videogame culture

Non sto giocando, lavoro per l’IA: così i gamer aiutano la ricerca sul microbioma intestinale

Giocando a Borderlands Science, il gamer può contribuire realmente alla ricerca scientifica nell’ambito della mappatura del microbioma intestinale umano. Il processo di imitazione che l’IA deve apprendere è basato sui risultati ottenuti dalle azioni e dalle strategie usate dai videogiocatori nel risolvere i rompicapo

Pubblicato il 30 Set 2022

Carlo Berton

esperto di scienze e tecniche psicologiche

word-image-149854-1

L’intelligenza artificiale, in oltre 60 anni di ricerca e sviluppo, è riuscita a ottenere dei risultati che mai ci saremmo aspettati nell’ambito del game play, riuscendo a superare in certi casi le capacità umane. È però altrettanto vero che l’IA ha ancora bisogno di apprendere dall’essere umano, specialmente dai suoi errori e che le intuizioni dei videogiocatori possono aiutare la comunità scientifica a risolvere dei problemi che l’intelligenza artificiale non riesce a risolvere da sola.

Ci riferiamo, in particolare, al lavoro di una squadra di informatici e bioinformatici della McGill University, il cui obiettivo è quello di mappare il microbioma intestinale umano.

Borderlands 3 - Borderlands Science Official Trailer

Borderlands 3 - Borderlands Science Official Trailer

Guarda questo video su YouTube

Borderlands Science: come i videogiochi aiutano la comunità scientifica

I ricercatori della McGill hanno sviluppato un programma che, grazie all’abilità e all’intuizione dei videogiocatori, può aiutare la comunità scientifica a risolvere dei problemi che l’intelligenza artificiale non riesce a risolvere da sola.

Tra i lavori di questo team, in collaborazione con la Massively Multiplayer Online Science e The Microsetta Initiative, c’è Borderlands Science, contenuto all’interno del videogioco Borderlands 3 (un action RPG sparatutto in prima persona uscito nel 2019 che ha venduto finora 15 milioni di copie).

In questo videogioco di fantascienza, in cui tra l’altro spicca un forte senso di ironia, ci troviamo nella navicella spaziale Sanctuary III, la quale funge da quartier generale. All’interno si può trovare un cabinato in cui i giocatori possono risolvere vari rompicapo, utili alla comunità scientifica. Risolverli dà in cambio valute di gioco capaci di sbloccare potenziamenti speciali.

Giocando a questo minigioco, il gamer può contribuire realmente alla ricerca scientifica. Siccome nel nostro corpo oltre la metà delle cellule sono estranee (solo il 43% delle cellule sono di origine umana) e possono influenzare la nostra salute in modo negativo, più si studiano questi microbi, più si può imparare e conoscere la loro struttura, il loro funzionamento e dunque anche il nostro corpo. Ad esempio, alcuni microbi che vivono nel nostro corpo sono associati al morbo di Alzheimer, altri al cancro; nell’intestino umano possono avvenire diversi disturbi e patologie come il diabete e l’obesità. Pertanto, mappare i vari batteri può aiutare a comprendere tale ecosistema per trovare trattamenti efficaci.

Questi microbi sono composti da DNA e, anche se ogni DNA è diverso da un altro, i microbi hanno una struttura simile tra di loro. Se si sequenziano tutte le diverse specie nell’organismo, si possono scoprire nuove informazioni.

La Microsetta Initiative ha raccolto migliaia di campioni di feci umane per estrarre e sequenziare il DNA dei microbi contenuti in esse. L’intelligenza artificiale, però, non è in grado di organizzare tutti i dati e le informazioni. Il DNA, sebbene sia simile tra i vari microbi, non è identico e nel mappare tutte le sequenze, il computer può commettere dei piccoli errori che, protratti nel tempo, possono corrompere le analisi in tutti i passi successivi. Ci sono dunque milioni e milioni di sequenze, da 150 nucleotidi ciascuna, che contengono però errori dovuti all’analisi automatizzata. Queste sequenze sono state divise in diverse porzioni che in Borderlands diventano rompicapi che i videogiocatori possono risolvere.

I filamenti di DNA sono rappresentati dalle caselle e lo scopo è quello di allineare quelle dello stesso colore dentro la griglia, anche se non sempre sarà possibile ordinare tutto perfettamente. Le colonne sono presentate in modo diverso ai diversi videogiocatori, in modo da avere per ciascuno delle versioni differenti dello stesso problema al fine di confrontare le strategie adottate per ogni modalità.

Con questo minigioco si possono identificare gli errori commessi dalle analisi computerizzate. Al tempo stesso si aiutano i ricercatori a sviluppare degli algoritmi più efficienti, che possano mappare e confrontare i microbi riducendo l’errore. Inoltre, tutta la comunità scientifica può beneficiare dei risultati ottenuti e la ricerca può portare alla creazione di un catalogo universale di tutti i microrganismi.

La semplificazione di un argomento del genere attraverso un videogioco può portare alla partecipazione attiva di un enorme numero di persone, non solo di scienziati, e più persone partecipano, maggiori saranno i tentativi simultanei di decifrare un certo codice.

I ricercatori hanno già iniziato a studiare i risultati prodotti dalle migliaia di enigmi completati e le soluzioni dei giocatori hanno aiutato a creare delle sequenze che differiscono da quelle degli algoritmi precedenti. Le soluzioni possibili in ogni rompicapo infatti sono moltissime.

In che modo i giocatori risolvono i rompicapo più difficili

È interessante notare che i ricercatori hanno analizzato in che modo i giocatori hanno trovato le soluzioni nei rompicapi più difficili, ad esempio rimuovendo spesso le caselle messe precedentemente (le caselle gialle, nella colonna di destra nella schermata, permettono di spostare le altre caselle colorate e sono presenti in numero limitato) e mettendoci molto tempo prima di fare una scelta definitiva. Inoltre, si osserva se c’è un pattern dominante nella soluzione degli enigmi, lasciando ad esempio spazi vuoti negli angoli in basso a destra e a sinistra.

Si guardano gli errori di fondo e si studiano con precisione gli schemi dietro ad ogni soluzione. Vengono analizzate tutte le scelte, non solo le migliori, in modo che si possano sviluppare degli algoritmi che imparino le strategie messe in atto dagli esseri umani. Sono importanti le soluzioni trovate, ma per l’apprendimento della rete neurale artificiale lo sono soprattutto le strategie per arrivare a tale risultato.

Intelligenza artificiale e videogame: come il deep learning cambierà le regole del gioco

Per costruire i puzzle è stato usato l’algoritmo “greedy”. I risultati ottenuti passano attraverso un apprendimento con rinforzo, nel quale un agente interagisce con l’ambiente in cui si trova. L’ambiente risponde alle azioni dell’agente con una ricompensa o una punizione, che lo informa sulla qualità delle sue azioni. L’agente deve cercare di ottenere la ricompensa maggiore (meglio se a lungo termine). Bisogna però determinare in modo corretto la funzione di ricompensa utilizzando delle funzioni.

Il processo di imitazione che deve apprendere l’intelligenza artificiale è basato sui risultati ottenuti dalle azioni e dalle strategie usate dai videogiocatori nel risolvere i puzzle. Sono stati raccolti finora milioni di dati, contenenti sia i successi che gli insuccessi degli utenti per delineare una funzione che si avvicini al modo di pensare dei giocatori. Si può descrivere il problema in termini di apprendimento supervisionato, in cui si utilizza una sequenza di elementi di input e di output in cui la posizione è essenziale se si tratta di una sequenza. I trasformatori sono i modelli utili in questo caso. Facendo dei cambiamenti nell’elaborazione dei dati per adattarsi al compito, il trasformatore può prevedere i passaggi dell’utente. Dopo alcuni esperimenti, si riuscirà a prevedere la posizione degli spazi vuoti (che permettono di allineare le caselle nel gioco) e a trovare la soluzione.

Insomma, l’intelligenza artificiale è eccellente in molti compiti, superiore agli esseri umani in diversi ambiti, ma ha ancora bisogno di apprendere dall’essere umano, specialmente dai suoi errori. Per essere più efficace deve sapere dove un essere umano sbaglia e dove i suoi algoritmi commettevano imprecisioni, grazie al confronto con le sequenze risolte in modo corretto dagli individui. Questo è l’unico modo per avere pieno controllo dello sbaglio e per non perpetuare errori a cascata come nel caso del sequenziamento genico. Solo conoscendo gli errori che un’IA può essere davvero simulativa del comportamento umano, come abbiamo visto anche per Red Dead Redemption 2.

Mi domando se adesso non sia possibile istruire un’IA a giocare al minigioco per offrire ai ricercatori dati ulteriori.

Valuta la qualità di questo articolo

La tua opinione è importante per noi!

Speciale PNRR

Tutti
Incentivi
Salute digitale
Formazione
Analisi
Sostenibilità
PA
Sostemibilità
Sicurezza
Digital Economy
CODICE STARTUP
Imprenditoria femminile: come attingere ai fondi per le donne che fanno impresa
DECRETI
PNRR e Fascicolo Sanitario Elettronico: investimenti per oltre 600 milioni
IL DOCUMENTO
Competenze digitali, ecco il nuovo piano operativo nazionale
STRUMENTI
Da Istat e RGS gli indicatori per misurare la sostenibilità nel PNRR
STRATEGIE
PNRR – Piano nazionale di Ripresa e Resilienza: cos’è e novità
FONDI
Pnrr, ok della Ue alla seconda rata da 21 miliardi: focus su 5G e banda ultralarga
GREEN ENERGY
Energia pulita: Banca Sella finanzia i progetti green incentivati dal PNRR
TECNOLOGIA SOLIDALE
Due buone notizie digitali: 500 milioni per gli ITS e l’inizio dell’intranet veloce in scuole e ospedali
INNOVAZIONE
Competenze digitali e InPA cruciali per raggiungere gli obiettivi del Pnrr
STRATEGIE
PA digitale 2026, come gestire i fondi PNRR in 5 fasi: ecco la proposta
ANALISI
Value-based healthcare: le esperienze in Italia e il ruolo del PNRR
Strategie
Accordi per l’innovazione, per le imprese altri 250 milioni
Strategie
PNRR, opportunità e sfide per le smart city
Strategie
Brevetti, il Mise mette sul piatto 8,5 milioni
Strategie
PNRR e opere pubbliche, la grande sfida per i Comuni e perché bisogna pensare digitale
Formazione
Trasferimento tecnologico, il Mise mette sul piatto 7,5 milioni
Strategie
PSN e Strategia Cloud Italia: a che punto siamo e come supportare la PA in questo percorso
Dispersione idrica
Siccità: AI e analisi dei dati possono ridurre gli sprechi d’acqua. Ecco gli interventi necessari
PNRR
Cloud, firmato il contratto per l’avvio di lavori del Polo strategico
Formazione
Competenze digitali, stanziati 48 milioni per gli Istituti tecnologici superiori
Iniziative
Digitalizzazione delle reti idriche: oltre 600 milioni per 21 progetti
Competenze e competitività
PNRR, così i fondi UE possono rilanciare la ricerca e l’Università
Finanziamenti
PNRR, si sbloccano i fondi per l’agrisolare
Sanità post-pandemica
PNRR, Missione Salute: a che punto siamo e cosa resta da fare
Strategie
Sovranità e autonomia tecnologica nazionale: come avviare un processo virtuoso e sostenibile
La relazione
Pnrr e PA digitale, l’alert della Corte dei conti su execution e capacità di spesa
L'editoriale
Elezioni 2022, la sfida digitale ai margini del dibattito politico
Strategie
Digitale, il monito di I-Com: “Senza riforme Pnrr inefficace”
Transizione digitale
Pnrr: arrivano 321 milioni per cloud dei Comuni, spazio e mobilità innovativa
L'analisi I-COM
Il PNRR alla prova delle elezioni: come usare bene le risorse e centrare gli obiettivi digitali
Cineca
Quantum computing, una svolta per la ricerca: lo scenario europeo e i progetti in corso
L'indice europeo
Desi, l’Italia scala due posizioni grazie a fibra e 5G. Ma è (ancora) allarme competenze
L'approfondimento
PNRR 2, ecco tutte le misure per cittadini e imprese: portale sommerso, codice crisi d’impresa e sismabonus, cosa cambia
Servizi digitali
PNRR e trasformazione digitale: ecco gli investimenti e le riforme previste per la digitalizzazione della PA
Legal health
Lo spazio europeo dei dati sanitari: come circoleranno le informazioni sulla salute nell’Unione Europea
Servizi digitali
PNRR e PA digitale: non dimentichiamo la dematerializzazione
Digital Healthcare transformation
La trasformazione digitale degli ospedali
Governance digitale
PA digitale, è la volta buona? Così misure e risorse del PNRR possono fare la differenza
Servizi digitali
Comuni e digitale, come usare il PNRR senza sbagliare
La survey
Pnrr e digitale accoppiata vincente per il 70% delle pmi italiane
Missione salute
Fascicolo Sanitario Elettronico alla prova del PNRR: limiti, rischi e opportunità
Servizi pubblici
PNRR: come diventeranno i siti dei comuni italiani grazie alle nuove risorse
Skill gap
PNRR, la banda ultra larga crea 20.000 nuovi posti di lavoro
Il Piano
Spazio, Colao fa il punto sul Pnrr: i progetti verso la milestone 2023
FORUMPA2022
PNRR e trasformazione digitale: rivedi i Talk di FORUM PA 2022 in collaborazione con le aziende partner
I contratti
Avio, 340 milioni dal Pnrr per i nuovi propulsori a metano
Next Generation EU
PNRR, a che punto siamo e cosa possono aspettarsi le aziende private
Fondi
Operativo il nuovo portale del MISE con tutti i finanziamenti per le imprese
Servizi comunali
Il PNRR occasione unica per i Comuni digitali: strumenti e risorse per enti e cittadini
Healthcare data platform
PNRR dalla teoria alla pratica: tecnologie e soluzioni per l’innovazione in Sanità
Skill
Competenze digitali, partono le Reti di facilitazione
Gli obiettivi
Scuola 4.0, PNRR ultima chance: ecco come cambierà il sistema formativo
Sistema Paese
PNRR 2, è il turno della space economy
FORUM PA 2022
FORUM PA 2022: la maturità digitale dei comuni italiani rispetto al PNRR
Analisi
PNRR: dalla Ricerca all’impresa, una sfida da cogliere insieme
Innovazione
Pnrr, il Dipartimento per la Trasformazione digitale si riorganizza
FORUM PA 2022
PA verde e sostenibile: il ruolo di PNRR, PNIEC, energy management e green public procurement
Analisi
PNRR, Comuni e digitalizzazione: tutto su fondi e opportunità, in meno di 3 minuti. Guarda il video!
Rapporti
Competenze digitali e servizi automatizzati pilastri del piano Inps
Analisi
Attuazione del PNRR: il dialogo necessario tra istituzioni e società civile. Rivedi lo Scenario di FORUM PA 2022
Progetti
Pnrr, fondi per il Politecnico di Torino. Fra i progetti anche IS4Aerospace
Analisi
PNRR, Colao fa il punto sulla transizione digitale dell’Italia: «In linea con tutte le scadenze»
La Svolta
Ict, Istat “riclassifica” i professionisti. Via anche al catalogo dati sul Pnrr
Analisi
Spazio, Colao fa il punto sul Pnrr: i progetti verso la milestone 2023
FORUM PA 2022
Ecosistema territoriale sostenibile: l’Emilia Romagna tra FESR e PNRR
Il Piano
Innovazione, il Mise “centra” gli obiettivi Pnrr: attivati 17,5 miliardi
Analisi
PNRR: raggiunti gli obiettivi per il primo semestre 2022. Il punto e qualche riflessione
Analisi
PNRR: dal dialogo tra PA e società civile passa il corretto monitoraggio dei risultati, tra collaborazione e identità dei luoghi
Webinar
Comuni e PNRR: un focus sui bandi attivi o in pubblicazione
Analisi
Formazione 4.0: cos’è e come funziona il credito d’imposta
PA e Sicurezza
PA e sicurezza informatica: il ruolo dei territori di fronte alle sfide della digitalizzazione
PA e sicurezza
PNRR e servizi pubblici digitali: sfide e opportunità per Comuni e Città metropolitane
Water management
Water management in Italia: verso una transizione “smart” e “circular” 
LE RISORSE
Transizione digitale, Simest apre i fondi Pnrr alle medie imprese
Prospettive
Turismo, cultura e digital: come spendere bene le risorse del PNRR
Analisi
Smart City: quale contributo alla transizione ecologica
Decarbonizzazione
Idrogeno verde, 450 milioni € di investimenti PNRR, Cingolani firma
Unioncamere
PNRR, imprese in ritardo: ecco come le Camere di commercio possono aiutare
I fondi
Industria 4.0: solo un’impresa su tre pronta a salire sul treno Pnrr
CODICE STARTUP
Imprenditoria femminile: come attingere ai fondi per le donne che fanno impresa
DECRETI
PNRR e Fascicolo Sanitario Elettronico: investimenti per oltre 600 milioni
IL DOCUMENTO
Competenze digitali, ecco il nuovo piano operativo nazionale
STRUMENTI
Da Istat e RGS gli indicatori per misurare la sostenibilità nel PNRR
STRATEGIE
PNRR – Piano nazionale di Ripresa e Resilienza: cos’è e novità
FONDI
Pnrr, ok della Ue alla seconda rata da 21 miliardi: focus su 5G e banda ultralarga
GREEN ENERGY
Energia pulita: Banca Sella finanzia i progetti green incentivati dal PNRR
TECNOLOGIA SOLIDALE
Due buone notizie digitali: 500 milioni per gli ITS e l’inizio dell’intranet veloce in scuole e ospedali
INNOVAZIONE
Competenze digitali e InPA cruciali per raggiungere gli obiettivi del Pnrr
STRATEGIE
PA digitale 2026, come gestire i fondi PNRR in 5 fasi: ecco la proposta
ANALISI
Value-based healthcare: le esperienze in Italia e il ruolo del PNRR
Strategie
Accordi per l’innovazione, per le imprese altri 250 milioni
Strategie
PNRR, opportunità e sfide per le smart city
Strategie
Brevetti, il Mise mette sul piatto 8,5 milioni
Strategie
PNRR e opere pubbliche, la grande sfida per i Comuni e perché bisogna pensare digitale
Formazione
Trasferimento tecnologico, il Mise mette sul piatto 7,5 milioni
Strategie
PSN e Strategia Cloud Italia: a che punto siamo e come supportare la PA in questo percorso
Dispersione idrica
Siccità: AI e analisi dei dati possono ridurre gli sprechi d’acqua. Ecco gli interventi necessari
PNRR
Cloud, firmato il contratto per l’avvio di lavori del Polo strategico
Formazione
Competenze digitali, stanziati 48 milioni per gli Istituti tecnologici superiori
Iniziative
Digitalizzazione delle reti idriche: oltre 600 milioni per 21 progetti
Competenze e competitività
PNRR, così i fondi UE possono rilanciare la ricerca e l’Università
Finanziamenti
PNRR, si sbloccano i fondi per l’agrisolare
Sanità post-pandemica
PNRR, Missione Salute: a che punto siamo e cosa resta da fare
Strategie
Sovranità e autonomia tecnologica nazionale: come avviare un processo virtuoso e sostenibile
La relazione
Pnrr e PA digitale, l’alert della Corte dei conti su execution e capacità di spesa
L'editoriale
Elezioni 2022, la sfida digitale ai margini del dibattito politico
Strategie
Digitale, il monito di I-Com: “Senza riforme Pnrr inefficace”
Transizione digitale
Pnrr: arrivano 321 milioni per cloud dei Comuni, spazio e mobilità innovativa
L'analisi I-COM
Il PNRR alla prova delle elezioni: come usare bene le risorse e centrare gli obiettivi digitali
Cineca
Quantum computing, una svolta per la ricerca: lo scenario europeo e i progetti in corso
L'indice europeo
Desi, l’Italia scala due posizioni grazie a fibra e 5G. Ma è (ancora) allarme competenze
L'approfondimento
PNRR 2, ecco tutte le misure per cittadini e imprese: portale sommerso, codice crisi d’impresa e sismabonus, cosa cambia
Servizi digitali
PNRR e trasformazione digitale: ecco gli investimenti e le riforme previste per la digitalizzazione della PA
Legal health
Lo spazio europeo dei dati sanitari: come circoleranno le informazioni sulla salute nell’Unione Europea
Servizi digitali
PNRR e PA digitale: non dimentichiamo la dematerializzazione
Digital Healthcare transformation
La trasformazione digitale degli ospedali
Governance digitale
PA digitale, è la volta buona? Così misure e risorse del PNRR possono fare la differenza
Servizi digitali
Comuni e digitale, come usare il PNRR senza sbagliare
La survey
Pnrr e digitale accoppiata vincente per il 70% delle pmi italiane
Missione salute
Fascicolo Sanitario Elettronico alla prova del PNRR: limiti, rischi e opportunità
Servizi pubblici
PNRR: come diventeranno i siti dei comuni italiani grazie alle nuove risorse
Skill gap
PNRR, la banda ultra larga crea 20.000 nuovi posti di lavoro
Il Piano
Spazio, Colao fa il punto sul Pnrr: i progetti verso la milestone 2023
FORUMPA2022
PNRR e trasformazione digitale: rivedi i Talk di FORUM PA 2022 in collaborazione con le aziende partner
I contratti
Avio, 340 milioni dal Pnrr per i nuovi propulsori a metano
Next Generation EU
PNRR, a che punto siamo e cosa possono aspettarsi le aziende private
Fondi
Operativo il nuovo portale del MISE con tutti i finanziamenti per le imprese
Servizi comunali
Il PNRR occasione unica per i Comuni digitali: strumenti e risorse per enti e cittadini
Healthcare data platform
PNRR dalla teoria alla pratica: tecnologie e soluzioni per l’innovazione in Sanità
Skill
Competenze digitali, partono le Reti di facilitazione
Gli obiettivi
Scuola 4.0, PNRR ultima chance: ecco come cambierà il sistema formativo
Sistema Paese
PNRR 2, è il turno della space economy
FORUM PA 2022
FORUM PA 2022: la maturità digitale dei comuni italiani rispetto al PNRR
Analisi
PNRR: dalla Ricerca all’impresa, una sfida da cogliere insieme
Innovazione
Pnrr, il Dipartimento per la Trasformazione digitale si riorganizza
FORUM PA 2022
PA verde e sostenibile: il ruolo di PNRR, PNIEC, energy management e green public procurement
Analisi
PNRR, Comuni e digitalizzazione: tutto su fondi e opportunità, in meno di 3 minuti. Guarda il video!
Rapporti
Competenze digitali e servizi automatizzati pilastri del piano Inps
Analisi
Attuazione del PNRR: il dialogo necessario tra istituzioni e società civile. Rivedi lo Scenario di FORUM PA 2022
Progetti
Pnrr, fondi per il Politecnico di Torino. Fra i progetti anche IS4Aerospace
Analisi
PNRR, Colao fa il punto sulla transizione digitale dell’Italia: «In linea con tutte le scadenze»
La Svolta
Ict, Istat “riclassifica” i professionisti. Via anche al catalogo dati sul Pnrr
Analisi
Spazio, Colao fa il punto sul Pnrr: i progetti verso la milestone 2023
FORUM PA 2022
Ecosistema territoriale sostenibile: l’Emilia Romagna tra FESR e PNRR
Il Piano
Innovazione, il Mise “centra” gli obiettivi Pnrr: attivati 17,5 miliardi
Analisi
PNRR: raggiunti gli obiettivi per il primo semestre 2022. Il punto e qualche riflessione
Analisi
PNRR: dal dialogo tra PA e società civile passa il corretto monitoraggio dei risultati, tra collaborazione e identità dei luoghi
Webinar
Comuni e PNRR: un focus sui bandi attivi o in pubblicazione
Analisi
Formazione 4.0: cos’è e come funziona il credito d’imposta
PA e Sicurezza
PA e sicurezza informatica: il ruolo dei territori di fronte alle sfide della digitalizzazione
PA e sicurezza
PNRR e servizi pubblici digitali: sfide e opportunità per Comuni e Città metropolitane
Water management
Water management in Italia: verso una transizione “smart” e “circular” 
LE RISORSE
Transizione digitale, Simest apre i fondi Pnrr alle medie imprese
Prospettive
Turismo, cultura e digital: come spendere bene le risorse del PNRR
Analisi
Smart City: quale contributo alla transizione ecologica
Decarbonizzazione
Idrogeno verde, 450 milioni € di investimenti PNRR, Cingolani firma
Unioncamere
PNRR, imprese in ritardo: ecco come le Camere di commercio possono aiutare
I fondi
Industria 4.0: solo un’impresa su tre pronta a salire sul treno Pnrr

Articoli correlati