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L’Università del Salento apre il curriculum magistrale M.I.A.: Matematica per l’Intelligenza Artificiale. Ce ne parla Adriano Barra del Consiglio Didattico di Matematica dell’Università del Salento.

L’intelligenza artificiale (AI) – ovvero modelli digitali, algoritmi e tecnologie che riproducono la percezione, il ragionamento, l’interazione e l’apprendimento – è oggi maturata al punto da rappresentare un fattore centrale nella trasformazione digitale della società”, viene sottolineato nel recente documento strategico sull’IA emanato dal Governo Italiano. Nonostante ciò, forse non tutti ricordano che l’AI ha radici profonde nella Matematica e nell’Informatica teorica. Se si vuole sancire, in una certa misura arbitrariamente, un momento di nascita dell’AI, molti ricercatori lo fanno coincidere con il periodo in cui due illustri matematici, Alan Turing e John von Neumann, coltivavano insieme la passione per la Matematica a Princeton negli anni ’30 dello scorso secolo. Di contro, per capire concretamente quanto – e quanto velocemente – l’AI sia cresciuta negli ultimi anni, basti pensare che ad oggi quattro delle prime cinque professioni maggiormente richieste nel mondo del lavoro hanno a che fare proprio con l’Intelligenza Artificiale o la Data Science (classifica Forbes 2022).

Per supplire a questa pronunciata necessità di figure scientifiche formate specificatamente in AI, i Dipartimenti di Matematica​ stanno tempestivamente riorganizzando le proprie offerte formative ed anche il Salento vuole rispondere prontamente a questa urgenza culturale e professionale aprendo dal prossimo anno accademico 2022/2023 il curriculum M.I.A.: Matematica per l’Intelligenza Artificiale.

Laboratori in cui vengono formati gli studenti

Il matematico all’interno del curriculum M.I.A. si presenta come un “costruttore” di una teoria dell’AI, ossia di un quadro logico all’interno del quale ci si possa orientare razionalmente nelle scelte e nelle previsioni derivanti dall’analisi di big data (ossia, la mole ingente di informazione che viene prodotta dai moderni esperimenti di super-calcolo che spaziano dalla medicina alla fisica passando per la biologia e la chimica). Rispetto al prontuario di ricette algoritmiche, che sono ormai all’atto pratico infinite e di comprensibilità spesso limitata, compito del matematico è aprire la scatola nera (“black box”) dei vari algoritmi presenti sul mercato per cogliere opportunità e possibili pericoli dell’uso di tecniche automatiche di elaborazione.

Ad oggi, due sono le vie maestre, per Matematici e Fisici, che conducono ad una comprensione teorica della processazione d’informazione nelle reti neurali artificiali, la “teoria dell’apprendimento statistico” e la “meccanica statistica delle reti neurali” (propaggine della “meccanica statistica dei sistemi complessi”, il potente approccio scientifico che è valso a Giorgio Parisi il premio Nobel per la Fisica nel 2021). Queste discipline, affinché siano comprese al meglio, devono innestarsi su una solida base di matematica e informatica al fine di produrre nello studente e nella studentessa un’impronta matura dello stato dell’arte in Intelligenza Artificiale Teorica.

Entrambe queste “anime teoriche dell’AI” sono ben rappresentate nel percorso formativo offerto dal Dipartimento di Matematica e Fisica dell’Università del Salento (la prima impartita nel corso di Machine Learning, la seconda nel corso di Metodi Matematici per l’AI). Esse saranno inoltre messe in pratica – per formare gli studenti anche “davanti al calcolatore”- con laboratori mirati, in primis il laboratorio computazionale di Intelligenza Artificiale ed il corso di Analisi Numerica.

Esempio di rete neurale artificiale costruita dagli studenti del corso di Metodi Matematici per l’AI. Si tratta di una rete feed-forward con soglie di attivazione neurale relu e gaussian dropout.

Inoltre, per quanto concerne le basi classiche (e.g. Teoria dei Giochi, Complessità Computazionale, Statistica Applicata, Data Mining, etc.), queste sono da sempre stabilmente presenti nel Corso di Laurea Magistrale in Matematica che, ad oggi, offre in Intelligenza Artificiale Teorica una formazione specializzante di frontiera. A tal proposito, una novità caratterizzante la MIA laurea è che lo studente e la studentessa, una volta acquisita dimestichezza con l’analisi dei big data, possa cimentarsi sia in una tesi in un laboratorio di ricerca nella vasta panoramica della offerta che la realtà del territorio salentino mette a disposizione (ad esempio, il C.N.R. (con l’istituto NANOTEC), l’I.I.T., l’I.N.F.N., l’I.N.d.A.M.), nonché nei vari gruppi di ricerca dell’Ateneo stesso con la sua poliedricità di ricerche ad ampio spettro, anche in ambito economico e ingegneristico.

Con questo nuovo percorso, la Laurea Magistrale in Matematica dell’Università del Salento si propone a tutti i giovani Salentini ed alle giovani Salentine, nonché a tutti coloro che amano la Matematica, come occasione di formazione per coloro che aspirano a guidare – e non ad essere guidati – l’innovazione in AI.

Adriano Barra, membro del Consiglio Didattico di Matematica dell’Università del Salento

Vuoi approfondire? A questo indirizzo puoi trovare ulteriori informazioni sulla M.I.A. laurea mentre a questo indirizzo puoi leggere il volume che Ithaca (la rivista tecnica, ma anche divulgativ,a stampata dal Dipartimento di Matematica e Fisica dell’Università del Salento) ha dedicato all’AI.

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