SEMEION CENTRO RICERCHE ATTIVITÀ 2003

SEMEION CENTRO RICERCHE
SINTESI ATTIVITÀ 1992-20021
Il Centro Ricerche Semeion è un Ente scientifico senza scopo di lucro, fondato nel
1985, con personalità giuridica riconosciuta dal Ministero dell’Università e della Ricerca
Scientifica e Tecnologica, oggi rinominato Ministero Istruzione Università e Ricerca
(M.I.U.R) tramite decreto ministeriale del 12 novembre 1991.
Nella procedura di riconoscimento sono stati due i Comitati Nazionali di Consulenza del
Consiglio Nazionale delle Ricerche (C.N.R.) che hanno dato parere positivo:
-
il Comitato Nazionale per la Scienza e le Tecnologie dell’Informazione;
-
il Comitato Nazionale per le Scienze Economiche, Sociologiche e Statistiche.
L’obiettivo istituzionale del Semeion è riassumibile in 3 punti:
ricerca di base e sperimentale sui sistemi complessi e sulla simulazione dei
processi cognitivi;
conversione dei risultati della ricerca in progetti sociali e di ingegneria civile;
definizione di strategie di intervento previsionali attraverso l’uso di tecnologie
informatiche avanzate basate su Reti Neurali Artificiali ed altri Sistemi
Artificiali Adattivi in diversi campi applicativi.
Per il raggiungimento dell’obiettivo istituzionale il Semeion ha sviluppato, nel corso di
questi anni, diverse attività, che sono riassumibili nelle seguenti voci:
1.
2.
Ricerca di base e sperimentale
1.1.
Scoperte e brevetti
1.2.
Software di ricerca
1.3.
Pubblicazioni scientifiche
1.4.
Partecipazione dei ricercatori a conferenze e convegni
Ricerca applicata
2.1.
3.
Progetti e applicazioni
Formazione verso l’esterno
3.1.
Corsi e stage
1
Questo documento rappresenta una sintesi delle attività del Semeion Centro Ricerche svolte dal 1992 al
2002.
1
Uno schema generale sintetizza l’architettura di queste attività.
ATTIVITÀ DI RICERCA SEMEION
Ricerca di base e sperimentale
Scoperte
e brevetti
Software
di ricerca
Pubblicazioni
Ricerca applicata
Partecipazione
a convegni
Formazione verso
l’esterno
Progetti e
applicazioni
Corsi e
stage
Sperimentazioni
Lo staff dei ricercatori che porta avanti le attività del Semeion è così composto.
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DIRETTORE
Prof. Paolo Massimo Buscema
VICE DIRETTORE
Dr. Giulia Massini
RICERCATORI
Marco Intraligi
Dr. Ing. Stefano Terzi
ORGANIZZAZIONE RICERCA
Dr. Guido Maurelli
Dr. Massimiliano Capriotti
RICERCATORI ASSOCIATI
VISITING RESEARCHERS
AMMINISTRAZIONE
SEGRETERIA
RELAZIONI ESTERNE
Dr. Ing. Marco Breda
Dr. Vittorio Carlei
Dr. Ing. Luigi Catzola
Dr. Enzo Grossi
Prof. Massimo Cocchi
Dr. Luc De Vreese
Prof. Stanley Einstein
Dr. Marco Ramazzotti
Prof. Pier Luigi Sacco
Rag. Giancarlo Magistretti
Marina Marini
Sabrina Ottaviani
Patrizia Nocera
0. IL CAMPO DI RIFERIMENTO TEORICO
Il campo di riferimento teorico e applicativo all’interno del quale il Semeion opera può
essere definito come “Scienze dell’Artificiale” (Artificial Sciences) del quale è opportuno
fornire una breve descrizione che consente di inquadrare il contesto nel quale l’attività di
ricerca si esplica.
Le Artificial Sciences (A.S.) sono quelle scienze per le quali la comprensione dei processi
naturali e/o culturali si realizza tramite la ricreazione di quei processi stessi per mezzo di
modelli automatici.
Nelle A.S. il computer è ciò che la scrittura rappresenta per le lingua naturale: le A.S. sono
costituite di algebre formali per la generazione di modelli artificiali (strutture e processi),
3
nello stesso modo in cui le lingue naturali sono costituite di una semantica, di una sintassi
e di una pragmatica per la generazione dei testi.
Nelle lingue naturali la scrittura è la conquista della indipendenza dal tempo della parola,
tramite lo spazio; nelle A.S. il computer è la conquista del modello dell’indipendenza dal
soggetto , tramite l’automazione e/o l’azione.
Così come, tramite la scrittura, una lingua naturale può creare oggetti culturali che prima
della scrittura erano impensabili (romanzi, testi di leggi, manuali ecc...) allo stesso modo le
A.S. , tramite il computer, possono creare modelli automatici di particolare complessità.
Nelle A.S. la comprensione di un qualsiasi processo naturale e/o culturale avviene in
modo proporzionale alla capacità del modello artificiale automatico di ricreare quel
processo. Più la comparazione tra processo originale e modello generato dà esito positivo,
più è probabile che il modello artificiale abbia esplicitato le regole di funzionamento del
processo originale.
Questo confronto, tuttavia, non può essere effettuato in modo ingenuo. Sono necessari
sofisticati strumenti di analisi per effettuare una comparazione attendibile tra processo
originale e modello artificiale.
La maggioranza degli strumenti di analisi utili per questa comparazione consistono nel
confrontare le dinamiche del processo originale e quelle del modello artificiale al variare
delle rispettive condizioni al contorno.
Le Artificial Sciences si suddividono un due grandi settori: la Natural Computation e la
Classic Computer Science.
Natural Computation
Il settore della Natural Computation (N.C.) è quello nel quale il Semeion effettua attività di
ricerca da diversi anni.
La N.C. è quella parte delle Artificial Sciences (A.S.) che tenta di costruire modelli
automatici di processi naturali e/o culturali tramite l’interazione locale di microprocessi non
isomorfi al processo originale.
Nella N.C. si assume quindi che qualsiasi processo sia il risultato, più o meno contingente,
di processi più elementari che tendono ad auto-organizzarsi nel tempo e nello spazio e
che nessuno dei microprocessi è di per sé informativo circa la funzione che assumerà
rispetto agli altri, né del processo globale di cui sarà parte.
Questa filosofia computazionale, poco economica per la creazione di modelli semplici, può
essere utilizzata efficacemente per creare qualsiasi tipo di processo o modello che si ispiri
4
a processi complessi, ossia a processi di fronte ai quali le filosofie classiche hanno trovato
notevoli inconvenienti.
E’ questa la ragione per la quale con N.C. l’analisi e la generazione di modelli artificiali
altamente non lineari è particolarmente presente.
La N.C. si occupa in realtà della costruzione di modelli artificiali che simulano la
complessità dei processi naturali e/o culturali non tramite regole, bensì tramite vincoli che,
a seconda dello spazio e del tempo attraverso il quale prende forma il processo, creano
autonomamente un insiemi di regole contingenti ed approssimate.
La N.C. non tenta di ricreare processi naturali e/o culturali analizzando le regole tramite le
quali si vuole che questi funzionino e formalizzandole in un modello artificiale. Al contrario,
la N.C. tenta di ricreare processi naturali e/o culturali costruendo modelli artificiali in grado
di creare dinamicamente regole locali suscettibili di cambiamento in accordo al processo
stesso. Nella N.C. una dinamica come l’apprendere ad apprendere è implicita nei modelli
artificiali stessi, mentre nella Classical Computation ha bisogno di ulteriori regole.
All’interno di questo contesto teorico ogni anno l’insieme delle attività viene portato avanti
dai ricercatori del Semeion nei diversi settori nei quali il lavoro di ricerca viene effettuato.
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1. Ricerca di base e sperimentale
La Ricerca di Base consiste nella formulazione di teorie adeguatamente formalizzate
(linguaggio matematico e/o equivalente implementabile su computer) e della loro
sperimentazione.
Ricerca di Base e sperimentale sono due facce della stessa medaglia: la prima senza la
seconda è non falsificabile e, quindi, incontrollabile, la seconda senza la prima è un’attività
disordinata.
La formulazione di teorie e la loro sperimentazione costituiscono i fondamenti della
Ricerca di Base, così come da anni mostra la fisica.
La Ricerca di Base e sperimentale permettono le Scoperte Fondamentali. Le Scoperte
Fondamentali sono quelle che ridisegnano i criteri con i quali si produce la conoscenza
scientifica. Si tratta, quindi, di scoperte che non si limitano ad accrescere la conoscenza
scientifica.
Le Scoperte Fondamentali, sono quelle che permettono nel tempo un progresso scientifico
forte ed improvviso e un conseguente ritorno esponenziale degli investimenti; le Scoperte
Incrementali, invece, sono quelle che perfezionano e/o specificano, in un ambito
sperimentale o applicativo particolare, le Scoperte Fondamentali.
La Ricerca di Base si valuta dalla produttività delle Scoperte Fondamentali e incrementali
e delle applicazioni tecnologiche che essa permette nel tempo.
La ricerca di base e sperimentale, così concepita, è una delle attività principali del
Semeion, all’interno dei vari settori dell’attività istituzionale.
Si tratta di un’attività che non viene finanziata direttamente da nessun ente, ma costituisce
il motore del lavoro di ricerca che si manifesta successivamente sotto diversi aspetti.
La ricerca di base è il luogo di riferimento teorico da dove la ricerca applicata pianifica la
realizzazione dei progetti.
La ricerca di base è il laboratorio dove si sperimentano nuove teorie e si costruiscono
nuovi modelli e algoritmi, realizzando programmi informatici di ricerca che hanno come
scopo una pura funzione sperimentale.
Le pubblicazioni scientifiche, sia in termini di libri sia in termini di articoli scientifici
pubblicati su riviste internazionali, sono fra gli oggetti più consistenti in termini teorici che
la ricerca di base è in grado di produrre.
I brevetti e le scoperte sono i prodotti concreti dell’attività di ricerca di base, e costituiscono
un ulteriore indicatore della produttività teorica e applicativa del lavoro di ricerca sviluppato
all’interno del Semeion.
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L’attività di formazione, che comprende anche l’attività di stage, non è direttamente
connessa alla ricerca di base, ma appartiene a quell’attività di divulgazione scientifica con
intento didattico, che ha lo scopo di formare nuovi ricercatori nel campo dell’intelligenza
artificiale con particolare riferimento ai sistemi artificiali adattivi.
La partecipazione a conferenze e convegni misura il livello di interesse che la comunità
scientifica attribuisce al lavoro di ricerca che viene svolto dai ricercatori del Semeion.
All’interno di un Centro Ricerche, quindi, l’attività che maggiormente viene svolta non ha
una visibilità immediata, può essere valutata solo attraverso le diverse manifestazioni
dell’attività istituzionale che hanno un maggior grado di concretezza pratica.
L’attività di ricerca di base e sperimentale occupa più del 70% del tempo di lavoro uomo
dei ricercatori che compongo l’equipe del Semeion, quindi assorbe risorse economiche
che assumono la forma dell’autofinanziamento affiancato alle altre attività istituzionali che
consentono di ottenere finanziamenti su progetti.
1.1.
Scoperte e brevetti
L’attività di ideazione, scoperta e sperimentazione di architetture di Reti Neurali, di nuovi
algoritmi, di nuovi metodi e tecniche per migliorare le prestazioni dei sistemi adattativi
esistenti o innovativi, è una costante del lavoro di ricerca del Semeion. Massimo
Buscema è l’autore delle scoperte, ma il lavoro di equipe costituisce un confronto, uno
stimolo e un contributo per le innovazioni nella ricerca di base.
Ideazione di una nuova rete neurale, chiamata SELF REFLEXIVE NETWORK
(1989), una rete in non supervisionata in grado di apprendere le relazioni spaziali e
temporali tra i patterns di ingresso. Pubblicazioni in Buscema 1993, Buscema
1994b, Buscema 1995, Pandin 1996 e Buscema 1998 Programma SW: Buscema,
MAPS, Semeion Software n° 8, 1990-1998, Roma.
Ideazione del SELF MOMENTUM (1989), un nuovo algoritmo per migliorare
l’apprendimento delle reti, e di una nuova rete neurale, chiamata SELF REFLEXIVE
NETWORK (1989), una rete non supervisionata BackPropagation. Il Self Momentum
si è dimostrato utile nell’evitare l’overfitting di apprendimento. Pubblicazioni in
Buscema 1994a (prima versione), 1997 e 1998 (versione migliorata). Programma
SW: Buscema, SQUASH, Semeion Software n° 5, 1992-1998, Roma.
7
Ideazione del RE-ENTRY (1989), una tecnica per permettere ad una rete neurale di
rendere dinamico il proprio processo di recall. Il Re-Entry permette alla ANN di
reinterpretare le proprie risposte in modo ricorsivo, fino a minimizzare la propria
energia interna. Pubblicazioni in Buscema 1994a, 1994b, 1995, 1997 e 1998.
Programma SW: Buscema, SCHEMA, Semeion Software n° 6, 1992-1998, Roma.
Ideazione del FREEZING (1990), un algoritmo in grado di aumentare la rapidità di
convergenza delle ANN Back Propagation sui problemi con Output binario.
Pubblicazioni in Buscema 1994a, 1998. Programma SW: Buscema, SQUASH,
Semeion Software n° 5, 1992-1998, Roma.
Ideazione di un nuovo tipo di RETE NEURALE A RICIRCOLAZIONE (1991). Si
tratta di una Rete a Ricircolazione in grado di effettuare la convergenza utilizzando
una sola matrice di connessioni. Pubblicazioni in Buscema 1998. Programma SW:
Buscema, SCHEMA, Semeion Software n° 6, 1992-1998, Roma.
Ideazione di METANET (1995), una Rete Neurale in grado di migliorare le
prestazioni degli N sistemi (neurali, statistici, ecc.) che usa come consulenti, nella
risoluzione di problemi multinomiali. Applicata al riconoscimento dei difetti delle
lastre di acciaio presso il Centro Sviluppo Materiali (Italia). Pubblicazioni in Buscema
1998. Programma SW: Buscema, MetaNet, Semeion Software n° 9, 1996, Roma.
Ideazione di 2 nuovi algoritmi per le BackPropagation, la FREUD RULE e la JUNG
RULE (1996) per ridistribuire la rilevanza delle connessioni nei problemi di
previsione temporale. Pubblicazioni in Buscema 1997, 1998. Programma SW:
Buscema, SQUASH, Semeion Software n° 5, 1992-1998, Roma.
Ideazione di un nuovo sistema adattivo chiamato “MAPPA CONTRATTIVA” (1997).
Si tratta di un sistema in grado di proiettare nello spazio dei pesi i rapporti di
plasticità e stabilità dei modelli di ingresso, sotto forma ologrammatica.
Pubblicazione interna: Buscema 1997. Programma SW: Buscema, CM, Semeion
Software riservato.
Ideazione di una nuova Rete Neurale Ricorrente chiamata SELF RECURRENT
NETWORK (1997). Si tratta di un sistema in grado di apprendere dinamicamente
l’apprendimento delle proprie unità hidden. Pubblicazioni in Buscema 1998.
Programma SW: Buscema, SQUASH, Semeion Software n° 5, 1992-1998, Roma.
Ideazione di un nuovo algoritmo per la correzione dei pesi nelle reti “Interactive
Activation and Competition (IAC), chiamato BUSCEMA ALGORITHM (1997).
8
Pubblicazioni in Buscema 1998. Programma SW: G. Massini, IAC, Semeion
Software n° 7, 1995-1998, Roma.
Ideazione di una nuova Rete Neurale Ricorrente, chiamata CLUSTER NETWORK
(1997). Si tratta di un organismo composto da 2 Reti, una Rete supervisionata
classica e una Self Reflexive che cooperano in modo ricorrente, per i problemi di
riconoscimento e di previsione temporale. Pubblicazioni in Buscema 1998.
Programma SW: Buscema, SQUASH, Semeion Software n° 5, 1992-1998, Roma.
Ideazione di GEN-D (1997), un nuovo genere di algoritmi genetici fondati sulla
crescita strutturale della biodiversità, sulla solidarietà verso i più deboli e sulla
premiazione delle medie. Nei benchmarks, si è dimostrato di parecchie misure più
efficace degli algoritmi genetici tradizionali. Pubblicazioni in Buscema 1998.
Programma SW: Buscema, Gen 15, Semeion Software riservato.
Ideazione di METAGEN (1997), un sistema ibrido Reti Neurali e GenD in grado di
ottimizzare le connessioni di più Reti Neurali, senza mutarne i valori delle
connessioni. Pubblicazione interna. Programma SW: Buscema, MetaGen, Semeion
Software riservato.
Ideazione di SEMEION NET (1997), un nuovo tipo di organismo in grado di trovare
autonomamente la composizione di funzioni che rendono quasi lineare una funzione
non lineare. Nei benchmarks, Semeion Net ha risolto sempre il problema della
negazione (3 XOR), con sole 3 unità hidden e senza connessioni I-O, con una media
di 6 presentazioni; il problema della parità a 4, 5 e 6 bit con una media di 8-9
presentazioni, senza mai cadere in minimi locali, e partendo da pesi sempre
inizializzati randomicamente. Pubblicazione riservata. Programma SW: Buscema,
SQUASH, Semeion Software versione riservata.
Ideazione di un nuovo algoritmo per le Self-Reflexive Networks che permette loro di
avere un nuovo strato di unità hidden, di cardinalità arbitraria (FREE UNITS), tra lo
strato hidden e quello di output. Lo strato Free Units permette alle Self-Reflexive
Networks di clusterizzare e mappare in modo non supervisionato i dati provenienti
dall’input. Semeion, Aprile 1997. Pubblicazione in Buscema 1999a.
Ideazione di un nuovo algoritmo che consente alle Self-Reflexive Networks di far
apprendere il livello delle Free Units tramite quantificazione vettoriale, che si coniuga
con il metodo del gradiente discendente. Semeion, Marzo 1998. Pubblicazione in
Buscema 1999a.
9
Ideazione di un nuovo algoritmo che consente alle Reti Ricorrenti Cluster e
AutoRecurrent di apprendere il numero di feedback con cui apprendere ogni nuovo
vettore di input. Semeion, Luglio 1998. Pubblicazione in Buscema 1999b.
Ideazione delle DYNAMIC CLUSTER RECURRENT, Ann Ricorrenti di ordine
superiore, con connessioni appartenenti ad altre connessioni. Programma SW:
SQUASH v.14. Semeion, Dicembre 1998.
Ideazione delle nuove versioni delle AUTORICORRENTI, con connessioni di ordine
superiore. Programma SW: SQUASH v.14. Semeion, Dicembre 1998.
Ideazione del SISTEMA DI EQUAZIONI utile per estrarre conoscenze dalle Mappe
Contrattive.Programma SW: Mappe Contrattive, Semeion TP e AutoRicorrenti.
Semeion, Dicembre 1998.
Ideazione dell’ALGORITMO DI ACCOPPIAMENTO INTERTRIBALE tra popolazioni
con evoluzione diversa, all’interno del Gen_D. Programma SW: Gen 22.c. Semeion,
Settembre 1998.
Ottimizzazione di GEN_D per problemi di ordine non ripetitivo, tipo TSP,
ecc..Buscema 1999c. Programma SW: Gen 22.c e Gen_FLT 2a.c. Semeion, Ottobre
1998.
Ideazione dell’algoritmo PST per mappare in modo non supervisionato in uno spazio
a due dimensioni, data base di qualsiasi dimensionalità e complessità. Programma
SW: PST. Semeion, Ottobre 1999 - 2003.
Ideazione di una nuova legge di apprendimento per ANN definita SINE NET.
Programma SW: Squash ver 15 e SuperVised ver.3.0. Semeion, Maggio 1999.
Ideazione di una nuova legge di apprendimento per ANN definita BI-Modal Network.
Programma SW: SuperVised ver.3.0. Semeion, Novembre 1999.
Ideazione di una nuova legge di apprendimento per ANN definita SuperVised
Contractive Map. Programma SW: SuperVised ver.6.45. Semeion, Maggio 2003.
Ideazione di una nuova legge di apprendimento per ANN definita J-Net. Programma
SW: SuperVised ver.3.0. (riservata). Semeion, Novembre 2000.
Ideazione di un SISTEMA PER GENERARE DATI VIRTUALI (X*) a partire da una
ANN che ha appreso la funzione , dove w= parametri. In pratica si tratta della
ricostruzione della inversa di qualsiasi funzione. Programma SW: SuperVised
ver.3.0. Semeion, Febbraio 2001.
Ideazione di una nuova versione di MetaNet: consiste in una nuova architettura e
nell’aggiunta di un ulteriore algoritmo per la definizione dei parametri della MetaNet.
10
Nella MetaNet classica (Buscema, 1995, vd. 7.6), gli Output delle ANNs componenti
diventavano Input di MetaNet ed i pesi di MetaNet venivano addestrati localmente:
ogni ANN componente veniva definita con dei pesi specifici che tenevano conto
delle sue specifiche capacità. Il tutto veniva effettuato con tre algoritmi a scelta:
− un algoritmo basato sulla ANN Back Propagation;
− un algoritmo basato sulla ANN Auto Riflessiva (vd. 4.2.30 e 5.14);
− un algoritmo basato sulla ottimizzazione delle concordanze e delle
discordanze di predizione della ANN componente sui casi di testing (detto
Bayesano).
− MetaNet 2002 presenta una nuova architettura nella quale i pesi di MetaNet
vengono addestrati globalmente con tutte le ANNs componenti in parallelo.
Inoltre, ai tre algoritmi precedenti, ne è stato aggiunto un quarto basato sulla
ANN Auto Contractive Map (vd. 5.20) Semeion, 2002.
Ideazione di una nuova versione di MetaGen: questa nuova versione è
completamente differente da quella precedente (Buscema, 1997, vd. 7.13). Questa
nuova versione presenta:
− un gruppo di ANNs componenti;
− un algoritmo SOM che clusterizza in una griglia a 2D i dati di Input;
− un algoritmo evolutivo GenD (vd. 7.12) che associa ad ogni cella della ANN
Som:
− una specifica ANN componente (MetaGen base)
− un gruppo di ANNs componenti (MetaGen complesso o MultiGen) (Semeion
2002).
Ideazione di una nuova versione dell’algoritmo di Cross-Over per PST. Questo
nuovo Cross Over per il PST, che è un problema di ottimizzazione non sequenziale
e ripetitivo, è fondato sulla ottimizzazione locale invece che sulla classica
ricombinazione casuale di una coppia di individui. I due individui scelti per il
matrimonio vengono allineati rispetto ad un gene scelto a caso e in seguito vengono
scelti i geni, dal padre o dalla madre, che localmente meglio minimizzano la distanza
tra la distanza reale e quella ipotizzata. Semeion, 2002.
Brevetto Internazionale, denominato: “Metodo e dispositivo per valutare la
prestazione cognitiva di un individuo” (Travelling Sales person Problem) depositato il
24.10.01, (Autori Massimo Buscema ed Enzo Grossi).
11
Partendo dal problema del Travelling Sales person Problem (TSP) gli autori hanno
pensato di ideare un Test applicabile nel campo neuropsicologico. In questo ambito
il TSP può essere considerato un esempio di problem solving visivo-spaziale, nel
quale un soggetto ha il compito di connettere un numero definito di punti distribuiti in
uno spazio delimitato, in modo tale da ottenere il percorso più breve possibile. Si
pensa che il TSP, se presentato visivamente, si basi su un processo naturale e
automatico del sistema visivo umano di percepire strutture ottimali, richiedente una
pianificazione nell’ambito dell’intelligenza fluida.
12
1.2.
Software di ricerca
L’attività di ideazione e sviluppo di programmi informatici ha sempre accompagnato il
lavoro di ricerca di base del Semeion. Tale attività ha due obiettivi fondamentali:
a) Consentire la sperimentazione di teorie sviluppate nell’ambito della ricerca di base;
b) Fornire strumenti informatici di elaborazione per l’effettuazione della ricerca
applicata.
È evidente, quindi, che l’ideazione e lo sviluppo di software di ricerca è un’attività
portante del lavoro di ricerca del Semeion, come è testimoniato dalla quantità dei
programmi realizzati.
Ideazione e sviluppo del programma SQUASH vers. 15.0
(M. Buscema), ambiente per Reti Neurali Feed Forward e
Recurrent, Semeion Software n. 5, Roma 1993-1999
(linguaggio di programmazione: C++; ambiente operativo:
MS DOS).
Ideazione e sviluppo del programma SCHEMA (M.
Buscema), Shell per Reti Neurali Constraint Satisfaction,
Back Propagation, Recirculation. Semeion Software n. 6,
Roma 1994-1999 (linguaggio di programmazione: C++;
ambiente operativo: MS DOS).
Ideazione
e
sviluppo
del
programma
MAPS
(M.
Buscema), Shell per Rete Neurale Autoriflessiva (rete
neurale ideata dall’autore stesso nel 1989, di proprietà del
Semeion). Semeion Software n. 7, Roma 1993-1996
(linguaggio di programmazione: C++; ambiente operativo:
MS
DOS).
13
Ideazione e sviluppo del programma IAC (G.
Massini) che implementa Reti Neurali Artificiali utili
per l'interrogazione intelligente delle Basi di Dati.
L'algoritmo
utilizzato
è
noto
come
Interaction
Activation and Competition. Semeion Software n. 8,
1995-1998 (linguaggio di programmazione: TurboPascal; ambiente operativo: MS DOS).
Ideazione e sviluppo del programma MetaNet (M.
Buscema), che implementa una Rete Neurale che
elabora e ottimizza i risultati di altre Reti Neurali,
Sistemi Esperti e Modelli Statistici su problemi di
classificazione intelligente. Semeion Software n. 9,
Roma 1996 (linguaggio di programmazione: C++;
ambiente operativo: MS DOS).
Ideazione
e
programma
sviluppo
GenTSP
del
(M.
Buscema e Giulia Massini), che
implementa
un
algoritmo
genetico specifico (GenD) per
trovare il percorso minimo al
problema del Travelling Sales
person
Problem.
Semeion
Software n. 10, Roma 1998–
1999.
(linguaggio
di
programmazione C++, ambiente
operativo MS DOS e Windows).
14
Ideazione e sviluppo del programma PST vers. 1.0-2.0 (M. Buscema), che implementa
un
algoritmo
specifico
genetico
(GenD)
per
mappizzare in due dimensioni
una qualsiasi base di dati con
l’inserzione
unità
automatica
hidden.
di
L’architettura
PST è utile per affrontare
problemi
di
mapping
Dimensionali
a
N-
partire
da
matrici di distanze tra punti,
codificate
in
qualsiasi
metrica. Semeion Software n.
11, Roma 1999–2002. (linguaggio di programmazione C++, ambiente operativo
MSDOS e Windows).
Ideazione e sviluppo del
programma
SuperVised
vers. 1.0-6.4 (M. Buscema),
per
programmare
Reti
Neurali
Artificiali
Feed
Forward
e
Highly
Recurrent.
Software
Semeion
n.
12,
Roma
2000-2003. (linguaggio di
programmazione
C++Builder,
ambiente
operativo Windows).
15
Ideazione e sviluppo del
programma
AutoAssociative
vers.
1.0-4.0 (M. Buscema),
per
programmare
memorie
associative.
Semeion Software n. 13,
Roma
2000-2002.
(linguaggio
di
programmazione
C++Builder,
ambiente
operativo Windows).
Ideazione e sviluppo del
programma CS vers. 1.03.0 (M. Buscema), per
programmare Reti Neurali
Artificiali
Constraint
Satisfaction.
Semeion
Software n. 14, Roma
2000-2001. (Linguaggio di
programmazione
C++Builder,
ambiente
operativo Windows 98).
16
Ideazione
e
del
sviluppo
programma
Contractive
Maps,
ver.1.0 (M. Buscema),
per programmare Reti
Neurali Artificiali basate
su
degli
algoritmi
contrazione.
di
Semeion
Software n. 15, Roma
2000-2003. (Linguaggio
di
programmazione
C++Builder,
ambiente
operativo Windows).
Ideazione e sviluppo del sistema T&T (Training and Testing) vers. 1.0-2.0 (M.
Buscema), e T&T (Training
and Testing Revese Mode)
ver. 1.0 per effettuare tramite
ANNs
e
Evolutionary
Programming
distribuzione
una
ottima
di
un
campione di dati in N sottocampioni di dati con la stessa
funzione
di
probabilità.
densità
di
Semeion
Software n. 16, Roma 20012002.
(Linguaggio
di
programmazione C++ Builder, ambiente operativo Windows).
17
Ideazione e sviluppo del sistema
I.S. (Input Search) vers. 1.0-2.0
(M.
Buscema),
tramite
ANNs
per
e
effettuare
Evolutionary
Programming la selezione delle
variabili
indipendenti
più
significative per una funzione
data. Semeion Software n. 17,
Roma
2001.
(Linguaggio
programmazione
C++
di
Builder,
ambiente operativo Windows).
Ideazione e sviluppo del
programma PST-RECALL
(M. Buscema). Programma
di
visualizzazione
mappe
delle
bi-dimensionali
implicite nelle variabili di
una base dati costruita da
programma PST. Semeion
Software
2001.
n.
18,
Roma
(Linguaggio
programmazione
di
C++
Builder, ambiente operativo Windows).
18
Ideazione e sviluppo del
programma
AUTO
ASSOCIATIVE-RECALL
(M. Buscema). Programma
di recall su nuovi dati che
implementa l’algoritmo della
rete New Recirculation con
re-entry
per
interrogazioni.
effettuare
Semeion
Software n. 19, Roma 2001.
(Linguaggio
programmazione
di
C++
Builder, ambiente operativo Windows).
1.3. Pubblicazioni scientifiche
Dal 1993 al 1999 il Centro Ricerche Semeion è stato responsabile di una collana
scientifica della Armando Editore (Roma) dedicata al tema delle Reti Neurali
applicate a diversi campi tra cui il campo sociosanitario. La collana è suddivisa in
due tipi di pubblicazioni:
libri teorici e metodologici sulle Reti Neurali Artificiali;
quaderni di ricerca scientifica su applicazioni e sperimentazioni con le Reti
Neurali Artificiali.
Dal 1999 i nuovi libri del Semeion vengono pubblicati in una collana scientifica
dedicata al Semeion dall’editore Franco Angeli (Milano).
Inoltre, i ricercatori del Semeion pubblicano articoli, hanno collaborato e collaborano
con le seguenti riviste scientifiche:
Quality & Quantity, International Journal of Methodology, Kluwer
Academic Publishers, Dordrecht, Olanda;
Substance Use & Misuse, Marcel Dekker, Inc., New York, Basel, Hong
Kong;
Alcologia, Giornale Europeo di Studi sull’Alcool, Editrice Compositori
Bologna;
19
Adicciones, Edita Socidrogalcohol, Palma de Mallorca, Spagna;
Bifurcation and Chaos in applied sciences and engineering, International
Journal, Berkeley, CA, USA.
Noumen, Rivista trimestrale di informazione e ricerca psico-sociale,
Castelfranco Veneto (TV), Italia
Keiron, Farmindustria, Roma.
Annali dell’Istituto Superiore di Sanità, Roma.
Personalità/Dipendenze, Erit–Italia e SDP, Mucchi Editore, Modena.
Artificial Intelligence in Medicine, Elsevier Ed.
Neurological Science, 2001, Springer–Verlag Ed.
Drug & Society, The Haworth Press, Inc., PA.
Expert System, Blackwell, Oxford UK.
De Agostini Rizzoli arte&cultura, Milano.
JAGS(Journal of American Geriatric Society).
Digestive and Liver Disease, Elsevier Ed.
Dal 1992 al 2002 i ricercatori del Semeion hanno pubblicato saggi e articoli sulle riviste
internazionali elencate, e hanno pubblicato libri con gli editori indicati.
M. BUSCEMA, G. MASSINI, C. GIUFFREDI, G. MAURELLI, L. CASSARDO, S. ROSSETTI, E. FRACASSI,
G. BOTTERO, P. DI MAIRA, Il Progetto Sonda. La Prevenzione dai Comportamenti auto ed
eterodistruttivi, Ed. Semeion, Roma, 1992.
M. BUSCEMA, G. MASSINI Gesturing Test: a model of qualitative ergonomics, in 2nd
International Conference “Vehicle Comfort Ergonomic, Vibrational, Noise and Thermal
Aspects”, T.P. Vol.1, pp.99-109, Un. of Southampton, ATA, Un. di Bologna, Bologna
1992.
M. BUSCEMA, Una Teoriá del Procedimento de Prevención, in “Tratado Sobre Prevención
de las Drogodependencias”, FAD, Gobierno Vasco, EDEX Kolektiboa, España, 1993.
M. BUSCEMA, G. MASSINI, Il Modello MQ. Reti Neurali e Percezione Interpersonale, Collana
Semeion, Armando, Roma, 1993.
M. BUSCEMA, Squashing Theory. Modello a Reti Neurali per la Previsione dei Sistemi
Complessi, Collana Semeion, Armando, Roma, 1994 (versione inglese a cura della
Presidenza del Consiglio dei Ministri, Dipartimento Affari Sociali).
M. BUSCEMA, G. DIDONÉ, M. PANDIN, Reti Neurali Autoriflessive. Teoria · Metodi · Applicazioni
· Confronti, Quaderni di Ricerca n. 1, Armando, Roma, 1994.
20
M. BUSCEMA, Idee da Buttare, Edizioni Sonda, Torino, 1994.
M. BUSCEMA, Ecologia umana: dalla biodiversità alla psicodiversita, in M. INGROSSO (a cura
di), La salute come costruzione sociale, FrancoAngeli, Milano, 1994, pp.198-205.
M. BUSCEMA, Squashing Theory: A Prediction Approach for Drug Behavior, in Drug & Society,
The Haworth Press, Inc., PA, 1994, Vol. 8 n. 3/4, pp. 103-109; anche in Prevention Practice
in Substance Abuse, C.G. Leukefeld and R.R. Clayton (a cura di), The Haworth Press, Inc.,
PA, 1995, pp. 103-109.
M. BUSCEMA, The Neural Vision of a Competitive City: an Exploration on the Urban Winning
Assest in the European Context, con L. Diappi, M. Ottanà, S. Stabilini, in “Sixth Colloquium
of the European Association of Qualitative and Theoretical Geographic”, SPA, Belgio,
Settembre 1995.
M. BUSCEMA, Self-Reflexive Networks. Theory, Topology, Applications, in Quality & Quantity,
Kluver Academic Publishers, The Netherlands, Vol. 29 n. 4, November 1995, pp. 339-403.
M. BUSCEMA, M.P. BISAGNI, C. DI GENNARO, C. GIUFFREDI, G. RASTELLI, M. RASTELLI, P.P.
VESCOVI, Measurement of the difficulty communicating in the family with an alcoholic
subject, using artificial neural network simulation, in Alcologia, n. 8(1), 1996, Editrice
Compositori Bologna, Bologna, pp. 21-28.
M. BUSCEMA, A General Presentation of Artificial Neural Networks, in Substance Use & Misuse,
The International Journal of the Addictions, Vol. 32 n. 1, 1997, Marcel Dekker, New York,
pp. 97-112.
M. BUSCEMA, The Sonda Project:Prevention, Prediction, and Psycological Disorder:, in
Substance Use & Misuse, The International Journal of the Addictions, Vol. 32 n. 9, 1997,
Marcel Dekker, New York, pp. 1053-1153.
M. BUSCEMA, F. MATERA, T. NOCENTINI, P.L. SACCO, Reti Neurali e Finanza, Quaderni di
Ricerca n. 2, Armando, Roma, 1997.
M. BUSCEMA, (ed.) Artificial Neural Networks and Complex Social Systems, Special Issue of
Substance Use & Misuse, The International Journal of the Addictions, Vol. 33 n. 1 (Theory,
pp. 1-220), n. 2 (Models, pp. 221-554), n. 3 (Applications, pp. 555-916), 1998, Marcel
Dekker, New York.
M. BUSCEMA, Comportamento complesso della sostenibilità urbana: l’approccio neurale
applicato alle città, con L. Diappi e M. Ottanà, (presentato alla XVII Conferenza Italiana di
Scienze Regionali), in L. SENN e F. BOSCACCI (a cura di), I luoghi della trasformazione e
dell’innovazione: economia, tecniche di analisi e politiche per la sostenibilità urbana, Edizioni
Seat, Torino, 1998, pp. 181-201.
21
M. BUSCEMA & SEMEION GROUP, Reti Neurali Artificiali e Sistemi Sociali Complessi, Vol.1:Teoria
e modelli, Vol.2: Applicazioni, Franco Angeli, Milano 1999.
M. BUSCEMA, Redes neuronales artificiales y toxicodependencias, in Addiciones, Vol.
11(4), 1999, Socidrogalcohol, Palma de Mallorca, Spagna, pp. 295–297.
M. BUSCEMA, La costruzione adattiva dell’obiettività nelle Scienze Sociali: le Reti Neurali
come strumento di inferenze diagnostica, in Keiron, Edizione Farmindustria, n 3 Aprile
2000, pp.122-139, Roma.
M. BUSCEMA, Artificial Neural Networks e loro applicazioni in medicina delle Tossicodipendenze, in Annali dell’Istituto Superiore di Sanità Vol. 36 n. 1, 2000, pp. 77-85,
Roma.
M. BUSCEMA Redes neuronales y problemas sociales, in Addiciones, Vol. 12(1), 2000,
Socidrogalcohol, Palma de Mallorca, Spagna, pp.99-126.
M. BUSCEMA
E
P. LUIGI SACCO, Feedforward networks in financial predictions: the future
that modifies the present, in Expert Systems, Vol.17(3), Agosto 2000, Blackwell, Oxford
UK. Pp.149-170.
M. BUSCEMA, Reti neurali artificiali nelle tossicodipendenze, in Personalità/Dipendenze, Vol.
7(1), Aprile 2001, Erit–Italia e SDP, Mucchi Editore, Modena. Pp. 17–22.
M. BUSCEMA, P.LUIGI SACCO, Ecologie della socialità e dell’identità: la complessità
comportamentale in un’economia post–industriale, in Kéiron, Vol. 7, Giugno 2001,
Edizione Farmindustria, Roma. Pp. 116–127.
M. BUSCEMA, Artificial neural network assessment of substitutive pharmacological
treatments in hospitalised intravenous drug users, con M.C. Grassi, A.M. Caricati, M.
Intraligi e P. Nencini, in Artificial Intelligence in Medicine, Vol. 628, 2001, Elsevier, Pp.
1-13.
M. Buscema, S. Larsson, J. Lilja, S. Borg e D. Hamilton,Toward an integrative approach in
the analysis of dependency problems, con in Substance Use & Misuse, Vol. 36 (9&10),
luglio-agosto 2001, Marcel Dekker, Inc., New York, 2001, pp. 1323-1356.
M. Buscema, P. Mecocci, E. Grossi, M. Intraligi, R. Savarè, P. Rinaldi, A. Cherubini e U.
Senin, Use of Artificial Networks in Clinical Trials: A Pilot Study to Predict
Responsiveness to Donepezil in Alzheimer’s Disease, in JAGS (Journal of American
Geriatric Society), vol. 50, n. 11, Novembre 2002, pp.1857-18620.
M. BUSCEMA, A brief Overview and Introduction to Artificial Neural Networks, in Substance
Use & Misuse, Special Issue on The Middle Eastern Summer Institute on Drug Use –
22
Proceedings: 1997/1999, Vol. 37 (8-10), giugno-agosto 2002, Marcel Dekker, Inc., New
York, 2002, pp.1093-1148.
M. BUSCEMA, M.C. GRASSI, A.M. CARICATI, M. INTRALIGI
E
P. NENCINI, Artificial neural
network assessment of substitutive pharmacological treatments in hospitalised
intravenous drug users, con, in Artificial Intelligence in Medicine, Vol. 24, 2002, Elsevier,
Pp. 37-49.
M. BUSCEMA & SEMEION RESEARCH GROUP, Reti Neurali Artificiali per l’orientamento
professionale. Progetto Loop. Franco Angeli, Milano 2002.
Oltre alle pubblicazioni elencate il Semeion cura una collana di pubblicazioni interne
(Technical Paper) che hanno lo scopo di concretizzare il lavoro di ricerca e la riflessione
teorica in vista di pubblicazioni da inviare a riviste e/o collocare all’interno di libri.
M. BUSCEMA, Dalle Macchine alle Reti, TP n° 12, Semeion, 1992 (in versione italiana).
M. BUSCEMA, Teoria del Disagio in Incubazione, TP n° 13, Semeion, 1994 (in versione
italiana e inglese).
M. BUSCEMA, Self-Reflexive Networks. Theory, Topology, Applications, TP nº 14, Semeion,
1994 (versione inglese).
M. BUSCEMA, MAC.P.: Modello di Autorganizzazione Cognitiva in Parallelo, TP n° 15,
Semeion, 1995 (in versione italiana).
G. DIDONÉ, Studio Dinamico della Rete AutoRiflessiva Monodedicata, TP nº 16, Semeion
1994 (in versione italiana).
M. PANDIN, Analisi del Comportamento della Rete AutoRiflessiva, TP nº 17, Semeion,
1994 (in versione italiana).
M. BUSCEMA, Reti Neurali Constraint Satisfaction e Recirculation, TP n° 18, Semeion, 1995
(in versione italiana e inglese).
M. BREDA, Basic Principles on Back-Propagation Neural Networks, TP n° 19, Semeion,
1997 (in versione inglese).
M. BUSCEMA,Genetic Doping and P.S.T.: A New Mapping System, TP n° 20, Semeion,
Roma, 2001 (in versione inglese).
M. BUSCEMA, Sine Net, TP n° 21, Semeion, Roma, 2000 (in versione inglese).
M. BUSCEMA, Genetic Doping Algorithm (GenD), TP n° 22, Semeion, Roma, 2000.
M. BUSCEMA, Squashing Theory and Contractive Map Network, TP n°23, Semeion, Roma,
2000 .
23
M. BUSCEMA, New Ricirculation, TP n° 24, Semeion, Roma, 2001 (in versione inglese).
M. BUSCEMA, T&T: a new pre-processing tool for non linear data set, TP n°25, Semeion,
Roma, 2001.
M. BUSCEMA E. GROSSI, M. INTRALIGI, N. GARBAGNA, A. ANDRIULLI, M. BREDA, Classification
of dyspeptic patients and prediction of the effectiveness of their treatment using neural
organisms in an optimized experimental protocol based on neuro-evolutionary
algorithms, TP n°26 Semeion, 2002.
M.BREDA M.BUSCEMA, S. TERZI Complex Recurrent Networks: a new type of Micro Artificial
Organism, TP n°27, Semeion, 2002.
M. BUSCEMA, M. INTRALIGI, Filosofia dei Sistemi Artificiali Adattivi (AAS), TP n°28,
Semeion, 2002.
1.4.
Partecipazione dei ricercatori a conferenze e convegni
Le relazioni che i ricercatori del Semeion hanno tenuto dal 1992 al 2002 a conferenze
e convegni sono state numerose e testimoniano l’interesse e la dedizione all’attività di
comunicazione e divulgazione del lavoro di ricerca di base e sperimentale. Tale attività
ha consentito anche lo scambio e il confronto di idee con altri ricercatori che lavorano
nello stesso campo, o in campi simili a quello dei ricercatori del Semeion.
RELAZIONE alla conferenza “Una città allo specchio”, presentazione dei risultati del
primo stage del Progetto Sonda di Parma, tenutasi all’Auditorium del Centro Servizi
“Cavagnari”. Parma, Marzo 1992.
RELAZIONE alla Conferenza “Alimentazione e stili di vita negli anni 90: età
preadolescenziale e adolescenziale”, tenutasi a Milano Marittima (Emilia Romagna),
presso l’Hotel Aurelia, sul tema “Alimentazione come Comunicazione”. Milano
Marittima, 9 Maggio 1992.
RELAZIONE all’International Congress “The Route of Drugs” organizzato dal Centro
di Solidarietà di Genova, Sessione Plenaria “Educare per Prevenire”, sul tema “I
Perché della Prevenzione”. Genova 26-28 Giugno 1992.
RELAZIONE al 36th International Congress on Alcohol and Drug Dependence, con
una relazione dal titolo “Primary Prevention on Drug and Psychological Disorder:
new strategies and new models”. Glasgow 16-21 Agosto 1992.
RELAZIONE sul tema “HIV: conoscere e prevenire”, alla Conferenza organizzata dal
Comune di Pavia, Assessorato ai Servizi Sociali. Pavia 2 Ottobre 1992.
24
RELAZIONE di base alla conferenza “Progetto Sonda: Risultati”, tenutasi a
Vigevano. Vigevano 9 Ottobre 1992.
RELAZIONE alla Seconda Conferenza Internazionale “Vehicle Comfort: Ergonomic,
Vibrational, noise and thermal aspects” sull’argomento “Gesturing Test: a model of
qualitative
ergonomics”
organizzata
dall’
ATA
(Associazione
Tecnica
dell’Automobile). Bologna, 14-16 Ottobre 1992.
RELAZIONE al International Symposium Beyond Dualism: “Health as a Social
Construction, Theories Practies Policies”. Parma 21-24 Ottobre 1992.
RELAZIONE sul tema “Follow-up strumenti di prevenzione” alla Conferenza
“Educazione alla salute: i fatti, le verifiche” organizzata dalla U.S.S.L. 78 di
Vigevano. Vigevano (PV) 12 Novembre 1992.
RELAZIONE al Convegno Internazionale sul tema “Quale prevenzione nella società
che cambia?” organizzato dalla Presidenza del Consiglio dei Ministri Dipartimento
per gli Affari Sociali. Roma, 20 Novembre 1992.
RELAZIONE di base per la presentazione dei risultati della ricerca “Valutazione dei
soggetti tossicodipendenti trattati dai Servizi Pubblici delle UU.LL.SS.SS. Ricerca e
sperimentazione di una metodologia di valutazione”, progetto finanziato dalla
Regione Veneto, Assessorato ai Servizi Sociali, Dipartimento per le Politiche
Giovanili e la Prevenzione. Venezia, 2 Marzo 1993.
RELAZIONE all’interno di un programma di seminari monotematici organizzati dalla
Facoltà di Agraria Dipartimento di Scienze degli Alimenti, Università degli Studi di
Udine, con una relazione dal titolo “Analisi previsionali sui sistemi complessi: la
Squashing Theory e le Reti Neurali Artificiali”. Udine, 20 Maggio 1993.
RELAZIONE all’incontro sul progetto “Archeologia Urbana” organizzato dal Comune
di La Spezia e dall’Istituto Tecnico V.Caldarelli, nell’ambito delle attività del Progetto
Sonda a La Spezia. La Spezia, 28 Maggio 1993.
RELAZIONE
all’interno
di
una
tavola
rotonda
sulla
“Prevenzione
della
Tossicodipendenza”, organizzata nella Biblioteca di Maddaloni. Maddaloni (CE), 12
Giugno 1993.
RELAZIONE all’interno della conferenza organizzata dall’Unicef di Verona
nell’ambito dell’iniziativa “Sindaci difensori dell’infanzia”, progetto nato nel 1989 con
l’approvazione delle Nazioni Unite relativamente alla Convenzione Internazionale sui
Diritti dell’Infanzia. Verona, 19 Luglio 1993.
25
RELAZIONE al 1º Meeting della Society for Prevention Research, organizzato
dall’Università del Kentucky e dal NIDA (National Institute on Drug Abuse), sul tema:
“Squashing Theory. Modello a Reti Neurali per la Previsione dei Sistemi Complessi”.
Lexington, KENTUCKY, 20-23 Ottobre 1993.
RELAZIONE al IIIº Congresso Europeo delle Comunità Europee “Comunità nella
Comunità” organizzato dal Centro Ambrosiano di Solidarietà, sul tema: “Squashing
Theory per la Prevenzione del Comportamento Tossicodipendente e indirizzo dei
Percorsi Terapeutici”. Milano, dal 27 al 30 Aprile 1994.
RELAZIONE al convegno “Crescere nel Girotondo della Complessità”, organizzato
dall’Associazione degli Industriali della Provincia di Verona, Gruppo Giovani
dell’Industria, sul tema: “I Cervelli nel Cervello: 0-18 anni e il Battito d’ali di Farfalla”.
Verona, 30 Aprile 1994.
RELAZIONE al convegno di presentazione del Progetto B.A.M.B.I. (Banca
Municipale dei Bisogni dell’Infanzia), organizzato dall’UNICEF Provinciale di Verona.
Verona, 20 Luglio 1994.
RELAZIONE al convegno di presentazione della Squashing Theory in ambito del
Progetto Delega “Educazione Alimentare ed Orientamento dei Consumi” presso
l’Assessorato Agricoltura della Provincia di Modena. Modena, 14 Dicembre 1994.
RELAZIONE al convegno di presentazione dei risultati del Progetto Sonda nella
ULLS n. 8 della Regione Veneto, dal titolo “Questa Mostra non è una Mostra”. Asolo
(TV), 11 Febbraio 1995.
RELAZIONE al convegno internazionale “MESIDU (Middle Eastern Summer Institute
on Drug Use)”, tenutosi a Gerusalemme presso l’American Cultural Center
Jerusalem a un gruppo limitato di politici Israeliani e Palestinesi rappresentanti dei
rispettivi Ministeri della Salute, della Difesa Sociale, dell’Educazione e del Lavoro,
sul tema “The Sonda Project: New Tools to Implement and Control Substance Use
Prevention Programs”. Gerusalemme (ISRAELE), 9-14 Luglio 1995.
RELAZIONE al convegno internazionale “MESIDU (Middle Eastern Summer Institute
on Drug Use)”, tenutosi a Gerusalemme presso l’American Cultural Center
Jerusalem a un gruppo limitato di tecnici Israeliani e Palestinesi rappresentanti dei
rispettivi Ministeri della Salute, della Difesa Sociale, dell’Educazione e del Lavoro,
sul tema “Reti Neurali Artificiali metodologia per il controllo dell’uso di sostanze e per
i programmi di prevenzione”. Gerusalemme (ISRAELE), 9-16 Giugno 1996.
26
RELAZIONE al convegno “Alimentazione un problema fra produzione, consumo e
salute”, organizzato dalla Provincia di Modena. Modena, 19 Ottobre 1996.
RELAZIONE al Forum “I Giovani e il Futuro Tecnologico”, organizzato da Telecom
Italia. Roma, 24 Gennaio 1997.
RELAZIONE al convegno “Cicli di Conversazioni sulle Problematiche Educative”,
organizzato dal Comune di Modena - Assessorato Pubblica Istruzione, Nidi e Scuole
dell’Infanzia, sul tema “Modelli e Stili Familiari: la Qualità della Vita Oggi”. Modena,
18 Marzo 1997.
RELAZIONE alla Conferenza organizzata dalla Sezione Culturale “Studio ApertoProgetto TEAM” dell’Istituto Internazionale di Istruzione “Giovanni Paolo II”, sul tema
“Giovani e Nuove Tecnologie. Il Futuro che Modifica il Presente: Problemi Generali
Affrontabili con le Reti Neurali Artificiali”. Roma, 18 Aprile 1997.
RELAZIONE al convegno internazionale “MESIDU (Middle Eastern Summer Institute
on Drug Use)”, tenutosi a Gerusalemme presso l’American Cultural Center
Jerusalem a un gruppo limitato di tecnici Israeliani e Palestinesi rappresentanti dei
rispettivi Ministeri della Salute, della Difesa Sociale, dell’Educazione e del Lavoro,
sul tema “Reti Neurali Artificiali metodologia per il controllo dell’uso di sostanze e per
i programmi di prevenzione”. Gerusalemme (ISRAELE), 1-7 Giugno 1997.
RELAZIONE al Seminario di Studi “L’Abuso di Droga: Strategie di Prevenzione e
Metodologie di Intervento” del “The Mediterranean Institute” - Università Estiva sui
Problemi Sociali promossa dal Centro Ricerche SEMEION, dal Comune di S.G.
Valdarno (AR) e dal MESIDU (Middle Eastern Summer Institute on Drug Use). Tema
della relazione: “Planning, Implementing & Assessing Substance Use Intervention
Using Artificial Neural Networks & Others Non-Linear Paradigms”. S.G. Valdarno,
(AR) 9-13 Giugno 1997.
RELAZIONE
al
Seminario
di
Studi
“Cambiamento
e
Complessità
nelle
Organizzazioni - Giornata con Massimo Buscema”, organizzato dalla Alitalia
Business School in collaborazione con il Centro Ricerche SEMEION e con TIM
(Telecom Italia Mobile S.p.A.), tenutosi presso il Centro Congressi Alitalia, sul tema
“Come le Reti Neurali affrontano i Problemi”. Roma, 25 Settembre 1997.
RELAZIONE al V° Convegno Nazionale “Le nuove leve di Marketing per far fronte
all’accresciuta concorrenza derivante dall’introduzione dell’EURO. Opportunità e
vincoli”, organizzato da SOFTSAND Società di Informatica e Ricerca, sul tema
“Sistemi dinamici per la previsione e la scelta”. Jesi (AN), 5 Dicembre 1997.
27
RELAZIONE al Convegno “Ben essere ... ben vivere ... ben mangiare ... a scuola.
Educazione Alimentare ed orientamento dei Consumi” organizzato dalla Provincia di
Modena e Regione Emilia Romagna in collaborazione con il Provveditorato agli
Studi di Modena, sul tema “Alimentazione e stili di vita. Osservatorio dinamico e
“Intelligente” per l’educazione ai comportamenti alimentari nella scuola”. Modena, 16
Gennaio 1998.
RELAZIONE sul tema “Contributi metodologici alla filosofia del Progetto Sonda”
all’interno della Tavola Rotonda presso il Centro Culturale di Pesana (TV), 24 Aprile
1998.
RELAZIONE al Seminario “Substance Use & Misuse. A Comparative Review”
organizzato dal Centro Ricerche Semeion, dal Comune di Modena e con la
partecipazione del Ce.I.S. di Modena, sul tema “Leggere, Prevedere e Progettare: la
Prevenzione delle Sostanze tramite modelli complessi”. Modena, 14-18 Settembre
1998.
RELAZIONE al Convegno Internazionale “L’integrazione delle risorse della comunità
locale – I Diritti dei Bambini I Doveri degli Adulti”, organizzato dall’Assessorato alla
Scuola, Formazione e Rapporti con l’Università del Comune di Modena e da
Telefono Azzurro, sul tema “Giovani e nuove tecnologie. Il futuro che genera il
presente”. Modena, 8-10 Ottobre 1998.
RELAZIONE alla giornata di studio sui “Recenti progressi in medicina delle
Tossicodipendenze” organizzata dall’Istituto Superiore di Sanità e dalla Società
Italiana di Tossicologia sul tema “I determinanti diagnostici e prognostici della
tossicodipendenza: modelli matematici di predettività a confronto”. Firenze, 30
Novembre 1998.
RELAZIONE al convegno “Ponti e Piani Costruire Insieme Comunicazioni”
organizzato dalla A.S.L. Pavia Dipartimenti A.S.S.I. Territorio di Vigevano, sul tema
“La comunicazione fra computers”. Vigevano (PV) 13 Maggio 1999.
RELAZIONE l Convegno Internazionale “Towards the Year 2000”. Organizzato da
MESIDU, Jerusalem (ISRAEL), 18-23 Luglio 1999.
RELAZIONE al Convegno “E-Value of IT”, con la relazione “Reti Neurali Artificiali”,
organizzato dalla Computer Associates Italia, 6 Ottobre 1999, Milano.
RELAZIONE al Convegno “First International Congress : The Ageing Society.
Oxidative Stress. Clinical, Social and Psychological Perspectives”, con la relazione
28
“Artificial Neural Networks as Prediction Tools”. Organizzato da IDI con il patrocinio
della W.H.O. e del Parlamento Europeo. Abano Terme (PD), 22-23 Ottobre 1999.
RELAZIONE della Ricerca sul Clima Aziendale effettuata dal Semeion per conto
della TNT Global Express, presso la TNT, Torino 16 Dicembre 1999.
RELAZIONE sul tema “Le potenzialità delle Reti Neurali Artificiali nella Analisi delle
Informazioni,” Convegno organizzato da Computer Associates Italia, Un. Degli Studi
di Roma, Aula Magna “Pietro Gismondi”, Roma 20 Gennaio 2000.
RELAZIONE sul tema “Artificial Neural Networks and Adaptive Systems” al
Seminario “Intelligent Applications” organizzato dalla Computer Associates UK,
London 8 Febbraio 2000.
RELAZIONE sull’attività di ricerca del Semeion presso l’Auditorium della soc.
BRACCO S.p.A. Milano, 17 Febbraio 2000
RELAZIONE sul tema “Reti Neurali Artificiali e Sistemi Adattivi” all’interno di un
seminario-laboratorio sull’Alzheimer con la partecipazione di una equipe di medici
della Bracco S.p.A. Sede Semeion, Roma 29 Febbraio-1 Marzo 2000.
RELAZIONE sui temi: “ I sistemi adattivi, algoritmi genetici, alberi decisionali, reti
neurali”, “Le diverse reti neurali ed i diversi impieghi nel campo sociale, sanitario,
economico”, “L’utilizzo delle reti neurali come filosofia nelle diverse aree aziendali
per prevedere andamenti e tendenze, simulazioni di tipo WHAT IF”, “L’applicazione
delle reti nella determinazione del rating di clienti, la penetrazione su aree di
mercato, la previsione di comportamenti ed eventi” ed “Illustrazione pratica del
funzionamento delle reti applicate alle varie funzioni aziendali” al Convegno
organizzato dalla società SEK nel Palazzo dell’Unione del Commercio, Milano 10
Marzo 2000.
RELAZIONE di un seminario sull’”Uso dei sistemi artificiali adattivi in ambito
biologico” presso la Facoltà di Agraria-Dip. di Zootecnia-Cattedra di Fisiologia degli
animali domestici (Prof.ssa E.Duranti) dell’Università degli Studi di Perugia. Perugia.
12 Aprile 2000.
RELAZIONE sul tema “Complessità e organismi artificiali” e “Forze di Polizia: Nuove
tecniche per la gestione della complessità: Strumenti artificiali intelligenti”
organizzato dal Sonda Cult di Asolo (TV), Asolo 12 Maggio 2000.
RELAZIONE in una tavola rotonda con ricercatori dei dipartimenti di zootecnia e di
economia sull’”Uso dei Sistemi Artificiali Adattivi nella ricerca applicata” presso la
29
Facoltà di Agraria – Dipartimento di Zootecnia- dell’Università degli Studi di Perugia.
Perugia, 9 Giugno 2000.
RELAZIONE sul tema “Artificial Associative Memory and Data Mining. A case study:
an Intelligent Bibliographical system on Giotto”, all’interno della sessione “Library
and Information Literacy Service in a Learning Society II” al “EADTU Paris Millenium
Conference” presso l’Università “Sorbonne” di Parigi. Parigi, 28-30 settembre 2000.
INTERVENTO al Convegno “La politica sociale italiana: a cosa serve” – organizzata
dal “IARG-International Antiageing Research Group” e tenutosi a Milano presso il
Palazzo dei Congressi della Provincia. Milano, 30 settembre 2000.
RELAZIONE sul tema “Applicazioni medico-scientifiche con sistemi adattivi”
all’interno del Congresso organizzato dalla “The Ageing Society”, “Strategies for
prevention: the role of medical sciences and nutrition”, tenutosi al Palazzo dei
Congressi di Salsomaggiore Terme (PR). Salsomaggiore Terme, 27-29 ottobre
2000.
RELAZIONE
sul
tema
“Sistemi
Artificiali
adattivi
per
l’ottimizzazione
dell’orientamento professionale” all’interno dei Seminari per il Progetto LOOP –
P.O.M. “Progettazione, Sviluppo e sperimentazione di un Sistema di Orientamento al
Ruolo Professionale con la Tecnologia delle Reti Neurali Artificiali”, finanziato dal
Ministero del Lavoro e dal Fondo Sociale Europeo -, svoltisi il 20 novembre 2000 a
Treviso presso la Sala Verde di Palazzo Rinaldi (sede comunale), il 29 novembre
2000 a Napoli presso la Sala D’Amato dell’Unione degli Industriali, il 12 dicembre
2000 a Roma presso la Confindustria e il 14 dicembre 2000 a Milano presso il
Circolo del Commercio dell’Ente per la Promozione e lo Sviluppo di Commercio,
Turismo e Servizi.
RELAZIONE con lettura magistrale sul tema “Comunicazione, prevenzione e
complessità” all’interno del Convegno organizzato da ISPESL (Istituto Superiore per
la Prevenzione E la Sicurezza del Lavoro) e CIIP (Consulta Interassociativa Italiana
per la Prevenzione), “La prevenzione in ombra: formazione, comunicazione e
documentazione” tenutosi a Bari il 7 e 8 novembre 2001.
RELAZIONE sul tema “Mobilità e nuove dimensioni della velocità” all’interno del
seminario “Oltre New York: le nuove frontiere dell’impresa”, tenutosi a Como il 14
novembre 2001 presso l’Unione degli Industriali.
30
RELAZIONE sul tema “Reti neurali artificiali: identificazione di pazienti ad alto rischio
cardiovascolare” all’interno del XV Congresso Nazionale della Società Italiana per lo
studio dell’Arteriosclerosi, tenutosi a Roma il 29 novembre–1 dicembre.
RELAZIONE sul tema “Artificial Neural Network in medical field”, all’interno del
Simposio Satellite “Intelligenza artificiale in gastroenterologia: nuovi orizzonti nella
analisi e interpretazione dei dati clinici” organizzato dalla Bracco Imaging S.p.A.,
nell’ambito del VII Congresso Nazionale della Federazione delle Società Italiane
delle Malattie Digestive, tenutosi a Bari dall’1 al 5 dicembre 2001 presso la Fiera del
Levante.
RELAZIONE sui temi “Scientific background of dynamic adaptive sytems”, “A novel
CAD system for breast MRI”, all’interno del Simposio “Artificial Intelligence (AI)
meets R&D fears and opportunities: the future creates the present – One year into
the Bracco-Semeion partnership”, organizzato dalla Bracco S.p.A. e tenutosi l’11
gennaio 2002 nella Sala Duecento presso la sede della Bracco S.p.A. in Milano.
RELAZIONE sul tema “Le reti neurali come strumento di inferenza diagnostica”
all’interno del Simposio Scientifico “Sistemi artificiali adattivi in gastroenterologia”,
organizzato dalla Bracco S.p.A. e tenutosi il 23 marzo 2002 a Nizza.
RELAZIONE sul tema “Tra natura e intelligenza artificiale” all’interno del seminario
“Il tempo: la lentezza come acceleratore di produttività”, tenutosi a Como il 10 aprile
2002 presso l’Unione degli Industriali.
RELAZIONE sul tema “Sistemi artificiali adattivi” all’interno del seminario “La
sociologia nella rete: reti neurali artificiali e reti sociali” organizzato dal Dipartimento
di Ricerca Sociale della Facoltà di scienze politiche dell’Università del Piemonte
Orientale e dall’Associazione Italiana di Sociologia, e tenutosi il 18 aprile 2002 ad
Alessandria.
RELAZIONE sul tema “Complessità e innovazione: sistemi artificiali adattivi”
all’interno del seminario “Il tempo della scienza” – incontri del giovedì 2002,
organizzato dall’Istituto Elettrotecnico Nazionale Galileo Ferraris e tenutosi il 16
maggio 2002 a Torino, presso la sede dell’Istituto.
RELAZIONE sul tema “Valutare gli interventi attraverso i Sistemi Artificiali Adattivi e i
loro protocolli di validazione” e “Risultati della ricerca MEMSIDU sulle tipologie di
trattamento” all’interno del II Seminario Internazionale MEMSIDU, organizzato dalla
Comunità Casa del Giovane e tenutosi il 15-16-17 maggio 2002 a Pavia.
31
PARTECIPAZIONE al Simposio Scientifico “Studio eMeRGE. Applicazione delle
Reti Neurali nella diagnosi e prognosi della GERD”. Roma, 1 giugno 2002.
RELAZIONE sul tema “Semeion: Neural Network” all’interno del First Technology
days, organizzato dalla Bracco Imaging S.p.A. e tenutosi il 20 e 21 giugno 2002 a
Portofino (GE).
32
2. Ricerca applicata
Nel corso del decennio 1992-2002 sono stati realizzati numerosi progetti in diversi campi
applicativi. Tendenzialmente l’attività di ricerca del Semeion si è sempre concentrata
nell’ideazione e sviluppo di Sistemi Artificiali Adattivi, che hanno avuto diverse “storie”
applicative. Nei primi anni di esistenza del Semeion fino a metà degli anni novanta,
l’attività di ricerca ha avuto come principale campo applicativo il settore sociale. Dalla
seconda metà degli anni novanta fino ad oggi l’applicazione dei Sistemi Artificiali Adattivi
ha spostato l’attenzione sul settore medico-sanitario, in quanto questi sistemi hanno
dimostrato di poter affrontare numerosi problemi presenti in questo settore, fornendo
anche un forte stimolo alla ricerca di base.
Forniamo una sintesi dei progetti più significativi realizzati in questi anni, sottolineando
l’incremento di interesse del settore medico-sanitario.
2.1. Progetti e applicazioni
Il Progetto Sonda (1986-1995)
È un progetto ideato dal Semeion nel 1986, che ha come obiettivo la previsione e la
prevenzione delle forme di disagio sociale con particolare riferimento al fenomeno della
tossicodipendenza.
Dal 1986 al 1995 hanno partecipato al progetto 50 città italiane, distribuite su tutto il
territorio nazionale, di cui 23 capoluoghi di Provincia. Hanno partecipato ufficialmente 9
Regioni, con il patrocinio dei Ministeri della Sanità e della Pubblica Istruzione.
Nel corso del progetto è stata effettuata un’attività di formazione a circa 500 operatori tra
settore pubblico e privato, i quali periodicamente svolgono corsi di aggiornamento sulle più
recenti teorie relative ai fenomeni del disagio psico-sociale e sugli strumenti informatici più
avanzati, per analizzare e prevedere lo sviluppo di tali fenomeni e per verificare i risultati
degli interventi.
Gli operatori delle diverse realtà territoriali hanno formato delle equipe miste; ogni equipe
ha prodotto una documentazione (pubblicazioni teorico-operative dei risultati del progetto,
filmati sulla dinamica degli interventi, interviste e articoli sui mass-media) relativa all’analisi
del territorio di appartenenza ed agli interventi attivati.
Sulla teoria e sui metodi del Progetto Sonda sono state realizzate numerose pubblicazioni
internazionali.
Il Progetto Sonda è stato presentato in circa 70 convegni nazionali e 20 convegni
internazionali, in particolare in Europa, Stati Uniti ed Israele dove annualmente si tiene un
33
seminario, condotto dal Semeion, ad un’equipe ufficiale dei Governi Israeliano e
Palestinese, sulle metodologie a Reti Neurali Artificiali del Centro Semeion.
Mondo del Lavoro: Progetto LOOP – Orientamento Professionale (1998-2001)
Il progetto, finanziato dal Ministero del Lavoro e dal Fondo Sociale Europeo, si è posto
l’obiettivo di sperimentare e sviluppare sistemi informatici intelligenti finalizzati ad orientare
soggetti in età lavorativa verso una professione in grado di valorizzare le loro
predisposizioni cognitive e pragmatiche.
Hanno collaborano al progetto la Facoltà di Sociologia dell’Università degli Studi di Milano
“Bicocca” ed il Dipartimento di Sociologia dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II”.
I destinatari finali del progetto sono stati principalmente i giovani usciti dalle scuole
superiori e/o dall’Università. L’obiettivo finale è stato quello di far usufruire questi utenti di
un sistema di orientamento verso il mondo del lavoro, che potrà indicare il percorso
formativo e professionale per valorizzare le loro competenze al fine di raggiungere la
professione nella quale il soggetto potrebbe riuscire meglio.
Analisi del Clima Aziendale (1998-1999)
Collaborazione con la TNT Global Express S.p.A. per
l’analisi del clima di filiale,
l’analisi dei fabbisogni informativi/selettivi, la valutazione delle competenze e lo sviluppo
delle risorse umane; l’analisi è stata condotta sui dati di 116 filiali.
Progetto per la classificazione dei difetti su laminati in acciaio (1996)
Il progetto è stato realizzato in collaborazione con il Centro Sviluppo Materiali del gruppo
IRI (CSM), costituendo un’equipe di lavoro composta da tecnici (Ingegneri e Statistici) del
CSM e ricercatori del Semeion.
Il Centro Sviluppo Materiali è una struttura di ricerca pubblica, punto di riferimento teorico
e metodologico di tutte le acciaierie italiane.
Il progetto aveva come obiettivo lo sviluppo di procedure automatiche per la classificazione intelligente dei difetti delle lastre di acciaio. Dal punto di vista economico, una
migliore capacità di classificazione dei difetti riscontrabili sulle lastre di acciaio si è tradotta
in un risparmio di risorse umane e di tempo di produzione.
I risultati ottenuti sono stati significativi e sulla base di questi, il CSM ha deciso di
implementare su hardware il sistema a Reti Neurali Artificiali costruito dal Semeion.
34
Previsione del valore di titoli e monete in ambito finanziario (1995-1996)
Il Semeion è stato responsabile per conto dell’Ufficio Italiano Cambi (UIC) della Banca
d’Italia nell’ambito dell’analisi e dello studio del mercato finanziario. All’interno dell’UIC è
stata costituita un’equipe di tecnici (economisti, statistici e informatici) che hanno lavorato
sulle Reti Neurali Artificiali costruite dal Semeion.
L’attività di collaborazione ha riguardato le seguenti problematiche:
-
previsione del valore di titoli sui mercati finanziari internazionali;
-
previsione del tasso di cambio di alcune monete sui mercati finanziari internazionali;
-
simulazioni di scenari dinamici di macroeconomia finanziaria.
Previsione dei ricavi di esercizi commerciali a partire dai dati fiscali (1996)
Il Semeion ha stabilito una convenzione accademica con la Scuola Centrale Tributaria
“Ezio Vanoni”, finalizzata a sperimentare i sistemi a Reti Neurali Artificiali nell’ambito dei
problemi fiscali, in alternativa all’uso dei tradizionali metodi statistici.
Anche in questo caso è stata formata un’equipe di tecnici, interni alla Scuola Tributaria,
che hanno lavorato in tandem con i ricercatori del Semeion.
Sono stati sottoposti all’analisi della previsione dei ricavi alcuni esercizi commerciali
appartenenti a determinate categorie merceologiche. I risultati ottenuti sono stati giudicati
interessanti da esperti del settore, tanto che il rapporto di collaborazione fra i due enti si è
tradotto nella formalizzazione di una convenzione stabile, finalizzata allo scambio di
competenze reciproche per migliorare il livello di giustizia fiscale presente nel Paese.
Previsione del livello di Dispersione Scolastica (1994-1995)
Il Semeion ha attivato un progetto in collaborazione con il Comune di San Giovanni
Valdarno e la Regione Toscana sul problema della dispersione e dell’orientamento
scolastico.
È stata costruita una scheda di rilevamento composta di oltre 200 items, che è in grado
di descrivere la struttura della personalità di un soggetto registrandone i suoi comportamenti in diversi contesti di azione, insieme ad una serie di caratteristiche socio–anagrafiche.
A partire da questa scheda, è stato costituito un Data Base e, utilizzando un sistema a
Reti Neurali Artificiali, è ora possibile individuare preventivamente quali sono quei soggetti
35
che rischiano di abbandonare il percorso scolastico, alimentando il fenomeno della
dispersione.
Ricordiamo che la dispersione scolastica è un tipico problema multi–fattoriale di cui non
è possibile stabilire a priori le cause; le Reti Neurali Artificiali su questo tipo di problemi
riescono ad essere sempre tendenzialmente più efficaci di altri sistemi di elaborazione.
Il Comune di S. G. Valdarno ha istituito un Osservatorio sulla Dispersione Scolastica
con sistemi a Reti Neurali Artificiali, e sta allargandone il dominio a livello provinciale e
regionale.
Simulazioni di scenari dinamici sulle città (1997-1998)
All`interno della convenzione tra Semeion e Politecnico di Milano, il Semeion ha
sviluppato un progetto per descrivere il modello urbanistico di città ecologica, generabile a
partire dai dati che descrivono alcune città europee, seconde per importanza e dimensioni
nel loro paese.
La Rete Neurale utilizzata in questo caso è una memoria associativa particolarmente
adatta alla simulazione di scenari dinamici quali, ad esempio, quelli urbanistici.
Sul progetto sono state realizzate, al momento, alcune pubblicazioni e i risultati ottenuti
sono stati presentati in alcuni convegni internazionali (Bruxelles e Tokyo) di urbanistica.
Attualmente il Semeion e il Politecnico di Milano stanno lavorando ad un allargamento
della base di dati del progetto, al fine di migliorare la qualità dei risultati.
Sistema Bibliografico Intelligente sull’opera di Giotto (1998-1999)
La costruzione di un Sistema Bibliografico Intelligente (SBI) su Giotto è un progetto
sperimentale realizzato in collaborazione con il Consorzio Nettuno, per consentire a
docenti, studenti e studiosi una consultazione intelligente della bibliografia su questo
grande artista medioevale.
Il sistema SBI è in grado di fornire all’utente selezioni bibliografiche dinamiche, connesse
ai contenuti di interesse dell’utente stesso e didatticamente organizzate. Il sistema SBI è
dinamico perché le sue offerte di testi sono in grado di adeguarsi ogni volta alle specifiche
richieste dell’utente, avendo la capacità di interpretare tali richieste in funzione di fornire la
risposta più adatta.
Il Database del sistema SBI è composto da 250 (testi, articoli, saggi) su Giotto codificati
tramite una serie di variabili (didattiche, storiche, stilistiche, grafiche, ecc.), attraverso le
quali l’utente potrà interrogare il sistema. Ogni testo è presentato da un breve abstract,
36
che ne permette la consultazione veloce. Il sistema SBI può essere continuamente
aggiornato e arricchito con l’aggiunta di nuovi testi, opportunamente codificati sulla base
delle variabili descritte.
Sviluppo di un Sistema basato sulla tecnica delle Reti Neurali per l’analisi dei dati
sperimentali e dei risultati dei modelli di combustione (1998-1999)
Il progetto è nato dalla collaborazione fra l’ENEA e il Semeion allo scopo di affiancare
l’esperienza acquisita dai ricercatori dell’ENEA sui modelli di combustione con i sistemi
a Reti Neurali Artificiali del Semeion. L’applicazione dei sistemi del Semeion rispetto ai
modelli fluidodinamici normalmente utilizzati ha consentito una riduzione dell’errore del
16% per la previsione della composizione dei gas, e dell’8% per la previsione della
composizione dei liquidi.
A partire dal novembre del 2000 l’attività di ricerca applicata del Semeion si è
concentrata nello studio e nell’analisi di problemi relativi al campo medicofarmaceutico, attraverso l’analisi di Database su diversi tipi di patologie.
IOMERON300®: Use of Artificial Neural Networks in Predicting Adverse
Drug Reactions in Patients Receiving Contrast Media (Novembre 2000 –
Dicembre 2000)
Il DataBase analizzato, raccolto dalla Bracco-Byk Gulden attraverso uno studio
effettuato in 6 Centri di Radiologia in Germania, è costituito da 599 soggetti. Gli
obiettivi della ricerca sono stati: classificazione di pazienti che hanno o non hanno
avuto reazioni avverse al farmaco IOMERON300®; analisi della distribuzione del
campione in studio sulla base delle sole variabili indipendenti e, infine, sono stati
effettuati test di validazione sulla ricostruzione di dati mancanti e simulazioni dinamiche
per analizzare le connessioni esistenti tra le variabili di ingresso e i diversi tipi di
Adverse Events riscontrati ai pazienti.
GASTROESOPHAGEAL REFLUX DISEASE – GERD (Dicembre 2000 – Aprile
2001)
Attraverso questa ricerca, si intendeva classificare correttamente soggetti diagnosticati
con patologie da Reflusso - Esofagite o GERD (Gastroesophageal Reflux Disease) da soggetti normali, cioè senza reflusso. Il DB, 159 soggetti, è stato ricavato attraverso
la somministrazione del questionario GERQ (Gastro Esophageal Reflux Questionnaire)
37
della Mayo Clinic. Successivamente, partendo dai risultati ottenuti nella ricerca
effettuata sul DB Atherosclerosis, si è utilizzato il Sistema I.S. (Input Search – ideato
dal Semeion) e si è applicato ai dati del DB GERQ. In una terza fase della ricerca si è
analizzato il DB con ANN AutoAssociate (New Recirculation with Re-Entry) per
simulare scenari dinamici delle variabili del DB. La quarta fase della ricerca consisteva
nella classificazione dei pazienti Positivi e Negativi per GERD; il DB analizzato,
realizzato dalla Bracco - Direzione Medica Italia di Milano - era costituito da 234
soggetti.
ATHEROSCLEROSIS RISK FACTORS (Febbraio 2001 – Novembre 2002)
Gli obiettivi di questa ricerca sono stati: previsione dei parametri di misurazione degli
ispessimenti medio-intimali (IMT) di segmenti arteriosi specifici delle carotidi destra e
sinistra valutati tramite ultrasonografia B-mode su tutto il campione; classificazione di
soggetti con patologie (arteropatie periferiche, cerebrovascolari, cardiovascolari) e
soggetti senza patologie; natural clustering della popolazione in studio. Il DB
analizzato, ricavato da uno studio effettuato presso il Laboratorio di ultrasonologia del
Centro E. Grossi Paoletti dell’Ospedale Maggiore di Niguarda di Milano, è costituito da
578 soggetti; nella seconda parte della ricerca, sono state effettuate sperimentazioni
sul DB Atherosclerosis selezionando set di variabili differenti per la previsione
dell’Evento
(presenza
o
assenza
di
patologie
–
arteropatie
periferiche,
cerebrovascolari, cardiovascolari); è stato utilizzato anche il Sistema I.S. (Input
Search), il quale, nel periodo delle prime sperimentazioni, non era ancora stato ideato.
Nella terza parte, è stato ampliato il DB del Centro E. Grossi Paoletti dell’Ospedale
Maggiore di Niguarda di Milano (949 soggetti); l’obiettivo era verificare se, con un
numero maggiore di casi, i risultati delle Reti Neurali Artificiali Supervisionate ottenuti
precedentemente, fossero confermati o meno.
SUBCLINICAL HYPOTYROIDISM (Marzo – Aprile 2001)
In questa ricerca, si intendeva distinguere soggetti Ipotiroidei da soggetti Normali.Il DB
analizzato, ricavato dallo studio effettuato nel 1996 dal Laboratorio di Medicina
Nucleare del Centro Diagnostico Italiano di Milano, è costituito da 1001 soggetti
asintomatici.
GASTRITE CRONICA ATROFICA (Aprile – Giugno 2001)
Diversi sono stati gli obiettivi di questa ricerca: classificazione di soggetti con Gastrite
Cronica Atrofica (definiti Patologici) da soggetti appartenenti ad un campione di
controllo (definiti Normali); scenari dinamici delle variabili del DB; natural clustering
38
della popolazione in studio; mappe bidimensionali implicite nelle variabili del DB. Il DB
analizzato, ricavato da uno studio effettuato presso la Cattedra di Gastroenterologia
dell’Università “La Sapienza” di Roma, era costituito da 350 soggetti.
GISPE (Cancro all’utero) (Maggio - Ottobre 2001)
Il Database analizzato in questa ricerca è stato estratto da uno studio condotto in 34
centri Ospedalieri ed Universitari ginecologici distribuiti sul territorio nazionale. Il
Campione è costituito da 602 donne sottoposte a biopsia, dopo aver effettuato in
sequenza Pap-test, speculoscopia e colposcopia. Sono state utilizzate diversi tipi di
Reti Neurali Artificiali per tre tipi di analisi: previsione dell’esito della biopsia (negativo o
positivo) utilizzando reti neurali supervisionate (SuperVised); simulazione di scenari
dinamici delle variabili del DB utilizzando reti a ricircolazione (New Recirculation with
Re-Entry); natural clustering della popolazione in studio utilizzando una rete SelfOrganizing Maps (SOM).
DISPEPSIA (Giugno – Dicembre 2001)
Il Database di questa ricerca è stato ricavato da uno studio epidemiologico sul territorio
nazionale, effettuato dalla Direzione Medica Etici della Bracco SpA in collaborazione
con l’Istituto Casa di Sollievo della Sofferenza di S.Giovanni Rotondo. Il Campione è
costituito da 847 soggetti con due tipi di dispepsia (organica 251, funzionale 596). Nella
ricerca sono stati effettuati tre tipi di sperimentazioni: previsione del tipo di dispepsia
(organica o funzionale) e previsione dello stato dell’Helicobacter Pilori (positivo o
negativo), utilizzando reti neurali supervisionate (SuperVised); simulazione di scenari
dinamici del DB utilizzando reti a ricircolazione (New Recirculation with Re-Entry);
natural clustering della popolazione in studio utilizzando una rete Self-Organizing Maps
(SOM).
PROGETTO CAMPUS LINK (Marzo – Aprile 2002)
Consisteva in uno studio osservazionale esteso, condotto in Italia tra il 1992 e il 1995
in oltre 30 Centri di Radiologia. Lo studio si prefiggeva la creazione di un DB sulle
modalità di utilizzo dei mezzi di contrasto in una grande varietà di procedure
radiologiche e sugli eventuali eventi avversi manifestatisi. L’obiettivo consisteva
nell’utilizzo di diversi tipi di Reti Neurali Artificiali per la previsione dei pazienti che
hanno avuto almeno un Evento Avverso. Il DB analizzato, realizzato dalla Bracco
attraverso uno Studio Multicentrico, era costituito da 32.506 soggetti.
ALZHEIMER DISEASE – The Gender Factor (Aprile – Maggio 2002)
39
L’obiettivo di questo studio era mostrare le potenzialità e i vantaggi dell’utilizzo di
sistemi non lineari e non supervisionati per analizzare soggetti con AD. A questo scopo
è stata utilizzata una rete SOM (Self-Organizing Maps) che, a differenza di altri sistemi
statistici tradizionali, è in grado di organizzare e quindi creare dei gruppi (cluster) di
soggetti in uno spazio bidimensionale, sulla base della similarità sfumata delle variabili
di ogni soggetto; il DB analizzato era composto da 212 soggetti affetti da AD, arruolati
attraverso uno studio sul farmaco Donepezil effettuato in 18 centri italiani.
ALZHEIMER DISEASE (Aprile – Novembre 2002)
Lo scopo di questo studio è stato quello di verificare la capacità previsionale delle
ANNs nel riconoscere i pazienti ad alto rischio di AD sulla base dei fattori di rischio
convenzionali; il DB analizzato, realizzato dal Centro di Ricerca Geriatrica - INRCA - di
Fermo (AP), è costituito da 626 soggetti che, sulla base dei criteri del DSM 3, sono
stati divisi in soggetti con Demenza (Alzheimer, Vascolare, Parkinson, ecc..) e soggetti
Non Dementi. Nella seconda parte, è stato analizzato lo stesso DB con l’aggiunta di
due test cognitivi per verificare se l’aggiunta dei 2 test cognitivi aumenti la capacità
previsionale delle ANNs nel riconoscere i pazienti ad alto rischio di AD.
NUN STUDY - ALZHEIMER (Settembre – Ottobre 2002)
Il DB analizzato consisteva in 117 casi di suore cattoliche degli USA incluse nel
progetto “Nun Study” di cui è direttore il Prof. David A. Snowdon; lo scopo di questo
studio è stato quello di individuare l’esistenza di una connessione tra le capacità
cognitive dei soggetti in vita e la morfologia del loro cervello al momento dell’esame
effettuato dopo la loro morte.
PROGETTO QUOVADIS (Giugno – Luglio 2002)
Il DB, realizzato attraverso uno studio multicentrico coordinato dal Servizio di Malattie
del Metabolismo dell’Università di Bologna, consiste di 1464 casi di pazienti con
problemi di obesità. L’obiettivo di questo studio è stato quello di utilizzare diversi
Sistemi Artificiali per prevedere il livello di qualità della vita, individuare cluster naturali
dei pazienti e per la simulazione di scenari dinamici.
DATI CENTRO DIAGNOSTICO ITALIANO (CDI) (Ottobre 2002)
Il CDI dispone di un DB composto da migliaia di pazienti ai quali vengono eseguite
analisi del sangue. Al momento è stato effettuato uno studio preliminare con i Sistemi
Adattivi Artificiali su un sottoinsieme di circa 3000 casi sulla base di 14 esami di
laboratorio. L’obiettivo di ricerca è quello di poter discriminare soggetti patologici da
quelli non patologici sulla base degli esami di laboratorio. L’obiettivo pratico da
40
realizzare consiste nel consegnare al paziente una mappa, elaborata tramite una Rete
SOM, nella quale potrà vedere dove si è collocato rispetto alla classificazione di
pazienti sani e di pazienti con patologie. Con questo sistema, il paziente avrebbe la
possibilità di confrontarsi con altri soggetti; inoltre, questo tipo di mappa sarebbe più
affidabile dei normali risultati di routine delle analisi che vengono solitamente
consegnati.
MICRO ARRAYS (Database – Roche Genetics) (Novembre – Dicembre 2002)
Il DB analizzato è composto da 439 pazienti con Trombosi Venosa di varia natura
(trombosi venosa profonda; embolia polmonare; trombosi venosa superficiale, Budd
Chiari, trombosi vena cava, trombosi dei seni cerebrali, trombosi retiniche, forme
miste); in questa ricerca, le Reti Neurali Artificiali sono state utilizzate per la previsione
di soggetti con almeno un evento trombotico venoso e arterioso da soggetti senza
questo tipo di eventi. Le Reti Neurali Artificiali sono state confrontate con la
Regressione Logistica.
41
3. Formazione verso l’esterno
L’attività di formazione esterna è stata particolarmente intensa fino alla fine degli anni
novanta, si è sviluppata in gran parte su progetti relativi al campo sociale e sanitario.
Negli ultimi anni i ricercatori del Semeion si sono concentrati maggiormente sulla
ricerca di base, avendo avuto la possibilità di applicare le scoperte ad un campo
certamente più stimolante sotto il profilo scientifico. Riteniamo utile fornire un elenco
dei corsi di formazione effettuati nel corso di questi anni a testimonianza di una
notevole attività di formazione che ha contribuito oltre che a formare operatori e
ricercatori in diversi campi, anche a divulgare il lavoro di ricerca svolto parallelamente.
3.1. Corsi e stage
Corsi “Agenzia delle Idee sul Territorio”, tenuti presso le città del Progetto Sonda
nelle seguenti date: Brugherio (MI), Settembre-Ottobre 1991; GENOVA, Giugno
1992; PARMA, Giugno 1992.
Corso “L’Agenzia delle Idee nella Comunità”, tenuto nelle seguenti città del Progetto
Sonda: Brugherio (MI), ottobre 1991; Genova, giugno 1992; Parma, giugno 1992.
Corso sulle “Reti Neurali” effettuato per l’Équipe del Progetto Sonda di Parma.
ROMA 1-4 Settembre 1992.
Corso sull’“Agenzia delle Idee nella Scuola, 1º modulo”, effettuato per le équipes del
Progetto Sonda della Regione Veneto. Castelfranco Veneto, 2-4 Marzo 1993.
Corso sull’“Agenzia delle Idee nella Scuola, 2º modulo”, effettuato per le équipe del
Progetto Sonda della Regione Veneto. Conegliano, 23-25 Marzo 1993
Corso sull’“Agenzia delle Idee nel Territorio”, effettuato per le équipe del Progetto
Sonda della Regione Veneto. Portogruaro, 18-20 Maggio 1993.
Corso sul “Modello MQ e Reti Neurali”, effettuato per l’équipe Progetto Sonda di
Brugherio (MI). Roma, 6-8 Luglio 1993.
Corso sulla “Squashing Theory e Reti Neurali”, effettuato per gli operatori della
USSL 76 di Casale Monferrato. C. Monferrato, 13-16 Luglio 1993
Corso sulle “Reti Neurali”, effettuato per le équipe del Progetto Sonda della Regione
Veneto. Cittadella (PD), 28-29-30 Settembre 1993.
Corso “Prevenzione e Comunicazione”, effettuato per gli operatori della USL n. 78 di
Vigevano (PV). Vigevano, Ottobre - Dicembre 1993.
Corso-progetto “Prevenzione e trattamento dei militari tossicofili del bacino di utenza
dell’Ospedale Militare di Verona”, effettuato per il reparto neuropsichiatrico
42
dell’Ospedale Militare di Verona, e per gli psicologi del Servizio di Salute Mentale
della ULSS n. 25 di Verona. Verona, 15-16-17-18 Febbraio 1994.
Corso “Laboratorio Attivo sulle Dinamiche Relazionali” effettuato a 40 Operatori
Professionali con funzioni di Coordinamento della USSL 78 Vigevano Lomellina.
Vigevano (PV) da Gennaio a Maggio 1994.
Corso sulla “Squashing Theory e Reti Neurali” effettuato per gli operatori dell’équipe
del Progetto Sonda di La Spezia. Roma 12-15 Settembre 1994.
Corso sulla “Squashing Theory e Reti Neurali” effettuato per gli operatori dell’équipe
del Progetto Sonda di Castelfranco Veneto. Roma 18-21 Ottobre 1994.
Corso sulla “Squashing Theory e Reti Neurali” effettuato per gli operatori del
Comune di S.G. Valdarno nell’ambito del progetto “Osservatorio Permanente e
Previsionale sulla Dispersione Scolastica”. S.G.Valdarno (AR) 8-9 Febbraio 1995.
Corso sulle “Reti Neurali” effettuato per l’équipe del Politecnico di Milano Dipartimento di Scienze del Territorio. Milano 17-19 Luglio 1995.
Corso “Teorico-pratico sulle Reti Neurali Artificiali” effettuato per i tecnici della
Scuola Centrale Tributaria E. Vanoni, Ministero delle Finanze. 8 - 9 - 10 Febbraio
1996.
Corso sulla “Squashing Theory e Reti Neurali Artificiali” effettuato per gli operatori
del SERT, ULSS di Padova. Finanziamento Regione Veneto. Gennaio-MarzoSettembre 1996.
Corso sulle “Reti Neurali Artificiali” effettuato per gli operatori israeliani di Comunità
terapeutiche, presso la sede del Semeion. 21- 22 – 23 – 24 - 25 Ottobre 1996.
Corso sulle “Reti Neurali Artificiali” effettuato per gli operatori del Gruppo di Lavoro
dell’ENEA, presso la sede del Semeion. 11-12-13 Febbraio 1997.
Corso sulle “Reti Neurali Artificiali - Architetture di Software e Applicazioni su Data
Base” effettuato per operatori di Comunità terapeutiche Israeliani, Americani e
Finlandesi, presso la sede del Semeion. 1- 2 - 3 - 4 Settembre 1997.
Seminario “Le Reti Neurali Artificiali: Teoria, Modelli e Applicazioni” tenutosi presso il
Dipartimento di Sociologia dell’Università di Milano. 16 Settembre 1997.
Seminario “Le Reti Neurali Artificiali: Teoria, Modelli e Applicazioni” tenutosi presso il
Dipartimento di Sociologia dell’Università di Milano. 14 Maggio 1998.
Corso “Introduzione all’analisi dei dati con le Reti Neurali Artificiali”, effettuato per
giovani laureati in psicologia dell’Università di Torino. 23-24 Giugno 1998.
43
Corso sul tema: “Processi e Comportamenti Organizzativi”. Tenuto presso la Scuola
Tributaria E. Vanoni, dal 16 - 17 - 18 Dicembre 1998.
Corso per una delegazione di specialisti della Unità Strategica di Intelligence di New
Scotland Yard sul tema: “Uso delle Reti Neurali Artificiali nella lotta contro la
Criminalità organizzata “. 9-10 Dicembre 1999.
44