È disponibile subito il podcast di oggi de Il Disinformatico della
Radiotelevisione Svizzera, scritto, montato e condotto dal sottoscritto: lo
trovate presso
www.rsi.ch/ildisinformatico
(link diretto) e qui sotto.
Le puntate del Disinformatico sono ascoltabili anche tramite
feed RSS,
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e
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Buon ascolto, e se vi interessano il testo integrale e i link alle fonti di
questa puntata, sono qui sotto.
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Credit immagine del listato:
Rainmaker1973.
[CLIP: Rumore ambientale di sala computer d’epoca]
Siamo nel 1971. A Cambridge, nel Massachusetts, presso la società di ricerca e
sviluppo Bolt Beranek e Newman Inc., che lavora per l’esercito statunitense,
c’è un giovane programmatore, Robert Thomas, che tutti chiamano Bob. Bob ha
appena scritto un programma sperimentale, che verrà battezzato
Creeper, che è capace di trasferirsi da un computer a un altro attraverso ARPANET,
uno dei precursori di Internet; per l’epoca è un risultato eccezionale.
Creeper diventa il primo worm informatico, ossia il primo
programma capace di diffondersi e autoreplicarsi nei sistemi informatici che
riesce a raggiungere. Un collega di Bob, Ray Tomlinson, quello che inventerà
l’uso della chiocciolina negli indirizzi di mail, modifica Creeper in
modo che invece di trasferirsi crei una copia di se stesso e quindi si
moltiplichi. In questo modo nasce il primo software
autoreplicante, ossia capace di prendere le risorse dell’ambiente per
creare un proprio duplicato.
Che cosa succederebbe se questa capacità si applicasse alle macchine? Se per
esempio si inventasse un robot, come quello proposto di recente da Elon Musk,
e lo si rendesse capace di costruire copie di se stesso? Non è pericoloso?
Questa è la storia degli automi autoreplicanti, di come un uomo li
concepì addirittura negli anni Quaranta del secolo scorso, e di come quegli
automi potrebbero contenere la risposta alle domande sull’esistenza di vita
intelligente extraterrestre.
Benvenuti alla puntata dell’11 novembre 2022 del Disinformatico, il
podcast della Radiotelevisione Svizzera dedicato alle notizie e alle storie
strane dell’informatica. Scopriremo insieme perché il cielo potrebbe essere
pieno di scheletri di robot. Io sono Paolo Attivissimo.
[SIGLA di apertura]
John von Neumann
è stato uno dei fondatori dell’informatica moderna. Matematico, fisico,
informatico, collaboratore del progetto Manhattan per la realizzazione della
bomba atomica durante la Seconda Guerra Mondiale, sviluppatore della dottrina
della distruzione reciproca garantita che ha impedito per oltre settant’anni
l’uso militare di armi nucleari, Neumann ha contribuito allo sviluppo di
moltissimi settori della scienza; troppi per citarli tutti qui.
Fra il 1948 e il 1949, in una serie di conferenze alla University of Illinois,
John von Neumann propose il concetto di
automa autoreplicante, ossia di una macchina capace di creare una copia perfetta di se stessa
usando soltanto le materie prime disponibili nel suo ambiente e una serie di
istruzioni.
È quello che fa, in sostanza, ogni essere vivente. Farlo fare a una macchina
era solo un’idea, un esperimento di fantasia abbastanza grossolano (almeno per
gli standard scientifici di una mente come quella di von Neumann), per capire
se una cosa del genere era almeno concettualmente possibile, perché all’epoca
mancavano le risorse tecniche per realizzare un robot del genere nel mondo
reale.
Ma in campo informatico, dove le cose erano più astratte e semplici,
cominciava a essere fattibile una ricerca più approfondita. Così von Neumann
formalizzò la sua idea insieme al collega Stanislaw Ulam (un altro personaggio
che meriterebbe una storia a parte tutta sua). Propose così gli
automi cellulari, ossia dei mondi virtuali ipersemplificati, composti da una griglia di celle
e simulabili con un calcolatore, nei quali le celle potevano essere “vive” o
“morte” e reagivano in base a regole elementari. Per esempio, se una cella
aveva meno di due celle vive adiacenti, moriva, mentre una cella morta con tre
celle vive adiacenti diventava viva. Se avete mai giocato a
Life, un gioco per computer nato negli anni Settanta ad opera di John Conway e
tuttora giocabile online, per esempio presso
Playgameoflife.com, avete interagito
con un automa cellulare.
La cosa sorprendente di questi automi informatici è che da regole
semplicissime emergono comportamenti e strutture di complessità straordinaria.
Lo si vede anche in biologia, per esempio nei rapporti fra le cellule, ed è
possibile usare questi automi semplici per simulare strutture neurologiche
capaci di riconoscimento e apprendimento. L’attuale boom dell’intelligenza
artificiale si basa anche su questa ricerca di ormai settant’anni fa, grazie
alla quale emerge anche l’ipotesi che i comportamenti complessi che osserviamo
in natura siano in realtà la conseguenza di un insieme di regole estremamente
semplici ma applicate in massa e per molto tempo.
Se così fosse, qualunque comportamento sofisticato, dalla traduzione al
disegno artistico alla composizione di una sinfonia, sarebbe riducibile a
poche, semplici istruzioni ripetute tante volte e su vasta scala. I successi
di software di generazione di immagini basati su reti neurali, come DALL-E,
Stable Diffusion e MidJourney, di cui vi ho già raccontato in questo podcast e
la cui versione più recente ha raggiunto ormai livelli di qualità inquietanti,
sembrano dimostrare questo principio.
Ma che cosa succede se si prende quel concetto di automa autoreplicante e lo
si applica non al software ma al mondo reale? È qui che entrano in gioco
nientemeno che gli extraterrestri.
—
I robot capaci di fabbricare altri robot uguali partendo dalle materie prime
presenti nell’ambiente sono il sogno e anche l’incubo di qualsiasi
imprenditore del settore.
[CLIP
Musk presenta una versione preliminare di Tesla Bot]
Per esempio, nel 2021 Elon Musk ha annunciato
Optimus, o Tesla Bot, un robot umanoide generalista che a suo dire sarà
disponibile sul mercato entro il 2023, sarà gestito da un sistema di
intelligenza artificiale e sarà in futuro in grado di fare
“qualunque cosa che gli esseri umani non desiderino fare”, secondo la
descrizione fatta da Musk. Per ora se ne sono visti soltanto alcuni prototipi
parzialmente funzionanti, lontanissimi dall’autonomia e dalle capacità
fantasticate da Elon Musk, ma ci sono molte altre aziende che da decenni
lavorano alla realizzazione di robot generalisti. In tutto questo tempo i
risultati sono stati scarsi, a differenza di quelli dei robot specializzati,
che invece sono ormai una realtà consolidata nelle industrie.
C’è poco interesse concreto per un robot generalista per varie ragioni, una
delle quali è il fatto che se un robot è in grado di fare
qualunque
cosa, allora è anche capace di costruire una copia di se stesso e quindi chi
li dovesse mettere in vendita si troverebbe con il problema che i suoi primi
esemplari venduti sarebbero anche gli ultimi, perché i compratori userebbero i
propri robot per costruirne altri e saturare il mercato, a meno che vengano
introdotti nel software di questi robot delle regole che vietino
l’autoreplicazione. Regole che, come dimostra la storia dell’informatica,
sarebbero comunque facilmente aggirabili.
Ma invece di pensare a un robot che porta i sacchetti della spesa si può
pensare più in grande. Molto più in grande. Ed è qui che l’idea
dell’automa autoreplicante assume un ruolo da capogiro.
Immaginate un
robot autoreplicante
che venisse mandato, per esempio, sulla Luna e fosse in grado di usare le
materie prime locali per costruire un gran numero di copie di se stesso e dei
macchinari necessari per costruire una base abitabile permanente. Con
l’hardware e il software giusto, insomma, non sarebbe necessario spedire tutte
le macchine e le strutture dalla Terra: basterebbe mandare una piccola squadra
iniziale di robot che sfruttassero le risorse trovate sul posto.
Uno
studio della NASA
del 2004 [Toth-Fejel, Tihamer.
Modeling Kinematic Cellular Automata: An Approach to Self-Replication]
ha proposto proprio questo approccio per l’esplorazione spaziale e per creare
miniere di materie prime negli asteroidi. Il costo iniziale è alto, ma una
volta realizzato il lotto iniziale tutto il resto è sostanzialmente gratuito,
e quando finisce la costruzione di un avamposto o di una miniera i robot
possono essere riutilizzati per costruirne altri altrove.
Però questa è una visione ancora poco ambiziosa rispetto a quella delle
cosiddette sonde spaziali di von Neumann.
—
Nel 1980 il nanotecnologo statunitense
Robert Freitas studiò in dettaglio [A Self-Reproducing Interstellar Probe. J. Br. Interplanet. Soc. 33: 251–264;
Comparison of reproducing and nonreproducing starprobe strategies for
galactic exploration, JBIS 33, 402-406] l’idea di lanciare una singola, immensa astronave-automa,
capace di raggiungere un altro sistema solare vicino e di usare le materie
prime trovate all’arrivo per fabbricare altre astronavi che hanno lo stesso,
semplice mandato: raggiungere la stella più vicina e sfruttarne i pianeti per
costruire altre astronavi, e così via, con una crescita esponenziale del
numero di veicoli spaziali in circolazione.
Applicando su scala cosmica i princìpi degli automi cellulari di von Neumann,
Freitas arrivò a una conclusione sorprendente: anche senza usare sistemi di
propulsione presi dalla fantascienza e restando quindi ben al di sotto della
velocità della luce, e dando a ciascuna astronave cinquecento
anni per raggiungere la propria destinazione e costruire una copia di
se stessa, sarebbe possibile visitare ognuno degli oltre
cento miliardi
di sistemi solari della nostra galassia nel giro di alcuni milioni di anni.
Regole semplici e crescita esponenziale applicata per lunghi periodi hanno
effetti decisamente difficili da immaginare.
Probabilmente state pensando che alcuni milioni di anni sono un periodo di
tempo un pochino lungo per qualunque ambizione colonialista o di costruzione
di imperi galattici. È vero su scala umana. Ma bisogna considerare che
l’universo ha circa 13,7 miliardi
di anni. Questo significa che qualunque civiltà tecnologica extraterrestre che
fosse arrivata, nel lontano passato, a un livello tecnico tale da permetterle
di costruire questi automi autoreplicanti interstellari avrebbe avuto tempo
assolutamente più che sufficiente per farli arrivare fin nei più remoti angoli
della galassia, e per farlo anche più di una volta.
Va ricordato, fra l’altro, che non è necessario che quella civiltà duri
milioni di anni: deve solo costruire la flotta iniziale, che poi andrà avanti
da sola a riprodursi e a colonizzare lo spazio stella dopo stella, in un gioco
di Life inimmaginabilmente vasto, anche dopo che la civiltà che l’ha
avviato si sarà estinta.
In altre parole, l’universo è talmente antico che se ci sono state civiltà
tecnologiche prima di noi, hanno avuto tempo in abbondanza per disseminare il
cosmo di loro emissari robotici, molti dei quali saranno arrivati alla fine
della loro vita operativa e giacciono abbandonati su mondi lontani, in attesa
di essere trovati da futuri esploratori. Ed è per questo che partendo da
semplici regole d’informatica dettate settant’anni fa possiamo dire che il
cielo probabilmente è pieno di scheletri di robot.
“broken robot spaceships on a lonely planet ron cobb”.
Fonti aggiuntive:
Cybereason,
The Generalist Academy.