Da segnalare, ancora una volta, l’allegra armonia di opinioni che regna tra quelli che trovo come referees:

Relevance to Conference: Good / Excellent / Good
Importance of Results: Good / Substandard / Good
Technical Soundness: Good / Substandard / Good
Presentation (Clarity and Readability): Good / OK / Excellent
Are revisions to the abstract needed before publication? Minor / Major / None
Recommendation: Strong accept / Strong reject / Strong accept
How confident are you that your judgement reflects the quality of the abstract? Confident / Very confident / Confident

Mi sa che dovro’ iniziare ad abituarmici…

La quarta edizione del Workshop Italiano sulla Vita Artificiale, a cui è stata aggregata anche la terza Giornata di Studio Italiana sul Calcolo Evoluzionistico (GSICE), si terrà a Baia Samuele, in quel di Sampieri (Ragusa), i prossimi 5, 6 e 7 settembre. A precedere il tutto, come spesso accade in queste circostanze, una summer school, precisamente in Computazione Evolutiva e Vita Artificiale (SECEVItA 2007).

Ok, una conferenza come tante. Almeno sulla carta. Dunque, perchè un post sull’argomento? Beh, io stavo ripensando allo scorso settembre. Quando mi sono passato alcuni giorni, dal 12 al 15 del mese, al collegio S. Chiara di Siena, per WIVA3, il terzo Workshop Italiano di Vita Artificiale. Avevo appena finito uno dei miei ultimi esami all’università e stavo per tuffarmi nella tesi. Avevo appena scoperto il mondo dell’Artificial Life e venivo a Siena appositamente per cercare di capirne di più, nonchè per conoscere quella persona, che all’epoca mi sembrava una sorta di semi-Dio (ad essere onesti, non che l’immagine mi sia poi cambiata più di tanto nel frattempo), e che risponde al nome di Domenico Parisi. Il workshop mi era piaciuto un sacco. E Parisi mi aveva dato immediatamente una dimostrazione del suo carattere: aperto, ma deciso. Senza tanti fronzoli, interessato ad andare al succo delle questioni, ma senza per questo apparire brusco. Arrivo a casa, mi prendo un paio di giorni per riorganizzare le idee, e gli scrivo. Ok, accetto la proposta: voglio venire a fare la tesi lì a Roma da voi. Nessuna risposta. Manco di striscio. C’è qualcosa che non mi torna. Lascio passare due settimane, poi riprovo. La risposta, malgrado l’orario serale, arriva nel giro di una decina di minuti: “perfetto, lunedì potremmo iniziare”. Unico dettaglio: era venerdì sera. Ma a caval donato non si guarda in bocca, come dicono i saggi. Due giorni di preparativi frenetici e via. Valigia alla mano, zaino in spalla e manco un buco dove dormire. Come si è visto, comunque, in un modo o nell’altro alla fine ne sono venuto fuori. Con una bella tesi, la prospettiva di iniziare a pubblicare qualcosa e soprattutto alcune nuove opportunità per il futuro. Una di queste, Plymouth, si è rivelata essere quella vincente. Al punto che ho appena fatto la domanda per tre anni di dottorato qui.

Come cambiano le cose a distanza di un anno. A WIVA3 ero uno studentello un po’ spaesato. Adesso, per WIVACE 2007, continuo ad essere uno studentello un po’ spaesato, ma di cui verrà presentato un lavoro. Yep, abbiamo sottomesso al workshop uno short-paper del nostro lavoro di tesi:

L’obiettivo rimane sempre quello di pubblicare qualcosa in inglese per una rivista internazionale. Ma, nel frattempo, una pubblicazione in conferenza, per quanto soltanto italiana (senza però dimenticarci che è la principale, in Italia, nel campo dell’Artificial Life), è cosa buona e giusta.

Qualche immagine, a conferma della mia più totale anti-fotoigienicità anche nei momenti importanti, potete trovarla nella PhotoGallery del sito.

“Da secoli, da millenni, l’uomo cerca di capire cosa sia quell’oggetto misterioso che lo rende tanto diverso rispetto alle altre cose del mondo, animate e non. Mi riferisco alla mente. Nel corso della storia, di psicologia, intesa in senso letterale come disciplina che si occupa di studiare la mente umana, se ne sono occupati tradizionalmente i filosofi. Che per secoli si sono dibattuti nel tentativo di capire da dove provenisse e come funzionasse la psiche degli esseri umani. Tramandando ai posteri poca conoscenza, ma un’eredità oltremodo pesante da gestire: il dualismo tra mente e corpo, ben sintetizzato dalla distinzione operata a suo tempo da Cartesio tra “res cogitans” (la cosa pensante) e “res extensa” (la sostanza estesa).

Secondo l’approccio connessionista, il comportamento e più in generale la mente, è un fenomeno complesso, emergente dalla moltitudine di interazioni che hanno luogo a livello locale all’interno di una rete neurale, su una scala temporale più ristretta rispetto a quella alla quale è possibile osservare il comporamento stesso…”

Ok, il resto domani. Dal vivo…

Questa, tra parentesi, è la versione finale del PowerPoint che mi sarà d’ausilio durante l’esposizione.

Sì, ormai ci siamo…

In anteprima per voi la slide che darà il la alla sessione straordinaria:

Ammettete che come prima pagina è piuttosto bella…

Ebbene sì. Dopo un’altra notte nel miglior “webstaff style” (tirata fino alle 6 e 10 di mattina, un’oretta e cinque minuti di sonno, poi di nuovo in piedi a numerare tutte le figure presenti nel testo e provare a rendere vagamente guardabile la bibliografia), nonchè una corsa contro il tempo per rispettare l’appuntamento delle 9.30 per la rilegatura, ora è ufficiale. La Tesi è finita e depositata in segreteria.

Sarò onesto. Adesso come adesso, il risultato finale non mi piace per niente. Ho dovuto tirare via troppe cose per riuscire a chiuderla. Così: l’introduzione e la conclusione sono appena appena buttate lì, il capitolo 1 non è, de facto, farina del mio sacco (più una rielaborazione di idee altrui che altro), il capitolo 3 è una porcheria ed il capitolo 4 (quello centrale) nelle parti finali è troppo approssimativo. Chiaro anche che, in questo momento, io veda soltanto i lati negativi. Nelle 254 pagine complessive che ho scritto, in fondo in fondo, qualcosa di buono dovrà pur esserci.

E spero che questo “buono” lo trovi Parisi, che oggi mi ha scritto, a sorpresa, chiedendomi una copia della Tesi (oltre a farmi un altra decina di domande su un piccolo paragrafo che gli avevo mandato qualche tempo fa… domande alle quali, come sempre, avevo da offrire soltanto delle risposte molto vaghe). Mi ha scritto a sorpresa, sì. Tra le tante cose che in questi giorni non ho avuto modo di raccontare qui sul blog, infatti, c’è anche che al buon Domenico è pigliato un infarto, un paio di settimane fa. E’ stato operato ed ora è fortunatamente fuori pericolo. Al punto che oggi è tornato a casa. E malgrado sia ufficialmente in convalescenza, mi sembra si sia già rimesso al lavoro, come e più di prima. Signori, giù il cappello di fronte a un uomo così.

Tornando a noi, è difficile riuscire a spiegare come mi senta oggi. Strano, stravolto, stanco e riposato al tempo stesso. Con tanta voglia di riposare, così come con tanta voglia di fare. Ma non so bene cosa. Ecco, mi sento un po’ privo di uno scopo, forse. Abituato a correre, ad avere sempre una marea di cose da fare, d’un tratto mi trovo catapultato come in una dimensione parallela, dove tutto ciò non esiste più. Di cose da fare, chiaramente, ne avrei sempre una marea, se volessi. Ho una trentina abbondante di libri che vorrei leggere. C’è il mio povero i-Droid01 cui non presto le dovute attenzioni da un po’. Potrei sistemare alcune cose nel mio studio (leggi termosifone e tapparella). Potrei riordinare libri e appunti. Potrei far lavare la macchina (dato che sono riuscito nel mio “fioretto”: la lavo solo ogni volta che mi laureo!) (d’ora in poi sarà dura, lo so…). Avrei alcune simulazioni elaborate giù a Roma di cui analizzare i risultati. Avrei da studiare un po’ d’inglese, visto che ora inizio finalmente a pensare alla mia trasferta di Plymouth. Così come, con lo stesso scopo, avrei da studiare bene le QT e la programmazione object-oriented in C++. Avrei anche da preparare la presentazione per la discussione di giovedì prossimo. Così come avrei alcuni articoli da studiare e qualche vestito da comperare. Mi piacerebbe pure farmi una lampada, dato che oggi sono vestito di bianco e non si nota lo stacco tra il vestito e le mie mani. Vorrei anche cambiare la montatura degli occhiali, passando a qualcosa di più moderno. Poi dovrei anche andare a casa del compagno di mia mamma a dare una risistematina al suo PC. E poi… beh, per fortuna non mi viene in mente altro, se non che dovrei anche passare in Facoltà ad elemosinare un po’ i soliti stipendi.

Piccola nota a margine. Sarà stato questo mio stato così difficilmente sintetizzabile. Sarà stata un’improvvisa regressione infantile. Sarà stato quel che volete, ma oggi pomeriggio mi sono fatto il regalo per la Tesi.

Sì, il DS Lite. Bianco, in puro stile Apple. Mi era venuta la scimmia da qualche giorno. Ed oggi, dopo una breve telefonata di rito al buon Dox, che quando si parla di videogiochi non teme rivali, tempo 3 minuti e me lo sono ritrovato dentro a casa. Nintendo DS (prima generazione) in mano, caterva di giochi al seguito, parlantina e sorriso da promoter. Lavorare per anni come assicuratori, evidentemente, lascia il segno…

Lui (per l’evidente soddisfazione derivante dal possesso di tale gingillo tecnologico) e Google (per avermi istruito sulla possibilità di far girare roms reperite su Internet) mi hanno convinto. Ora aspetto che mi arrivino, nell’ordine:

• una SuperCard DS One;
• una micro-SD da 1 GB;
• l’adattatore per leggere/scrivere la micro-SD da Mac;
• una custodia da trasporto per il DS;
• un pacchetto di pellicole protettive per lo schermo inferiore del DS

E dopo, sì che sarà uno spettacolo. Credo di aver ufficialmente trovato chi allieterà la mia permanenza oltre-Manica. Oltre alla birra, naturalmente. Nel frattempo, che sono in Italia e devono finire di arrivarmi i pezzi, mi diverto a giocare con Brain Training. Che, per inciso, è stato un po’ traumatico trovarsi di fronte dopo aver appena finito di scrivere una tesi con accenni di psicologia e neuroscienze. Dico solo che mi si è aperto parlandomi di prefrontal cortex e facendomi fare un test basato sull’effetto di Stroop. Basta, perdio! La mia mente, secondo il giochino vecchia 49 anni, non vuole più sentirne parlare per un po’. Ehm, almeno fino a domani pomeriggio. Ora che ci penso, infatti, ho appuntamento col mio relatore per illustrargli il mio lavoro di Tesi. Cazzo…

Citazione da Alda Merini, che non c’entra assolutamente nulla con questo post e tantomeno col mio stato d’animo. Ma la stavo ascoltando cantata da Vecchioni e il pezzo mi è piaciuto un sacco.

Sono le 10:19 in punto. Sono nel mio studio ed ho appena finito di collegare tutto l’ambaradan informatico. Ora si parte. Domattina, appuntamento alle 9:30 a Reggio per la rilegatura della Tesi. Che, pertanto, oggi va finita di scrivere. Mancano di fatto introduzione, conclusione e gli interi capitoli 1 e 2, nonchè alcune parti dei capitoli 3 e 4. Il capitolo 5 però è concluso, almeno quello.

Da qui dentro non si esce finchè tutto non sarà finito. E prevedo che non sarà una cosa breve.

Buona Pasquetta a tutti…

Tutti gli effetti fisiologici appena descritti dovrebbero esserci familiari. Chi di noi non è mai “sbiancato” o non ha mai provato i “sudori freddi” o la “pelle d’oca”? Si tratta degli effetti descritti qui sopra, raccontati con il lessico della lingua parlata quotidiana. Il pallore del viso, infatti, altro non è se non l’effetto più manifesto della restrizione dei vasi sanguigni periferici innescata dalla sovrabbondante produzione di adrenalina e noradrenalina. I sudori freddi, a loro volta, derivano da questo effetto vasocostringente, anche se ad essere freddo non è in realtà il sudore, che pur aumenta in quanto ad emissione, ma bensì la cute, a causa della limitata affluenza sanguigna. La pelle d’oca si ha invece quando il “meccanismo di emergenza” cerca di attivare il rizzarsi dei peli del corpo. Per quest’ultimo fenomeno può non essere del tutto evidente il valore adattivo, soprattutto se pensiamo esclusivamente agli esseri umani di oggi, pressoché glabri. Ma il corpo dei nostri antenati era ricoperto di peli in misura molto maggiore rispetto al nostro. Il loro rizzarsi poteva conferire all’intera figura un aspetto più imponente. In altre parole, poteva far sembrare l’individuo molto più grande, e dunque pericoloso, di quanto in realtà non fosse.

E’ interessante notare come la reazione di fight or flight sia presente negli esseri umani ancor oggi, nonostante molto difficilmente una “persona media” (e ciò vale in particolar modo per coloro che hanno la fortuna di abitare nel cosiddetto mondo Occidentale) possa trovarsi di fronte a situazioni talmente minacciose da richiedere effettivamente l’impiego di un tale meccanismo. Le situazioni stressanti, al giorno d’oggi, sono altre. Ma i meccanismi neuro-fisiologici deputati a gestirle rimangono gli stessi. Ad esempio, chi tra noi si è trovato a dover tenere in pubblico un importante discorso senza essere abituato a svolgere tal genere di compito, ricorderà benissimo il suo cuore battere all’impazzata, la sudorazione fredda e fuori controllo, ecc… Tutti effetti tipici della risposta di fight or flight.

Nel corso degli ultimi anni, diversi ricercatori si sono cimentati nell’impresa di estendere la teoria del fight or flight elaborata da Cannon, ritenendo quest’ultima eccessivamente generica. Uno dei tentativi più riusciti è sicuramente quello ad opera di Jeffrey A. Gray, che in un libro scritto nella seconda metà degli anni ’80 ha proposto un’articolazione più dettagliata della risposta d’emergenza degli organismi viventi, suddivisa in quattro fasi distinte e che può essere sintetizzata nella frase “freeze, flight, fight or fright”. La prima fase, quella del “freeze” (o “freezing”), corrisponde a ciò cui si fa generalmente riferimento con il termine di “iper-vigilanza”. Essa consiste innanzitutto nell’immobilizzazione da parte dell’organismo, che si pone in una condizione di “stop, look and listen”. Il valore adattivo di un tale comportamento è stato ampiamente dimostrato. Studi specifici di carattere etologico hanno infatti evidenziato come un organismo che si immobilizzi di fronte al comparire di una minaccia abbia minori probabilità di essere scoperto rispetto ad un conspecifico che continua imperterrito a muoversi. Questo, soprattutto, perché sia la retina che la corteccia visuale dei mammiferi carnivori risultano essere molto più efficaci nell’individuare un movimento piuttosto che una caratteristica visiva “fissa”, quale potrebbe essere ad esempio un colore.

Nella sua teoria, Gray ha poi invertito i concetti di fight e flight, ipotizzando che quest’ultimo abbia la precedenza sul primo , ed introdotto come ultima fase della risposta di emergenza il “fright”, altresì detto “immobilità tonica”. Mediante il ricorso al fright, che i primi studi etologici identificavano più semplicemente come “il fingersi morto”, gli organismi viventi impegnati a condurre uno scontro fisico che li vede soccombere, possono immobilizzarsi, dando l’impressione, all’avversario di essere già morti. Questo, forte di tale convinzione, potrebbe così allentare la presa sulla sua preda, dando a quest’ultima la possibilità di fuggire.

Per saperne di più:

• Does “Fight or Flight” Need Updating?
• La reazione fight-or-flight

Ad ogni modo, la struttura della mia Tesi è ormai definita. L’introduzione, per ora, è solo abbozzata, ma ho intenzione di farla comunque molto leggera, a mo di abstract. Le conclusioni a loro volta sono da fare, mentre un sacco di paragrafi sono ancora da scrivere o comunque da revisionare. Sul fronte simulazioni, in coda sul cluster dell’ISTC c’è una delle ultime di cui voglio pubblicare i risultati. Dopodichè mi piacerebbe riuscire ad elaborarne un’altra, introducendo la fame patita mediamente durante la vita degli organismi come variabile aggiuntiva nella formula di fitness, e confrontando un’architettura che segnala in tempo reale la fame all’organismo, con una che invece non lo fa. Presumo che nella prima si vedano gli organismi che si fanno catturare un po’ più spesso per mangiare in maniera più regolare. Ma, di solito, queste previsioni non le azzecco mai. Pertanto, prima di parlare aspettiamo di vedere cosa verrà fuori se farò in tempo a scrivere il codice…

Sì, insomma. A pensarci a modo, di lavoro ce n’è ancora un sacco. Ed il mio ritmo non è proprio quello di uno con l’acqua alla gola. Non pensavo che, considerate anche le mie paranoie di un paio di settimane fa, sarei stato capace di prendere questa Tesi con così tanto relax, onestamente. Relax fin eccessivo, forse, dato che ormai il tempo stringe e mi mancano ancora un sacco di pagine. Giusto. Per la cronaca, sono oltre quota 180. Dovrei passare abbondantemente le 200. E sto valutando di passare anche io, come ha fatto il buon Ale, all’interlinea 1.5. Vedremo…

Ad ogni modo questo è l’indice, quasi definitivo, della mia Tesi. Lo metto qua dentro, tutto bello colorato, così che anche io riesca a capire di preciso cosa mi rimane da fare.

INDICE…

INTRODUZIONE

RINGRAZIAMENTI

CAPITOLO 1: LO STUDIO DELLA MENTE. DALLO STRUTTURALISMO ALLA EMBODIED COGNITIVE SCIENCE
1.1 Strutturalismo
1.2 Comportamentismo
1.3 Embodied Cognitive Science
1.4 Ecological Neural Networks

CAPITOLO 2: SISTEMA NERVOSO, RETI NEURALI, ALGORITMI GENETICI ED ARTIFICIAL LIFE: UNO SGUARDO D’INSIEME
2.1 Il sistema nervoso
2.2 Organizzazione del sistema nervoso umano
2.3 Le cellule neuronali
2.4 Sistema nervoso autonomo
2.5 Neuroni afferenti, efferenti ed interneuroni
2.6 Materia grigia, materia bianca, nuclei e tratte
2.7 Le Reti Neurali Artificiali
2.8 Neuroni artificiali: il modello di McCulloch e Pitts
2.9 Una semplice architettura neurale: il percettrone
2.10 Apprendimento nei percettroni
2.11 Percettroni multi-strato (MLP)
2.12 Backpropagation
2.13 Gli algoritmi evolutivi: i GA
2.14 Evoluzione genetica di reti neurali

CAPITOLO 3: LA MOTIVAZIONE. RASSEGNA DELLE TEORIE PSICOLOGICHE
3.1 La motivazione
3.2 I diversi livelli della motivazione
3.3 I riflessi
3.4 Un esempio di riflesso: la “startle response”
3.5 I comportamenti istintivi
3.6 …
3.7 …
3.8 La piramide di Maslow
3.9 Un esempio di motivazione primaria: la fame
…
3.10 La motivazione da un punto di vista neuro

CAPITOLO 4: THE PREDATOR. UNA SIMULAZIONE DI ARTIFICIAL LIFE PER LO STUDIO DELLA MOTIVAZIONE
4.1 Descrizione del modello
4.2 L’architettura neurale dell’organismo
4.3 Il funzionamento della simulazione
4.4 Implementazione tecnica del modello
4.5 I primi risultati: capture damage = 0
4.6 Discriminare tra gli input sensoriali: l’emergere di un meccanismo di attenzione selettiva
4.7 Variare l’importanza relativa delle motivazioni: capture damage = 5 e capture damage = 50
4.8 Un caso particolare: capture damage = 0
4.9 White noise vs. rumore “direzionato”: l’impatto sulla distribuzione della fitness durante l’evoluzione genetica
4.10 Il rumore “direzionato” è utile?
4.11 Rumore gaussiano
4.12 Una chance in più per gli organismi: il freezing
4.13 Cortical e sub-cortical pathways
4.14 Malfunzionamenti del circuito emozionale
4.15 Non una questione computazionale: confronto con altre architetture neurali
4.16 Verso organismi biologicamente più plausibili: la fame come bisogno fisiologico indispensabile
4.17 L’utilità della percezione degli stimoli interni

CAPITOLO 5: IL COMPORTAMENTO VISTO COME UN FENOMENO COMPLESSO
5.1 Ecological Neural Networks e complessità
5.2 Il comportamento individuale come un processo dinamico risultante da sequenze di micro-interazioni
5.3 L’esigenza di utilizzare metodologie di progettazione self-organizing
5.4 Un’ulteriore livello di complessità: il comportamento collettivo

CONCLUSIONI

BIBLIOGRAFIA

Legenda:
Già revisionato
Da revisionare
Da finire
Da scrivere

PS: Se state seguendo questo blog via RSS, non temete. Non è il vostro software che funziona male. Sono io che sto continuamente aggiornando questo post tenendo traccia in tempo reale di tutti i mutamenti della situazione.

Un modello come quello che abbiamo appena descritto, pur nella sua semplicità, ci permette di osservare l’emergere di fenomeni estremamente interessanti. Prima di approfondire ciò cui sto facendo riferimento, ritengo sia però necessario aprire una piccola parentesi relativa al modo in cui gli esseri umani percepiscono gli stimoli sensoriali esterni (relativi, pertanto, all’interazione dell’organismo con l’ambiente esterno ed i suoi prodotti) e quelli interni (intesi come provenienti dall’interno del corpo).

Ciò che emerge in maniera chiara da questi esperimenti è che, sebbene la focalizzazione dell’attenzione non ci renda del tutto impermeabili nei confronti degli stimoli che stiamo percependo in maniera non-cosciente, la “qualità” della loro elaborazione risulta essere molto bassa. Di tutti gli stimoli che bombardano i nostri sensi, in sostanza, sono soltanto quelli che i nostri “processi mentali superiori” ci indicano come rilevanti ai fini dei meccanismi psicologici attivi in quel momento a venire selezionati per essere fatti oggetto di attenzione e quindi processati in maniera più rigorosa.