Universalit

1
Universalità artificialità computabilità
Roma II, 23 Novembre 2001

• Per una storia del computer

Teresa Numerico teris_at_mclink.it
2
La macchina di Turing
Il modello della logica universalità e
computabilità
3
Teoria della computabilità

• I teoremi di incompletezza di Gödel.
• Il fallimento del programma di Hilbert.
• La nozione di decidibilità come ultima speranza
  del formalismo.

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Un modello formale di calcolo

• Turing propone un modello formale dellattività
  di un essere umano che esegue un calcolo di tipo
  algoritmico
• un dispositivo astratto in grado di emulare la
  funzione del calcolare, purché essa sia definita
  attraverso una successione di operazioni
  elementari.

5
MT universale

• Turing (1939) definì così il risultato teorico
• Si affermò che "una funzione è effettivamente
  calcolabile se i suoi valori possono essere
  trovati attraverso un processo puramente
  meccanico". Possiamo prendere alla lettera questa
  asserzione, intendendo per processo puramente
  meccanico, un processo che può essere portato a
  termine da una macchina. E' possibile dare una
  descrizione matematica delle strutture di queste
  macchine.

6
Lo schema di una MT


Dispositivo di lettura/scrittura/ spostamento sul
nastro secondo la tavola delle istruzioni
7
La Macchina di Turing (MT)

• Un dispositivo astratto è una macchina nella
  quale non vengono presi in considerazione i
  vincoli necessari ad una sua realizzazione
  pratica
• Dimensioni della memoria
• Tempo di calcolo
• Spazio di calcolo
• Indipendenza dalla realizzazione fisica
• La MT si definisce per le relazioni funzionali
  tra le sue parti, non per la sua realizzabilità.

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Gli attributi della macchina secondo la logica

• Infallibilità
• Prevedibilità
• Isolamento
• Illimitatezza delle risorse nel tempo e nello
  spazio
• Formalismo del linguaggio

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La macchina elettronica

• Dal dispositivo a programma memorizzato
  allintelligenza artificiale

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Laccelerazione della II GM

• La necessità di calcoli molto complessi era
  particolarmente sentita in vari campi
• La ricerca atomica calcoli per misurare le
  caratteristiche esatte dellesplosione.
• La ricerca balistica equazioni differenziali per
  la misurazione delle tavole di lancio delle armi
  a lunga gittata.
• La criptanalisi.

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Due organismi centrali

• NDRC National Defense Research Committee
• Lorganismo US voluto da Vannever Bush direttore
  del OSRD (Office of Scientific Research and
  Development) includeva i centri di ricerca
  militari e civili.
• GCCS Government Code Cypher School
• Lorganismo UK che si occupava di criptanalisi.

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La Macchina di Von Neumann
Unità di controllo
Unità aritmetica
istruzioni
dati
MEMORIA (Programmi e dati)
OUTPUT
INPUT
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La II macchina di Turing

• Turing progettò ACE (Automated Computing Engine)
  dal 1945.
• La programmazione era centrale dellhardware.
• Si trattava di una macchina pensata per
  manipolare informazione, non solo calcoli.
• Macchina come modello del cervello.

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Un nuovo concetto di macchina

• La macchina pratica ha forti limiti spazio
  temporali da considerare.
• La funzione dellorganizzazione della conoscenza
  è centrale per un accesso rapido e flessibile ai
  dati.
• E inutile e forse impossibile dimostrare
  lequivalenza tra macchine teoriche e pratiche.
• La somiglianza con la Macchina Universale
  entrambe sono basate sulla programmazione.

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Lintelligenza artificiale

• Macchine come sistemi
• Organizzazioni complesse

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La lettera di Turing a Ashby

• Lavorando per lACE, sono più interessato alla
  possibilità di produrre modelli dellazione della
  mente che alle applicazioni pratiche
  dellattività di calcolo. Sarebbe possibile
  per la macchina sperimentare variazioni del
  comportamento e accettarle o rifiutarle. io
  sto sperando di fare in modo che la macchina
  svolga proprio questi compiti.

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La macchina non organizzata (MNO)

• Se stiamo cercando di costruire una macchina
  intelligente, e abbiamo deciso di seguire per
  quanto è possibile il modello umano, dovremmo
  incominciare con una macchina che abbia una
  capacità minima di eseguire operazioni elaborate
  o di reagire in modo disciplinato ai comandi (che
  prendono la forma di interferenza). Nel seguito,
  applicando uninterferenza adatta, simulando
  leducazione, dovremmo sperare di modificare la
  macchina finché si possa fare affidamento sul
  suo produrre azioni definite a certi comandi.
• Turing 1948

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Caratteristiche della MNO

• Può commettere errori non è completamente
  affidabile.
• Può offrire risultati diversi allo stesso
  problema in momenti diversi a causa degli effetti
  dellapprendimento.
• Il ruolo del mondo esterno è importante nel
  processo di apprendimento.
• Acquisire conoscenza è unattività sociale e
  interattiva non unattività solitaria da agente
  onnisciente isolato, come nella logica.

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La teoria degli automi di Von Neumann

• La logica degli automi dovrà
• Tener conto della lunghezza delle catene di
  ragionamento.
• Trattare le operazioni logiche con procedimenti
  che consentono eccezioni, con probabilità bassa,
  ma non nulla.
• Creare una teoria la cui natura non sarà
  rigidamente regolata dal tutto o niente come la
  logica formale attuale.

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Lautoriproduzione degli automi

• La logica degli automi è simile alla fisica
  teorica in quella parte che manipola e misura
  linformazione.
• Gli organismi si riproducono senza diminuire di
  complessità, anzi aumentandola.
• La complessità sotto un limite è degenerativa e
  sopra si autoalimenta con lautoorganizzazione.

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I sistemi multiagente (MAS)

• Non cè supervisione centrale centralizzata.
• Le decisioni si prendono a livello locale.
• Gli agenti non sono ristretti a un singolo
  compito.
• Si pone il problema del coordinamento e della
  comunicazione tra agenti.

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Come sono gli agenti

• Flessibili
• Orientati agli obiettivi
• Autonomi
• Comunicativi
• Adattativi
• Si autoaccendono, interpretando i segnali
  dellambiente

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Cosa rappresenta il modello MAS

• Linterazione
• La negoziazione
• La comunicazione
• La cooperazione/competizione
• La dipendenza
• La fiducia
• La delega

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Intelligenza collettiva e Web

• Lintelligenza collettiva si definisce come la
  labilità di un gruppo di risolvere più problemi
  di quanti ne risolvano i singoli membri, presi
  singolarmente.
• Gli ostacoli sono i limiti cognitivi individuali
  e la difficoltà di coordinamento.
• E forse possibile superare gli ostacoli creando
  una mappa mentale collettiva condivisa definita
  come una memoria esterna con accesso di lettura e
  scrittura, rappresentazione di problemi, stati,
  azioni e preferenze.
• Francis Heylighen (2000) http//pespmc1.vub.ac.be/
  HEYL.html

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Logica VS intelligenza sociale

• Il modello logico è
• Prevedibile non ha nessuna creatività e non
  impara
• Infallibile non commette mai errori
• Isolato non interagisce con lesterno
  
• Illimitato non considera i limiti della realtà

• Il modello intelligenza collettiva e distribuita
  è
• Imprevedibile è creativo, complesso, dinamico,
  apprende.
• Può commettere errori
• Sociale cè interazione con lambiente e gli
  altri agenti
• Tiene conto dei limiti spazio temporali

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Bibliografia

• Burattini, E. Cordeschi, R. (2001) (a cura di)
  Intelligenza artificiale, Carocci, Roma.
• Casti J.L. DePauli W. (2001) Gödel Raffaello
  Cortina Editore, Milano.
• Cordeschi R. (1998) La scoperta dellartificiale,
  Masson, Milano.
• Dyson G.B.(2000) Levoluzione delle macchine,
  Raffaello Cortina Editore, Milano.
• Somenzi V., Cordeschi, R. (1994) La filosofia
  degli automi, Bollati Boringhieri, Torino (II
  ed.)
• Von Neumann J. (1948) La logica degli automi e
  la loro autoriproduzione trad. it. in Somenzi
  Cordeschi 1994, pp.151-166.

27
Bibliografia Turing

• Turing A.M. (1937), "On Computable numbers with
  an application to the Entscheidungsproblem",
  Proc. London Math. Soc., (2) 42
  230-265,(1936-7) Ristampato in M. Davis The
  undecidable, (Raven Press, New York,
  1965),116-154.
• Turing A.M. (1939), "Systems of logic based on
  ordinals" Proc. Lond. Math. Soc., (2), 45
  161-228 Risatampato in M. Davis The
  undecidable, (Raven Press, New York, 1965),
  155-222.
• Turing A.M. (1945), Proposal for the development
  in the Mathematical Division of an Automatic
  computing engine (ACE), rapporto all'Executive
  Committee del National Physical Laboratory del
  1945. Pubblicato in B.E. Carpenter e R. N. Doran
  (a cura di) A.M. Turing's ACE report of 1946 and
  other papers, (MIT Press, Cambridge Mass. 1986),
  20-105 ora anche in Collected Works of A. M.
  Turing mechanical intelligence, a cura di D. C.
  Ince, (North-Holland, Amsterdam 1992), 1-86
  Parziale trad. it. in Turing A. M. Intelligenza
  meccanica, a cura G. Lolli, (Bollati Boringhieri,
  Torino, 1994), 29-62.
• Turing A.M. (1947), "Lecture to the London
  Mathematical Society on 20 February 1947" in
  Collected Works of A. M. Turing mechanical
  intelligence, a cura di D. C. Ince,
  (North-Holland, Amsterdam 1992), 87-105 Trad.
  it. in Turing A. M. Intelligenza meccanica, a
  cura G. Lolli, (Bollati Boringhieri, Torino,
  1994), 63-87.
• Turing A.M. (1948), "Intelligent Machinery"
  Report, National Physics Laboratory, in B.
  Meltzer D. Michie (Eds) Machine intelligence, 5
  (Edinburgh Univ. Press, 1969) pp.3-23 ora in
  Collected Works of A. M. Turing mechanical
  intelligence, a cura di D. C. Ince,
  (North-Holland, Amsterdam 1992), 107-127 trad.
  it. in Turing A. M. Intelligenza meccanica, a
  cura G. Lolli, (Bollati Boringhieri, Torino,
  1994), 88-120.
• Turing A.M. (1950), "Computing Machinery and
  Intelligence", MIND, 59 433-460. Ora in
  Collected Works of A. M. Turing mechanical
  intelligence, a cura di D. C. Ince,
  (North-Holland, Amsterdam 1992), 133-160 trad.
  it. in Turing A. M. Intelligenza meccanica, a
  cura G. Lolli, (Bollati Boringhieri, Torino,
  1994), 121-157.

28
Webliografia

• http//www.alanturing.net/
• http//www.turing.org.uk/turing/
• http//vmoc.museophile.sbu.ac.uk/
• http//www-groups.dcs.st-and.ac.uk/history/
  Mathematicians/Von_Neumann.html
• http//ei.cs.vt.edu/history/VonNeumann.html