sabato 4 marzo 2017

L'Intelligenza Artificiale batte l'uomo a Texas Hold'em: verso l'intuito artificiale.

Fonte: ANSA Scienze
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Dopo gli scacchi, il Go e il poker classico, l'intelligenza artificiale è riuscita a battere l'uomo anche nel Texas Hold'em, la variante più complessa del poker, che prevede migliaia di possibili decisioni. Il programma DeepStack ha mostrato di saper ragionare e usare una sorta di 'intuizione' per riconsiderare la propria strategia. Un risultato che può avere applicazioni anche in tutti quegli ambiti in cui bisogna prendere decisioni complesse, dalla medicina alla difesa.

Il programma, descritto sulla rivista Science, è stato messo a punto fra Canada e Repubblica Ceca, con il coordinamento di Michael Bowling. DeepStack ha sconfitto lo scorso dicembre 10 giocatori professionisti su 11, dopo 3.000 partite giocate nell'arco di 4 settimane, ragionando e usando l'intuizione per riconsiderare la propria strategia.

E' riuscito a colmare il divario tra l'approccio usato per i giochi come gli scacchi, il Go e la dama, dove si hanno a disposizione tutte le informazioni, e quello impiegato nei giochi con informazioni 'imperfette', come il poker, dove i giocatori non dispongono delle stesse informazioni e prospettiva, ma devono 'muoversi' ragionando e usando l''intuizione', affinata attraverso l'apprendimento e allenamento, per rivalutare la propria strategia ad ogni mossa.

Rispetto agli altri programmi di intelligenza artificiale, è riuscito a migliorare la capacità di pensare ad ogni possibile situazione durante il gioco grazie a una tecnica di ri-soluzione continua. ''Insegniamo al sistema a imparare a valutare le situazioni - spiega Bowling - Ogni situazione è una mini-partita di poker. Invece di risolvere la partita intera, il programma risolve milioni di queste micro-partite, ognuna delle quali lo aiuta a rifinire la sua intuizione su come funziona il poker''.

Nonostante la complessità del gioco, il programma ha agito alla stessa velocità dell'uomo, con una media di soli 3 secondi. Per i ricercatori può avere applicazioni in tutti quegli ambiti in cui bisogna prendere decisioni complesse, come la scelta di una terapia medica, la pianificazione di una strategia difensiva o una negoziazione.

DeepStack non è l'unico programma ad essersi cimentato nel Texas Hold'em. A fine gennaio Libratus, sviluppato dall'università Carnegie Mellon, è riuscito a battere quattro dei migliori giocatori professionisti di poker in una maratona di 20 giorni a Pittsburgh, ma in modo diverso. Alla fine di ogni giornata di gioco, un algoritmo analizzava la strategia usata da Libratus, individuando le lacune e riparando le principali tre ogni notte. In questo modo era possibile aggiornare la strategia per ogni mano e nel corso della competizione il gioco diventava più aggressivo.

giovedì 2 febbraio 2017

Pronto il progetto del computer quantistico: Prototipo fra 2 anni, costo oltre 100 milioni di euro

Fonte: ANSA Scienze
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Sarà grande quanto un campo da calcio e costerà 100 milioni di euro, il primo computer quantistico, molto più potente di qualsiasi computer mai concepito e dalla portata rivoluzionaria. Dimensioni, caratteristiche, tecnologie, sono tutte descritte nel suo primo progetto operativo, che rende vicina e realistica la costruzione di questa macchina inseguita da decenni. Tanto che il prototipo è previsto tra 2 anni. Descritto sulla rivista Science Advances, il progetto si deve al gruppo coordinato da Winfried Hensinger, dell'università britannica del Sussex.

Sarà il calcolatore più potente mai realizzato: potrà risolvere in poco tempo problemi che a un normale computer richiederebbero miliardi di anni e potrebbe rivoluzionare industria, commercio e ricerca scientifica. ''Stiamo costruendo un prototipo che speriamo di completare entro 2 anni'', ha detto all'ANSA Hensinger. Inoltre, ha aggiunto, ''stiamo iniziando a cercare partner industriali per costruire il computer quantistico basato sul nostro progetto''. La macchina potrebbe essere pronta tra 10 anni, ma i tempi di realizzazione, ha osservato, ''sono difficili da stimare perché dipendono molto dai partner, gli investimenti e le persone coinvolte''.

Computer come questi si basano sulle tecnologie quantistiche, che permettono di manipolare il mondo dell'infinitamente piccolo. A differenza dei computer tradizionali, le cui unità di informazione (bit) codificano un valore alla volta (1 o 0), le unità di base dei computer quantistici (chiamate qubit) possono assumere diversi valori contemporaneamente, memorizzando molti più dati e per questo potranno elaborare le informazioni molto più velocemente. In questo progetto saranno usati come bit quantistici atomi caricati elettricamente, cioè ioni, che viaggeranno da un modulo all'altro del computer attraverso collegamenti fatti di campi elettrici. Nei progetti sviluppati finora, invece, i collegamenti erano previsti in fibra ottica.

Questo nuovo approccio consentirà una velocità di connessione tra i singoli moduli del futuro computer quantistico 100.000 volte maggiore rispetto al collegamento in fibra ottica. ''Per molti anni - ha osservato Hensinger - la gente ha pensato che fosse impossibile costruire un computer quantistico vero e proprio. Con il nostro progetto, non solo abbiamo dimostrato che si può fare, ma stiamo offrendo un piano di 'chiavi e bulloni' per costruire la macchina''. A differenza di quanto si potrebbe immaginare il primo computer quantistico non sarà piccolo, ha detto Hensinger, ma molto grande: potrebbe riempire un edificio grande quanto un campo da calcio, perché gran parte dello spazio sarà occupato dalle sofisticate macchine che genereranno i campi elettrici.

martedì 31 gennaio 2017

L'universo come un ologramma: Nuove conferme dai dati del satellite Planck.

Fonte: ANSA Scienze
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L'universo potrebbe essere davvero un gigantesco ologramma 3D, emanazione di un campo piatto bidimensionale: questa teoria cosmologica 'alternativa', elaborata negli anni '90, sembrerebbe infatti compatibile con i dati sperimentali raccolti sull'eco del Big Bang dal satellite Planck dell'Agenzia Spaziale Europea (Esa). A indicarlo è lo studio pubblicato sulla rivista Physical Review Letters da un gruppo internazionale di fisici e astrofisici teorici a cui ha preso parte anche l'Italia con l'Università del Salento e la sezione di Lecce dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn).

L'ipotesi che l'universo funzioni come un enorme e complesso ologramma ha raccolto negli anni ''evidenze teoriche in vari settori della fisica delle interazioni fondamentali'', spiega Claudio Corianò, ricercatore dell'Infn e docente di fisica teorica nell'Università del Salento. ''L'idea alla base della teoria olografica dell'Universo - precisa l'esperto - è che tutte le informazioni che costituiscono la 'realtà' a tre dimensioni (più il tempo) siano contenute entro i confini di una realtà con una dimensione in meno''.

Per verificare la plausibilità di questo modello, i ricercatori hanno condotto un'analisi congiunta di aspetti teorici e fenomenologici della fisica dell'universo primordiale, insieme a studi di fisica delle interazioni fondamentali. I risultati di questa complessa analisi sono stati poi confrontati con i dati sperimentali satellitari sulla radiazione cosmica di fondo, l'eco del Big Bang appunto, risultando statisticamente compatibili anche con il modello olografico, e non solo con il modello corrente del nostro universo (chiamato Lambda-Cdm) che lo descrive come in fase di accelerazione a causa della presenza dell'energia oscura.  I ricercatori ritengono che i risultati di questo studio possano aprire la strada ad una migliore comprensione del cosmo, spiegando come siano nati lo spazio e il tempo in cui viviamo.

venerdì 6 gennaio 2017

Il cervello non smette mai di crescere: Continua a svilupparsi anche negli adulti.

Fonte: ANSA Scienze
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A sorpresa, il cervello umano ha trovato ancora il modo di stupire, superando la più consolidata delle teorie sul suo sviluppo: non è vero che una volta raggiunta l'età adulta resta uguale a se stesso, ma continua a crescere, almeno in una sua parte. Pubblicata sulla rivista Science, la ricerca è stata condotta da Jesse Gomez, dell' Istituto di Neuroscienze dell'università californiana di Stanford, e dimostra che nella parte del cervello specializzata nel riconoscere i volti si forma nuovo tessuto capace di assolvere nuove funzioni.
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Un risultato 'fantastico':
"Vediamo che questo tessuto cresce realmente", ha detto Gomez. La capacità di crescere del cervello è stata osservata in un'area che controlla una funzione importante, considerando che la capacità di riconoscere i visi è cruciale per avere una vita sociale, nei giovani come negli adulti. I risultati "indicano che ci sono dei cambiamenti concreti nel tessuto cerebrale che avvengono durante lo sviluppo, ha osservato il direttore dell' Istituto di Neuroscienze di Stanford, Kalanit Grill-Spector. "Penso - ha aggiunto - che questo sia fantastico".
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Proliferazione di microstrutture:
Finora era noto nell'infanzia e nell'adolescenza avviene un processo di eliminazione delle connessioni fra i neuroni (sinapsi) ormai diventate inutili per lasciare spazio a quelle più produttive. Adesso si è visto che avviene anche un altro cambiamento, nel quale si aggiunge qualcosa. I ricercatori hanno chiamato il fenomeno "proliferazione di microstrutture", anche se non sono ancora in grado di specificare quali sia la natura delle microstrutture. Un'ipotesi è che siano le 'ramificazioni' dei neuroni, ossia strutture chiamate dendriti che possono essere organizzate in modi diversi.
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L'esperimento:
I dati che documentano questi cambiamenti sono stati raccolti osservando il cervello in attività in 22 bambini e 25 adulti con una tecnica non invasiva come la Risonanza magnetica nucleare. E' emerso così che la regione del cervello che aiuta a riconoscere i visi continua a svilupparsi negli adulti., mentre non accade lo stesso nell'area che permette di riconoscere i luoghi, che resta invariata con il passare degli anni.
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Le prospettive:
Per Raffalella Tonini, esperta di Neuroscienze dell'Istituto Italiano di tecnologia (Iit) "è una ricerca molto interessante e importante" e segna "un notevole avanzamento" perchè potrebbe avere "implicazioni nella comprensione dei meccanismi alla base dei disordini dello sviluppo che portano a disturbi come autismo e schizofrenia". Queste nuove conoscenze aprono anche la "possibilità di identificare altri bersagli molecolari".

giovedì 5 gennaio 2017

Biomateriali a metà tra mondo vivente e inanimato - Plastiche con funzioni biologiche: cambiano colore e riparano ossa.

Fonte: ANSA Scienze
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Acqua e proteine della seta. Su questi due semplici 'ingredienti' si basa la 'ricetta' che apre la strada ad una nuova classe di materiali ibridi, al confine tra mondo vivente e inanimato. Tanto e' bastato infatti ai ricercatori della Tufts University, guidati dagli italiani Fiorenzo Omenetto e Benedetto Marelli, per sviluppare i primi biomateriali in 3D che possono essere programmati per compiere funzioni biologiche, come cambiare colore quando sono sotto sforzo o rilasciare farmaci, o ancora riparare le ossa. Il risultato, pubblicato sulla rivista dell'Accademia delle Scienze degli Stati Uniti (Pnas), puo' avere molte possibili applicazioni.

La seta, uno dei materiali più forti in natura
La struttura cristallina della seta e' unica e la rende uno dei materiali piu' forti in natura. La fibroina, la proteina che la rende resistente e si auto-assembla, ha la capacita' di proteggere altri materiali pur essendo completamente biocompatibile e biodegradabile. Grazie a queste proprieta', e' possibile costruire solidi di dimensioni molto diverse, anche piccolissime, per compiere determinate funzioni. In passato la stessa proteina e' stata utilizzata per ottenere delle spugne ma adesso si e' deciso di sfruttare altre proprieta', come la solidita' e la resistenza nel tempo: ''il nuovo materiale si comporta come una plastica dura. Ma oltre ad essere un solido, ha anche funzioni biologiche'', spiega all'ANSA Omenetto.

Viti che reagiscono al calore e producono farmaci
I ricercatori sono riusciti a costruire delle viti di fibroina: quando vengono esposte ai raggi infrarossi e scaldate fino alla temperatura di 160 gradi rilasciano enzimi o farmaci. ''Abbiamo ottenuto delle viti che si riscaldano aggiungendo delle nanoparticelle d'oro e possono assorbire le radiazioni'', continua Omenetto. In futuro, ''aggiungendo dei fattori di crescita si potranno avere delle viti ortopediche, capaci di aiutare la ricrescita delle ossa'', aggiunge. Le stesse capacita' sono state sfruttate anche per realizzare delle pinze chirurgiche che cambiano colore quando si avvicinano al loro limite meccanico.

In futuro bulloni 'sensibili' e oggetti per la casa rimodellabili
''La possibilita' di inserire degli elementi, di controllare il loro auto-assembleaggio e modificarne la forma finale, offre delle grandi opportunita' per realizzare biomateriali multifunzione'', commenta Omenetto. Anche se ancora serve molto studio, in futuro si potra' arrivare ad avere anche attrezzi, come dadi e bulloni, che sentono e segnalano le condizioni ambientali che li circondano, oppure oggetti per la casa che possono essere rimodellati.

mercoledì 28 dicembre 2016

Costruita con due atomi la radio più piccola del mondo: Realizzata ad Harvard sfruttando le proprietà dell'azoto.

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Realizzata ad Harvard sfruttando le proprietà dell'azoto, che capta le onde elettromagnetiche delle trasmissioni e le trasforma in luce. Avrà applicazioni di ogni tipo, promettono i suoi ideatori: dalle missioni spaziali ai pc quantistici.

ROMA - Grazie alla sua robustezza potrà essere usata in ogni tipo di ambiente, dalle sonde spaziali per Marte fino al corpo umano, nei pacemaker di nuova generazione, e potrebbe diventare un elemento base per i futuri pc quantistici. La microradio è il risultato del lavoro guidato da Marko Loncar, della Scuola di ingegneria e scienze applicate di Harvard, pubblicato sulla rivista Physical Review Applied.

Nel cuore di tutte le radio, per farle funzionare, deve essere presente un qualche dispositivo capace di "sentire" le onde elettromagnetiche e convertirle in un segnale che possa poi essere inviato alle casse. A svolgere questo ruolo nella nuova radio è un piccolo diamante con al centro una coppia di atomi di azoto. I due atomi sono sensibili alle onde radio in arrivo, a quando vengono "colpiti" vibrano emettendo luce. Un convertitore trasforma poi questi segnali luminosi in corrente elettrica che mette in azione le casse, riproducendo in suono il segnale radio.

Una radio "tradizionale", ma con un cuore piccolissimo e super resistente, che ne rende possibile l'impiego in qualsiasi situazione, dai dispositivi che devono funzionare all'interno del corpo umano, come possono essere i pacemaker oppure i futuri nano-trasportatori di farmaci, a situazioni "estreme" come quelle che deve affrontare una sonda spaziale.

Trasformando il segnale elettromagnetico in luce, il nuovo strumento potrebbe trovare anche applicazioni nei futuri computer quantistici con una funzione simile a quella dei tradizionali modem wi-fi. Il team di Loncar ha anche realizzato un video per spiegare l'idea alla base dell'invenzione. 

Ottenuta la prima cellula staminale sintetica: Offre tutti i benefici evitando i rischi.

Fonte: ANSA Scienze
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Funziona la prima cellula staminale sintetica. È stata realizzata per ottenere tutti i benefici delle cellule staminali, eliminando i rischi. Questa prima versione è una cellula cardiaca, ma la tecnica permette di ottenere cellule staminali artificiali di molti altri organi e tessuti. Descritto su Nature Communications, il risultato si deve al gruppo coordinato da Ke Cheng, della North Carolina State University.

Un approccio innovativo
''E' un approccio interessante e innovativo'' ha osservato il genetista Giuseppe Novelli, rettore dell'università di Roma Tor Vergata. E’ interessante anche, ha aggiunto, ''che sia stato sperimentato sia in vitro sia su topi''. Trapiantate infatti nei topi con infarto del miocardio, queste cellule si sono legate ai tessuti cardiaci e hanno riparato quelli danneggiati, con una efficacia paragonabile a quella delle cellule staminali cardiache.

Una strategia promettente nella medicina rigenerativa
Le terapie con le cellule staminali rappresentano una strategia promettente nel campo della medicina rigenerativa. Queste cellule, infatti, possono riparare tessuti o organi danneggiati, grazie alla secrezione di proteine con proprietà rigenerative. Tuttavia il trapianto di queste cellule è associato con il rischio di sviluppo di tumori e rigetto immunitario. Le cellule staminali artificiali invece hanno le stesse funzioni delle cellule staminali nella riparazione dei tessuti, senza i rischi.

Ottenute con materiale biodegradabile e biocompatibile
Sono state ottenute con un materiale biodegradabile e biocompatibile chiamato Plga (acido lattico co-glicolico) nel quale sono stati aggiunte le proteine prodotte da cellule staminali cardiache umane in coltura. Infine, queste cellule sono state rivestite con la membrana delle cellule staminali cardiache. ''Abbiamo preso il contenuto e il guscio delle staminali - ha osservato Cheng - e li abbiamo confezionati in una particella biodegradabile''.