Un computer predice i pensieri e li disegna, presentandoli sotto forma di immagini

«Il monitoraggio dell’attività cerebrale consentirebbe al computer di immaginare ciò a cui una persona sta pensando e di presentare i risultati tramite delle immagini»: in un articolo pubblicato dall’Università di Helsinki viene presentata in questo modo la nuova tecnica sviluppata da un gruppo di ricercatori di quest’università. Essa permetterebbe così di creare un computer che predice i pensieri e li disegna, generando così nuove informazioni, nello specifico immagini, totalmente nuove, create in corrispondenza di ciò su cui l’individuo si stia concentrando durante il compito.

Fonte: Università di Helsinki

Un computer predice i pensieri e li disegna: Cosa c’è di nuovo in questa tecnologia?

La tecnica sviluppata dai ricercatori di Helsinki si basa su una nuova interfaccia per collegare computer e cervello umano che è stata descritta per la prima volta a settembre 2020 su Scientific Reports (che fa parte della rivista scientifica Nature), in un articolo a firma di Kangassalo, Spapé e Ruotsalo. Finora, «nel migliore dei casi gli approcci che cercavano di “leggere la mente” sono stati in grado di distinguere tra differenti categorie», ossia riuscendo a prevedere se un partecipante stesse pensando a “animali” o a “strumenti”, per esempio.

L’idea di un computer che predice i pensieri e li disegna, per com’è stata sviluppata da questi ricercatori, sembra essere davvero un passo in avanti nel settore. In effetti, progetti precedenti erano riusciti a sviluppare soltanto comunicazioni unidirezionali (ossia da cervello a computer), partendo da comandi predeterminati che permettevano di scrivere singole lettere o di muovere un cursore, senza la possibilità di creare nuovi contenuti generati sulla base delle intenzioni dei partecipanti. La nuova tecnica sarebbe in grado di «unire le naturali risposte umane all’abilità di un computer di creare nuove informazioni», ha spiegato Tuukka Ruotsalo, ricercatore presso l’Academy of Finland dell’Università di Helsinki. Sarebbe quindi la prima volta in cui sia i dati di un computer che i segnali cerebrali vengono «modellati in contemporanea», grazie all’intelligenza artificiale.

Come funziona? L’esperimento DEll’università di helsinki

La tecnica in questione viene chiamata dai ricercatori “modellazione generativa neuroadattiva” proprio perché le immagini generate dal computer, in corrispondenza delle caratteristiche visive a cui i partecipanti stavano pensando, sono frutto dell’interazione tra le risposte del cervello e una rete neurale generativa (semplificando, si tratta di un modello artificiale ispirato al funzionamento del cervello umano). Per testarne l’efficacia, gli studiosi hanno richiesto la partecipazione di 31 volontari, ai quali è stato chiesto di concentrarsi, pensando a delle caratteristiche specifiche (per esempio il volto di un giovane che piange o di un anziano che sorride); contemporaneamente venivano presentate loro velocemente centinaia di immagini di volti, generate dall’intelligenza artificiale, con caratteristiche molto diverse. Durante l’esecuzione del compito, la loro attività cerebrale è stata monitorata tramite elettroencefalografia. Mentre essi guardavano le immagini dei volti, infatti, i loro dati elettroencefalografici venivano trasmessi alla rete neurale che analizzava la risposta del cervello ai differenti volti, identificando le caratteristiche presentate nelle varie immagini che corrispondevano al tipo di volto che il partecipante aveva in mente. In questo modo, il segnale elettroencefalografico e, dunque, i picchi di attività dei neuroni in corrispondenza della visualizzazione di determinate immagini o caratteristiche funzionavano come feedback per il computer, aiutandolo a modellare man mano l’immagine e ad avvicinarsi il più possibile al volto pensato dall’utente. La rete neurale è stata in grado di fare una previsione del tipo di volto e delle caratteristiche sulle quali i diversi partecipanti si sono concentrati e le immagini generate sono state successivamente valutate dai partecipanti, con un grado di corrispondenza pari all’83%.

Neuroadaptive modelling for generating images matching perceptual categories

quali le possibili applicazioni di questa tecnologia?

Se un computer predice i pensieri e li disegna, in quali altri modi potrebbe essere utile e in quali campi? Oltre all’applicazione a cui si è fatto riferimento, ossia la creazione di immagini di volti umani, una simile tecnologia potrebbe essere usata per potenziare la creatività umana, per esempio, nel caso in cui qualcuno volesse disegnare un soggetto pur non essendo in grado di farlo. Un simile strumento potrebbe rendere il compito molto più semplice: il computer andrebbe a rilevare il focus di attenzione dell’utente mentre guarda delle immagini per poi predire ciò che l’individuo vorrebbe creare, come ha spiegato Ruotsalo.

Inoltre, i ricercatori credono che il potenziale di questo sistema possa andare ancora oltre, potendo offrire un comprensione più profonda dei processi mentali. Infatti, come ha sottolineato Spapé, «la tecnica non riconosce i pensieri ma piuttosto risponde alle associazioni che abbiamo stabilito con determinate categorie mentali». In questo modo non sarà possibile «identificare una specifica “persona anziana” a cui qualcuno sta pensando», per il momento, ma si potrebbe avere un’idea più accurata delle caratteristiche o delle idee che un individuo collega al concetto di anzianità. L’idea che ciascuno ha, per esempio, di una persona giovane o di una persona anziana può variare molto e questo tipo di tecnologia potrebbe fornire «importanti insight sui processi sociali, cognitivi e emotivi», offrendo così non solo un contributo importante in ottica creatività ma anche nell’ambito delle neuroscienze cognitive e della psicologia.