Intelligenza artificiale: rendere la scatola nera dell'intelligenza artificiale comprensibile, comprensibile e spiegabile con l'intelligenza artificiale spiegabile (XAI), mappe di calore, modelli surrogati o altre soluzioni.

🕳️🧩 Intelligenza artificiale Black-Box: (ancora) mancanza di trasparenza nella tecnologia moderna

La cosiddetta "scatola nera" dell'intelligenza artificiale (IA) rappresenta un problema significativo e urgente. Persino gli esperti spesso si trovano ad affrontare la sfida di non riuscire a comprendere appieno il modo in cui i sistemi di IA prendono le loro decisioni. Questa mancanza di trasparenza può causare problemi considerevoli, soprattutto in settori critici come l'economia, la politica e la medicina. Un medico o un professionista che si affida a un sistema di IA per la diagnosi e le raccomandazioni terapeutiche deve avere fiducia nelle decisioni prese. Tuttavia, se il processo decisionale di un'IA non è sufficientemente trasparente, si crea incertezza, che potenzialmente porta a una mancanza di fiducia, soprattutto in situazioni in cui potrebbero essere in gioco vite umane.

La sfida della trasparenza 🔍

Per garantire la piena accettazione e l'integrità dell'IA, è necessario superare diversi ostacoli. I processi decisionali dell'IA devono essere resi comprensibili e trasparenti per gli esseri umani. Attualmente, molti sistemi di IA, in particolare quelli che utilizzano l'apprendimento automatico e le reti neurali, si basano su modelli matematici complessi, difficili da comprendere per i profani, e spesso anche per gli esperti. Questo porta a considerare le decisioni dell'IA come una sorta di "scatola nera": si vede il risultato, ma non si comprende appieno come sia stato ottenuto.

La richiesta di spiegabilità nei sistemi di intelligenza artificiale sta quindi acquisendo sempre maggiore importanza. Ciò significa che i modelli di intelligenza artificiale non devono solo fornire previsioni o raccomandazioni accurate, ma devono anche essere progettati per rivelare il processo decisionale sottostante in un modo comprensibile per gli esseri umani. Questo viene spesso definito "intelligenza artificiale spiegabile" (XAI). La sfida in questo caso è che molti dei modelli più potenti, come le reti neurali profonde, sono intrinsecamente difficili da interpretare. Ciononostante, esistono già numerosi approcci per migliorare la spiegabilità dell'intelligenza artificiale.

Approcci alla spiegabilità 🛠️

Uno di questi approcci è l'uso di modelli surrogati. Questi modelli tentano di approssimare la funzionalità di un sistema di intelligenza artificiale complesso utilizzando un modello più semplice e facilmente comprensibile. Ad esempio, una rete neurale complessa potrebbe essere spiegata da un modello ad albero decisionale, che, sebbene meno preciso, è più facilmente comprensibile. Tali metodi consentono agli utenti di ottenere almeno una comprensione approssimativa di come l'intelligenza artificiale sia giunta a una particolare decisione.

Inoltre, si stanno intensificando gli sforzi per fornire spiegazioni visive, come le cosiddette "mappe di calore", che illustrano quali dati di input hanno avuto un'influenza particolarmente forte sulla decisione dell'IA. Questo tipo di visualizzazione è particolarmente importante nell'elaborazione delle immagini, in quanto fornisce una chiara spiegazione di quali aree dell'immagine l'IA ha prestato particolare attenzione per raggiungere una decisione. Tali approcci contribuiscono ad aumentare l'affidabilità e la trasparenza dei sistemi di IA.

Aree di applicazione chiave 📄

La spiegabilità dell'IA è di grande importanza non solo per i singoli settori, ma anche per le autorità di regolamentazione. Le aziende dipendono dal fatto che i loro sistemi di IA funzionino non solo in modo efficiente, ma anche in modo giuridicamente ed eticamente corretto. Ciò richiede una documentazione completa delle decisioni, soprattutto in settori sensibili come la finanza e l'assistenza sanitaria. Enti di regolamentazione come l'Unione Europea hanno già iniziato a elaborare normative rigorose per l'uso dell'IA, soprattutto quando viene utilizzata in applicazioni critiche per la sicurezza.

Un esempio di tali sforzi normativi è il Regolamento UE sull'IA, presentato nell'aprile 2021. Questo regolamento mira a disciplinare l'uso dei sistemi di IA, in particolare nelle aree ad alto rischio. Le aziende che utilizzano l'IA devono garantire che i loro sistemi siano spiegabili, sicuri e privi di discriminazioni. La spiegabilità gioca un ruolo cruciale in questo contesto. Solo quando una decisione di IA può essere tracciata in modo trasparente, è possibile identificare e correggere tempestivamente potenziali discriminazioni o errori.

Accettazione nella società 🌍

La trasparenza è anche un fattore chiave per l'ampia accettazione dei sistemi di intelligenza artificiale nella società. Per aumentare l'accettazione, è necessario rafforzare la fiducia del pubblico in queste tecnologie. Questo vale non solo per gli esperti, ma anche per il grande pubblico, spesso scettico nei confronti delle nuove tecnologie. Gli incidenti in cui i sistemi di intelligenza artificiale hanno preso decisioni discriminatorie o errate hanno minato la fiducia di molte persone. Un esempio ben noto di ciò sono gli algoritmi addestrati su set di dati distorti che successivamente hanno riprodotto pregiudizi sistematici.

La scienza ha dimostrato che le persone sono più disposte ad accettare una decisione, anche una a loro sfavorevole, se ne comprendono il processo decisionale. Questo vale anche per i sistemi di intelligenza artificiale. Quando il funzionamento dell'intelligenza artificiale viene spiegato e reso comprensibile, le persone sono più propense ad avere fiducia e ad accettarla. Tuttavia, la mancanza di trasparenza crea un divario tra chi sviluppa sistemi di intelligenza artificiale e chi è interessato dalle loro decisioni.

Il futuro della spiegabilità dell'IA 🚀

La necessità di rendere i sistemi di intelligenza artificiale più trasparenti e comprensibili continuerà a crescere nei prossimi anni. Con la crescente diffusione dell'intelligenza artificiale in sempre più ambiti della vita, diventerà essenziale per le aziende e le autorità pubbliche essere in grado di spiegare le decisioni prese dai loro sistemi di intelligenza artificiale. Questa non è solo una questione di accettazione pubblica, ma anche di responsabilità legale ed etica.

Un altro approccio promettente è la combinazione di esseri umani e macchine. Invece di affidarsi interamente all'IA, un sistema ibrido in cui esperti umani lavorano a stretto contatto con algoritmi di IA potrebbe migliorare la trasparenza e la spiegabilità. In un sistema di questo tipo, gli esseri umani potrebbero rivedere le decisioni dell'IA e intervenire, se necessario, in caso di dubbi sulla correttezza di una decisione.

Il problema della “scatola nera” dell’IA deve essere superato ⚙️

La spiegabilità dell'IA rimane una delle maggiori sfide nel campo dell'intelligenza artificiale. Il cosiddetto problema della "scatola nera" deve essere superato per garantire fiducia, accettazione e integrità dei sistemi di IA in tutti i settori, dal business alla medicina. Aziende ed enti governativi si trovano ad affrontare il compito di sviluppare soluzioni di IA non solo ad alte prestazioni, ma anche trasparenti. La piena accettazione sociale può essere raggiunta solo attraverso processi decisionali comprensibili e tracciabili. In definitiva, la capacità di spiegare il processo decisionale dell'IA determinerà il successo o il fallimento di questa tecnologia.

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Un tentativo di spiegare l'intelligenza artificiale: come funziona e come viene addestrata? – Immagine: Xpert.Digital

Il funzionamento dell'intelligenza artificiale (IA) può essere suddiviso in diverse fasi chiaramente definite. Ognuna di queste fasi è cruciale per il risultato finale fornito dall'IA. Il processo inizia con l'inserimento dei dati e termina con la previsione del modello e con eventuali feedback o ulteriori cicli di addestramento. Queste fasi descrivono il processo che quasi tutti i modelli di IA attraversano, indipendentemente dal fatto che si tratti di semplici set di regole o di reti neurali altamente complesse.

Maggiori informazioni qui:

• Dall'input dei dati alla previsione del modello: il processo dell'IA

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