E’ possibile un controllo dell’Intelligenza Artificiale?

E’ ormai assodato che l’intelligenza Artificiale deve essere vista come un sistema, e come tale possiede: input, output, attività ed un osservatore.

Ma a differenza di altri sistemi, l’osservatore è anche parte del sistema, non è esterno e relegato all’ambiente ma interagisce con il sistema.

Possiamo definire un sistema come:

Sistema è ciò che può essere distinto, sulla base di qualche criterio specifico agli scopi dell’osservatore, da ciò che è considerato esterno al sistema stesso, il suo ambiente.

Riportiamo alcune caratteristiche generali dei sistemi:

• Si assume che la realtà esista “là fuori” e che abbia caratteristiche che non dipendono dal fatto che qualcuno la osserva, benché in particolari casi già l’osservazione possa modificare la realtà osservata.
• In quanto osservatori costruiamo interpretazioni per “parti della realtà”: chiamiamo modelli tali interpretazioni, e sistemi tali “parti della realtà” oggetto di interpretazione. I modelli possono essere espressi in modo informale (per esempio mediante una descrizione in italiano o dei disegni); per renderli comunicabili (a esseri umani o sistemi automatici) in modo completo e non ambiguo, li si formalizza, mediante strumenti quantitativi o non.
• Poiché noi stessi siamo parte della realtà, i sistemi possono includerci o meno.
• Ogni sistema è immerso in un ambiente: la scelta di cosa includere nel sistema e cosa nell’ambiente, e quindi di dove stabilire il confine del sistema, dipende dal modello adottato. In generale, il confine è posto sia in ampiezza, a separare ciò che viene escluso dal sistema perché sufficientemente “lontano” da esso, sia in profondità, a separare ciò che viene escluso dal sistema perché eccessivamente specifico.
• Ogni sistema può essere interpretato come un tutt’uno, oppure può essere riconosciuto come costituito da più sottosistemi, che con modalità varie interagiscono reciprocamente
• Quanto più un sistema è specializzato, tanto meno è in grado di adattarsi ai cambiamenti;
• Quanto più grande è un sistema, tanto maggiore è la quantità delle risorse che devono essere dedicate per assicurare il suo funzionamento;
• E’ sempre possibile considerare un sistema come parte di sistemi che lo includono (supersistemi) e come insieme di sistemi inclusi in esso (sottosistemi);
• I sistemi tendono a crescere.

La descrizione di un sistema e delle sue interazioni con l’ambiente circostante può essere:

• statica: il modello fornisce una “fotografia” del sistema, che, però non può essere impiegata esplicitamente per realizzare una previsione sull’evoluzione del sistema stesso;
• dinamica, con l’ipotesi che l’osservatore non intervenga (per esempio perché non è in grado di farlo…) sull’evoluzione del sistema (“sistema autonomo”);
• dinamica, inclusiva degli effetti dell’intervento dell’osservatore sul sistema, generalmente finalizzati a modificarne l’evoluzione.

L’AI quindi può configurarsi come sistema chiuso o aperto.

Si ipotizza quindi, che il sistema riceva nel corso del tempo degli input dall’ambiente e/o dall’osservatore (che in questo caso è dunque più che un semplice osservatore) e produca degli output sull’ambiente, ma l’osservatore è parte del sistema.

Inoltre, siccome l’AI sfrutta dati (che sono intangibili) e algoritmi che risiedono su componenti elettronici è dipendente, un po’ come noi, dalla Meccanica Quantistica che governa la fisica subatomica (e non solo): incertezza, probabilità, effetto tunnel oppure logica Fuzzy.

Infatti, il principio di indeterminazione di Heisenberg o l’equazione di Schroedinger ci aiutano a comprendere come l’incertezza e gli stati del sistema (infatti il sistema vive in uno stato che viene modificato dall’input) non sono più riconducibili a situazioni classiche o determinate (0 o 1) ma che esistono situazioni probabilistiche di accadimento.

Illustriamo le equazioni che in qualche modo governano i sistemi:

Equazione di Schroedinger:

Principio di Heisenberg:

Teorema di Bayes:

Fuzzy Theory (non sono solo più valori 0 e 1 ma sono rappresentati da una sigmoide (scala di grigi):

I Qbit e la sfera di Bloch con a fianco gli autostati e i valori che possono assumere:

Il quadrato della funzione ψ risulta la probabilità dell’evento. Per meglio comprendere il concetto di autostato riportiamo un classico esempio studiato alle superiori cioè il binomio di un quadrato:

(a+b)²= a²+b²+2ab

Questo fatto è stato dimostrato nell’esperimento (e nella teoria) della doppia fenditura, dove i termini al quadrato sono le probabilità e il doppio prodotto l’interferenza.

A questo punto, data la situazione di incertezza, è opportuno introdurre i controlli al sistema AI all’ingresso dell’input, all’output e se è possibile anche alle attività interne della scatola AI (controllo della Black Box).

Per far questo possiamo analizzare i dati in ingresso verificandone la qualità, l’accuratezza e con un sistema verificare l’applicazione dei principi e l’analisi dei rischi relativi all’AI.

Riportiamo per completezza:

I principi:

• Dignità e supervisione umana;
• Robustezza e sicurezza;
• Privacy e governance dei dati;
• Trasparenza;
• Diversità, non discriminazione ed equità;
• Benessere sociale e ambientale;
• Accountability.

I rischi:

• Generalità
• Correttezza
• Sicurezza
• Safety
• Tutela della privacy
• Robustezza
• Trasparenza e spiegabilità

Si è accennato anche ad un sistema di gestione, in questo caso il riferimento è la norma ISO 42001: Information technology — Artificial intelligence — Management system.

Come tutte le norme ISO che riportano i requisiti, riporta la struttura HLS (High Level System) illustrata sotto:

Sempre per completezza riportiamo i capitoli della ISO 42001:

• 4 Contesto dell’organizzazione
• 4.1 Comprendere l’organizzazione e il suo contesto
• 4.2 Comprendere le esigenze e le aspettative delle parti interessate
• 4.3 Determinazione dell’ambito di applicazione del sistema di gestione dell’IA
• 4.4 Sistema di gestione AI
• 5 Leadership
• 5.1 Leadership e impegno
• 5.2 Politica
• 5.3 Ruoli, responsabilità e autorità
• 6 Pianificazione
• 6.1 Azioni per affrontare rischi e opportunità
• 6.1.1 Generalità
• 6.1.2 Valutazione del rischio dell’IA
• 6.1.3 Trattamento del rischio di IA
• 6.1.4 Valutazione d’impatto del sistema di IA
• 6.2 Obiettivi dell’IA e pianificazione per raggiungerli
• 6.3 Pianificazione delle modifiche
• 7 Supporto
• 7.1 Risorse
• 7.2 Competenza
• 7.3 Consapevolezza
• 7.4 Comunicazione
• 7.5 Informazioni documentate
• 7.5.1 Generalità
• 7.5.2 Creazione e aggiornamento di informazioni documentate
• 7.5.3 Controllo delle informazioni documentate
• 8 Funzionamento
• 8.1 Pianificazione e controllo operativo
• 9 Valutazione delle prestazioni
• 9.1 Monitoraggio, misurazione, analisi e valutazione
• 9.2 Audit interno
• 9.2.1 Generalità
• 9.2.2 Programma di audit interno
• 9.3 Riesame della direzione
• 9.3.1 Generalità
• 9.3.2 Input di revisione della direzione
• 9.3.3 Risultati del riesame della direzione
• 10 Miglioramento
• 10.1 Miglioramento continuo
• 10.2 Non conformità e azioni correttive

Il sistema può essere allora così descritto:

Utilizzando un framework (modello) che impone la verifica dei principi, rischi e un Sistema di Gestione, sviluppati con domande (cioè attraverso un processo di audit), alle quali l’organizzazione deve rispondere come livello di implementazione e di maturità, è possibile confrontare questi risultati (all’inizio) con i risultati dopo che gli algoritmi hanno svolto il loro compito (alla fine).

Per capire e analizzare lo stato dell’organizzazione rispetto a questi tre assi (principi, rischi e governance) si è introdotto il concetto di vettore.

Un vettore è uno strumento matematico, largamente utilizzato in fisica, che possiede una direzione, un verso ed un’intensità e appartiene ad uno spazio vettoriale. Si descrive attraverso un formalismo

v=(v_x, v_y, v_z)

ovvero come combinazione lineare dei versori canonici

v=(v_xi+v_yj+v_zk)

La posizione del punto sopra descritto è funzione quindi di tre coordinate: x, y, z.

Se andiamo a sostituire le coordinate canoniche con quelle relative allo spazio di Principi, Rischi e Governance, otteniamo un vettore funzione di queste.

Il vettore I sarà quindi:

I = p_x+s_y+r_z

Altro parametro importante è il modulo del vettore dato dalla radice quadrata della somma dei quadrati delle singole proiezioni sugli assi.

I = (p_x²+ s_y²+r_z²)^1/2

Il modello ha prodotto i seguenti grafici con evidenziate le fasi iniziali e quelle finali:

Utilizzando il grafico a vettori possiamo quindi riportare:

Dove si può notare il miglioramento sui tre assi, con la diminuzione dei rischi.

E’ stato illustrato un modello che, attraverso un audit o autovalutazione, verifica lo stato, la bontà dell’input confrontandolo con la correttezza dell’output di un sistema di Intelligenza Artificiale considerando i Principi, i Rischi e l’implementazione di un Sistema di Gestione secondo la ISO 42001 dell’AI.

 

Articolo a cura di Stefano Gorla