How AI Will Step Off the Screen and into the Real World | Daniela Rus | TED

Traduttore: Luca Mirandola Revisore: Chiara Mondini

When I was a student studying robotics,

Quando ero una studentessa che studiava robotica

a group of us decided to make a present for our professor's birthday.

alcuni di noi hanno voluto fare un regalo di compleanno al nostro professore.

We wanted to program our robot to cut a slice of cake for him.

Volevamo programmare un robot che tagliasse una fetta di torta per lui.

We pulled an all-nighter writing the software,

Passammo tutta la notte a scrivere il software.

and the next day, disaster.

Ma il giorno dopo fu un disastro!

We programmed this robot to cut a soft, round sponge cake,

Abbiamo programmato questo robot per tagliare pan di spagna morbido e rotondo

but we didn't coordinate well.

ma non ci siamo coordinati bene.

And instead, we received a square hard ice cream cake.

E invece, abbiamo ricevuto una torta gelato quadrata e dura.

The robot flailed wildly and nearly destroyed the cake.

Il robot si agitò all'impazzata e quasi distrusse la torta.

(Laughter)

(Risate)

Our professor was delighted, anyway.

Il nostro professore era comunque felice.

He calmly pushed the stop button

Prese con calma il pulsante di arresto

and declared the erratic behavior of the robot

e dichiarò il comportamento irregolare del robot

a control singularity.

una singolarità di controllo.

A robotics technical term.

Un termine tecnico della robotica.

I was disappointed, but I learned a very important lesson.

Sono rimasta delusa, ma ho imparato una lezione molto importante.

The physical world,

Il mondo fisico,

with its physics laws and imprecisions,

con le sue leggi e imprecisioni fisiche,

is a far more demanding space than the digital world.

è uno spazio molto più esigente del mondo digitale.

Today, I lead MIT's Computer Science and AI lab,

Oggi dirigo il laboratorio di informatica e intelligenza artificiale del MIT,

the largest research unit at MIT.

la più grande unità di ricerca del MIT.

This is our buildingm where I work with brilliant and brave researchers

Questo è il nostro edificio dove lavoro con ricercatori brillanti e coraggiosi

to invent the future of computing and intelligent machines.

per inventare il futuro dell’informatica e delle macchine intelligenti.

Today in computing,

Oggi nell'informatica, l'intelligenza

artificial intelligence and robotics are largely separate fields.

artificiale e la robotica sono campi in gran parte separati.

AI has amazed you with its decision-making and learning,

L’ I.A. vi ha stupito con il suo processo decisionale e apprendimento,

but it remains confined inside computers.

ma rimane confinata all’interno dei computer.

Robots have a physical presence and can execute pre-programmed tasks,

I robot hanno una presenza fisica e possono eseguire attività preprogrammate

but they're not intelligent.

ma non sono intelligenti.

Well, this separation is starting to change.

Bene, questa separazione sta iniziando a cambiare.

AI is about to break free from the 2D computer screen interactions

L’intelligenza artificiale sta per liberarsi dalle interazioni dello schermo

and enter a vibrant, physical 3D world.

del computer 2D ed entrare in un vivace mondo fisico in 3D.

In my lab, we're fusing the digital intelligence of AI

Nel mio laboratorio, stiamo fondendo l’intelligenza digitale dell’IA

with the mechanical prowess of robots.

con le abilità meccaniche dei robot.

Moving AI from the digital world into the physical world

Spostare l'IA dal mondo digitale a quello fisico

is making machines intelligent

sta rendendo le macchine intelligenti

and leading to the next great breakthrough,

e sta portando alla prossima grande svolta,

what I call physical intelligence.

quella che chiamo intelligenza fisica.

Physical intelligence is when AI's power to understand text,

L’intelligenza fisica si verifica quando il potere dell’IA di comprendere testo,

images and other online information

immagini e altre informazioni online

is used to make real-world machines smarter.

viene utilizzato per rendere più intelligenti le macchine del mondo reale.

This means AI can help pre-programmed robots do their tasks better

Ciò significa che l’ I.A. può aiutare i robot preprogrammati a svolgere meglio

i loro compiti utilizzando la conoscenza dei dati.

by using knowledge from data.

With physical intelligence,

Con l’intelligenza fisica,

AI doesn't just reside in our computers,

l’ IA non risiede solo nei nostri computer,

but walks, rolls, flies

ma cammina, rotola, vola

and interacts with us in surprising ways.

e interagisce con noi in maniere sorprendenti.

Imagine being surrounded by helpful robots at the supermarket.

Immaginate di essere circondati da utili robot al supermercato.

The one on the left can help you carry a heavy box.

Quello a sinistra può aiutarti a portare una scatola pesante.

To make it happen, we need to do a few things.

Per farlo accadere, dobbiamo fare alcune cose.

We need to rethink how machines think.

Dobbiamo ripensare al modo in cui pensano le macchine.

We need to reorganize how they are designed and how they learn.

Dobbiamo riorganizzare il modo in cui sono progettati e il modo in cui apprendono.

So for physical intelligence,

Quindi, per quanto riguarda l’intelligenza fisica, l’ I.A.

AI has to run on computers that fit on the body of the robot.

deve funzionare su computer che si adattino al corpo del robot.

For example, our soft robot fish.

Ad esempio, il nostro morbido pesce robot.

L’intelligenza artificiale odierna usa server farm che non sono sufficienti.

Today's AI uses server farms that do not fit.

Today's AI also makes mistakes.

Oltretutto, l’IA odierna commette errori.

This AI system on a robot car does not detect pedestrians.

Questo sistema di I. A. su un’auto robot non rileva i pedoni.

For physical intelligence,

Per l'intelligenza fisica,

we need small brains that do not make mistakes.

abbiamo bisogno di cervelli piccoli che non commettano errori.

We're tackling these challenges using inspiration

Affrontiamo queste sfide ispirandoci

from a worm called C. elegans

a un verme chiamato C. Elegans.

In sharp contrast to the billions of neurons in the human brain,

In netto contrasto con i miliardi di neuroni del cervello umano,

C. elegans has a happy life on only 302 neurons,

C. elegans ha una vita felice avendo soli 302 neuroni

and biologists understand the math of what each of these neurons do.

e i biologi comprendono i calcoli che ognuno di questi neuroni compie.

So here's the idea.

Quindi ecco l'idea.

Can we build AI using inspiration from the math of these neurons?

Possiamo costruire l’ I.A. ispirandoci ai calcoli di questi neuroni?

We have developed, together with my collaborators and students,

Abbiamo sviluppato, insieme ai miei collaboratori e studenti,

a new approach to AI we call “liquid networks.”

un nuovo approccio all'IA che chiamiamo «reti liquide».

And liquid networks results in much more compact

E le reti liquide si traducono in soluzioni molto più semplici

and explainable solutions than today's traditional AI solutions.

e comprensibili rispetto alle soluzioni tradizionali di oggi giorno.

Let me show you.

Lasciate che ve lo mostri.

This is our self-driving car.

Questa è la nostra auto a guida autonoma.

It's trained using a traditional AI solution,

È addestrata utilizzando una soluzione di I. A. tradizionale,

the kind you find in many applications today.

del tipo che si trova già oggi in molti prodotti.

This is the dashboard of the car.

Questo è il cruscotto dell'auto.

In the lower right corner, you'll see the map.

Nell’angolo in basso a destra vedete la mappa.

In the upper left corner, the camera input stream.

Nell'angolo in alto a sinistra, lo stream di input della telecamera.

And the big box in the middle with the blinking lights

E la grande scatola al centro con le luci lampeggianti

is the decision-making engine.

è il motore decisionale.

It consists of tens of thousands of artificial neurons,

È composta da decine di migliaia di neuroni artificiali

and it decides how the car should steer.

e decide come deve sterzare l'auto.

It is impossible to correlate the activity of these neurons

È impossibile correlare l'attività di questi neuroni

with the behavior of the car.

con il comportamento dell'auto.

Moreover, if you look at the lower left side,

Inoltre, se guardate in basso a sinistra,

you see where in the image this decision-making engine looks

vedete dove nell’immagine questo motore decisionale cerca di dire

to tell the car what to do.

all'auto cosa fare.

And you see how noisy it is.

E vedete quanto sia complesso.

And this car drives by looking at the bushes and the trees

Quest’auto si guida osservando i cespugli e gli alberi

on the side of the road.

sul lato della strada.

That's not how we drive.

Non è così che guidiamo.

People look at the road.

Le persone guardano la strada.

Now contrast this with our liquid network solution,

Ora confrontatelo con la nostra soluzione di rete liquida,

which consists of only 19 neurons rather than tens of thousands.

che è composta da soli 19 neuroni anziché decine di migliaia.

And look at its attention map.

E guardate la sua mappa dell'attenzione.

It's so clean and focused on the road horizon

È così nitida e concentrata sull’orizzonte stradale

and the side of the road.

e sul lato della strada.

Because these models are so much smaller,

Proprio perchè questi modelli sono molto più piccoli

we actually understand how they make decisions.

riusciamo a capire come prendano le decisioni.

So how did we get this performance?

Allora come abbiamo ottenuto questa performance?

Well, in a traditional AI system,

Bene, in un sistema di I.A. tradizionale

the computational neuron is the artificial neuron,

il neurone computazionale è il neurone artificiale

and the artificial neuron is essentially an on/off computational unit.

e il neurone artificiale è essenzialmente un’unità computazionale on/off.

It takes in some numbers, adds them up,

Prende alcuni numeri, li somma,

applies some basic math

applica alcuni calcoli matematici di base

and passes along the result.

e trasmette il risultato.

And this is complex

E questo è complesso

because it happens across thousands of computational units.

perché avviene in migliaia di unità computazionali.

In liquid networks,

Nelle reti liquide,

we have fewer neurons,

abbiamo meno neuroni,

but each one does more complex math.

ma ognuno esegue calcoli più complessi.

Here's what happens inside our liquid neuron.

Ecco cosa succede all'interno del nostro neurone liquido.

We use differential equations to model the neural computation

Utilizziamo equazioni differenziali per modellare il calcolo neurale

and the artificial synapse.

e la sinapsi artificiale.

And these differential equations

E queste equazioni differenziali

are what biologists have mapped for the neural structure of the worms.

sono ciò che i biologi hanno mappato per la struttura neurale dei vermi.

We also wire the neurons differently to increase the information flow.

Colleghiamo poi i neuroni in modo diverso per aumentare il flusso di informazioni.

Well, these changes yield phenomenal results.

Bene, questi cambiamenti producono risultati fenomenali.

I sistemi di I.A. tradizionali vengono bloccati dopo l’allenamento.

Traditional AI systems are frozen after training.

That means they cannot continue to improve

Ciò significa che non possono continuare a migliorare

when we deploy them in a physical world in the wild.

quando li implementiamo in un mondo fisico, nella realtà.

We just wait for the next release.

Possiamo solo attendere la prossima release.

Because of what's happening inside the liquid neuron,

Per via di ciò che sta accadendo all’interno del neurone liquido,

liquid networks continue to adapt after training

le reti liquide continuano ad adattarsi dopo l’allenamento

based on the inputs that they see.

in base agli input che vedono.

Let me show you.

Lasciate che ve lo mostri.

We trained traditional AI and liquid networks

Abbiamo addestrato l’ I.A. tradizionale e le reti liquide

using summertime videos like these ones,

utilizzando video estivi come questi,

and the task was to find things in the woods.

e il compito era trovare cose nei boschi.

All the models learned how to do the task in the summer.

Tutti i modelli hanno imparato a svolgere questo compito in estate.

Then we tried to use the models on drones in the fall.

Poi abbiamo provato a usare i modelli sui droni in autunno.

The traditional AI solution gets confused by the background.

La soluzione di intelligenza artificiale tradizionale viene confusa dallo sfondo.

Look at the attention map, cannot do the task.

Guardate la mappa dell’attenzione, non riesce a svolgere il compito.

Liquid networks do not get confused by the background

Le reti liquide non vengono confuse dallo sfondo

and very successfully execute the task.

ed eseguono l’operazione con grande successo.

So this is it.

Quindi è tutto qui.

This is the step forward:

Questo è il passo avanti:

AI that adapts after training.

un’ IA che si adatta dopo l’allenamento.

Liquid networks are important

Le reti liquide sono importanti

because they give us a new way of getting machines to think

perché ci offrono un nuovo modo di indurre le macchine

that is rooted into physics models,

a pensare basato su modelli fisici,

a new technology for AI.

una nuova tecnologia per l'IA.

We can run them on smartphones, on robots,

Possiamo eseguirle su smartphone, robot,

on enterprise computers,

computer aziendali

and even on new types of machines

e persino su nuovi tipi di macchine

that we can now begin to imagine and design.

che ora possiamo iniziare a immaginare e progettare.

The second aspect of physical intelligence.

Il secondo aspetto dell’intelligenza fisica.

So by now you've probably generated images using text-to-image systems.

Quindi, a questo punto, probabilmente avrete generato immagini

utilizzando sistemi di conversione da testo a immagine.

We can also do text-to-robot,

Possiamo anche fare text-to-robot,

but not using today's AI solutions because they work on statistics

ma non utilizzando le soluzioni di I.A. attuali perché si basano sulle statistiche

and do not understand physics.

e non comprendono la fisica.

In my lab,

Nel mio laboratorio,

we developed an approach that guides the design process

abbiamo sviluppato un approccio che guida il processo di progettazione

by checking and simulating the physical constraints for the machine.

controllando e simulando i vincoli fisici della macchina.

We start with a language prompt,

Iniziamo con un prompt linguistico,

"Make me a robot that can walk forward,"

«Costruisci un robot che possa camminare in avanti»,

and our system generates the designs including shape, materials, actuators,

e il nostro sistema genera i progetti tra cui forma, materiali, attuatori,

sensors, the program to control it

sensori, il programma per controllarlo

and the fabrication files to make it.

e i file di fabbricazione per realizzarlo.

And then the designs get refined in simulation

E poi i progetti vengono perfezionati durante le simulazioni

until they meet the specifications.

fino a soddisfare i requisiti.

So in a few hours we can go from idea

Quindi in poche ore possiamo passare da un’idea

to controllable physical machine.

a una macchina fisica controllabile.

We can also do image-to-robot.

Possiamo anche fare image-to-robot.

This photo can be transformed into a cuddly robotic bunny.

Questa foto può essere trasformata in un tenero coniglietto robotico.

To do so, our algorithm computes a 3D representation of the photo

Per farlo, il nostro algoritmo calcola una rappresentazione 3D della foto

that gets sliced and folded, printed.

che viene tagliata, piegata e stampata.

Then we fold the printed layers, we string some motors and sensors.

Quindi pieghiamo gli strati stampati, inseriamo alcuni motori e sensori.

We write some code, and we get the bunny you see in this video.

Scriviamo del codice e otteniamo il coniglietto che vedete in questo video.

We can use this approach to make anything almost,

Possiamo usare questo approccio per creare quasi qualsiasi cosa,

from an image, from a photo.

partendo da un'immagine, da una foto.

So the ability to transform text into images

Quindi la capacità di trasformare il testo in immagini

and to transform images into robots is important,

e di trasformare le immagini in robot è importante,

because we are drastically reducing the amount of time

perché stiamo riducendo drasticamente la quantità di tempo

and the resources needed to prototype and test new products,

e le risorse necessarie per creare e testare nuovi prodotti,

and this is allowing for a much faster innovation cycle.

e questo consente un ciclo di innovazione molto più rapido.

And now we are ready to even make the leap

E ora siamo pronti anche a fare il grande salto per far sì

to get these machines to learn.

che queste macchine imparino.

The third aspect of physical intelligence.

Il terzo aspetto dell'intelligenza fisica.

These machines can learn from humans how to do tasks.

Queste macchine possono imparare dagli umani come eseguire le attività.

You can think of it as human-to-robot.

Potete immaginarlo come una relazione tra uomo e robot.

In my lab, we created a kitchen environment

Nel mio laboratorio, abbiamo creato un ambiente di cucina

where we instrument people with sensors,

in cui applichiamo sensori alle persone

and we collect a lot of data about how people do kitchen tasks.

e raccogliamo molti dati su come le persone svolgono le attività in cucina.

We need physical data

Abbiamo bisogno di dati fisici

because videos do not capture the dynamics of the task.

perché i video non catturano la dinamica dell’attività.

So we collect muscle, pose, even gaze information

Quindi raccogliamo informazioni sui muscoli, sulla posa

about how people do tasks.

e persino sullo sguardo con cui le persone svolgano le attività.

And then we train AI using this data

E poi addestriamo l’ I.A. utilizzando questi dati

to teach robots how to do the same tasks.

per insegnare ai robot come svolgere le stesse attività.

And the end result is machines that move with grace and agility,

E il risultato finale sono macchine che si muovono con grazia e agilità,

as well as adapt and learn.

oltre ad adattarsi e apprendere.

Physical intelligence.

Intelligenza fisica.

We can use this approach to teach robots

Possiamo usare questo approccio per insegnare ai robot

how to do a wide range of tasks:

come svolgere una vasta gamma di attività: preparazione del

food preparation, cleaning and so much more.

cibo, pulizia e molto altro ancora.

The ability to turn images and text into functional machines,

La capacità di trasformare immagini e testo in macchine funzionali,

coupled with using liquid networks

unita all'utilizzo di reti liquide

to create powerful brains for these machines

creare cervelli potenti per queste macchine in

that can learn from humans, is incredibly exciting.

grado di imparare dagli umani è incredibilmente interessante.

Because this means we can make almost anything we imagine.

Significa che possiamo realizzare quasi tutto ciò che immaginiamo.

Today's AI has a ceiling.

L’intelligenza artificiale di oggi ha un limite.

It requires server farms.

Richiede server farm.

It's not sustainable.

Non è sostenibile.

It makes inexplicable mistakes.

Commette errori inspiegabili.

Let's not settle for the current offering.

Non accontentiamoci dell'offerta attuale.

When AI moves into the physical world,

Quando l'IA entra nel mondo fisico,

the opportunities for benefits and for breakthroughs is extraordinary.

le opportunità di vantaggi e di scoperte sono straordinarie.

You can get personal assistants that optimize your routines

Potete contare su assistenti personali che ottimizzino la vostra routine

and anticipate your needs,

e anticipino le vostre esigenze,

bespoke machines that help you at work

macchine su misura che vi aiutino sul lavoro

and robots that delight you in your spare time.

e robot che vi delizino nel tempo libero.

The promise of physical intelligence is to transcend our human limitations

Lo scopo dell’intelligenza fisica è quello di superare i nostri limiti umani

with capabilities that extend our reach,

con capacità che vadano oltre la nostra portata,

amplify our strengths

amplifichino i nostri punti di forza,

and refine our precision

perfezionino la nostra precisione

and grant us ways to interact with the world

e ci offrano modi per interagire con il mondo

we've only dreamed of.

che finora abbiamo solo sognato.

We are the only species so advanced, so aware,

Siamo l'unica specie così avanzata, così consapevole,

so capable of building these extraordinary tools.

così capace di costruire questi strumenti straordinari.

Yet, developing physical intelligence

Eppure, lo sviluppo dell’intelligenza fisica

is teaching us that we have so much more to learn

ci sta insegnando che abbiamo ancora molto da imparare

about technology and about ourselves.

sulla tecnologia e su noi stessi.

We need human guiding hands over AI sooner rather than later.

Abbiamo bisogno della guida umana sull'IA il prima possibile.

After all, we remain responsible for this planet

Dopotutto, rimaniamo responsabili di questo pianeta

and everything living on it.

e di tutto ciò che lo abita.

I remain convinced that we have the power

Rimango convinta che abbiamo il potere di

to use physical intelligence to ensure a better future for humanity

usare l'intelligenza fisica per garantire un futuro migliore per l'umanità

and for the planet.

e per il pianeta.

And I'd like to invite you to help us in this quest.

E vorrei invitarvi ad aiutarci in questa ricerca.

Some of you will help develop physical intelligence.

Alcuni di voi aiuteranno a sviluppare l’intelligenza fisica.

Some of you will use it.

Alcuni di voi la useranno.

And some of you will invent the future.

E alcuni di voi inventeranno il futuro.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)