La Matematica c’è ma non si vede

LA MATEMATICA C’È MA NON SI VEDE – A VOLTE NON CI SI RENDE CONTO CHE DIETRO A TUTTO QUELLO CHE USIAMO SI NASCONDE L’ARITMETICA: IL CELLULARE, LE CARTE DI CREDITO, I COMPUTER, I FILM, I VIDEOGIOCHI, INTERNET HANNO IN COMUNE CHE SENZA I CALCOLI MATEMATICI (PIÙ O MENO COMPLESSI) NON POTREBBERO ESISTERE – CHI RIESCE A LAUREARSI IN MATEMATICA RIESCE A TROVARE LAVORO IN QUATTRO E QUATTR’OTTO VISTO CHE IL FUTURO SARÀ DOMINATO DA…

Articolo di “El Pais” – dalla rassegna stampa estera di “Epr comunicazione”

L’emergere di tecnologie come l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico sta ampliando il campo di applicazione della matematica e aumentandone l’occupabilità – leggiamo nell’articolo di El Pais

Galileo Galilei diceva che la natura è scritta in linguaggio matematico. Oggi, immersi in una vera e propria rivoluzione digitale, questa affermazione è più vera che mai perché, grazie all’impulso di tecnologie come l’intelligenza artificiale, il machine learning o i Big Data, la matematica raggiunge praticamente tutti i campi: economia, salute, ambiente, sviluppo sostenibile, pianificazione urbana, design e molto altro ancora.

“Si fa matematica dal momento in cui ci si sveglia. A colazione si fanno calcoli, si pianifica il percorso per andare all’università o al lavoro in base al traffico, si prendono continuamente decisioni…. E la matematica è presente in ogni decisione che prendiamo; nulla è casuale”, afferma Mar Angulo, coordinatore della doppia laurea in Matematica computazionale e Ingegneria del software all’U-tad.

Un’opzione professionale con un alto grado di occupabilità che si nota anche nell’accesso agli studi universitari: all’Università Complutense di Madrid, per esempio, il punteggio minimo nel 2014 era 5 (su 10), mentre quest’anno è tra 13 e 14 (il punteggio massimo), a seconda della laurea. Ieri, 14 marzo, si è celebrata la Giornata internazionale della matematica (o Pi Day) con lo slogan “Matematica per tutti”.

Che cosa hanno in comune le linee elettriche, le catenarie dei binari ferroviari e l’evoluzione di un virus o di un batterio che cresce in modo esponenziale, la Sagrada Familia e un certo tipo di archi e figure in architettura con la redditività di un qualsiasi prodotto finanziario, il rischio di terremoti con lo studio delle maree o la previsione delle inondazioni?

Sì: la matematica. “A volte non ci rendiamo conto che dietro a tutto ciò che usiamo, che sia un telefono cellulare, una carta di credito, uno schermo televisivo o il design dei personaggi di un film o di un videogioco, c’è la matematica e i creatori di algoritmi e modelli matematici, perché lì c’è molta geometria: dove vediamo “telecamere, luci, azione” ci sono matrici e concetti che possono sembrare sgradevoli o astratti”, dice Angulo.

I progressi tecnologici, come quelli citati, permettono anche di acquisire e analizzare enormi quantità di dati (spesso in frazioni di secondo, grazie all’uso di software) che portano allo sviluppo di nuovi strumenti e metodi per risolvere problemi e fenomeni molto più complicati.

Che ne siamo consapevoli o meno, la matematica è presente in molti ambiti della nostra vita quotidiana: è, attraverso algoritmi di intelligenza artificiale, alla base di dispositivi che utilizziamo quotidianamente, come assistenti vocali, codici QR, aspirapolvere intelligenti o filtri di Instagram.

Sono presenti anche nel campo della salute, nella risoluzione e nell’analisi delle immagini mediche, nel confronto di nuovi trattamenti o farmaci e persino nell’industria chirurgica, applicando la realtà virtuale ai simulatori di intervento.

E durante la pandemia hanno fatto ogni tipo di previsione in tempo reale sui malati, sui morti o sui diversi trattamenti. “Abbiamo imparato tutti a vedere quanta matematica era coinvolta. Ma succede anche in altri settori della vita. C’era una studentessa che ci diceva: ‘Non so perché ho iniziato questa carriera, se quello che mi piace è la musica’.

Ma alla fine ha trovato un modo per renderla compatibile, perché sta sviluppando motori di raccomandazione musicale basati sulle espressioni facciali che rileva”, ricorda Angulo.

“Oggi viviamo in una società molto più complessa, quindi abbiamo bisogno di altri modelli matematici e statistici per cercare di prevedere dove stiamo andando. Oggi, per esempio, il mercato azionario è molto più complicato di quello del 1929, perché è più globale e interagiscono più fattori.

E un secolo fa, chi poteva gestire tre milioni di dati? Oggi, invece, una banca può raccogliere tre milioni di dati in un giorno di transazioni di visti”, afferma Antonio Brú, preside della Facoltà di Scienze Matematiche dell’Università Complutense (UCM).

PROBLEMA MATEMATICA

Con molti più dati a disposizione, l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico sono emersi come due strumenti essenziali in cui la matematica gioca un ruolo chiave, “perché è l’unico modo per avere la capacità di analizzare ed elaborare questa grande quantità di dati ed essere in grado di ottenere le informazioni o il potere predittivo che si sta cercando”, aggiunge Brú.

Il popolare ChatGPT, di cui si è parlato molto negli ultimi mesi, è un esempio perfetto di questa capacità predittiva: basata su un modello matematico di reti neurali, questa intelligenza artificiale è in grado di generare contenuti: “Gli si passano alcune parole o gli si fa una domanda e lui trova, in tutto quell’accumulo di informazioni con cui è stato addestrato, le parole che hanno più probabilità di seguire quelle che avete inserito”, spiega Angulo.

Ma l’intelligenza artificiale ha molti altri usi: sulle piattaforme di streaming come Prime Video o Netflix, viene utilizzata per consigliare nuove serie o film, ed è utilizzata anche nelle università americane come il MIT e Harvard, dove i professori la fanno usare agli studenti per accelerare i loro studi e l’acquisizione di conoscenze. “Nella città di Los Angeles (California), la polizia lo usa per studiare la criminalità e per conoscere le lotte tra le diverse bande criminali.

E può essere usato in modo simile per tutti i tipi di comportamento umano”, dice Brú. Nel loro recente studio Métodos híbridos de aprendizaje automático para la evaluación de riesgos en delitos de género, che Brú ha realizzato con i professori Juan Carlos Nuño (UPM) e Ángel González-Prieto (UCM), hanno trovato un algoritmo di intelligenza artificiale che permette loro di sviluppare modelli comportamentali e di calcolare più efficacemente la probabilità di recidiva di un abusante.

Perché questi modelli matematici si chiamano reti neurali? “Perché si basano sull’apprendimento automatico. Si tratta di addestrare la macchina con modelli statistici e matematici in modo che possa rispondere a una domanda in modo simile a come fa il nostro cervello, e di continuare a migliorarla con un algoritmo di back-propagation in modo che la risposta sia sempre migliore e più precisa”, risponde Angulo.

MATEMATICA

E questa è anche la base di tutta l’intelligenza artificiale: “ChatGPT lavora attraverso gli spazi vettoriali, forse una delle materie meno popolari quando si studia il secondo anno della maturità; ma è qui che si stanno già gettando le basi delle reti neurali e dell’intelligenza artificiale, ed è estremamente importante sapere che tutto questo viene costantemente utilizzato per sviluppare prodotti più complessi”, aggiunge.

OPEN AL CHAT GPT

Secondo l’esperto, l’analisi dei dati attraverso modelli matematici permette di esaminare qualsiasi tipo di sistema complesso, fare previsioni o ottimizzare le risorse, come programmare una rete di emergenza ospedaliera, una rete di vigili del fuoco o la raccolta dei rifiuti attraverso un grafico, in modo che percorra tutte le strade senza ripeterne nessuna; distribuire le persone che devo consegnare il cibo a domicilio o qualsiasi altro sistema di servizio pubblico o privato. “E con il vulcano di La Palma, per esempio, è stato necessario studiarlo giorno per giorno, e in questo, come in qualsiasi altro fenomeno ambientale, si utilizzano le serie temporali per studiare i cambiamenti che si verificano, dati che vengono analizzati per fare previsioni. Questo è applicabile a qualsiasi fenomeno e a qualsiasi settore si possa immaginare”, conclude Angulo.