Come l'intelligenza umana e quella artificiale possono completarsi a vicenda

Quando Mennatallah El-Assady imparò a suonare il flauto all'età di sette anni, inizialmente trovò difficile tradurre i punti neri sul pentagramma in note. La soluzione: ha dipinto ogni nota con un colore diverso. "Improvvisamente sono stata in grado di leggere bene la nota e ho fatto rapidi progressi", racconta. El-Assady ha scoperto solo in seguito di avere una forma di legastenia.

Oggi sviluppa programmi informatici intelligenti e di recente è entrata a far parte dell'ETH AI Center come borsista post-dottorato. La 31enne è specializzata in visualizzazioni interattive che rappresentano graficamente i dati matematici alla base delle applicazioni di IA. L'obiettivo è consentire a chi non ha competenze di programmazione di capire come funzionano gli algoritmi e di influenzarli in modo mirato.

Anche se El-Assady non suona più regolarmente, non ha abbandonato la leggibilità della notazione musicale. Di recente ha co-sviluppato un'applicazione web che utilizza cerchi colorati per rappresentare sequenze di toni invece delle note tradizionali. Gli utenti non solo possono visualizzare qualsiasi brano musicale nella notazione musicale potenziata dai colori. I controlli intuitivi permettono anche di familiarizzare meglio con le caratteristiche del brano.

Ad esempio, una sequenza di note alte e basse può essere disegnata in un riquadro con un semplice clic del mouse; gli algoritmi di ricerca rintracciano la melodia corrispondente e la evidenziano a colori. "Con metafore visive come questa, le persone possono interpretare una canzone anche senza alcuna conoscenza precedente della musica", afferma El-Assady.

Scoperta precocemente la passione per le applicazioni dell'intelligenza artificiale

Il programma musicale è solo uno dei tanti progetti a cui la ricercatrice dell'ETH ha lavorato all'ETH durante il suo dottorato, per metà all'Università di Costanza e per metà all'Ontario Tech University. "In realtà si tratta di un progetto secondario che ho sviluppato inizialmente per divertimento", spiega la ricercatrice. L'idea è nata perché la musica ha molti parallelismi con il linguaggio.

L'analisi linguistica computerizzata è l'area di ricerca su cui El-Assady lavora da quasi nove anni. Fin da quando era una studiosa è stata affascinata dal modo in cui l'IA può supportare le persone sotto forma di motori di ricerca, assistenti linguistici o chatbot. Allo stesso tempo, però, si rende conto che il contributo umano è indispensabile, soprattutto quando si tratta di addestrare gli algoritmi per un compito specifico nella vita quotidiana.

Come esempio, l'ETH cita un modello linguistico specializzato nell'identificazione di termini e argomenti importanti in un database di testo. Secondo El-Assady, un programma di intelligenza artificiale di questo tipo sarebbe utile per gli scienziati politici perché consentirebbe loro di analizzare più rapidamente e facilmente le lunghe trascrizioni dei dibattiti politici. Il problema: esistono innumerevoli modi per definire le categorie di argomenti.

Il programma interattivo chiede il contributo dei cittadini

"Gli algoritmi linguistici non vedono il testo come lo vede un essere umano", spiega l'esperto di intelligenza artificiale. Gli algoritmi intelligenti riassumono in un unico argomento i moduli di testo che ricorrono frequentemente. "Gli esseri umani, invece, tengono conto anche del contesto più ampio e della conoscenza generale del mondo", spiega El-Assady.

A causa di queste differenze e del fatto che ogni persona apporta le proprie idee, El-Assady ritiene che la collaborazione tra intelligenza umana e artificiale sia così importante. "Insieme, uomini e computer ottengono risultati migliori che singolarmente", è convinta. Tuttavia, nei programmi di intelligenza artificiale convenzionali, solo gli sviluppatori di software sono solitamente in grado di adattare i parametri degli algoritmi alle esigenze personali.

Superare questa limitazione è sempre stata la motivazione di El-Assady. Utilizzando l'esempio dell'analisi tematica basata sull'IA, ha progettato una serie di visualizzazioni interattive. Un grafico simile a una mappa mentale, ad esempio, mostra in tempo reale come l'algoritmo assegna i moduli di testo a nuovi blocchi di argomenti durante il processo di apprendimento.

Se il modello AI è indeciso su un compito, presenta all'utente varie opzioni e chiede una valutazione. Più feedback riceve da una determinata persona, più riesce a conoscere le sue preferenze e adatta i suoi suggerimenti di conseguenza.

L'analisi della politica statunitense suscita grande interesse

Questo approccio non è adatto solo per adattare le applicazioni di IA agli individui, spiega la specialista di IA. "El-Assady aggiunge che è particolarmente importante avere il maggior numero possibile di prospettive diverse quando si analizza il linguaggio, per evitare pregiudizi e discriminazioni.

Un'altra visualizzazione aiuta a esaminare più da vicino il corso della discussione. Bolle colorate e in movimento mostrano l'ampiezza degli argomenti trattati in una discussione e quale persona sta conducendo la conversazione. El-Assady visualizza anche graficamente le strutture argomentative degli oratori e permette di regolare facilmente i parametri.

Utilizzando come caso di studio i dibattiti televisivi tra Donald Trump e Hillary Clinton nell'autunno 2016, El-Assady ha dimostrato i vantaggi dell'analisi interattiva del discorso. La visualizzazione delle bolle, in particolare, rende chiaro come Trump imposti il tono, costringendo il moderatore e la Clinton a seguirlo.

In attesa di nuovi progetti interdisciplinari

La risposta all'analisi presentata dallo specialista di IA in occasione di un lato esternoSito web pubblicato, è un grande successo. Diverse università americane l'hanno invitata a tenere conferenze. Ne sono nate molte nuove collaborazioni e domande di ricerca. Le analisi politiche basate sull'intelligenza artificiale stanno suscitando interesse anche presso l'ETH. Gli scienziati dello Swiss Data Science Center hanno già chiesto a El-Assady di sviluppare un programma simile per i dibattiti parlamentari svizzero-tedeschi.

El-Assady sta pensando a nuove aree di applicazione per le sue visualizzazioni. Vede un grande potenziale per gli strumenti di analisi del linguaggio nella lotta alla disinformazione sulle piattaforme dei social media. Ad esempio, potrebbero essere utilizzati per analizzare il contenuto informativo e le linee di argomentazione in bolle di filtraggio estreme.

El-Assady si è candidata al Centro AI per poter realizzare queste e molte altre idee. "Gli scienziati dell'ETH stanno lavorando all'applicazione dell'IA in un numero incredibile di settori della vita", afferma El-Assady. Non vede l'ora di affrontare nuovi progetti interdisciplinari con altri borsisti Pioneer. Nel semestre primaverile appena iniziato, El-Assady trasmetterà la sua esperienza in una nuova lezione elettiva per gli studenti di informatica.