La Nuova Sardegna

SASSARI. Pronuncerà presto qualche parola in sassarese Annabel, il cervello artificiale che, primo al mondo, è capace di imparare, da zero, a parlare. Uno dei suoi due padri infatti è Bruno Golosio, ricercatore di Fisica applicata nel dipartimento di Scienze politiche, scienze della comunicazione e ingegneria dell’informazione dell’università di Sassari. E, insieme al collega Angelo Cangelosi, docente di Scienze cognitive e intelligenza artificiale della britannica Plymouth, ha sviluppato il rivoluzionario modello cognitivo simulato al computer: 2 milioni di neuroni artificiali connessi tra loro che, partendo dalla condizione di “tabula rasa” sono capaci, semplicemente interloquendo con un essere umano, di imparare a parlare.

Una vera rivoluzione, che ha portato Annabel (dolce nome che nasconde in realtà l’ostico acronimo di Artificial neural network with adaptive behavior exploited for language learning) alla ribalta nella comunità scientifica internazionale, con il progetto che è stato descritto in un articolo pubblicato sulla prestigiosa rivista Plos One e presentato alla conferenza internazionale Bica 2015.

La ricerca getta infatti nuova luce sui processi neurali che sono alla base dello sviluppo del linguaggio. Cercando di risolvere uno dei problemi che più angustia e interessa neurologi e psicologi, linguisti e antropologi e chiaramente esperti di robotica. Domanda la cui risposta sarebbe fondamentale per riempire l’ultimo metro che separa l’umanità dal suo antico sogno di un’intelligenza artificiale capace non solo di replicare azioni, ma anche di provare sentimenti propri, di decidere, di imparare: come fa il nostro cervello a sviluppare la capacità di svolgere funzioni cognitive complesse, come quelle necessarie per il linguaggio e per il ragionamento?

«Una risposta completa ancora non c’è – spiega Bruno Golosio – Si potrebbe pensare che il cervello funzioni in modo simile a un computer: entrambi si servono di segnali elettrici. Molti ricercatori hanno proposto modelli basati sull’analogia cervello-computer fin dagli anni ’60. Tuttavia, esistono differenze profonde, non solo strutturali, ma soprattutto nei meccanismi di apprendimento e di elaborazione dell’informazione».

Il punto è che i computer funzionano per mezzo di programmi precompilati, dei quali non sembra invece esserci traccia nel cervello umano. Con molti ricercatori sempre più convinti del fatto che il nostro cervello sia in grado di sviluppare le capacità cognitive più elevate semplicemente attraverso l’interazione con l’ambiente esterno, partendo da pochissime conoscenze innate.

Il modello Annabell sembra confermarlo. Annabel infatti non ha conoscenze linguistiche precodificate, impara a parlare esclusivamente attraverso la comunicazione con un interlocutore umano attraverso due meccanismi fondamentali, presenti anche nel cervello biologico: la plasticità sinaptica e il gating neurale. «La plasticità sinaptica è la capacità che ha la connessione tra due neuroni di aumentare la propria efficienza quando i due neuroni sono attivi contemporaneamente o quasi – spiega Golosio – Questo meccanismo è fondamentale per l’apprendimento e per la memoria a lungo termine. Il gating neurale si basa sulla proprietà di certi neuroni, detti bistabili, di comportarsi come dei cancelli (in inglese gate) che possono essere aperti o chiusi da un segnale di controllo proveniente da altri neuroni. Quando sono aperti, i gate neurali trasmettono il segnale da una parte del cervello a un’altra, altrimenti lo bloccano. Il nostro modello riesce a imparare, grazie alla plasticità sinaptica, a controllare i segnali che aprono e chiudono i gate neurali, in modo da controllare il flusso dell’informazione tra le diverse aree».

Il modello cognitivo è stato “validato” usando un database di circa 1500 frasi di input, basate sulla letteratura sullo sviluppo del linguaggio infantile, e ha risposto producendo complessivamente circa 500 frasi in “uscita”, contenenti nomi, verbi, aggettivi, pronomi, e altre parti del discorso, e dimostrando la capacità di esprimere un’ampia gamma di funzionalità nell’elaborazione del linguaggio umano. In parole povere Annabel, di fronte a stimoli esterni, sta imparando, come un neonato umano, a parlare.

Facile immaginare la portata della ricerca, con lo stesso Golosio che traccia il passo successivo: «Sarà quello di incorporare il modello in un robot per estenderlo e verificarlo ulteriormente attraverso lo studio delle interazioni tra il robot e gli umani».

Parole che catapultano Annabel nel favoloso mondo popolato dalla Maria del Metropolis di Fritz Lang, dai robot intelligenti di Asimov, dalle visioni di Philip Dick e i droidi di Star Wars pronti a tornare alla ribalta cinematografica. Dal mitico Hal 9000 di 2001 Odissea nello spazio e dalle lacrime nella pioggia del Roy Batty di Blade Runner. Con i nerd fanatici di cyberpunk e i migliori scienziati e filosofi del mondo tutti a caccia della scintilla della vita. Che potrebbe esser scoccata dentro un cervello artificiale bambino, che presto imparerà un po’ di sassarese dal suo papà.