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Che cos’è una “Allucinazione” dell’Intelligenza Artificiale

Simone Raponi : 25 Agosto 2023 07:36

Allucinare, per un essere umano, significa percepire cose che non sono realmente presenti nel nostro ambiente. Quando parliamo di “allucinazioni” in intelligenza artificiale (IA), ci riferiamo a una situazione in cui un modello di IA “vede” o “interpreta” qualcosa che non è effettivamente presente nei dati. Ma come può una macchina “allucinare”? Andiamo a scoprirlo.

Un modello di intelligenza artificiale, come una rete neurale, emula in qualche modo il funzionamento dei neuroni nel cervello umano. Questi modelli apprendono da grandi volumi di dati e, attraverso questo apprendimento, sviluppano la capacità di compiere azioni come riconoscere immagini, interpretare il linguaggio e molto altro.

Un modello di IA impara attraverso un processo chiamato “addestramento”. Durante l’addestramento, il modello viene esposto a un grande numero di esempi, e attraverso iterazioni e correzioni, “impara” a svolgere una determinata attività.

L’origine delle allucinazioni

Nell’ambito dell’intelligenza artificiale, le “allucinazioni” si riferiscono alle interpretazioni errate o alle percezioni distorte che un modello può avere quando elabora determinate informazioni. Questi errori possono essere sia affascinanti sia preoccupanti, a seconda del contesto di utilizzo del modello. Ma come e perché si verificano queste allucinazioni?

Overfitting

L’overfitting è una delle cause principali delle allucinazioni nei modelli di IA. Si verifica quando un modello impara “troppo bene” dai dati di addestramento, al punto di catturare anche il “rumore” presente in essi. Immagina di avere un modello addestrato per riconoscere gatti basandosi su fotografie. Se il modello soffre di overfitting, potrebbe riconoscere specifici graffi o sfocature presenti nelle foto del set di addestramento come caratteristiche distintive dei gatti. Di conseguenza, quando gli viene presentata una nuova foto con graffi simili o sfocature, potrebbe erroneamente identificarla come una foto di un gatto.

Dati di addestramento sbilanciati o non rappresentativi

I modelli di IA sono tanto utili ed accurati quanto utili ed accurati sono i dati su cui vengono addestrati. In IA è molto famoso il detto “Garbage In, Garbage Out” (spazzatura dentro, spazzatura fuori), se il modello riceve spazzatura in input (dati sbagliati) produrrà spazzatura in output (inferenze sbagliate) Se i dati sono sbilanciati o non rappresentativi, le allucinazioni possono diventare frequenti. Se addestriamo un modello per riconoscere frutta e gli forniamo molte immagini di mele e solo poche di banane, potrebbe tendere a classificare erroneamente una banana come una mela se le condizioni di illuminazione o l’angolazione la fanno assomigliare leggermente a una mela.

Artefatti nei dati

Gli artefatti nei dati possono creare distorsioni che il modello potrebbe interpretare come caratteristiche rilevanti. Se un modello viene addestrato con immagini di cani in cui frequentemente appare un certo tipo di collare, potrebbe iniziare a riconoscere il collare come una caratteristica distintiva dei cani, portando a allucinazioni quando incontra tale collare in contesti diversi.

Complessità e trasparenza del modello

Modelli estremamente complessi, come alcune deep neural networks, possono avere milioni di parametri. La complessità di tali modelli può rendere difficile comprendere come prendono le decisioni, portando a interpretazioni inaspettate o indesiderate dei dati.

Feedback Loop

A volte, i modelli di IA possono entrare in un loop di feedback in cui le loro decisioni o previsioni influenzano i dati con cui vengono successivamente addestrati. Supponiamo di avere un modello di IA utilizzato sui social media per suggerire contenuti agli utenti. Se inizia a mostrare erroneamente un certo tipo di contenuto a un utente e l’utente interagisce con esso, il modello potrebbe interpretare questa interazione come una conferma che l’utente è interessato a quel contenuto, rafforzando ulteriormente l’errore.

Implicazioni delle allucinazioni dell’IA

Le allucinazioni nell’intelligenza artificiale possono sembrare, a una prima occhiata, solo curiosità tecniche o piccoli errori in un sistema altrimenti impressionante. Tuttavia, queste deviazioni dalla precisione hanno profonde implicazioni, sia nel mondo della tecnologia sia in settori più ampi della società. Esaminiamo alcune delle principali conseguenze.

Sicurezza

Le allucinazioni possono creare vulnerabilità in sistemi critici. Ad esempio, se un sistema di riconoscimento facciale “allucina” e confonde un individuo con un altro, questo potrebbe portare a false identificazioni in contesti di sicurezza.

Esempio: Sistemi di sorveglianza negli aeroporti o in altri luoghi sensibili potrebbero concedere o negare l’accesso a persone sbagliate a causa di simili errori.

Applicazioni mediche

Nel settore medico, un’errata interpretazione dei dati può avere conseguenze gravi. Se un sistema di IA utilizzato per l’analisi delle immagini mediche “allucina” vedendo un tumore inesistente, ciò potrebbe portare a diagnosi errate e trattamenti inappropriati.

Etica e giustizia

Le allucinazioni potrebbero portare a decisioni sbagliate in ambito giuridico. Ad esempio, i sistemi di IA utilizzati per valutare la probabilità di recidiva di un criminale potrebbero produrre valutazioni basate su dati errati o pregiudizi impliciti, influenzando ingiustamente le decisioni giudiziarie.

Economia e finanza

Nel mondo finanziario, dove gli algoritmi di trading operano su scala millisecondica, le allucinazioni possono causare enormi perdite economiche in pochissimo tempo. Una percezione distorta del mercato potrebbe portare a decisioni di investimento errate.

Interazione e fiducia umana

Se un assistente virtuale o un robot “allucina” in risposta a comandi umani, ciò potrebbe ridurre la fiducia dell’utente nel sistema. Questa erosione della fiducia può limitare l’adozione e l’utilizzo efficace della tecnologia IA nella vita quotidiana.

Amplificazione dei pregiudizi

Se un modello allucina basandosi su dati di addestramento sbilanciati o pregiudicati, può ingrandire e perpetuare stereotipi e pregiudizi esistenti, portando a decisioni e azioni ingiuste in vari settori, dalla pubblicità alle decisioni di assunzione.

Conclusioni

Uno degli aspetti più intriganti, ma spesso sottovalutati, delle tecnologie IA sono le “allucinazioni”. Questi pattern distorti o interpretazioni errate da parte dei modelli non sono solo fenomeni casuali: sono manifestazioni delle sfide intrinseche nell’addestramento e nell’implementazione dell’IA.

Prima di tutto, è importante comprendere che ogni modello IA è il prodotto dei dati su cui è stato addestrato. Le imperfezioni o le distorsioni in questi dati possono facilmente tradursi in allucinazioni. Questo ci ricorda l’importanza di selezionare, preparare e verificare accuratamente i dati prima di addestrare qualsiasi modello.

Inoltre, le allucinazioni non sono semplici anomalie; esse hanno reali implicazioni in diversi settori. Dalla sicurezza alla medicina, dall’etica alla finanza, gli errori della IA possono avere conseguenze tangibili e spesso gravi. Questo sottolinea la necessità di una supervisione appropriata, di test rigorosi e di continue verifiche nell’uso dei modelli di IA, specialmente in contesti critici.

Per di più, le allucinazioni dell’IA toccano questioni profonde sulla nostra relazione con la tecnologia. La fiducia è un componente essenziale quando integriamo sistemi automatizzati nelle nostre vite. Se un’IA fa errori ripetuti o inaspettati, la nostra fiducia può essere compromessa, rendendo più difficile l’adozione e l’accettazione di tali tecnologie.

Infine, queste allucinazioni gettano luce sulla necessità di una maggiore trasparenza e interpretabilità nell’IA. Comprendere come e perché un modello prende determinate decisioni è fondamentale, non solo per correggere gli errori, ma anche per garantire che le tecnologie IA operino in modo etico e responsabile.

In sintesi, mentre le allucinazioni dell’IA ci offrono uno sguardo affascinante nelle sfide tecniche dell’addestramento e dell’implementazione dei modelli, esse servono anche come potente promemoria delle responsabilità etiche, sociali e pratiche che accompagnano l’uso dell’intelligenza artificiale nel mondo reale. Mentre avanziamo nella costruzione e nell’integrazione dell’IA, è essenziale mantenere una visione olistica, considerando non solo ciò che la tecnologia può fare, ma anche ciò che dovrebbe fare.

Simone Raponi
Esperto in machine learning e sicurezza informatica. Ha un dottorato in Computer Science and Engineering, durante il quale ha sviluppato modelli di intelligenza artificiale per rilevare pattern correlati alla cybersecurity. Durante la sua carriera accademica ha ricevuto diversi riconoscimenti ed ha pubblicato numerosi articoli scientifici divenuti popolari nell'ambito. Ex Machine Learning Scientist alla NATO, attualmente lavora come AI/ML Cybersecurity Engineer per una startup, dove impiega quotidianamente algoritmi di AI per affrontare e risolvere complesse sfide nel campo dell'automazione della sicurezza informatica.