How computers are learning to be creative | Blaise Agüera y Arcas

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TED


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Traduttore: Stefano Carpi Revisore: Beatrice Chiamenti
Dunque, sono a capo di un team di Google che lavora sull'intelligenza artificiale;
00:12
So, I lead a team at Google that works on machine intelligence;
0
12800
3124
00:15
in other words, the engineering discipline of making computers and devices
1
15948
4650
in altre parole l'ingegneria che si occupa di creare computer ed altri dispositivi
00:20
able to do some of the things that brains do.
2
20622
2419
in grado di fare alcune delle cose che fa il cervello.
00:23
And this makes us interested in real brains
3
23439
3099
E questo ci ha fatto interessare al cervello vero
00:26
and neuroscience as well,
4
26562
1289
e alla neuroscienza,
00:27
and especially interested in the things that our brains do
5
27875
4172
ed in particolare a quelle cose che fa il nostro cervello
che sono di gran lunga superiori alle capacità dei computer.
00:32
that are still far superior to the performance of computers.
6
32071
4042
00:37
Historically, one of those areas has been perception,
7
37209
3609
Storicamente, una di queste aree è stata la percezione,
00:40
the process by which things out there in the world --
8
40842
3039
il processo con cui le cose nel mod,
00:43
sounds and images --
9
43905
1584
suoni ed immagini,
00:45
can turn into concepts in the mind.
10
45513
2178
possono diventare concetti nella nostra mente.
00:48
This is essential for our own brains,
11
48235
2517
Questo è essenziale per il nostro cervello,
00:50
and it's also pretty useful on a computer.
12
50776
2464
ed è anche piuttosto utile per un computer.
Gli algoritmi di percezione della macchina per esempio, elaborati dal nostro team,
00:53
The machine perception algorithms, for example, that our team makes,
13
53636
3350
sono ciò che rende le vostre foto su Google Foto cercabili,
00:57
are what enable your pictures on Google Photos to become searchable,
14
57010
3874
01:00
based on what's in them.
15
60908
1397
in base a ciò che c'è nelle foto.
01:03
The flip side of perception is creativity:
16
63594
3493
L'altro lato della percezione è la creatività:
trasformare un concetto in qualcosa che esiste nel mondo reale.
01:07
turning a concept into something out there into the world.
17
67111
3038
Così l'anno scorso, il nostro lavoro sulla percezione delle macchine,
01:10
So over the past year, our work on machine perception
18
70173
3555
01:13
has also unexpectedly connected with the world of machine creativity
19
73752
4859
ci ha inaspettatamente condotto al mondo della creatività nelle macchine
01:18
and machine art.
20
78635
1160
e dell'arte nelle macchine.
01:20
I think Michelangelo had a penetrating insight
21
80556
3284
Penso che Michelangelo ebbe una profonda intuizione
01:23
into to this dual relationship between perception and creativity.
22
83864
3656
riguardo questa duplice relazione tra percezione e creatività.
Questo è una sua famosa citazione:
01:28
This is a famous quote of his:
23
88023
2006
"Ogni blocco di pietra ha una statua dentro di sè
01:30
"Every block of stone has a statue inside of it,
24
90053
3323
ed è compito dello scultore scoprirla".
01:34
and the job of the sculptor is to discover it."
25
94036
3002
Penso che quello che Michelangelo intendesse dire
01:38
So I think that what Michelangelo was getting at
26
98029
3216
01:41
is that we create by perceiving,
27
101269
3180
è che creiamo dalla percezione,
01:44
and that perception itself is an act of imagination
28
104473
3023
e che la percezione stessa è un atto dell'immaginazione
01:47
and is the stuff of creativity.
29
107520
2461
ed è qualcosa della creatività.
01:50
The organ that does all the thinking and perceiving and imagining,
30
110691
3925
L'organo che si occupa di pensare percepire ed immaginare
01:54
of course, is the brain.
31
114640
1588
naturalmente è il cervello.
Vorrei cominciare con un breve resoconto sulla storia
01:57
And I'd like to begin with a brief bit of history
32
117089
2545
01:59
about what we know about brains.
33
119658
2302
della nostra conoscenza del cervello.
Perché a differenza, per esempio, del cuore o dell'intestino,
02:02
Because unlike, say, the heart or the intestines,
34
122496
2446
02:04
you really can't say very much about a brain by just looking at it,
35
124966
3144
non possiamo dire molto del cervello solo osservandolo,
almeno ad occhio nudo.
02:08
at least with the naked eye.
36
128134
1412
02:09
The early anatomists who looked at brains
37
129983
2416
I primi anatomisti che studiarono il cervello
02:12
gave the superficial structures of this thing all kinds of fanciful names,
38
132423
3807
diedero alle superficiali strutture di questa cosa nomi fantasiosi,
02:16
like hippocampus, meaning "little shrimp."
39
136254
2433
come ippocampo, che significa "gamberetto".
02:18
But of course that sort of thing doesn't tell us very much
40
138711
2764
Ma naturalmente questo non ci dice molto
02:21
about what's actually going on inside.
41
141499
2318
su cosa realmente succede all'interno.
02:24
The first person who, I think, really developed some kind of insight
42
144780
3613
Il primo che, credo, sviluppò davvero una qualche intuizione
02:28
into what was going on in the brain
43
148417
1930
su cosa succedesse all'interno del cervello
02:30
was the great Spanish neuroanatomist, Santiago Ramón y Cajal,
44
150371
3920
fu il grande neuroanatomista spagnolo Santiago Ramón y Cajal,
02:34
in the 19th century,
45
154315
1544
nel XIX secolo,
02:35
who used microscopy and special stains
46
155883
3755
che utilizzò il microscopio e speciali tinture
02:39
that could selectively fill in or render in very high contrast
47
159662
4170
che potevano selettivamente riempire o risaltare in elevato contrasto
02:43
the individual cells in the brain,
48
163856
2008
le singole cellule del cervello,
02:45
in order to start to understand their morphologies.
49
165888
3154
per iniziare a comprenderne la morfologia.
02:49
And these are the kinds of drawings that he made of neurons
50
169972
2891
E questi sono gli schizzi che fece dei neuroni
02:52
in the 19th century.
51
172887
1209
nel XIX secolo.
Questo è il cervello di un uccello.
02:54
This is from a bird brain.
52
174120
1884
Vedete l'incredibile varietà di cellule differenti,
02:56
And you see this incredible variety of different sorts of cells,
53
176028
3057
persino la teoria cellulare stessa era abbastanza nuova all'epoca.
02:59
even the cellular theory itself was quite new at this point.
54
179109
3435
03:02
And these structures,
55
182568
1278
E queste strutture,
03:03
these cells that have these arborizations,
56
183870
2259
queste cellule che hanno queste ramificazioni,
questi rami che possono percorrere distanze davvero lunghissime...
03:06
these branches that can go very, very long distances --
57
186153
2608
03:08
this was very novel at the time.
58
188785
1616
questa era una vera novità all'epoca.
03:10
They're reminiscent, of course, of wires.
59
190779
2903
E naturalmente, ci ricordano dei fili elettrici.
03:13
That might have been obvious to some people in the 19th century;
60
193706
3457
Questo sarebbe potuto essere ovvio per alcuni nel XIX secolo;
03:17
the revolutions of wiring and electricity were just getting underway.
61
197187
4314
le rivoluzioni dei circuiti, dell'elettricità stavano cominciando.
03:21
But in many ways,
62
201964
1178
Ma in molti modi,
i disegni di microanatomia di Ramón y Cajal, come questo,
03:23
these microanatomical drawings of Ramón y Cajal's, like this one,
63
203166
3313
03:26
they're still in some ways unsurpassed.
64
206503
2332
sono ancora in qualche modo attuali.
03:28
We're still more than a century later,
65
208859
1854
Dopo più di un secolo,
03:30
trying to finish the job that Ramón y Cajal started.
66
210737
2825
stiamo ancora cercando di finire il lavoro iniziato da Ramón y Cajal.
03:33
These are raw data from our collaborators
67
213586
3134
Questi sono dati grezzi dai nostri collaboratori
03:36
at the Max Planck Institute of Neuroscience.
68
216744
2881
all'Istituto Max Planck di Neuroscienze.
03:39
And what our collaborators have done
69
219649
1790
Ciò che hanno fatto i nostri collaboratori
03:41
is to image little pieces of brain tissue.
70
221463
5001
è rappresentare frammenti di tessuto celebrale.
03:46
The entire sample here is about one cubic millimeter in size,
71
226488
3326
L'intero campione qui è di circa un millimetro cubico,
03:49
and I'm showing you a very, very small piece of it here.
72
229838
2621
e ve ne sto mostrando un pezzo piccolissimo qui.
03:52
That bar on the left is about one micron.
73
232483
2346
Quella barra a sinistra è di circa un micron.
03:54
The structures you see are mitochondria
74
234853
2409
Le strutture che vedete sono i mitocondri
03:57
that are the size of bacteria.
75
237286
2044
che sono delle dimensioni dei batteri.
03:59
And these are consecutive slices
76
239354
1551
E queste sono sezioni consecutive
04:00
through this very, very tiny block of tissue.
77
240929
3148
di questo minuscolo blocco di tessuto.
Solo per fare un confronto,
04:04
Just for comparison's sake,
78
244101
2403
04:06
the diameter of an average strand of hair is about 100 microns.
79
246528
3792
il diametro medio di un capello misura circa 100 microns.
Quindi stiamo osservando qualcosa di molto, molto più piccolo
04:10
So we're looking at something much, much smaller
80
250344
2274
04:12
than a single strand of hair.
81
252642
1398
di un singolo capello.
E da queste serie di parti microscopiche di elettroni,
04:14
And from these kinds of serial electron microscopy slices,
82
254064
4031
si possono cominciare ricostruzioni 3D dei neuroni che appaiono come questi.
04:18
one can start to make reconstructions in 3D of neurons that look like these.
83
258119
5008
Sono in qualche modo simili al lavoro svolto da Ramón y Cajal.
04:23
So these are sort of in the same style as Ramón y Cajal.
84
263151
3157
Solo pochi neuroni sono evidenziati,
04:26
Only a few neurons lit up,
85
266332
1492
04:27
because otherwise we wouldn't be able to see anything here.
86
267848
2781
perché altrimenti non potremmo osservare nulla qui.
04:30
It would be so crowded,
87
270653
1312
Sarebbe molto affollato
04:31
so full of structure,
88
271989
1330
e pieno di strutture,
04:33
of wiring all connecting one neuron to another.
89
273343
2724
di fili che uniscono tutti i neutroni tra loro.
04:37
So Ramón y Cajal was a little bit ahead of his time,
90
277293
2804
Quindi, Ramón y Cajal era un po' avanti per i suoi tempi,
e gli sviluppi sulla comprensione del cervello
04:40
and progress on understanding the brain
91
280121
2555
04:42
proceeded slowly over the next few decades.
92
282700
2271
avanzarono lentamente nel corso dei decenni successivi.
04:45
But we knew that neurons used electricity,
93
285455
2853
Ma sapevamo che i neuroni usano l'elettricità,
e dalla Seconda Guerra Mondiale, la nostra tecnologia era abbastanza avanzata
04:48
and by World War II, our technology was advanced enough
94
288332
2936
04:51
to start doing real electrical experiments on live neurons
95
291292
2806
da iniziare a fare veri esperimenti elettrici su neuroni vivi
04:54
to better understand how they worked.
96
294122
2106
per capire meglio il loro funzionamento.
04:56
This was the very same time when computers were being invented,
97
296631
4356
Questa fu l'epoca in cui vennero inventati i computer,
basati fondamentalmente sul modello del cervello,
05:01
very much based on the idea of modeling the brain --
98
301011
3100
di "macchina intelligente" come Alan Turing lo chiamò,
05:04
of "intelligent machinery," as Alan Turing called it,
99
304135
3085
05:07
one of the fathers of computer science.
100
307244
1991
uno dei padri della scienza del computer.
05:09
Warren McCulloch and Walter Pitts looked at Ramón y Cajal's drawing
101
309923
4632
Warren MacCulloch e Walter Pitts studiarono i disegni di Ramón y Cajal
05:14
of visual cortex,
102
314579
1317
della corteccia visiva,
05:15
which I'm showing here.
103
315920
1562
che vi mostro qui.
05:17
This is the cortex that processes imagery that comes from the eye.
104
317506
4442
Questa è la corteccia che elabora le immagini provenienti dall'occhio.
05:22
And for them, this looked like a circuit diagram.
105
322424
3508
Secondo loro, ciò appariva come un diagramma di un circuito.
05:26
So there are a lot of details in McCulloch and Pitts's circuit diagram
106
326353
3835
Molti dettagli dei diagrammi di MacCulloch e Pitts
05:30
that are not quite right.
107
330212
1352
non sono proprio corretti.
05:31
But this basic idea
108
331588
1235
Ma questa idea di base
05:32
that visual cortex works like a series of computational elements
109
332847
3992
che la corteccia visiva lavorasse come una serie di elementi di calcolo
05:36
that pass information one to the next in a cascade,
110
336863
2746
che trasmettono informazioni l'un l'altra in sequenza
05:39
is essentially correct.
111
339633
1602
è essenzialmente corretto.
05:41
Let's talk for a moment
112
341259
2350
Analizziamo un attimo
05:43
about what a model for processing visual information would need to do.
113
343633
4032
ciò che un modello di elaborazione di informazioni visive dovrebbe fare.
05:48
The basic task of perception
114
348228
2741
Il compito fondamentale della percezione
05:50
is to take an image like this one and say,
115
350993
4194
è di catturare un'immagine come questa e dire:
05:55
"That's a bird,"
116
355211
1176
"Questo è un uccello,"
05:56
which is a very simple thing for us to do with our brains.
117
356411
2874
che è una cosa molto semplice per il nostro cervello.
05:59
But you should all understand that for a computer,
118
359309
3421
Ma tutti voi dovreste capire che per un computer,
06:02
this was pretty much impossible just a few years ago.
119
362754
3087
ciò era praticamente impossibile sino a qualche anno fa.
06:05
The classical computing paradigm
120
365865
1916
Il classico paradigma di calcolo
06:07
is not one in which this task is easy to do.
121
367805
2507
in questo caso non è così semplice da realizzare.
06:11
So what's going on between the pixels,
122
371366
2552
Ciò che accade tra i pixel,
06:13
between the image of the bird and the word "bird,"
123
373942
4028
tra l'immagine dell'uccello e la parola "uccello",
06:17
is essentially a set of neurons connected to each other
124
377994
2814
essenzialmente è un gruppo di neuroni connessi tra loro
06:20
in a neural network,
125
380832
1155
in una rete neurale,
come sto schematizzando qui.
06:22
as I'm diagramming here.
126
382011
1223
06:23
This neural network could be biological, inside our visual cortices,
127
383258
3272
Questa rete neurale può essere biologica, nella nostra corteccia visuale,
06:26
or, nowadays, we start to have the capability
128
386554
2162
oppure, oggi, possiamo
06:28
to model such neural networks on the computer.
129
388740
2454
modellare queste reti neuronali su un computer.
06:31
And I'll show you what that actually looks like.
130
391834
2353
E vi mostrerò come in realtà ciò appaia.
06:34
So the pixels you can think about as a first layer of neurons,
131
394211
3416
Quindi i pixel potete immaginarli come un primo strato di neuroni,
06:37
and that's, in fact, how it works in the eye --
132
397651
2239
ed è così, infatti, che funziona l'occhio:
06:39
that's the neurons in the retina.
133
399914
1663
questi sono i neuroni della retina.
06:41
And those feed forward
134
401601
1500
Ed essi trasmettono
da uno strato all'altro,
06:43
into one layer after another layer, after another layer of neurons,
135
403125
3403
06:46
all connected by synapses of different weights.
136
406552
3033
tutti connessi da sinapsi di peso differente.
06:49
The behavior of this network
137
409609
1335
Il comportamento di questa rete
06:50
is characterized by the strengths of all of those synapses.
138
410968
3284
è caratterizzato dalle forze di tutte queste sinapsi.
06:54
Those characterize the computational properties of this network.
139
414276
3288
Esse caratterizzano le proprietà di calcolo di questa rete.
06:57
And at the end of the day,
140
417588
1470
E alla fine della giornata,
abbiamo un neurone o un piccolo gruppo di neuroni
06:59
you have a neuron or a small group of neurons
141
419082
2447
07:01
that light up, saying, "bird."
142
421553
1647
che si accendono e dicono "uccello".
07:03
Now I'm going to represent those three things --
143
423824
3132
Adesso vi mostrerò queste tre cose:
07:06
the input pixels and the synapses in the neural network,
144
426980
4696
i pixel di input, le sinapsi nella rete neurale,
07:11
and bird, the output --
145
431700
1585
e l'uccello, il risultato,
07:13
by three variables: x, w and y.
146
433309
3057
attraverso tre variabili: x, w ed y.
07:16
There are maybe a million or so x's --
147
436853
1811
Ci sono forse un milione di x più o meno,
07:18
a million pixels in that image.
148
438688
1953
un milione di pixel in questa immagine.
07:20
There are billions or trillions of w's,
149
440665
2446
Ci sono miliardi o triliardi di w,
che rappresentano il peso di tutte queste sinapsi nella rete neurale.
07:23
which represent the weights of all these synapses in the neural network.
150
443135
3421
07:26
And there's a very small number of y's,
151
446580
1875
E c'è un piccolissimo numero di y,
07:28
of outputs that that network has.
152
448479
1858
di uscite che ha quella rete.
07:30
"Bird" is only four letters, right?
153
450361
1749
Uccello è di sole tre sillabe, giusto?
Facciamo finta che sia solo una semplice formula,
07:33
So let's pretend that this is just a simple formula,
154
453088
3426
07:36
x "x" w = y.
155
456538
2163
x "x" w = y.
07:38
I'm putting the times in scare quotes
156
458725
2036
Sto mettendo il "per" tra virgolette
07:40
because what's really going on there, of course,
157
460785
2280
perché cio che realmente accade, ovviamente,
è una complicatissima serie di operazioni matematiche.
07:43
is a very complicated series of mathematical operations.
158
463089
3046
Questa è un'equazione.
07:47
That's one equation.
159
467172
1221
07:48
There are three variables.
160
468417
1672
Ci sono tre variabili.
E sappiamo tutti che se hai un'equazione,
07:50
And we all know that if you have one equation,
161
470113
2726
07:52
you can solve one variable by knowing the other two things.
162
472863
3642
puoi risolvere una variabile conoscendo le altre due.
Quindi il problema di arrivare alla soluzione,
07:57
So the problem of inference,
163
477158
3380
08:00
that is, figuring out that the picture of a bird is a bird,
164
480562
2873
vale a dire, capire che l'immagine dell'uccello è un uccello,
08:03
is this one:
165
483459
1274
è questo:
08:04
it's where y is the unknown and w and x are known.
166
484757
3459
è che y è l'incognita e w ed x i termini noti.
08:08
You know the neural network, you know the pixels.
167
488240
2459
Conoscete la rete neurale e conoscete i pixel.
08:10
As you can see, that's actually a relatively straightforward problem.
168
490723
3327
Come potete vedere questo in realtà è un problema relativamente semplice.
Moltiplicate per due volte tre ed è fatta.
08:14
You multiply two times three and you're done.
169
494074
2186
08:16
I'll show you an artificial neural network
170
496862
2123
Vi mostro una rete neurale artificiale
che abbiamo recentemente realizzato facendo esattamente questo.
08:19
that we've built recently, doing exactly that.
171
499009
2296
08:21
This is running in real time on a mobile phone,
172
501634
2860
Funziona in tempo reale su un cellulare,
08:24
and that's, of course, amazing in its own right,
173
504518
3313
e questo è di certo sorprendente di per sè,
08:27
that mobile phones can do so many billions and trillions of operations
174
507855
3468
che i cellulari possono fare miliardi e triliardi di operazioni
08:31
per second.
175
511347
1248
al secondo.
08:32
What you're looking at is a phone
176
512619
1615
Quello che state guardando è un cellulare
08:34
looking at one after another picture of a bird,
177
514258
3547
che guarda un'immagine di un uccello dopo l'altra
08:37
and actually not only saying, "Yes, it's a bird,"
178
517829
2715
ed in realtà non dice solo: "Sì, è un uccello",
08:40
but identifying the species of bird with a network of this sort.
179
520568
3411
ma identifica le specie di uccello con una rete di questo tipo.
08:44
So in that picture,
180
524890
1826
Quindi in questa foto,
08:46
the x and the w are known, and the y is the unknown.
181
526740
3802
la x e la w sono note, e la y è l'incognita.
08:50
I'm glossing over the very difficult part, of course,
182
530566
2508
Sto tralasciando la parte più difficile ovviamente,
che è come diamine ci immaginiamo la w,
08:53
which is how on earth do we figure out the w,
183
533098
3861
08:56
the brain that can do such a thing?
184
536983
2187
il cervello che può fare una cosa simile ?
08:59
How would we ever learn such a model?
185
539194
1834
Come potremmo mai conoscere un simile modello?
09:01
So this process of learning, of solving for w,
186
541418
3233
Così questo processo di apprendimento di risolvere tramite la w,
09:04
if we were doing this with the simple equation
187
544675
2647
se stavamo facendo questo con una semplice equazione
09:07
in which we think about these as numbers,
188
547346
2000
nella quale pensiamo a questi come numeri,
09:09
we know exactly how to do that: 6 = 2 x w,
189
549370
2687
sappiamo esattamente come fare: 6 = 2 x w,
bene, dividiamo per due ed è fatta.
09:12
well, we divide by two and we're done.
190
552081
3312
Il problema sta in questa operazione.
09:16
The problem is with this operator.
191
556001
2220
09:18
So, division --
192
558823
1151
La divisione...
09:19
we've used division because it's the inverse to multiplication,
193
559998
3121
abbiamo usato la divisione perché è l'inverso della moltiplicazione,
ma come abbiamo appena detto,
09:23
but as I've just said,
194
563143
1440
09:24
the multiplication is a bit of a lie here.
195
564607
2449
la moltiplicazione è un bugia qui.
Questa è un'operazione complicatissima, davvero non semplice;
09:27
This is a very, very complicated, very non-linear operation;
196
567080
3326
09:30
it has no inverse.
197
570430
1704
non ha l'inverso.
Cosi dobbiamo cercare di risolvere l'equazione
09:32
So we have to figure out a way to solve the equation
198
572158
3150
09:35
without a division operator.
199
575332
2024
senza un'operazione di divisione.
09:37
And the way to do that is fairly straightforward.
200
577380
2343
E fare ciò è abbastanza semplice.
09:39
You just say, let's play a little algebra trick,
201
579747
2671
Diciamo solo che facciamo un trucchetto algebrico,
09:42
and move the six over to the right-hand side of the equation.
202
582442
2906
e spostiamo il sei nella parte a destra dell'equazione.
09:45
Now, we're still using multiplication.
203
585372
1826
Ora, stiamo ancora usando la moltiplicazione.
09:47
And that zero -- let's think about it as an error.
204
587675
3580
E quello zero, pensiamolo come un errore.
In altre parole, se abbiamo risolto la w in modo corretto,
09:51
In other words, if we've solved for w the right way,
205
591279
2515
09:53
then the error will be zero.
206
593818
1656
allora l'errore sarà lo zero.
09:55
And if we haven't gotten it quite right,
207
595498
1938
E se non l'abbiamo fatto giusto,
09:57
the error will be greater than zero.
208
597460
1749
l'errore sarà maggiore di zero.
09:59
So now we can just take guesses to minimize the error,
209
599233
3366
Cosi ora possiamo fare delle prove per minimizzare l'errore
10:02
and that's the sort of thing computers are very good at.
210
602623
2687
e questo è il genere di cose in cui i computer sono molto bravi.
10:05
So you've taken an initial guess:
211
605334
1593
Quindi abbiamo un valore fittizio iniziale:
10:06
what if w = 0?
212
606951
1156
se w = 0?
Beh, allora l'errore è 6.
10:08
Well, then the error is 6.
213
608131
1240
10:09
What if w = 1? The error is 4.
214
609395
1446
Se w = 1? L'errore è 4.
10:10
And then the computer can sort of play Marco Polo,
215
610865
2367
E così il computer può giocare ad una sorta di Marco Polo,
10:13
and drive down the error close to zero.
216
613256
2367
e abbassare il margine di errore vicino allo zero.
10:15
As it does that, it's getting successive approximations to w.
217
615647
3374
E così facendo, sta ottenendo continue approssimazioni per w.
Generalmente, non ci si avvicina mai, ma dopo una dozzina di passaggi
10:19
Typically, it never quite gets there, but after about a dozen steps,
218
619045
3656
10:22
we're up to w = 2.999, which is close enough.
219
622725
4624
arriviamo a w = 2,999, che è abbastanza vicino.
10:28
And this is the learning process.
220
628302
1814
E questo è il processo di apprendimento.
Quindi, ricordate che quello che succede qui
10:30
So remember that what's been going on here
221
630140
2730
10:32
is that we've been taking a lot of known x's and known y's
222
632894
4378
è che abbiamo preso un mucchio di x note ed y note
10:37
and solving for the w in the middle through an iterative process.
223
637296
3454
e abbiamo risolto la w nel mezzo attraverso un processo iterativo.
10:40
It's exactly the same way that we do our own learning.
224
640774
3556
È esattamente lo stesso processo che utilizziamo per apprendere.
10:44
We have many, many images as babies
225
644354
2230
Riceviamo moltissime immagini da bambini
10:46
and we get told, "This is a bird; this is not a bird."
226
646608
2633
che ci dicono: "questo è un uccello; questo non è un uccello."
10:49
And over time, through iteration,
227
649714
2098
E con il tempo, attraverso l'iterazione,
10:51
we solve for w, we solve for those neural connections.
228
651836
2928
risolviamo la w, risolviamo quei collegamenti neurali.
10:55
So now, we've held x and w fixed to solve for y;
229
655460
4086
Quindi adesso abbiamo mantenuto fisse x ed w per risolvere y;
10:59
that's everyday, fast perception.
230
659570
1847
questa è la rapida percezione quotidiana.
11:01
We figure out how we can solve for w,
231
661441
1763
Abbiamo capito come risolvere la w,
che è apprendere, che è molto più difficile,
11:03
that's learning, which is a lot harder,
232
663228
1903
perché abbiamo bisogno di minimizzare l'errore,
11:05
because we need to do error minimization,
233
665155
1985
11:07
using a lot of training examples.
234
667164
1687
usando molti esempi come allenamento.
11:08
And about a year ago, Alex Mordvintsev, on our team,
235
668875
3187
E circa un anno fa, Alex Mordvintsev, nel nostro team,
decise di sperimentare cosa accade se cerchiamo di risolvere x,
11:12
decided to experiment with what happens if we try solving for x,
236
672086
3550
11:15
given a known w and a known y.
237
675660
2037
conoscendo w e y.
In altre parole,
11:18
In other words,
238
678124
1151
11:19
you know that it's a bird,
239
679299
1352
sapete che è un uccello,
11:20
and you already have your neural network that you've trained on birds,
240
680675
3303
e avete già la rete neurale che avete allenato sugli uccelli,
ma cos'è l'immagine di un uccello?
11:24
but what is the picture of a bird?
241
684002
2344
È venuto fuori che utilizzando la stessa procedura di minimizzazione dell'errore,
11:27
It turns out that by using exactly the same error-minimization procedure,
242
687034
5024
si può fare con la rete allenata a riconoscere gli uccelli,
11:32
one can do that with the network trained to recognize birds,
243
692082
3430
11:35
and the result turns out to be ...
244
695536
3388
ed il risultato è...
11:42
a picture of birds.
245
702400
1305
un'immagine di uccelli.
11:44
So this is a picture of birds generated entirely by a neural network
246
704814
3737
Quindi questa è un'immagine di uccelli interamente generata dalla rete neurale
11:48
that was trained to recognize birds,
247
708575
1826
allenata a riconoscere gli uccelli,
11:50
just by solving for x rather than solving for y,
248
710425
3538
risolvendo solo x piuttosto che risolvere y,
11:53
and doing that iteratively.
249
713987
1288
e facendolo in modo iterativo.
11:55
Here's another fun example.
250
715732
1847
Ho qui un altro esempio divertente.
11:57
This was a work made by Mike Tyka in our group,
251
717603
3437
Questo era un lavoro fatto da Mike Tyra nel nostro gruppo
che lui chiama "Parata degli animali".
12:01
which he calls "Animal Parade."
252
721064
2308
12:03
It reminds me a little bit of William Kentridge's artworks,
253
723396
2876
Mi ricorda un po' le opere d'arte di William Kentridge,
12:06
in which he makes sketches, rubs them out,
254
726296
2489
in cui fa schizzi, li cancella,
12:08
makes sketches, rubs them out,
255
728809
1460
fa schizzi, li cancella,
ed in questa maniera crea un film.
12:10
and creates a movie this way.
256
730293
1398
12:11
In this case,
257
731715
1151
In questo caso,
12:12
what Mike is doing is varying y over the space of different animals,
258
732890
3277
quello che Mike fa è variare la y tra diversi animali,
12:16
in a network designed to recognize and distinguish
259
736191
2382
in una rete disegnata per riconoscere e distinguere
12:18
different animals from each other.
260
738597
1810
diversi animali l'uno dall''altro.
12:20
And you get this strange, Escher-like morph from one animal to another.
261
740431
3751
E si ottiene questa strana trasformazione stile Escher da un animale all'altro.
12:26
Here he and Alex together have tried reducing
262
746221
4614
Qui lui ed Alex insieme hanno cercato di ridurre
12:30
the y's to a space of only two dimensions,
263
750859
2759
la y ad uno spazio di sole due dimensioni,
12:33
thereby making a map out of the space of all things
264
753642
3438
in modo tale da creare una mappa a aprtire dallo spazio delle cose
riconosciute da questa rete.
12:37
recognized by this network.
265
757104
1719
12:38
Doing this kind of synthesis
266
758847
2023
Facendo questo tipo di sintesi
12:40
or generation of imagery over that entire surface,
267
760894
2382
o generazione di immagini su tutta quella superficie,
12:43
varying y over the surface, you make a kind of map --
268
763300
2846
variando y sulla superficie, si può creare una sorta di mappa,
una mappa visuale di tutte le cose che la rete sa come riconoscere.
12:46
a visual map of all the things the network knows how to recognize.
269
766170
3141
12:49
The animals are all here; "armadillo" is right in that spot.
270
769335
2865
Gli animali sono tutti qui; "armadillo" è in quel posto.
12:52
You can do this with other kinds of networks as well.
271
772919
2479
Potete fare questo anche con altri generi di reti.
12:55
This is a network designed to recognize faces,
272
775422
2874
Questa è una rete disegnata per riconoscere i visi,
12:58
to distinguish one face from another.
273
778320
2000
per distinguere una faccia da un'altra.
13:00
And here, we're putting in a y that says, "me,"
274
780344
3249
E qui, stiamo inserendo una y che dice "me",
i miei parametri facciali.
13:03
my own face parameters.
275
783617
1575
E quando questa cosa risolve la x,
13:05
And when this thing solves for x,
276
785216
1706
13:06
it generates this rather crazy,
277
786946
2618
genera questa specie di pazza,
13:09
kind of cubist, surreal, psychedelic picture of me
278
789588
4428
cubista, surreale, psichedelica immagine di me stesso
da molteplici punti di vista insieme.
13:14
from multiple points of view at once.
279
794040
1806
13:15
The reason it looks like multiple points of view at once
280
795870
2734
La ragione per cui sembrano più punti di vista insieme
13:18
is because that network is designed to get rid of the ambiguity
281
798628
3687
è che la rete è costruita per scartare le ambiguità
13:22
of a face being in one pose or another pose,
282
802339
2476
di un volto che sia in una posa o in un'altra
13:24
being looked at with one kind of lighting, another kind of lighting.
283
804839
3376
guardato con un tipo di luce, poi con un altro.
Così quando si fa questo tipo di ricostruzione,
13:28
So when you do this sort of reconstruction,
284
808239
2085
13:30
if you don't use some sort of guide image
285
810348
2304
se non si usa una qualche sorta di immagine guida,
13:32
or guide statistics,
286
812676
1211
o statistica guida,
13:33
then you'll get a sort of confusion of different points of view,
287
813911
3765
otterrete una sorta di confusione di differenti punti di vista,
13:37
because it's ambiguous.
288
817700
1368
perchè è ambiguo.
13:39
This is what happens if Alex uses his own face as a guide image
289
819786
4223
Questo è quello che succede se Alex usa la sua faccia come immagine campione
durante il processo di ottimizzazione per ricostruire il mio viso.
13:44
during that optimization process to reconstruct my own face.
290
824033
3321
13:48
So you can see it's not perfect.
291
828284
2328
Come potete vedere non è perfetto.
13:50
There's still quite a lot of work to do
292
830636
1874
C'è ancora un bel po' di lavoro da fare
13:52
on how we optimize that optimization process.
293
832534
2453
su come migliorare il processo di ottimizzazione.
Ma si è cominciato ad ottenere qualcosa di più simile a un viso,
13:55
But you start to get something more like a coherent face,
294
835011
2827
13:57
rendered using my own face as a guide.
295
837862
2014
usando la mia faccia come modello.
14:00
You don't have to start with a blank canvas
296
840892
2501
Non è necessario iniziare con una tela bianca
14:03
or with white noise.
297
843417
1156
o con un rumore bianco.
14:04
When you're solving for x,
298
844597
1304
Quando risolvete la x,
14:05
you can begin with an x, that is itself already some other image.
299
845925
3889
potete iniziare con una x, che di per sè è già una qualche altra immagine.
14:09
That's what this little demonstration is.
300
849838
2556
Questa ne è una piccola dimostrazione.
14:12
This is a network that is designed to categorize
301
852418
4122
Questa è una reta disegnata per categorizzare
14:16
all sorts of different objects -- man-made structures, animals ...
302
856564
3119
ogni genere di oggetti diversi: strutture create dall'uomo, animali...
14:19
Here we're starting with just a picture of clouds,
303
859707
2593
Qui cominciamo semplicemente con una foto di nubi,
14:22
and as we optimize,
304
862324
1671
e appena ottimizziamo,
sostanzialmente, questa rete cerca di capire ciò che vede nelle nubi.
14:24
basically, this network is figuring out what it sees in the clouds.
305
864019
4486
14:28
And the more time you spend looking at this,
306
868931
2320
E più tempo state a guardarla,
14:31
the more things you also will see in the clouds.
307
871275
2753
più cose riuscirete a vedere nelle nubi.
Si potrebbe anche utilizzare la rete dei visi per allucinarla
14:35
You could also use the face network to hallucinate into this,
308
875004
3375
14:38
and you get some pretty crazy stuff.
309
878403
1812
ed ottenere cose piuttosto folli.
14:40
(Laughter)
310
880239
1150
(Risate)
14:42
Or, Mike has done some other experiments
311
882401
2744
Oppure, Mike ha fatto qualche altro esperimento
in cui prende questa immagine di nuvole
14:45
in which he takes that cloud image,
312
885169
3905
allucinata, zoomata, allucinata zoomata, allucinata, zoomata.
14:49
hallucinates, zooms, hallucinates, zooms hallucinates, zooms.
313
889098
3507
14:52
And in this way,
314
892629
1151
Ed in questo modo,
14:53
you can get a sort of fugue state of the network, I suppose,
315
893804
3675
è possibile ottenere una sorta di stato di fuga dalla rete, suppongo,
14:57
or a sort of free association,
316
897503
3680
o una sorta di libera associazione,
15:01
in which the network is eating its own tail.
317
901207
2227
nella quale la rete si morde la coda.
15:03
So every image is now the basis for,
318
903458
3421
Così ogni immagine è adesso la base per:
15:06
"What do I think I see next?
319
906903
1421
"Cosa penso di vedere dopo?
15:08
What do I think I see next? What do I think I see next?"
320
908348
2803
Cosa penso di vedere dopo? Cosa penso di vedere dopo?"
15:11
I showed this for the first time in public
321
911487
2936
Ho mostrato questa cosa per la prima volta in pubblico
15:14
to a group at a lecture in Seattle called "Higher Education" --
322
914447
5437
a un gruppo in una conferenza a Seattle chiamato "Istruzione superiore",
15:19
this was right after marijuana was legalized.
323
919908
2437
subito dopo che la marijuana fu legalizzata.
15:22
(Laughter)
324
922369
2415
(Risate)
15:26
So I'd like to finish up quickly
325
926627
2104
Così mi piacerebbe concludere velocemente
15:28
by just noting that this technology is not constrained.
326
928755
4255
semplicemente facendovi notare che questa tecnologia non è vincolata.
Vi ho mostrato esempi puramente visuali perché sono divertenti da vedere.
15:33
I've shown you purely visual examples because they're really fun to look at.
327
933034
3665
15:36
It's not a purely visual technology.
328
936723
2451
Ma non è una tecnologia puramente visiva.
Il nostro collaboratore artistico, Ross Goodwin,
15:39
Our artist collaborator, Ross Goodwin,
329
939198
1993
15:41
has done experiments involving a camera that takes a picture,
330
941215
3671
ha fatto esperimenti con una fotocamera che cattura un'immagine,
15:44
and then a computer in his backpack writes a poem using neural networks,
331
944910
4234
e con un computer nel suo zaino che scrive una poesia usando reti neurali,
basata sui contenuti dell'immagine.
15:49
based on the contents of the image.
332
949168
1944
E quella rete neurale di poesia è stata allenata
15:51
And that poetry neural network has been trained
333
951136
2947
su un vasto materiale di poesie del XX secolo.
15:54
on a large corpus of 20th-century poetry.
334
954107
2234
15:56
And the poetry is, you know,
335
956365
1499
E, sapete, la poesia,
15:57
I think, kind of not bad, actually.
336
957888
1914
secondo me, in realtà non è male.
15:59
(Laughter)
337
959826
1384
(Risate)
16:01
In closing,
338
961234
1159
Per finire,
16:02
I think that per Michelangelo,
339
962417
2132
penso che Michelangelo
16:04
I think he was right;
340
964573
1234
avesse ragione;
16:05
perception and creativity are very intimately connected.
341
965831
3436
percezione e creatività sono strettamente correlate.
16:09
What we've just seen are neural networks
342
969611
2634
Quello che abbiamo appena visto sono reti neurali
16:12
that are entirely trained to discriminate,
343
972269
2303
che sono completamente allenate a distinguere
16:14
or to recognize different things in the world,
344
974596
2242
o a riconoscere differenti cose nel mondo,
16:16
able to be run in reverse, to generate.
345
976862
3161
e se attivate al contrario, per creare.
Una delle cose che mi suggerisce
16:20
One of the things that suggests to me
346
980047
1783
16:21
is not only that Michelangelo really did see
347
981854
2398
è che non solo Michelangelo potesse davvero vedere
16:24
the sculpture in the blocks of stone,
348
984276
2452
la scultura all'interno del blocco di pietra,
16:26
but that any creature, any being, any alien
349
986752
3638
ma che ogni creatura, ogni essere, ogni alieno
16:30
that is able to do perceptual acts of that sort
350
990414
3657
che è in grado di eseguire atti percettivi di questo genere
è anche in grado di creare
16:34
is also able to create
351
994095
1375
16:35
because it's exactly the same machinery that's used in both cases.
352
995494
3224
perché è esattamente la stessa macchina che viene usata in entrambi i casi.
16:38
Also, I think that perception and creativity are by no means
353
998742
4532
Inoltre penso che la percezione e la creazione non siano
16:43
uniquely human.
354
1003298
1210
mezzi unicamente umani.
16:44
We start to have computer models that can do exactly these sorts of things.
355
1004532
3708
Iniziamo ad avere modelli di computer che fanno proprio questo genere di cose.
16:48
And that ought to be unsurprising; the brain is computational.
356
1008264
3328
E questo non dovrebbe sorprendere; il cervello è computazionale.
16:51
And finally,
357
1011616
1657
Ed infine,
16:53
computing began as an exercise in designing intelligent machinery.
358
1013297
4668
il calcolo iniziò come un esercizio per creare macchine intelligenti.
16:57
It was very much modeled after the idea
359
1017989
2462
È iniziato dall'idea
17:00
of how could we make machines intelligent.
360
1020475
3013
che potessimo creare macchine intelligenti.
17:03
And we finally are starting to fulfill now
361
1023512
2162
E finalmente stiamo iniziando ad adempiere adesso
17:05
some of the promises of those early pioneers,
362
1025698
2406
ad alcune delle promesse di quei primi pionieri,
di Turing e von Neumann,
17:08
of Turing and von Neumann
363
1028128
1713
17:09
and McCulloch and Pitts.
364
1029865
2265
di MacCulloch e Pitts.
E pens che l'informatica non sia solo calcolare
17:12
And I think that computing is not just about accounting
365
1032154
4098
17:16
or playing Candy Crush or something.
366
1036276
2147
o giocare a Candy Crush o altro.
17:18
From the beginning, we modeled them after our minds.
367
1038447
2578
Fin dal principio, l'abbiamo modellata sulle nostre menti.
Ed essa ci hanno fornito sia la capacità di capire meglio la nostra mente
17:21
And they give us both the ability to understand our own minds better
368
1041049
3269
17:24
and to extend them.
369
1044342
1529
sia di ampliarla.
17:26
Thank you very much.
370
1046627
1167
Grazie mille.
17:27
(Applause)
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1047818
5939
(ApplausiI)
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