Una dintre cele mai importante invenţii ale secolului al XX-lea, computerul, a adus beneficii imense omenirii, permiţând eficientizarea multor sarcini. Dacă în secolul trecut computerul facilita îndeplinirea deciziilor luate de oameni, în zilele noastre el are din ce în ce mai des sarcina de a lua decizii în locul nostru, preluând uşor-uşor controlul în tot mai multe aspecte ale vieţii noastre.
În ultimele decenii, lumea computerelor a fost dominată de aşa-numita "lege a lui Moore". Aceasta portă numele co-fondatorului Intel, Gordon Moore, care în 1965 a observat că, de când a fost inventat circuitul integrat, în 1958, numărul de tranzistori aplicaţi pe un cip de siliciu s-a dublat la fiecare 12 luni. Moore a prezis că această tendinţă se va menţine pentru "cel puţin 10 ani". Predicţia lui a fost confirmată de-a lungul timpului, rămânând valabilă până în ziua de astăzi (chiar dacă perioada necesară pentru dublarea capacităţii computaţionale este de aproximativ 18 luni). Legea lui Moore a fost adoptată de mult timp ca obiectiv de către companiile producătoare de microcipuri, garantându-i valabilitatea pentru multă vreme de-acum înainte.
Această creştere exponenţială a capacităţii de procesare a cipurilor a declanşat o adevărată revoluţie, permiţând apariţia computerelor personale, a Internetului şi a companiilor-gigant ce domină astăzi Terra, printre care Google, Apple sau Microsoft.
Recent, însă, a fost semnalată o nouă tendinţă de către un grup de specialişti în ştiinţă şi tehnologie, în cadrul unui raport elaborat pentru Casa Albă. Aceştia au comparat timpul necesar rezolvării unei sarcini de optimizare a producţiei. Un computer din 1988, folosind algoritmii software existenţi la acea vreme, ar fi rezolvat această problemă în 82 de ani. În schimb, un computer din 2003 ce ar fi folosit algoritmii software existenţi în acel an ar fi rezolvat aceeaşi problemă în doar un minut, ceea ce reprezintă o îmbunătăţire cu un factor de 43 de milioane.
Câştigul în productivitate se compune din contribuţia procesoarelor înmulţită cu cea a algoritmilor. Cercetătorii au fost surprinşi de faptul că procesoarele mai performante au contribuit doar cu un factor de 1.000 din ameliorarea observată, iar îmbunătăţirea algoritmilor a reprezentat un factor de 43.000.
Astfel, creşterea în performanţă a algoritmilor software prezintă o curbă ascendentă chiar mai ridicată decât cea a capacităţii computaţionale, ingenuitatea specialiştilor care au conceput aceşti algoritmi accelerând rata progresului în nenumărate domenii.
Ce sunt algoritmii?Algoritmii reprezintă un set de instrucţiuni matematice care au ca scop rezolvarea unei probleme. Evoluţia limbajelor de programare şi dezvoltarea de algoritmi mai eficienţi au dus la o folosire mai eficientă a capacităţii de procesare a computerelor.
Dacă acum câteva decenii algoritmii sofisticaţi necesitau computere extrem de puternice (şi totodată costisitoare) pe care şi le permiteau doar companiile mari, structurile militare şi organizaţiile meteo, progresul înregistrat în ultimii ani a făcut posibilă implementarea lor în locuri surprinzătoare - de exemplu, în aspiratoare. Roomba, un aspirator-robot autonom, este ghidat prin încăpere de un algoritm care alege calea optimă pentru o curăţenie perfectă.
Pieţele financiare, controlate de algoritmi software
Un domeniu important ce a ajuns să fie controlat în bună măsură de algoritmi este cel al pieţelor financiare.
Graţie algoritmilor şi computerelor puternice, într-o singură secundă pot fi procesate mii de ordine de vânzare şi de cumpărare, oamenilor fiindu-le imposibil să egaleze o asemenea performanţă.
Bursa de la Londra poate procesa un ordin la 124 de microsecunde de la lansarea acestuia. Spre comparaţie, cea mai rapidă reacţie umană se produce la stimulii auditivi, ea având loc în aproximativ 140-160 de milisecunde. Orice reacţie umană mai rapidă de 140 de milisecunde este, de fapt, o predicţie. De aceea, în cadrul evenimentelor sportive, atunci când un atlet porneşte în cursă la 0,1 secunde (100 de milisecunde) după semnalul acustic, situaţia este considerată "start fals", deoarece acesta nu ar fi avut timp să reacţioneze la sunet, ci a încercat să prezică momentul acestuia.
Se estimează că pe Wall Street, într-o zi obişnuită, până la 70% din tranzacţiile efectuate au la origine un computer, nu un ordin plasat de către o persoană.
Pentru că algoritmii reacţionează în doar câteva milisecunde la orice tendinţă din piaţă, tranzacţiile efectuate de către ei tind să constituie o fracţiune tot mai mare din totalul vânzărilor şi al cumpărărilor.
Un raport publicat recent de Reuters oferă o dovadă a importanţei algoritmilor în lumea burselor. Agenţia de presă relata că, în luna august a acestui an, fondurile de hedging controlate de computere au reuşit să obţină profit pe o piaţă volatilă, în timp ce fondurile controlate de oameni au avut rezultate negative.
Pentru că algoritmii pot efectua mii de tranzacţii de-a lungul unui singur minut, ei pot profita de momentele de instabilitate ale pieţei, capacitatea de reacţie rapidă oferindu-le un imens avantaj în faţa brokerilor umani.
Un astfel de moment a avut loc la jumătatea lunii august, când unul dintre cei mai cunoscuţi indici bursieri din SUA, Dow Jones, a fluctuat masiv de-a lungul unui interval de o oră şi jumătate. În astfel de momente, majoritatea tranzacţiilor sunt efectuate de algoritmi, conform Tabb Group, o companie specializată în cercetarea şi analiza pieţelor financiare. Ted Weisberg, unul dintre brokerii de pe Wall Street, comenta pentru Los Angeles Times schimbările halucinante ale pieţei bursiere: "Cred că e grozav dacă eşti suficient de inteligent încât să profiţi de aceste fluctuaţii. Dar, în realitate, mişcările din piaţă nu sunt provocate de investitori de rând. Toate aceste fluctuaţii sunt provocate de algoritmi".
Pentru că algoritmii reacţionează rapid la mişcările din piaţă, au existat cazuri în care au antrenat căderi masive ale bursei fără vreun motiv evident. Cel mai cunoscut exemplu este aşa-numitul "Flash Crash" din 6 mai 2010. Atunci, indicele Dow Jones a scăzut cu 900 de puncte, echivalentul a 9% din valoarea totală, acţiunile a 8 mari companii ajungând la valoarea de un cent.
Piaţa şi-a revenit în mod rapid, în cursul aceleiaşi zile, însă lumea financiară a fost şocată de prăbuşirea bruscă a acţiunilor, iar oficialii bursei au impus limite de tranzacţionare, pentru a nu a mai permite algoritmilor să provoace o astfel de cădere.
Recent, o nouă inovaţie a apărut în lumea computerizată de pe Wall-Street: algoritmi care încearcă să păcălească alţi algoritmi. Cum funcţionează această practică, ce poartă numele de "algo-sniffing"? Sistemele computerizate detectează semnătura electronică a unui algoritm ce intenţionează să cumpere acţiunile unei companii, achiziţionează respectivele acţiuni cu câteva milisecunde înaintea acestuia, ca apoi să i le vândă ceva mai scump, obţinând un profit sănătos în mai puţin de câteva secunde.
Lumea finanţelor nu este singura în care algoritmii încep să preia controlul. În curând, automobilele ar putea fi conduse de algoritmi, care ar îndeplini rolul şoferului.
Maşina care se conduce singură
DARPA, aripa Pentagonului ce are rolul de a dezvolta noi tehnologii pentru armata SUA, a lansat în 2004 o provocare celor mai bune departamente de cercetare ale universităţilor americane. Misiunea? Conceperea unui vehicul care să se conducă singur graţie senzorilor, hardware-ului sofisticat şi algoritmilor software, aplicând toate cunoştinţele de robotică şi din domeniul inteligenţei artificiale.
Şi în acest caz, progresul a fost remarcabil. În primul an al concursului organizat de DARPA, 2004, niciun vehicul nu a reuşit să parcurgă fără probleme mai mult de 10 kilometri. În competiţia organizată în 2007, 5 automobile (fiecare aparţinând altei universităţi) au reuşit să termine cursa ce se întindea pe aproximativ 130 de kilometri, într-un mediu urban.
Toate maşinile au reuşit să realizeze cu succes manevre complicate, precum intrarea pe un drum aglomerat sau acordarea corectă a priorităţii într-o intersecţie în care toate cele 4 sensuri exista marcajul rutier "STOP".
Compania Google a angajat membrii echipelor care s-au clasat pe primele două locuri, pentru a demara proiectul "Google Driverless Car". În 2011, maşina concepută de Google a parcurs 225.000 de kilometri fără a fi condusă de un om, fiind controlată în exclusivitate de algoritmii software ce analizau datele oferite de camerele video şi de senzorii instalaţi pe maşină.
Cei care pledează în favoarea maşinilor ce se conduc singure spun că acestea nu obosesc niciodată şi nu se află niciodată sub influenţa alcoolului, astfel că folosirea lor ar salva numeroase vieţi. Inginerul Sebastian Thrun, liderul proiectului Google Driverless Car, a prezentat maşina în cadrul conferinţei TED de anul acesta, afirmând că "generaţiile viitoare vor privi înapoi şi vor spune «cât de ridicol era atunci când oamenii conduceau maşini»".
Google a întreprins deja primii paşi spre acceptarea maşinii fără şofer pe drumurile publice, făcând demersuri pentru modificarea legilor în statul american Nevada. Acţiunile de lobby au avut succes, astfel că autovehiculele ce se conduc singure pot circula legal începând cu vara aceasta prin Nevada.
Google nu este singura companie ce investeşte resurse în acest domeniu. Alte companii din industria auto au conceput la rândul lor prototipuri autonome sau semi-autonome.
BMW a anunţat recent că a testat de-a lungul a 5.000 de kilometri un model din Seria 5 capabil să accelereze, să frâneze şi să depăşească alte maşini fără ca "şoferul" să intervină în vreun moment. De asemenea, prototipul este capabil să "tragă pe dreapta" în cazul în care şoferul devine incapabil să conducă. Maşina concepută de inginerii germani foloseşte numeroşi senzori pentru a putea capta şi gestiona informaţiile din trafic, printre care LIDAR (Light Detection and Ranging), radar, ultrasunete şi camere video.
Uniunea Europeană a conceput proiectul SARTRE (Safe Road Trains for the Environment), ce are ca scop dezvoltarea de tehnologii care vor permite maşinilor să formeze convoaie pe traseele lungi.Astfel, doar primul autovehicul va fi condus în mod activ de un şofer, în timp ce maşinile aflate în spatele acestuia s-ar conduce singure, urmărind-o în mod automat pe prima. Autovehiculele vor comunica între ele pe o frecvenţă specială, astfel că toate vor putea reacţiona în timp util la orice decizie luată de şoferul primei maşini.
UE susţine că această tehnologie va îmbunătăţi traficul, va oferi mai mult confort şoferilor şi va duce la un consum mai mic, reducând în acelaşi timp şi costul unei călătorii şi emisiile poluante. În ianuarie 2011, Volvo a efectuat primul test al tehnologiei, care a fost un veritabil succes:
Cei implicaţi în proiectul UE anunţă că această tehnologie poate intra în producţie în doar câţiva ani. "Cel mai mult va dura, însă, acceptarea sa de către public", menţionează aceştia.
Conform statisticilor europene, factorul uman stă la baza a cel puţin 80% din accidentele rutiere. Pe măsură ce autovehiculele preiau controlul, călătoriile rutiere vor deveni mai sigure, iar comunicarea wireless între maşini va asigura reducerea blocajelor din trafic.
Rămâne de văzut, însă, dacă şoferii vor accepta să cedeze controlul unui algoritm software.
«Pilotul automat» duce la uitarePe măsură ce vom accepta să cedăm controlul computerului, va trebui să fim pregătiţi pentru consecinţele acestei decizii. Un semnal de alarmă în această privinţă vine din domeniul aviaţiei, unde progresul tehnologic a făcut ca pilotul automat să fie atât de folosit, încât piloţii şi-au pierdut îndemânarea.
Un studiu efectuat de Administraţia Federală Aviatică (FAA) din SUA arată că piloţii "deleagă prea multă responsabilitate sistemelor automate", iar un număr mare de experţi de securitate afirmă că numărul cazurilor în care piloţii nu ştiu cum să reacţioneze atunci când sunt confruntaţi cu dezactivarea pilotului automat este în creştere.
Rory Kay, pilot de avion şi co-preşedinte al comisiei FAA de formare a piloţilor, a declarat pentru Associated Press că "se observă un nou tip de accident în cazul acestor avioane cu sisteme sofisticate - acela în care piloţii uită cum să piloteze".
Pierderea îndemânării a provocat sute de decese în accidente aviatice în ultimii 5 ani, afirmă experţii. În această perioadă au fost înregistrate 51 de accidente în care avioanele au intrat în vrie în timpul zborului şi piloţii nu au putut interveni pentru a remedia problema. Conform Asociaţiei Internaţionale de Transport Aerian (IATA), acesta este tipul de accident aerian cel mai des întâlnit.
Conform studiului FAA, piloţii au din ce în ce mai puţine oportunităţi de a pilota manual pentru a-şi menţine îndemânarea, deoarece multe linii aeriene şi organizaţii de reglementare descurajează sau chiar interzic piloţilor dezactivarea pilotului automat.
"Industria aeriană suferă de o dependenţă de automatizare", crede Kay. Un alt membru al comisiei FAA şi totodată pilot de avion, Bob Coffman, spune că "liniile aeriene raportează tot mai multe incidente în care piloţii irosesc timp preţios încercând să repornească pilotul automat, când ar trebui să preia controlul şi să piloteze avionul".
Conform legilor în vigoare, piloţii sunt obligaţi să folosească autopilotul între altitudinea de 8.900 metri şi cea de 12.500 metri, adică în porţiunea în care avioanele petrec cel mai mult timp. Coffman spune că majoritatea liniilor aeriene sfătuiesc piloţii să activeze pilotul automat la aproximativ 90 de secunde după decolare, când avionul se înalţă aproximativ 300 de metri, şi să-l ţină activat până cu 90 de secunde înainte de aterizare.
Chiar şi aşa, se tinde spre o automatizare mai mare. În SUA, FAA intenţionează să înlocuiască sistemele de control al traficului aerian ce se bazează pe tehnologia radar cu unele mai precise, bazate pe GPS. Această schimbare va permite înlocuirea tehnicii vechi folosite la aterizare.
Dacă acum avioanele trebuie să coboare în trepte pentru aterizare, manevră ce consumă mult timp şi combustibil, graţiei tehnologiei GPS aeronavele vor putea să efectueze coborâri mai abrupte, planând. Această nouă tehnică va permite aterizări mai dese şi mai frecvente, chiar şi în condiţii meteo nefavorabile, pentru că piloţii vor şti localizarea precisă a altor aeronave şi a obiectelor de la sol. Singurul dezavantaj al noii metode de aterizare este acela că presupune cedarea controlului către computerul de bord. "Aceste proceduri noi trebuie efectuate cu autopilotul pornit, pentru că un singur strănut e suficient pentru a strica totul", explică Bill Voss, preşedintele Flight Safety Foundation, o organizaţie ce promovează siguranţa în domeniul aviaţiei.
Aşadar, "piloţii" de avioane vor continua să ghideze aeronavele spre destinaţie, însă rolul lor se aseamănă mai degrabă cu cel al unui programator decât cu imaginea pe care o avem toţi în minte, aceea în care ei conduc aeronava cu ajutorul manşei.
Automobilele şi avioanele nu sunt singurele elemente din viaţa noastră conduse de algoritmi. Mai nou, aceştia au ajuns să ghideze un aspect mult mai intim al vieţii noastre.
Algoritmii se ocupă şi de amor?În ultimii ani, tot mai mulţi oameni apelează la Internet pentru a-şi găsi un partener. Dacă acum 10 ani cei care îşi căutau jumătatea pe Internet nu erau văzuţi prea bine, astăzi "peţitul virtual" devine acceptat de societăţile din întreaga lume. Un sondaj efectuat în 2010 pentru BBC World Service în 19 ţări de pe tot mapamondul arată că o treime din utilizatorii de Internet îl consideră un loc potrivit pentru a-şi găsi jumătatea.
Astăzi, industria "datingului online" valorează numai în SUA 1,9 miliarde de dolari, iar cel mai mare site de profil din lume, match.com, are 1,8 milioane de clienţi plătitori şi a fost folosit de la înfiinţare de 75 de milioane de persoane.
Cum gestionează acest site un număr atât de mare de persoane şi cum reuşeşte să recomande acestora partenerul potrivit? Desigur, este vorba de un algoritm. "Synapse", algoritmul celor de la Match ia în calcul un număr mare de factori pentru a găsi partenerul ideal pentru fiecare. Acesta nu ia în calcul doar opţiunile explicite ale fiecărui utilizator, ci încearcă să "ghicească" ceea ce îşi doresc membrii site-ului în funcţie de acţiunile pe care aceştia le întreprind pe site.
Unul dintre inginerii care au lucrat la conceperea algoritmului a explicat pentru Financial Times modul în care acesta funcţionează: "Algoritmul învaţă în acelaşi fel în care o face şi creierul uman. Când îi oferi un stimul, acesta creează anumite căi neuronale. Atunci când nu ne mai place ceva, acestea dispar. Astfel, învaţă pe parcurs". Acesta a adăugat: "Înainte, potenţialii parteneri pe care îi prezentam utilizatorilor erau aleşi în funcţie de preferinţele menţionate de aceştia. Dar am descoperit că oamenii nu sunt întotdeauna interesaţi de ceea ce zic că sunt interesaţi".
Modificarea algoritmulului pentru a-i permite să înveţe din comportamentul utilizatorilor a dus la o dublare a numărului de interacţiuni ale membrilor site-ului cu persoanele recomandate de acesta, iar acum mai mult de jumătate dintre mesajele pe care le trimit membrii site-ului au ca destinatari persoane sugerate de către algoritm. Pe măsură ce site-ul acumulează tot mai mulţi terabiţi de date, algoritmul devine tot mai bun.
Ce ne rezervă viitorul?Aşadar, algoritmii sofisticaţi ce procesează cantităţi mari de date reuşesc deja să controleze aspecte esenţiale ale vieţii noastre, de la modul în care ne găsim partenerul de viaţă până la deciziile de pe bursele financiare ce decid soarta economiei globale.
În fiecare zi, algoritmii sofisticaţi îşi fac apariţia în noi domenii, existând promisiunea ca ei să producă schimbări radicale în cadrul acestora. În medicină, compania Predictive Medical Technologies a anunţat în această vară că a dezvoltat un algoritm care, atunci când este conectat la aparatele de monitorizare a sănătăţii unui pacient, poate analiza datele generate de acestea pentru a prezice cu până la 24 de ore în avans evenimente precum atacurile de cord sau crizele respiratorii. Acest lucru va permite cadrelor medicale să acţioneze prin ajustarea tratamentului pentru a le preveni.
Ce urmează? Algoritmii vor prelua controlul în nenumărate aspecte mărunte, ca urmare a creşterii exponenţiale a datelor disponibile.
Graţie scăderii costurilor de producţie, senzorii pot fi integraţi în tot mai multe dintre elementele lumii ce ne înconjoară. Toţi aceşti senzori produc date, fiind procesate de algoritmi tot mai sofisticaţi. Spre exemplu, compania Thames Water, care gestionează resursele de apă din Londra, a început să instaleze senzori pe ţevile de apă, iar algoritmii analizează datele generate de aceştia pentru a anticipa când există o probabilitate mare ca ţevile să se fisureze. Astfel, computerul poate programa reparaţiile chiar înainte ca defecţiunile să apară!
Pe măsură ce senzorii vor deveni omniprezenţi, algoritmii necesari prelucrării datelor generate de aceştia vor controla tot mai multe aspecte ale vieţii de zi cu zi.
Dacă în majoritatea scrierilor science-fiction era în care computerele preluau controlul prezenta consecinţe neplăcute pentru omenire, în realitate aceşti algoritmi par să aducă o mai mare eficienţă, un consum mai mic de resurse şi o îmbunătăţire a calităţii vieţii. Totuşi, integrarea acestora în viaţa noastră trebuie conştientizată, ţinându-se cont de semnalele de alarmă oferite de prăbuşirea neaşteptată de pe Wall Street şi de situaţia piloţilor de avioane.
Un lucru este cert: marşul inexorabil al progresului nu poate fi oprit. Depinde doar noi, însă, dacă vom şti să-i gestionăm consecinţele.
