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Swisscom, Lac Lugano, 12 Ottobre 2017
Innovare con l’Intelligenza Artificiale
e il Deep Learning
Luca Maria Gambardella, Director IDSIA
Galleria 2 - 6928 Manno-Lugano - Switzerlandwww.idsia.ch
Dipartimento tecnologie innovative
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L'AI è una scienza e un insieme di tecnologie computazionali chesi ispirano ai modi con cui le persone utilizzano i loro corpo e illoro sistema nervoso per sentire, imparare, ragionare e agire.
Cosa è l’Intelligenza Artificiale?
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Robot, macchine e sistemi interagiscono con gli esseri umani, in grado di comprendere la nostra lingua, i nostri gusti, adattarsi a nuove situazioni, in grado di apprendere dai dati e dall'esperienza.
… e cosa vogliamo veramente?
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Marzo 2016: CEO NVIDIA premia 10 centri di ricerca nel mondo come pionieri nell’AI
con un supercomputer del valore di 130mila$ l’uno
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Dove si applica oggi l’AI?
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11
IDSIA è un istituto di ricerca inIntelligenza Artificiale fondato a Lugano nel 1988
Grazie al filantropo italianoAngelo Dalle Molle (1908-2002)
IDSIA è istituto comuneUSI e SUPSI(DTI) dal 2000
Dipartimento tecnologie innovative
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7 Professori (Artificial Intelligence & Neural Networks, Machine Learning & Data Mining, Operational Research, Swarm
Robotics, Algorithms, Bioinformatics) 23 Ricercatori Post Doc , 18 PhD, ...
Area di Ricerca (in media 100 pubblicazioni peer reviewed all’anno)• Data mining, Machine Learning, Deep Neural Networks• Optimisation, Simulation and Bioinformatics• Robotics
Progetti con (in media 3.2M di fondi competitivi all’anno)• SNF-Swiss National Science Foundation• CTI – Commission for Technology and Innovation• European Commission, Mandati Diretti
InsegnamentoBachelor and master in Informatica presso SUPSI-DTI, USI-INF, PHD
Circa 60 persone
Dipartimento tecnologie innovative
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Machine learning e data mining: imparare dai dati e dagli esperti
• Numeri• Caratteri/testi• Suoni• Immagini/video• Grafi• DNA • Dati non strutturati
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Deep Machine Learning
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– Un drone capace di volare nei boshi senza GPS
– Applicazioni nella ricerca di persone disperse
Seguire i sentieri dei boschi … in maniera autonoma
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Identificare cellule cancerogene
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Identificazione difetti nei metalli(con Arcelor Mittal)
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LUGANO - Si chiama Shane Legg, ha conseguito il suo dottorato di ricerca presso l’Istituto Dalle Molle di studi sull’intelligenza artificiale ed è uno dei tre fondatori di DeepMind …
Storia di successo
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Storia di successo (ii)
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©MarketingDistillery
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... la vera domanda
Possiamo migliorare il nostro business con l’AI?
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Prevedere il futuro dal passato
Efficiente
Automatico
Scalabile
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Profiling: Imparare le abitudini degli utenti
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FinTech: Analisi Portafogli NPL in contenzioso
Imparare dalla storia: profilazione e valorizzazione
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Autoconfigurare
Self Learning Machine
Operator feedback field
- Real-time data acquisition- Process output results
Operator application field
- Basic process parameters- Protection algorithms
MACHINE OPERATOR
EXPERT KNOWLEDGE
(Specialists at GFMS)
DATA MINING
(From experimental results)
VIOLA
Virtual Operator with self-Learning Algorithm
KNOWLEDGE BASE EXPERT SYSTEM
Fusion rule
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TextMining: Analisiintelligente di documentazione su web
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Imitare gli esperti :
Lavori in corso con:
Stato maggiore dell’esercito
Capo della base d’aiutoalla condotta
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... e altri ...
– Trading di energia e ottimizzazione di impianti eolici
– investimenti finanziari, derivati over-the-counter
– analisi genetiche su linfomi
- analisi dati medici e planning strategico
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Possiamo ottimizzare i nostri processi?• Cosa: logistica, produzione, flotte, routing, pianificazione ...
• Goal: buone solutioni in tempi brevi e in condizioni incerte
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• Il maggiore problema è gestire la complessità (crescita esponenziale)
• L’idea è di utilizzare metodi dinamici in grado di autoorganizzarsi e di miglioraredurante l’esecuzione (metaeuristiche)
Come si possono risolvere rapidamente?
Le idee arrivano dalla biologia, informatica, ricerca operativa e intelligenza artificiale
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First they exploreIndividual ants mark their path by emitting a
chemical substance - a pheromone - as they forage for food
Ants smell pheromone and they tend to choose path with strong pheromone concentrationOther ants use the pheromone to find the food source
When the “system” is interrupted, the ants are able
to adapt by rapidly adopting second best solutions
Social insects, following simple, individual rules, accomplish complex colony activities through: flexibility, robustness and self-
organization
Come imparano le formiche il percorso miglioreverso il cibo?
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colonia
cibo
nido
feromone
flotta
merce
deposito
Soluzione ottimizzata
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Der Spiegel
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Routing deicamion per Migros(300 al giorno)
Routing dei camion perBARILLA (1200 al giorno)
Ottimizazione
terminali intermodali
Ottimizzazione
treni
Applicazioni industriali
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Swarm Intelligence
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EcoLogTex – Tool for Ecologic-Economic Supply Chain Analysis and Optimization in the Textile Industry
Ottimizzazione nella moda
Il progetto studia una nuova metodologia per valutare alternative di produzione e logistica del tessile tenendo conto dell’impatto ambientale (Life Cycle AssessmentLCA) con l’obiettivo di ottimizzare la supply chain anche rispetto all’ambiente.
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Mandado diretto da ALPIQ
Ottimizzazione distribuita della produzione e uso di energia elettrica
Smart Grid Optimization
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Industry 4.0
Ottimizzazione macchine robotizzate di manipolazione lastre
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Ottimizzazione della Formulazione diNuovi Composti Naturali
In Silico screening a supporto della formulazione in vitro
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Marzo 2016: CEO NVIDIA premia 10 centri di ricerca nel mondo come pionieri nell’AI
con un supercomputer del valore di 130mila$ l’uno
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Swiss Special ICT Award 2016
“Rappresenta uno dei migliori istituti di ricerca a livello internazionale nel campo dell’intelligenza artificiale bio-ispirata e le aziende Svizzere beneficiano direttamente dal lavoro dei suoi ricercatori”.
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In conclusione
• L’intelligenza Artificiale è una scienza in forte crescita, grandi investimenti e progetti funzionati.
• Può essere utilizzata con successo per migliorare il business:– I dati e gli algoritmi sono importanti ma– le persone vengono (molto) prima degli algoritmi e dei dati– collaborazione stretta e continua con gli esperti è fondamentale– La chiave è partire da una reale esigenza, il tempo delle prove è
finito.