:
        Re: Entratel...
        - Scritto da: Anonimo
        Si l'ho usato ed è molto semplice, una volta che
        capisci come funziona. Certo se tutte le
        applicazioni fossero concentrate nello stesso
        sito e le informazioni più chiare sarebbe ancora
        più semplice.Guarda, io non ho problemi ad usarlo quando me lo richiedono, ma chi dovrebbe essere addetto (chiamano me perchè non se la cavano) non lo trovano certo semplice, ed hanno ragione. E' necessario utilizzare una procedura esterna per creare un file, poi far leggere e codificare il file ad entratel, poi aprire il browser e loggarsi sul sito delle finanze per poter inviare il file, il tutto destreggiandosi tra le varie directory... E' fatto col posteriore, ma non per il programma in sè stesso ma per la logica d'utilizzo...
  • Anonimo scrive:
    E-governament
    Ricordo o forse son desto che sono stati stanziati molti quattrini in merito. Ma le amministrrazioni comunali li hanno visti? Se li hanno visti cosa ne hanno fatto. Ad oggi non ho visto un servizio on-line per il cittadino neanche con il lanternino.----
    • Anonimo scrive:
      Re: E-governament
      C'hai credutofaccia di vellutoAh ah ah ah"Forza Italia : una grande forza al servizio di un grande paese" (TM)
    • Anonimo scrive:
      Re: E-governament
      - Scritto da: Anonimo
      Ad oggi non ho
      visto un servizio on-line per il cittadino
      neanche con il lanternino.così dal primo che ho guardato:http://www.regione.piemonte.it/index.htmsulla sinistra il link ai "servizi online"--
      http://www.regione.piemonte.it/bdati/index.htmqualcosa sembra sia stato fatto, ma lamentarsi rimane f sempre la cosa più comoda.
    • Anonimo scrive:
      Re: E-governament
      La fase 2 del progetto di e-government sta andando ora a conclusione. Tutti i servizi (81 prescritti dal bando) dovranno essere attivi entro il 2006.
      • Anonimo scrive:
        Re: E-governament
        e quanto scommetti che saranno inutili, inutilizzati dalla MASSA, macchinosi e quant'altro, che il classico cittadino di VOGHERA (parente della ben nota casalinga) si metterà le mani nei capelli (o si toccherà i cogl**** per la sfortuna di mettercele, fate vobis) al solo pensiero di usar tali sistemi ? :D
        • Anonimo scrive:
          Re: E-governament
          - Scritto da: Anonimo

          e quanto scommetti che saranno inutili,
          inutilizzati dalla MASSA, macchinosi e
          quant'altro
          :D A noi di Internetcrazia ci basta che ci realizzino la CIE, la stiamo aspettando come il pane per poter raccogliere firme per proposte di legge online e per le candidature. Secondo la Legge del 31 marzo 2005, n. 43 l' emissione della Carta di Identità Elettronica è obbligatoria per tutti i comuni dal 1° Gennaio 2006. Adesso vediamo se qualche comune fa il furbo e trova una scusa (tipo il taglio dei fondi della finanziaria) per non rilasciarle. :(
    • Anonimo scrive:
      Re: E-governament
      Alcuni non possono interagire in quanto scollegati dalla rete... il digital-divide colpisce anche molti comuni!!!!!Come si fa a vedere dei servizi e-governament senza la "e"..(@)Mi sa che il divario digitale non sanno manco cos'è...
  • Anonimo scrive:
    Qualita' tramite DTT??????
    Ma non scherziamo. Il DTT e' completamente inutile, altro che qualita'. Interattivita' limitatissima, per gente lobotomizzata.
    • Anonimo scrive:
      Re: Qualita' tramite DTT??????
      - Scritto da: Anonimo

      Ma non scherziamo. Il DTT e' completamente
      inutile, altro che qualita'. Interattivita'
      limitatissima, per gente lobotomizzata.no ti sbagli, il box interattivo fa tutto, manda i fax, stampa a colori e in B/N. Inoltre se riesci a infilarci il tuo cappellino ti stampa il logo di Amici di Maria sopra (e anche il bollino della SIAE sui CD).Il DTT l'ultima grande invenzione, dopo la bomba atomica!!!
    • Anonimo scrive:
      Re: Qualita' tramite DTT??????
      - Scritto da: Anonimo

      Ma non scherziamo. Il DTT e' completamente
      inutile, altro che qualita'. Interattivita'
      limitatissima, per gente lobotomizzata.Ma che inutile. E' stato utilissimo a Berlusconi per poter vendere i diritti delle partite in TV visto che nel satellitare i diritti li ha comprati Sky.Poi, ciliegina sulla torta, una bella legge che per andare allo stadio devi presentare richiesta in carta bollata e per comprare il biglietto devi compilare 4 moduli di autrocertificazione.Già si vedono i buchi vuoti agli stadi, sono tutti a casa a guardare la partita che gli propina il Berluska.E poi si dice che il DTT non serve a nessuno.Tzk ... che ingrati!
      • Anonimo scrive:
        Re: Qualita' tramite DTT??????
        Veramente Berlusconi i diritti li ha comprati, non venduti....
        • Anonimo scrive:
          Re: Qualita' tramite DTT??????
          - Scritto da: Anonimo
          Veramente Berlusconi i diritti li ha comprati,
          non venduti....Vabbe' .... Berlusconi ci vende le partite sul DTT !!!Poi ha anche venduto i diritti del Milan a Sky ma quello è un'altro discorso.
        • Anonimo scrive:
          Re: Qualita' tramite DTT??????

          Veramente Berlusconi i diritti li ha comprati,
          non venduti....Veramente il Berlusconi-Milan li ha venduti al Berlusconi-Mediaset. Non solo, le solite malelingue insinuano che il Berlusconi-Galliani Lega Calcio più che vendere ha svenduto al Berlusconi-Mediaset (traduco: ci perde un filino col Milan ma guandagna mooolto di più con Mediaset)Se poi vogliamo dettagliare tutti il giro Berlusconi-PresidenteConsiglio ha usato soldi pubblici per indurre il popolo a comprare il PaoloBerlusconiDecoder-Amstrad che viene principalmente usato dal sopracitato popolo per pagare Berlusconi (partite e film Mediaset). Non solo, le malelingue insinuano che Amstrad è stata comprata giusto prima dell'approvazione del finanziamentoE guarda caso, le partite sono già in vendita ma dei servizi di e-governo non c'è traccia...
          • Anonimo scrive:
            Re: Qualita' tramite DTT??????
            - Scritto da: Anonimo
            E guarda caso, le partite sono già in vendita ma
            dei servizi di e-governo non c'è traccia...Se la gente (quelli che si prendono gli appalti) alla fin fine sono degli incapaci (intanto però si cuccano i dindi .. per l'appalto eGOV) e fanno delle applicazioni o sono ancora in fase di test (però i finanziamenti l'hanno già presi) vedrai che alla fine faranno delle APPz che non stanno in cielo ne in terra .. insomma degli incapaci che corrono per prendere i soldi stanziati.Questa è l'italiaquesta è l'italia dei programmatori in visualbasic :)
  • Anonimo scrive:
    Sempre a sporcar di più!!!
    Giù le mani zozze dalla rete, non si tocca, questo è un mezzo di espressione libera, non il ricettacolo di insensati. Vi basta il parlamento come bisca per le vostre assurde scommesse. A proposito, il DDT spruzzatevelo addosso, magari vi ammazza qualche animaletto, senza esagerare ovviamente, protebbe esservi nocivo.
  • Anonimo scrive:
    Governo non avere fretta!
    Il 9 aprile 2006 ti farò sapere cosa ne penso della qualità dei servizi pubblici.
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