Nobel per la fisica ai pionieri dell’apprendimento automatico

I due ricercatori che hanno sviluppato tecniche di apprendimento automatico alla base dell’attuale boom dell’intelligenza artificiale (IA), hanno vinto il premio Nobel per la fisica 2024.

John Hopfield della Princeton University nel New Jersey e Geoffrey Hinton dell’Università di Toronto, Canada, si dividono il premio da 11 milioni di corone svedesi (1 milione di dollari), annunciato dalla Royal Swedish Academy of Sciences a Stoccolma l’8 ottobre.

Entrambi hanno utilizzato strumenti della fisica per elaborare metodi che alimentano reti neurali artificiali che utilizzano strutture stratificate ispirate al cervello per apprendere concetti astratti. “Le loro scoperte “costituiscono i mattoni dell’apprendimento automatico, che possono aiutare gli esseri umani a prendere decisioni più rapide e affidabili”, ha affermato la Presidente del comitato per il Nobel Ellen Moons, fisica presso la Karlstad University, Svezia, durante l’annuncio. “Le reti neurali artificiali sono state utilizzate per far progredire la ricerca in argomenti di fisica diversi, come la fisica delle particelle, la scienza dei materiali e l’astrofisica”.

Nel 1982, Hopfield, un biologo teorico con un background in fisica, inventò una rete che descriveva le connessioni tra i nodi come forze fisiche. “I nodi sono punti del circuito in cui confluiscano almeno tre elementi di filo conduttore. I rami sono i tratti di filo conduttore che collegano i nodi. Le maglie sono percorsi chiusi individuati all’interno di un circuito“. Memorizzando i pattern come uno stato di bassa energia della rete, il sistema poteva ricreare l’immagine quando sollecitato con un pattern simile. Divenne noto come memoria associata, per la sua somiglianza con il cervello che cerca di ricordare una parola o un concetto raramente usato.

Hinton, un informatico, in seguito utilizzò i principi della fisica statistica, che viene utilizzata per descrivere collettivamente sistemi composti da troppe parti per essere monitorate individualmente, per sviluppare ulteriormente la “rete di Hopfield”. Costruendo probabilità in una versione stratificata della rete, creò uno strumento in grado di riconoscere e classificare immagini o generare nuovi esempi del tipo su cui era stato addestrato.

Questi processi differivano dai calcoli precedenti, poiché le reti erano in grado di apprendere da esempi, compresi dati non strutturati, che sarebbero stati difficili da elaborare per i software convenzionali basati su calcoli passo dopo passo.

“Le reti sono “modelli grossolanamente idealizzati che sono tanto diversi dalle vere reti neurali biologiche quanto le mele lo sono dai pianeti”, scrisse Hinton su Nature nel 2000. Ma si sono dimostrati utili e sono stati ampiamente sviluppati. Le reti neurali che imitano l’apprendimento umano costituiscono la base di molti strumenti di intelligenza artificiale all’avanguardia, dai grandi modelli linguistici (LLM) agli algoritmi di apprendimento automatico in grado di analizzare grandi quantità di dati, incluso il modello di previsione della struttura proteica AlphaFold.

Parlando al telefono in occasione dell’annuncio, Hinton ha detto che scoprire di aver vinto il Nobel è stato “un fulmine a ciel sereno”. “Sono sbalordito, non avevo idea che sarebbe successo”, ha detto. Ha aggiunto che i progressi nell’apprendimento automatico “avranno un’enorme influenza, saranno paragonabili alla rivoluzione industriale. Ma invece di superare le persone in forza fisica, supereranno le persone in capacità intellettuali”.

Hinton ha previsto che l’intelligenza artificiale finirà per avere “un’enorme influenza” sulla civiltà, apportando miglioramenti nella produttività e nell’assistenza sanitaria”.

“Sarebbe paragonabile alla Rivoluzione industriale”, ha affermato in una chiamata aperta con i giornalisti e i funzionari della Royal Swedish Academy of Sciences. “Non abbiamo esperienza di cosa significhi avere cose più intelligenti di noi. E sarà meraviglioso sotto molti aspetti“, ha detto Hinton. “Ma dobbiamo anche preoccuparci di una serie di possibili conseguenze negative, in particolare la minaccia che queste cose sfuggano al controllo”.

Il comitato per il Nobel ha espresso anche timori circa il possibile rovescio della medaglia.

Moons ha affermato che, sebbene abbia “enormi benefici, il suo rapido sviluppo ha anche sollevato preoccupazioni sul nostro futuro. Collettivamente, gli esseri umani hanno la responsabilità di utilizzare questa nuova tecnologia in modo sicuro ed etico per il massimo beneficio dell’umanità.

Hinton, che ha lasciato un incarico in Google per poter parlare più liberamente dei pericoli della tecnologia che ha contribuito a creare, condivide queste preoccupazioni.”Sono preoccupato che la conseguenza generale di tutto questo potrebbe essere che alla fine  sistemi più intelligenti di noi prendano il controllo“, ha detto Hinton.

Da parte sua, Hopfield, che ha firmato le prime petizioni dei ricercatori che chiedevano un forte controllo della tecnologia, ha confrontato i rischi e i benefici del lavoro sui virus e sull’energia nucleare, in grado di aiutare e danneggiare la società. In una conferenza stampa a Princeton, ha fatto riferimento alle preoccupazioni, sollevando la distopia immaginata in “1984” di George Orwell o l’apocalisse immaginaria creata inavvertitamente da un fisico premio Nobel in “Cat’s Cradle” di Kurt Vonnegut.

Hopfield, che si trovava con la moglie in un cottage nell’Hampshire, in Inghilterra, ha raccontato che dopo aver preso un caffè e fatto il vaccino antinfluenzale, ha aperto il computer e si è trovato di fronte a una raffica di attività.

“Non ho mai visto così tante e-mail in vita mia“, ha detto. Una bottiglia di champagne e una ciotola di zuppa lo stavano aspettando, ha aggiunto, ma dubitava che ci fossero altri fisici in città che si sarebbero uniti ai festeggiamenti.

Hinton ha affermato di essere rimasto scioccato da tale onore.

“Sono sbalordito. Non avevo idea che sarebbe successo“, ha detto quando è stato raggiunto al telefono dal comitato per il Nobel. Ha detto che si trovava in un hotel economico senza internet.

Hinton, 76 anni, ha contribuito a sviluppare una tecnica negli anni ’80 nota come backpropagation, fondamentale per addestrare le macchine a “imparare” tramite la messa a punto degli errori fino a farli scomparire. È simile al modo in cui impara uno studente, con una soluzione iniziale valutata e difetti identificati e restituiti per essere sistemati e riparati. Questo processo continua finché la risposta non corrisponde alla versione della realtà della rete.

“Hinton aveva un background non convenzionale come psicologo, si era anche dilettato nella falegnameria ed era sinceramente curioso di sapere come funziona la mente“, ha affermato il suo protetto Nick Frosst, il primo ad essere assunto da Hinton nella divisione AI di Google a Toronto.

“Penso che la sua giocosità e il suo genuino interesse nel rispondere a domande fondamentali siano la chiave del suo successo come scienziato”, ha affermato Frosst.

E non si è fermato al suo lavoro pionieristico degli anni ’80.

“Ha costantemente provato cose folli e alcune di queste funzionano molto bene e altre no”, ha detto Frosst. “Ma tutte hanno contribuito al successo del campo e hanno galvanizzato altri ricercatori a provare anche loro cose nuove”.

“Il team di Hinton presso l’Università di Toronto ha stupito i colleghi utilizzando una rete neurale per vincere la prestigiosa competizione di computer vision ImageNet nel 2012. Ciò ha generato una raffica di imitatori ed è stato “un momento molto, molto significativo a posteriori e nel corso della storia dell’intelligenza artificiale”, ha affermato l’informatico della Stanford University e creatore di ImageNet Fei-Fei Li .

“Molte persone ritengono che questo sia l’inizio dell’intelligenza artificiale moderna”, ha affermato. Non tutti i loro colleghi concordano con i premi Nobel sui rischi della tecnologia che hanno contribuito a creare. Frosst ha avuto molti “dibattiti accesi” con Hinton sui rischi dell’intelligenza artificiale e non è d’accordo con alcuni degli avvertimenti di Hinton, ma non con la sua volontà di affrontarli pubblicamente.

“Per lo più non siamo d’accordo sulla scala temporale e sulla tecnologia specifica su cui sta lanciando l’allarme”, ha detto Frosst. “Non penso che le reti neurali e i modelli linguistici così come esistono oggi rappresentino un rischio esistenziale”.

Bengio, che da tempo esprime preoccupazione per i rischi dell’intelligenza artificiale, ha affermato che ciò che allarma davvero lui e Hinton è la “perdita del controllo umano” e se i sistemi di intelligenza artificiale agiranno moralmente quando saranno più intelligenti degli esseri umani.

Sei giorni di annunci Nobel si sono aperti lunedì con gli americani Victor Ambros e Gary Ruvkun che hanno vinto il premio per la medicina. Proseguono con il premio per la chimica mercoledì e quello per la letteratura giovedì. Il premio Nobel per la pace sarà annunciato venerdì e quello per l’economia il 14 ottobre.

Il premio prevede un premio in denaro di 11 milioni di corone svedesi (1 milione di $) da un lascito lasciato dal creatore del premio, l’inventore svedese Alfred Nobel. I vincitori sono invitati a ricevere i loro premi durante le cerimonie del 10 dicembre, anniversario della morte di Nobel.

Fonte:abcnews