scienze

Alan Turing Roberto Vacca

CAPTCHA - Programma automatico per distinguere computer da umani
Roberto Vacca-(Newton- luglio- 2005)

Io ringrazio sempre con una E-mail chi scarichi libri dal mio sito on line http:// www.printandread.com Qualcuno talora risponde:
"Ho gradito anche se, magari, la sua mail è stata prodotta dal computer in modo automatico."
Allora scrivo di nuovo: "No: ho risposto proprio io." E' solo un aneddoto, ma il fatto che sorge quel dubbio, indica quanto siano frequenti i messaggi generati automaticamente.
In certi casi è critico sapere se stiamo corrispondendo con un computer o con un essere umano. Su Internet girano migliaia di messaggi "spam" (= immondizia). Si tratta di pubblicità indesiderata, offerte fatte da imbroglioni o scherzetti inutili che fanno perdere tempo e che vengono inviati automaticamente da un computer a milioni di utenti. Riceviamo ogni giorno anche E-mail che sembrano innocue e che, invece, sono prodotte a macchina da vandali e contengono "vermi" o altri programmi dannosi.. Talora non sono così micidiali da venire subito neutralizzati dagli anti-virus (che tutti dovremmo usare), ma danno noia: bloccano o rallentano i nostri personal computer. Alcuni provider e sistemi di posta tentano già di neutralizzarli o di allertarci. Alcuni messaggi innocui e utili ci arrivano bollati con un cartellino "SPAM", perchè i nostri protettori non sanno individuare molto bene cosa sia spam e che cosa no. I più severi bloccano anche allegati interessanti che vorremmo ricevere da nostri corrispondenti. Per aiutarli, è utile riconoscere se chi ci manda spam sia un computer o no.
All'Università Carnegie Mellon, Luis von Ahn ha realizzato CAPTCHA Completely Automated Turing Test to Tell Computers and Humans Apart (Test di Turing completamente automatico per distinguere computer da esseri umani).
Nel test originale ideato da Alan Turing (1950) uno sperimentatore umano comunica per telescrivente con un uomo (o, forse, un computer) e con una donna. Con lo scambio di messaggi tenta di riconoscere gli interlocutori, i quali cercano di trarlo in inganno. Se il computer riesce a farsi scambiare per un umano, passa il test e dimostra che l'Intelligenza Artificiale è una realtà. Nel così detto test standard di Turing, lo sperimentatore cerca solo di riconoscere chi sia un uomo e chi un computer fra due entità con cui comunica. Se un computer passerà il test standard (traguardo ancora non raggiunto), avrà dimostrato la realtà dell'Intelligenza Artificiale Forte. Questa definizione implica che il pensiero è solo una manipolazione di simboli formali: compito che i computer svolgono abbastanza bene.
Nel test automatico di von Ahn non si usano frasi. Chi cerca di contattarci in rete viene accettato solo se prima risolve un problema facile per gli umani e molto arduo per le macchine. La versione "Gimpy" presenta alcune parole scritte con caratteri molto distorti e in parte sovrapposte. Chi ne sa leggere e rinviare correttamente almeno 3, è umano e si accetta: se no, viene escluso. [Chi voglia cimentarsi con il test e dimostrare di essere umano - può trovarlo su http://www.captcha.net/cgi-bin/gimpy ].
Un altro tipo di problema consiste nell'attribuire correttamente un disegno a una fra 2 classi presentate all'aspirante risolutore. Queste differiscono, ad esempio, perché una contiene disegni a tratto sottile e l'altra a tratto grosso, oppure una contiene esagoni e l'altra pentagoni. Un terzo tipo di ostacolo è la sfida a riconoscere parole pronunciate da un umano, quando i suoni siano molto distorti e coperti da rumore di fondo. Gli uomini lo sanno fare bene. I computer invece riconoscono il linguaggio umano solo in condizioni ideali.
Si potrebbe obiettare che non ci importa davvero se stiamo comunicando con un computer o con un uomo. La cosa essenziale dovrebbe essere il contenuto dei messaggi. Non è proprio così. Se accettiamo messaggi da computer senza rendercene conto, potremo anche registrarli in una votazione o un sondaggio. E' accaduto proprio questo quando http://www.slashdot.com (una interessante newsletter giornaliera on line) propose un sondaggio per stabilire quale università offrisse i migliori corsi di scienza dei computer. Dapprima parecchi istituti stavano a livelli poco diversi. Poi gli studenti della Carnegie Mellon realizzarono un programma con cui un computer creava molti indirizzi mail fittizi e da ciascuno inviava un voto. La quotazione della loro università si innalzò in modo vertiginoso. Se ne accorsero gli studenti dell'MIT e produssero un programma analogo. Tutte le altre scuole restarono intorno a un migliaio di voti, ma le due citate superarono i 20.000.
Questi CAPTCHA , dunque, discriminano fra uomini e macchine ricorrendo a sfide ben note tratte dall'ambito dell'intelligenza artificiale. Fino a pochi decenni fa i lettori ottici non sapevano tradurre le forme di lettere e numeri in codici digitali. Ora lo fanno e sbagliano molto raramente, se il testo è chiaro e ben contrastato. L'artificio di Gimpy è proprio quello di usare simboli contorti e sovrapposti. Ci possiamo aspettare che abili informatici scrivano programmi con cui i computer riescano a risolvere correttamente i problemini dei CAPTCHA. Gli informatici di Carnegie Mellon non si scompongono: "Se qualcuno riesce a vanificare i nostri CAPTCHA, va bene: vuol dire che ha fatto progredire la disciplina dell'Intelligenza Artificiale. Noi, intanto, ne costruiremo altri più difficili."
Le cose non stanno proprio così. I tecnici abili e maliziosi che mirano ad accedere indebitamente a certi siti Web, non pubblicherebbero le loro procedure. Le terrebbero segrete per continuare nei loro propositi illegali.

Un test di Turing esteso?
Immaginiamo ora un test di Turing esteso. C'è di nuovo un esaminatore che comunica con due stanze chiuse: in una c'è un computer e nell'altra un umano. I segnali, però, non sono solo parole stampate o simboli codificati. Ora includono oggetti o input sensoriali: sia l'uomo, sia la macchina sono in contatto diretto con la realtà. Oggetti piccoli sono presentati attraverso una finestrella;. oggetti troppo grandi verranno rappresentati da loro immagini o modelli in scala.
Anche i messaggi dell'uomo e del computer non sono generati solo tramite tastiera. Saranno disegni od operazioni effettuate sugli oggetti forniti. Alle entità che si trovano nelle due stanze saranno forniti anche strumenti di misura per determinare caratteristiche dimensionali, meccaniche o elettriche di oggetti o di processi. Il giudizio dell'arbitro umano potrà anche implicare il controllo della qualità di operazioni manuali richieste.
Ora se una macchina (dotata di hardware, software e attuatori) capirà esempi proposti, descriverà adeguatamente la realtà e reagirà come farebbe un umano, potremo dire, di nuovo, che è stata realizzata l'Intelligenza Artificiale forte.
Ma tutti questi test di Turing (estesi o no) sono squilibrati: cercano di confrontare una macchina con un umano, senza specificare che tipo di essere umano prendano come riferimento. E' una questione cruciale. Gli esseri umani coprono una gamma continua dai ritardati mentali gravi, incapaci di comportamento intelligente, fino a individui sempre più brillanti - capaci di scrivere, dipingere, scolpire, inventare macchine, parlare molte lingue, risolvere problemi fisici e matematici.
Quindi il test di Turing esteso va strutturato meglio, definendo un certo numero di esseri umani tipici dei quali confrontare le prestazioni con quelle di un computer. Fra questi, ad esempio:

  • un analfabeta che sappia esercitare un'arte manuale
  • un linguista
  • un tornitore
  • un pittore o uno scultore
  • un poeta o un romanziere
  • un fisico o un chimico
  • un medico o chirurgo
  • un politico
  • un attore

Oltre alle nozioni specialistiche, queste persone avranno una conoscenza generale del mondo intorno a loro (probabilmente urbano). Sarà bene specificare anche il luogo di origine dei campioni umani prescelti.
E anche questo test di Turing esteso contiene un forte elemento soggettivo. Il giudizio dipende in modo critico dalle caratteristiche della persona che fa da arbitro, che giudica il risultato degli esperimenti. Proviamo, allora, a definire un test di Turing invertito. Mettiamo in stanze separate un computer e alcuni esseri umani appartenenti ai gruppi elencati qui sopra. Poi facciamo giudicare a vari arbitri umani l'intelligenza delle entità anonime con cui comunicano tramite schermo o telescrivente. Come suggerì Vittorio Somenzi, potrà accadere che questi giudici raggiungano una di queste 4 conclusioni:

  • gli uomini sono intelligenti e i computer no
  • sia gli uomini che i computer sono intelligenti
  • i computer sono intelligenti e gli uomini no
  • nè gli uomini, nè i computer sono intelligenti

Supponiamo che ciascuna di queste opinioni sia sostenuta almeno da qualche giudice. Dovremmo concludere, allora, che nessun test di Turing può servire per decidere se l'Intelligenza Artificiale forte sia stata realizzata o sia realizzabile. Il test è troppo soggettivo. Questa conclusione non è sorprendente. Infatti i processi che costituiscono l'intelligenza umana sono tanto complessi da far ritenere che nessun test semplice possa servire a classificarli.
E' opportuno continuare a studiare la questione. Immaginiamo nuovi criteri e nuovi test. Ci possiamo attendere chiarimenti epocali dalla interazione fra scienza dei computer e neurofisiologia cerebrale. Intanto seguiamo criteri pragmatici e non saltiamo a conclusioni affrettate.

* * *

La macchina psicoterapeutica e i test di Turing fatti per scherzo

Negli anni 80 Joe Weizenbaum, famoso esperto di intelligenza artificiale, realizzò ELIZA un software che simulava una psicoterapeuta rogersiana. ELIZA non elaborava affatto il senso dei messaggi che riceveva, ma molti pazienti erano contenti: dicevano di aver trovato finalmente chi li capiva. Il programma rispondeva in modo suadente. Ad esempio:

  • ELIZA : Parlami dei tuoi problemi.
  • Ragazza: Ho problemi con gli uomini.
  • ELIZA: Che tipo di problemi hai?
  • Ragazza: Sono tutti uguali. Mi vogliono dominare e non mi ascoltano.
  • ELIZA: Perchè pensi che ti vogliano dominare? etc.

Quando ELIZA incontrava parole inaspettate o contesti grammaticali difficili, usava frasi generiche: "Parlami ancora di questo." o "Interessante. Vuoi provare a continuare?" Credo che questi esperimenti dicessero qualcosa sulla ingenuità dei pazienti più che sulla abilità di chi aveva ideato la struttura di ELIZA.
Lo stesso Turing nel suo articolo (pubblicato dalla rivista Mind nel 1950, N°59, pagg.433-460) aveva proposto possibili frasi scambiate in quello che chiamava il gioco dell'imitazione. Douglas Hofstadter racconta [nel suo libro "Metamagical Themes, Basic Books, 1985] uno scherzo che gli fecero gli studenti dell'Università del Kansas. Gli dissero che lo avrebbero collegato con Nicolai, un computer intelligente, capace di conversare in linguaggio naturale, sviluppato a Fort Leavenworth dall'Esercito USA. Hofstadter credette dapprima di comunicare davvero con un computer, quando ricevette risposte ingenue. Ad esempio:

  • HOFSTADTER: Che cosa sono i piedi?
  • NICOLAI: I piedi sono 12,0 pollici.
  • HOFSTADTER: Che cosa pensi di M.C. Escher'?
  • NICOLAI: M.C. Escher, artista, XX secolo.
  • HOFSTADTER: Quando sei stato scritto?
  • NICOLAI: Ultima compilazione "27/4/1983 19.247"

Poi gli studenti si scoprirono quando, parlando di sesso, consigliarono allo scienziato di andarsi a documentare leggendo "Goedel, Escher, Bach" - il libro più famoso scritto proprio da lui,

Il "vero" test di Turing effettuato su larga scala nell'Aprile 2005
Il 16/4/2005 al College di Simon's Rock, Massachusetts, 80 persone dei sue sessi hanno partecipato al gioco di imitazione originale di Turing. Era la prima volta che veniva coinvolto un gruppo così numeroso. Le femmine dicevano sempre la verità, i maschi mentivano sempre e ogni tanto erano sostituiti da un software di conversazione interattiva detto ALICE. Gli arbitri erano esperti nell'uso di Internet, ma non erano tecnici. Ai partecipanti era stato detto solo che l'obiettivo era determinare quante volte gli arbitri riuscissero a identificare le femmine nei discorsi interattivi.
I risultati dell'esperimento sono in corso di elaborazione e saranno pubblicati nei prossimi mesi.