- IA simbolica: i sistemi esperti
- Machine learning: l’apprendimento dai dati
- Machine learning tradizionale: la cassetta degli attrezzi
- Deep learning: il salto di qualità
- Reti neurali artificiali: architetture di base
- Reti neurali artificiali: architetture avanzate
Questo capitolo apre la macchina e racconta, un pezzo alla volta, come fa a imparare. La storia comincia dai sistemi esperti degli anni Sessanta e Settanta. Un esperto umano scriveva le regole, per esempio “se febbre e tosse, allora possibile influenza”, e un programma le applicava una dopo l’altra. Il metodo funzionava finché le regole erano poche; al primo caso che nessuno aveva previsto si rompeva. Il machine learning (l’apprendimento automatico) rovesciò il metodo: invece di scrivere le regole, si raccolgono molti esempi già risolti e si lascia che il programma trovi da solo le regolarità. Un albero decisionale, per esempio, impara da centinaia di pazienti quale domanda fare per prima per capire se un caso è urgente. Queste tecniche, insieme alle regressioni e alle foreste di alberi, decidono ancora oggi se concedere un prestito o come smistare la posta. Hanno però un limite: lavorano su caratteristiche dei dati che qualcuno ha già scelto per loro. Il deep learning fa il passo in più, perché la rete trova da sola che cosa guardare, ed è proprio quello che serve con le immagini, le frasi e i suoni. Per spiegare come, il capitolo parte dal neurone artificiale, il mattone di base delle reti: una somma pesata dei dati in ingresso, seguita da una piccola curva che si chiama funzione di attivazione. Mettendo insieme qualche neurone si ottiene una rete neurale, e con una rete di questo tipo il capitolo mostra come prevedere se uno studente supererà un esame a partire dai risultati di altri studenti prima di lui. Poi quella rete viene addestrata davvero: si parte con pesi scelti a caso, si misura l’errore e si correggono tutti i pesi insieme, un poco alla volta, per migliaia di giri, finché l’errore è il più piccolo possibile. Questo meccanismo, la discesa del gradiente con la backpropagation, è lo stesso che addestra i modelli da miliardi di parametri. Il capitolo si chiude con le quattro architetture che hanno reso possibile l’IA generativa: la diffusione, che impara a togliere il rumore da un’immagine; l’autoencoder, che comprime e ricostruisce; le GAN, due reti che si sfidano; e il Transformer, che con il meccanismo dell’attenzione legge tutte le parole di una frase insieme e decide quali contano per ciascuna.
Perché leggerlo: è la parte che rende possibile tutto il resto. Senza sapere che cosa sono i pesi e come si addestrano, non è possibile capire davvero perché le risposte dei modelli possono essere sbagliate. Serve leggerlo tutto? No. Per seguire il libro bastano le sezioni sui sistemi esperti e sul machine learning tradizionale, più la sottosezione sul Transformer, in coda alla seconda sezione sulle reti neurali; il resto delle due sezioni sulle reti neurali, con i conti della rete a tre neuroni, si può saltare al primo giro e riprendere quando vorrai vedere come si arriva a quei numeri. Chi salta deve però almeno portarsi dietro tre parole e il loro significato: pesi, addestramento, attenzione.