Teoria dei giochi e intelligenza artificiale: come applicare la matematica strategica all’informatica

Già ampiamente usata in contesti e situazioni differenti, la teoria dei giochi trova un’ulteriore efficace applicazione nella programmazione delle ‘macchine pensanti’

L’intelligenza artificiale necessita di strumenti educativi volti ad ottimizzare le azioni delle macchine, in questo spazio formativo opera la teoria dei giochi. L’applicazione della matematica è, ancora una volta, la soluzione ottimale a problemi di natura pratica.

Che cos’è la teoria dei giochi

Rivoluzionaria. Strategica. Accattivante. La teoria dei giochi, studiata e perfezionata dal matematico ed economista statunitense John Nash, e resa celebre dal film A beautiful mind, porta con sè un allure di mistero e fascino. Molti ne sentirono parlare per la prima volta nella pellicola appena citata, altri avranno forse letto il saggio di Oskar Morgenstern, fatto sta che questa disciplina della matematica applicata affascina matematici, economisti e non solo da secoli. Unicum dopo Adam Smith, John Nash rivoluzionò completamente la visione sia del mercato che dei suoi agenti. Smith con il concetto de la mano invisibile suggerì una visione di un mercato che si autoregola secondo le sue leggi intrinseche. Con gli studi di Nash, invece, l’assetto economico cambia completamente dando luce ad un modello economico dove gli agenti, i giocatori appunto, attraverso le loro scelte, plasmano l’assetto stesso del mercato. La teoria di giochi infatti punta ad ottimizzare le scelte dei giocatori analizzando le dinamiche decisonali di questi. Risulta ora necessario introdurre il concetto di Equilibrio di Nash. Dicesi punto di equilibrio la combinazione di scelte dove tutti i giocatori non hanno nessun incentivo a deviare dalla decisione presa: ovvero dove ogni giocatore sta compiedo la miglior scelta in risposta a quello che il suo avversario sta scegliendo. Questa definizione ben si adatta ai giochi simultanei in cui gli agenti operano nel medesimo istante ignorando la risposta altrui. La teoria dei giochi può essere applicata a diverse tipologie di giochi: simultanei, sequenziali, simmetrici, assimmetrici, di informaizone perfetta, imperfetta, a somma zero… Tuttavia esplicarli esaurientemente tutti sarebbe pressochè inutile allo scopo di questo articolo. Vogliamo difatti spiegare come questa suadente branca della matematica può essere elegantemente applicata all’ A.I., l’intellligenza artificiale. Ma prima è necessario esaurire un ultimo concetto.

Teoria dei giochi inversi

Una volta definita, a grandi linee, la teoria dei giochi e il suo scopo, ovvero trovare l’quilibrio di Nash, possiamo dedicarci alla definizioe di teoria dei giochi ‘inversa’. Quest’ultima non è più interessata ad ottimizzare le scelte dei suoi giocatori partendo dall’analisi dei loro processi decisionali, bensì mira a costruire un contesto di gioco sulla base della prevedibilità delle azioni dei suoi attori. Potremmo semplificarla così: prevedendo i comportamenti degli agenti inseriti in dinamiche di strategia, si vuole costruire il processo di gioco strategico. Sarà proprio quest’ultima ad essere sfruttata nel contesto dell’A.I.

A.I. e teoria dei giochi

Banale ma necessario, ricordiamo che la teoria dei giochi ebbe fin da subito numerose applicazioni nelle dinamiche reali. Essa difatti permette di studiare i meccanismi decisionali in situazioni e belliche e economiche e sociali rappresentando quindi un valido alleato nell’analisi di contesti strategici. Ma la teoria dei giochi dimostra di essere continuamente una disciplina all’avanguardia capace di adattarsi a contesti e tempi diversi. Essa infatti trova applicazione anche nell’ambito dell’intelligenza artificiale. Attuale e controverso argomento di discussione, l’intelligenza artificiale va oltre il problema prettamente tecnologico di funzionamento, ovvero la programmazione informatica. Una volta stilato l’algoritmo di funzionamento della ‘macchina pensante’ sarà infatti necessario educarla nel miglior modo alle diverse possibilità di azione. Quale metodo più consono se non l’insegnamento stesso della teoria dei giochi? Impartendo alla macchina i principi decisionali alla base della teoria, ognuna di esse deciderà secondo la strategia dominante assicurandoci così una situazione di equilibrio ogniqualvolta si presenti la necessità di scelta. Si risolvono dunque le situazioni dove è necessario sfruttare la collaborazione simultanea di due o più macchine come, ad esempio, il traffico autostradale. In un futuro prossimo sempre più automobili presenteranno di default la modalità della guida assistita e un’interazione efficace e strategica sarà resa possibile proprio dall’applicazione della teoria dei giochi nei processi decisionali compiute dalle macchine stesse.

Carolina Zennaro

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