Siete spaventati dall’intelligenza artificiale? Oppure ne siete entusiasti, ma non sapete bene perché? In questo articolo Massimo Ferri, topologo, matematico applicato, ci fa giocare con una versione molto semplificata di “macchina che impara”, mettendo insieme dei… bicchieri. Forse è il modo per capire meglio questa rivoluzione che già sta cambiando le nostre vite.
Tanto tempo fa Martin Gardner, nella sua famosa rubrica, parlò di MENACE, un’Intelligenza Artificiale fatta non con l’elettronica, ma con 304 scatole da fiammiferi e tanti bottoncini colorati (l’articolo originale è accessibile qui). Da sempre ho avuto il desiderio di emularla, ma su scala ridotta. Finalmente ho escogitato la MAB (Macchina A Bicchieri) che vi presento oggi.
Nel 1961 le reti neurali e, in generale, l’Intelligenza Artificiale (IA) erano agli albori e quasi solo a livello concettuale. Il britannico Donald Michie, pioniere della allora nascente informatica – e, come si seppe molto dopo, uno dei ricercatori di Bletchley Park – ideò una “macchina” molto semplice, la Matchbox Educable Noughts And Crosses Engine, in breve MENACE, cioè “macchina a scatole da fiammiferi addestrabile per il Tris”, gioco chiamato anche Tondo e Croce. La macchina gioca Tondo contro un umano che gioca Croce. Il principio è molto semplice: ogni scatolina corrisponde a una possibile configurazione della classica griglia di Tris, che la macchina possa trovarsi davanti quando è il suo turno. All’interno della scatola ci sono bottoncini colorati. MENACE non ha le mani, perciò l’aiutiamo noi pescando a caso uno dei bottoncini: il suo colore corrisponde a una casella libera; aiutiamo di nuovo la macchina mettendo lì il suo Tondo. Finita una partita, se ha vinto l’umano non rimettiamo nelle scatoline i bottoni estratti (punizione); se invece ha vinto MENACE, non solo rimettiamo nelle scatole i bottoni estratti, ma anzi li raddoppiamo con altrettanti bottoni degli stessi colori (premio). Potete trovare qui una descrizione dettagliata in italiano: gli autori usano bicchierini usa e getta invece di scatole e io li ho imitati per la mia MAB. Nella stessa pagina c’è il link a un video in inglese che mostra un effettivo esperimento con MENACE Lo riproponiamo qui sotto:
Sono passati decenni, le reti neurali si sono evolute in mille modi, i calcolatori sono diventati tanto potenti da permettere addestramenti incredibilmente massicci, ma la sostanza è sempre quella: punizioni e premi, anche se è più figo (e corretto) parlare di “antigradiente della funzione costo”. Di recente si parla molto di IA e, in effetti, giocare con ChatGPT, Midjourney e soci qualche brivido lo fa venire; sperimentare MENACE aiuterebbe a riflettere su cosa fanno in effetti queste sorprendenti IA.
304 contenitori sono molti, non invitano il lettore normale a tentare l’esperimento, perciò ho ideato dei giochi appositi. La mia macchina funziona con 21 configurazioni (e altrettanti bicchierini); in effetti, giocando sulle simmetrie, come fa Michie, potrei averne ancora meno, ma ho preferito renderti la vita facile, caro lettore. Per avere così poche configurazioni, ho dovuto ideare tre giochi molto semplici, che chiamo 1, 2 e 3. Ada e Bruno giocano mettendo alternativamente pedine sui vertici A, B, C, D, E, F di un esagono (guarda la Fig. 1).
Fig. 1
La MAB in azione
Ada gioca con pedine rosse, Bruno con pedine blu. Ada gioca sempre per prima, mettendo una pedina rossa su A. In tutti e tre i giochi Ada vuole mettere tre pedine rosse in una certa configurazione (sempre la stessa durante una sessione) e Bruno vuole impedirglielo. Per esempio, nel gioco 2, Ada vuole mettere le sue tre pedine in fila, una vicino all’altra. Troppo semplice? Sì, ma il bello è che Bruno NON SA che configurazione vuole raggiungere Ada! Consiglio che all’inizio si giochi con un umano del tutto inconsapevole: il vostro Bruno deve capire cosa cerca di fare Ada (cioè tu, lettore) sulla base dei risultati di vittoria o sconfitta dichiarati da Ada stessa. Gli umani con cui ho giocato hanno dovuto prima di tutto capire la regola segreta che Ada sta seguendo, poi escogitare una strategia vincente. Non è del tutto banale: per esempio, nel blog su cui ho inaugurato la MAB un lettore non aveva scoperto la strategia per il gioco 3.
Ma ora tocca alla MAB: nel box 1 trovi le istruzioni in dettaglio e nel box 2 due simulazioni di gioco.
Box 1: Istruzioni dettagliate
Box 2: due simulazioni di gioco
Tu, lettore, continui a essere Ada, ma Bruno – sempre col tuo aiuto manuale – è la MAB. Nel pdf seguente (che puoi scaricare) hai una scorta di lettere e pedine.
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Open in new tab Nel pdf seguente ci sono le 21 etichette da applicare ai bicchierini: ognuna riporta una configurazione di gioco e la lista delle lettere da inserire nel bicchiere a inizio gioco.
Entrambe le figure sono riportate per comodità in formato pdf scaricabile in fondo all’articolo.
Un bicchiere corrisponde alla configurazione iniziale: una pedina rossa in A. Gli altri 20 corrispondono a ciò che Bruno può trovarsi davanti, dopo che lui ha giocato e Ada ha risposto. Il principio della MAB è lo stesso di MENACE: per far giocare Bruno/MAB sorteggiate una delle lettere contenute nel bicchiere e mettete una pedina blu nel vertice corrispondente. Alla fine di ogni partita, se ha vinto Ada non rimettete le lettere nei bicchieri; se invece ha vinto Bruno, le rimettete raddoppiate. Va bene: se volete, potete simulare i bicchieri con le colonne di questo file Excel (io uso le caselle gialle per segnare volta per volta la lettera estratta) e usare una app per il sorteggio; certo che i bicchieri sono più pittoreschi!
La MAB ci mette un po’ di tempo, ma poi comincia a vincere e non smette più. “Per forza!” dirai tu “Le hai tolto le mosse perdenti!”. Proprio così; ma se uno non pensa a come funziona, l’esperimento è abbastanza impressionante. Guardate le sperimentazioni su Commodore 64 di Jader Monari e su Apple 1 di Claudio Parmigiani e Francesco Sblendorio, tre appassionati di programmazione vintage che ringrazio calorosamente. Qual è la morale che vorrei comunicare? È la differenza sostanziale fra un Bruno umano e Bruno/MAB: i 21 bicchierini non creano un modello, non cercano regole o strategie, non sanno di vincere o perdere, non “sanno” neanche di giocare! Però finiscono per vincere. Quindi, caro lettore, quando qualcuno ti spaventa con minacce di intelligenze malvagie, o quando ChatGPT ti sembra un buon amico umano, ricordati i bicchierini; nel bene e nel male.
Massimo Ferri
Qui sotto trovi un pdf da scaricare e stampare con: la tavola su cui giocare, le etichette da mettere sui 21 bicchieri, una scorta di lettere e di pedine, le istruzioni, due esempi di partite. Buon divertimento!
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Salve. Prima di tutto grazie per la condivisione dell’idea e della sua realizzazione pratica. Sto facendo varie prove prima di proporre questo lavoro agli studenti. Quando faccio il gioco 3, umano contro MAB, mi è già capitato due o tre volte di trovarmi con il primo bicchierino vuoto (quello da cui si estrae la prima mossa di MAB), dopo 10-15 partite. Guardando la simulazione realizzata su Apple 1 ho colto che in effetti per il gioco 3 servono molte più interazioni che per gli altri due. Avrebbe senso, solo per il gioco 3, raddoppiare in partenza le lettere in ogni bicchierino?
Grazie ancora!
Alessandro Bogliolo ha organizzato un riuscito webinar con le scuole, in cui abbiamo giocato il gioco 1:
https://www.youtube.com/live/sBOPFAgxbsA