Cibernetica
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La cibernetica è la scienza che studia i fenomeni di autoregolazione (vedi controlli automatici e controlli adattativi) e comunicazione (vedi Teoria dell'informazione), sia negli organismi naturali quanto nei sistemi artificiali. La cibernetica si pone dunque come un campo di studi interdisciplinare tra le scienze e l'ingegneria. Il termine cybernetics fu coniato nel 1947 dal matematico statunitense Norbert Wiener, derivandola dal greco Kybernetes (timoniere, pilota).
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[modifica] Storia del termine
Il termine è usato dai greci per indicare i timonieri, i nocchieri e i piloti; Platone rivede il termine governare applicandolo anche alla conduzione di navi o di carri, oltre che di popoli, e Senofonte studia l'arte del governare in politica. Da qui il termine latino gubernator, radice di governatore.
Ampio è poi l'uso che Leonardo fa di meccanismi anche molto complicati per il migliore utilizzo e governo dei mezzi a disposizione nel tardo medioevo.
Nel 1789 è James Watt ad utilizzare per primo il termine in contesto tecnico, descrivendo il regolatore centrifugo che controlla la velocità del suo motore a vapore (governor in inglese).
Nel 1834 Ampère, utilizza lo stesso termine nella sua classificazione delle scienze, utilizzando il termine di cybernétique per indicare l'"arte di governare"; analogamente James Clerk Maxwell, nel suo documento Dei regolatori.
Il moderno significato deriva però dall'idea, nata durante la seconda guerra mondiale, dell'autogoverno delle macchine, soprattutto per i piloti automatici militari. In precedenza con gli automi ci si era limitati a costruire meccanismi complessi, anche utilizzando dispositivi elettrici (vedi ad esempio la tartaruga di Grey Walter), ma privi però di pressoché qualsiasi capacità discernitiva anche per problemi semplici. Allo stesso modo venivano viste le macchine, cioè come un "muscolo", un'estesione delle membra e potenzialità umane comandato in ultima istanza sempre dal lui. Con la tecnica moderna invece si iniziarono ad intravedere potenzialità enormi sui controller automatici e su macchine che possano svolgere attività automaticamente.
Un semplice esempio di autocontrollo di un meccanismo, precursore dell'era della corrente continua, è il regolatore centrifugo automatico di James Watt per le macchine a vapore.
L'impostazione del problema in chiave moderna inizia con il progredire dell'elettronica e con le sempre più grosse capacità tecniche (non tanto di concetto) per la creazione di nuovi dispositivi di controllo e comando caratterizzati da tempi "di reazione" straordinariamente piccoli.
Il cambiamento decisivo in questo senso si ebbe durante la seconda guerra mondiale, avendo il problema del puntamento automatico dei cannoni della contraerea; si voleva realizzare un sistema che oltre a colpire la posizione dell'aereo cercasse anche di anticipare le mosse future del pilota. Bisognava risolvere problemi matematici e problemi neuro-fisiologici, furono chiamati in causa fisici, matematici, medici, aviatori e fisiologi. Si trattò di effettuare un parallelismo tra un sistema di apparecchiature e radar e il nostro sistema nervoso, tra radar e occhio e cervello e calcolatore, comunque entrambi collegati in "tempo reale"; in effetti la reazione allo stimolo e successivamente all'impulso è simile per i due sistemi.
Così impostato, il sistema, viene identificato come studio della "teoria dell'informazione", come e in che quantità viene trasmessa nei vari sistemi. Queste teorie unite agli studi di Turing e altri, consentiranno a von Neumann di definire l'architettura necessaria per ottenere un calcolatore.
Dalla seconda guerra mondiale le innovazioni procedono comunque a ritmo esponenziale, passando da valvole, relé e transistor, tramite microcontroller e processori velocissimi (diversi GHz) a prototipi di robot umanoidi capaci di controllare i propri movimenti a seconda del terreno circostante. Il prototipo giapponese in questione è alto un metro e ottanta e pesa 210 kg, è in grado di salire le scale e percorrere pendii ripidi, oltre chiaramente a disporre di un gran numero di sensori per l'autocontrollo programmato.
[modifica] Applicazioni
Il campo degli studi e delle applicazioni della cibernetica è molto vasto e tocca varie discipline: la biologia, la fisica, la matematica, la robotica, l'ingegneria e l'informatica. I principali argomenti di cui si occupa la cibernetica sono:
- Studio e analisi dei segnali (vd segnale);
- Studio dei sistemi
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Per approfondire, vedi la voce Sistema. |
- Tecniche di filtraggio e compressione;
- Sistemi dinamici;
- Processi di diffusione e catene di Markov;
- Reti neurali
[modifica] La cibernetica in Italia
In Italia le idee di Wiener si diffusero fortemente nella comunità accademica dei fisici. Precedentemente all'ultima riforma universitaria l'ordinamento accademico italiano prevedeva anche una laurea in fisica-cibernetica e presso la facoltà di scienze fu istituita una cattedra in cibernetica, ancora oggi attiva in qualche facoltà ma con contenuti didattici molto variegati.
I principali gruppi di ricerca cibernetici che operarono in italia furono la scuola napoletana e la scuola operativa italiana.
La scuola napoletana fu fondata da Eduardo Caianiello a Napoli come gruppo interdisciplinare tra il dipartimento di fisica dell'università di Napoli e l'istituto di cibernetica del CNR di Pozzuoli.
La scuola operativa italiana fu fondata da Silvio Ceccato e operò principalmente in ambito linguistico.
Altri cibernetici italiani sono: Vittorio Somenzi, Giuseppe Vaccarino, Francesco Lauria, Giuseppe Trautteur, Roberto Cordeschi, Luigi Maria Ricciardi, Giuseppe O. Longo, Settimo Termini, Fabio Abbattista, Valentino Braitenberg.
[modifica] La diaspora
I cibernetici oggi, di fatto, non costituiscono un gruppo di ricerca omogeneo occupandosi di temi anche difficilmente conciliabili in un quadro unitario. Molti sono attivi nel settore dell'intelligenza artificiale con particolare attenzione agli aspetti filosofici del rapporto mente-macchina (come ad esempio: G. Trautteur, R. Cordeschi). Questi ricercatori di fatto oggi afferiscono al settore delle scienze cognitive.
Altri, pur allontanandosi dalle idee cibernetiche, sono rimasti nell'ambito più applicativo dell'informatica e dell'ingegneria del software (come ad esempio A. Visaggio); altri ancora hanno preferito seguire gli aspetti più teorici della cibernetica come la teoria degli automi o la teoria dell'informazione (come ad esempio: A. De Luca, G. Longo).
Per questo oggi alcuni sostengono che la cibernetica abbia più un valore storico che scientifico, e che adesso non esista più, poiché negli anni 50 comprendeva al suo interno rami che, sviluppandosi, hanno ottenuto un campo di studio proprio, diventando scienze singole che prima non esistevano (un precedente analogo è quello della semiotica che si è conquistata un campo di studio esclusivo che prima ricadeva sotto il dominio della linguistica e della filosofia).
[modifica] Bibliografia
- F. Conway - J. Siegelman, L'eroe oscuro dell'età dell'informazione, 2005, Torino, Codice edizioni.
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[modifica] Voci correlate
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