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“Ho sempre detto che c’era qualcosa di fondamentalmente sbagliato nell’universo…” (Arthur Dent)

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Il Dilemma dell’Avventuriero

Posted by scardax su settembre 16, 2011

Ci sono alcune tematiche scientifiche che possiamo solo definire trasversali: si ripropongono un po’ ovunque. Una di queste, forse leggermente meno conosciuta al di fuori del mondo accademico, è il cosidetto dilemma dell’exploration vs. exploitation che, in mancanza di una miglior traduzione italiana, chiameremo qui col nome originale. E’ un dilemma al quale tutti noi, seppur inconsciamente, siamo abituati fin dalla più giovane età, e deriva principalmente dal dover agire in un mondo di cui abbiamo solo un’informazione incompleta. Conoscendo solo una porzione di tutto quello che ci circonda, ad ogni decisione da prendere siamo confrontati con due possibili opzioni:

  1. Selezionare l’azione che, secondo la nostra conoscenza, è la migliore in quella circostanza (exploitation),
  2. Esplorare alternative al momento sconosciute, con la possibilità di un rendimento scostante ed eventuali perdite di tempo e risorse (exploration).

Dobbiamo continuare a lavorare sul progetto fallimentare che ci ha tenuti impegnati nelle ultime settimane? O è ora di abbandonarlo per dedicarsi ad altro? Meglio andare alla spiaggia che conosciamo benissimo? O cercarne un’altra? Esempi del genere riempiono la nostra attività cosciente in ogni istante.

La formulazione del problema in questi termini è relativamente recente, fine degli anni ’80, e si è presentata durante lo studio del multi-armed bandit, che in sostanza è una slot machine con N diverse leve, ciascuna delle quali ha una probabilità diversa di vittoria per il giocatore. Senza conoscere questa probabilità a priori, qual’è la strategia migliore a questo gioco? La soluzione dell’americano Gittins prevedeva il calcolo di determinati indici, detti appunto indici di Gittins, e nonostante il grande numero di assunzioni che dovette fare, contribuì a dare una prima formulazione rigorosa di questo dilemma.

Da allora, lo stesso dilemma è ricomparso sempre più spesso, soprattutto (come ci si potrebbe aspettare) nei campi di ricerca interessati a comportamenti “intelligenti” da parte di robot e agenti software: pensiamo ad un giocatore di Poker che può scegliere di sacrificare parte dei suoi guadagni per apprendere qualcosa sul tipo di gioco dell’avversario, o ad un robot mobile che deve decidere come arrivare da qualche parte senza però conoscere ancora la mappa del luogo in cui si trova. Soluzioni tipiche di questo genere di problemi richiediono generalmente alti livelli di esplorazione iniziali (quanto l’ambiente è ancora altamente incerto), e sempre più exploitation man mano che il mondo diventa più conosciuto.

Eppure, fino ad ora i ricercatori si sono concentrati su situazioni sostanzialmente statiche, nelle quali l’ambiente non cambia o, se cambia, cambia poco. Provate a pensare a quanto è difficile, invece, bilanciare questo dilemma in un universo complesso come quello umano, nel quale le informazioni cambiano (a volte anche rapidamente) e spesso sono anche sbagliate di partenza (pensate ai pregiudizi, alle supposizioni errate ecc.). In effetti, ricercatori che indagano sulle modalità neurologiche di questo bilanciamento stanno scoprendo meccanismi sempre più complessi ed affascinanti che regolano il nostro comportamento di tutti i giorni, rendendoci a tratti più avventurosi, a tratti più cauti.

Come semplice esempio per concludere, pensate alla noia: questa non è altro che un modo per dirvi che state sprecando le vostre risorse in un comportamento che non vi porta nulla, e che invece sarebbe meglio investite per esplorare qualcosa che ancora non conoscete. Riusciremo un giorno ad implementare comportamenti similmente complessi in esseri artificiali?

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Pensando Come un Uomo

Posted by scardax su dicembre 26, 2008

Abbandoniamo per un po’ la Fisica e l’Informatica (che stanno cominciando a monopolizzare il blog), e buttiamoci su un qualcosa di più astratto, ma pur sempre tremendamente affascinante. Supponiamo di stare cercando di creare al computer un modello stilizzato del nostro mondo: ci mettiamo delle piante che assorbono anidride carbonica ed espellono ossigeno secondo proprietà note su qualunque libro di Biologia, un po’ di pioggia e di vento che si comportano come predetto dai Meteorologi (o almeno dovrebbero), qualche edificio costruito secondo le ben note leggi ingegneristiche, ed infine inseriamo qualche persona… Ed ecco il problema. Come agiscono le persone? Che leggi seguono? Peggio ancora: ne seguono, di leggi, o agiscono più che altro a caso?

Di primo acchito, sembrerebbe un problema filosofico, ma in realtà é di tremenda attualità: se vogliamo costruire un modello economico, ad esempio, abbiamo bisogno di conoscere le risposte a queste domande, seppur in linea di massima. La prima cosa che ci puo’ venire in mente é che l’uomo, a differenza del resto del mondo animale e vegetale, é dotato di un certo livello di razionalità che gli permette di fare scelte che non siano dettate semplicemente dall’istinto. Basandoci su questo principio, potremmo cominciare con l’affermare:

Un uomo, in generale, fa le proprie scelte cercando di massimizzare il proprio profitto personale.

Questa frase potrebbe far storcere il naso a parecchie persone, visto che preclude per principio qualunque comportamente altruistico. Ma non é certo l’unico problema che pone: parlando di “profitto“, ci riferiamo ad un qualcosa di puramente oggettivo, che si puo’ misurare in diverse maniere. Ma siamo sicuri che sia proprio il profitto quello che cerca l’uomo? Gli economisti neoclassici decisero di rispondere, seppure in parte, negativamente, e riformularono la frase precedente in questa maniera:

Un uomo, in generale, fa le proprie scelte cercando di massimizzare l’utilità personale.

L’utilità, a differenza del profitto, é un qualcosa di soggettivo che varia da persona a persona. Questa formulazione sembra avvicinarsi molto più alla realtà della precedente, ma continua a portare con sé un gran numero di problemi: prima di tutto, stiamo supponendo implicitamente che le persone sappiano assegnare a qualunque scelta un qualche indice di utilità che gli permetta di ordinarle in maniera crescente. Questo, a sua volta, implica che chiunque abbia una conoscenza quasi perfetta dell’ambiente che lo circonda: un’ipotesi quantomeno irrealistica.

Per di più, stiamo considerando solo utilità individuali, e mai di interi gruppi, società o intere nazioni. Come se non bastasse, rimane il problema dell’altruismo, anche se adesso possiamo, con qualche girotondo retorico, assegnare una qualche utilità alle azioni altruistiche che permetta di far “tornare i conti” nella nostra teoria, oppure affermare che i comportamenti altruistici sono in qualche modo “cancellati” da comportamenti fin troppo egoisti, in modo da non risultare quando osserviamo un comportamente generale.

Ma l’uomo fa veramente tutti questi calcoli utilitaristici di cui l’abbiamo supposto capace? Questa teoria classica funziona, ha bisogno di qualche piccolo accorgimento, oppure necessitiamo di un vero e proprio cambio di paradigma? Domande scottanti, che ritornarono alla ribalta quando ci si accorse, ad esempio, che una persona accetta di buon grado un piccolo rischio di una grande perdita, ma non un grande rischio di una piccola perdita: e questo va contro la teoria della pura razionalità!

Altri modelli, forse più interessanti, sono stati concepiti dai vari economisti che hanno tentato di rispondere a queste domande. Ma li vedremo l’anno prossimo: dopo il 7, al ritorno dalle vacanze. Buon anno nuovo a tutti!

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