Milanese di nascita, californiano di adozione (insegna all’Università della California, Berkeley) Alberto Sangiovanni Vincentelli, alumnus del Poli, è uno dei maggiori esperti al mondo nel campo dell’informatica. Limitare i suoi interessi e le sue conoscenze ad un unico campo, tuttavia, sarebbe un errore: è infatti un grande appassionato di filosofia, di letteratura e di economia. “Nella mia vita ho dovuto scegliere quali strade non intraprendere, più che quali prendere”, ci ha raccontato durante una lunga chiacchierata che abbiamo fatto tra l’Italia e la California.
L’occasione dell’intervista è l’ennesimo riconoscimento ricevuto nel suo campo, il prestigioso premio della BBVA Foundation “Frontiers of Knowledge Award”: una sorta di premio alla carriera, simile al Nobel sia per la procedura che per il modo di comunicare la vittoria. “Mi hanno chiamato in piena notte!”, racconta Vincentelli. È un premio molto prestigioso che viene assegnato per otto settori diversi: la categoria di Vincentelli è Information and Communication Technologies (ICT).
Il motivo dell’assegnazione del riconoscimento è “aver trasformato radicalmente il design dei chip che alimentano i dispositivi elettronici attuali, dando vita alla moderna industria dei semiconduttori”. In che modo? Creando nuovi strumenti di automazione della progettazione elettronica (electronic design automation, EDA), ovvero ideando algoritmi e programmi in grado di ottimizzare la progettazione dei circuiti integrati (i cosiddetti chip).
Entriamo nel dettaglio per capirne di più. “Nei chip ci sono molti elementi, chiamati transistor, che devono essere messi su una struttura planare”, spiega Vincentelli. “Questi transistor devono poi essere connessi tra loro attraverso dei fili elettrici, che portano ritardo: gli obiettivi, dunque, sono quelli di rendere le connessioni il più veloce possibili e di utilizzare il minor spazio per ospitare transistor e interconnessioni”. Una volta sistemati i transistor, bisogna assicurarsi che il chip funzioni. Per farlo esistono strumenti di simulazione, che vengono impiegati prima della fabbricazione: “Oggi li chiamiamo digital twins, modelli matematici che simulano digitalmente ciò che avverrà fisicamente per farci capire se il sistema funziona”, spiega Vincentelli. “La simulazione è stata una delle prime cose di cui mi sono occupato, nei primi anni ’70: ha consentito di velocizzare molto i progetti. La produzione automatica delle maschere fotolitografiche usate per indirizzare fasci di luce sul chip per creare connessioni e transistor è stata un altro passo miliare nello sviluppo della industria dei semiconduttori: agli albori di questa industria, nei primi anni 70, le maschere si ritagliavano a mano, ma con l’aumento esponenziale del numero di transistor, teorizzato dalla legge di Moore, già alla fine degli anni 70 non è stato fisicamente più possibile farlo. L’EDA ha consentito negli anni il passaggio da poche centinaia a miliardi di transistor presenti ora in un unico chip”.
Sono talmente tante le cose che il professor Vincentelli ha fatto nella sua vita, che non basterebbe un libro per elencarle tutte: la successiva ora di chiacchierata è un’immersione nel passato, tra fondazioni di aziende di EDA – come Cadence Design Systems e Synopyis, che insieme sono quotate al Nasdaq intorno a 120 miliardi di dollari −, collaborazioni con aziende automobilistiche del calibro di BMW, General Motors e Magneti Marelli, e successi universitari. Giovanissimo, all’età di 27 anni, con in mano un contratto da professore incaricato (equivalente al livello di associato di oggi) al Poli, si imbarca in una esperienza semestrale all’Università della California a Berkeley, incoraggiato dai colleghi anziani del Poli. Alla fine di questa esperienza arriva la richiesta di rimanere negli USA. Lui nicchia (a Milano avevo un ottimo contratto, la mia vita, i miei amici, spiega), ma a Berkeley non mollano, e dopo una richiesta ufficiale e la concessione del permesso da parte del Politecnico, riparte alla volta della California. E lì rimane.
Trovandoci di fronte a un guru dell’informatica, ne approfittiamo per chiedere quali siano le sue opinioni sulle ultime novità tecnologiche: “L’EDA è in continuo miglioramento, ma non c’è stato negli ultimi tempi uno sconvolgimento radicale nel campo: la cosa più innovativa degli ultimi anni è la estensione degli algoritmi e dei metodi EDA ad altri campi, per esempio, la progettazione mirata di medicine”, spiega Vincentelli.
Nel campo dell’utilizzo dei semiconduttori è in corso un trend che vede imprese che hanno impiegato chip comprati da imprese specializzate nella progettazione di semiconduttori quali Intel, buttarsi nell’avventura della progettazione di chip ottimizzati per i loro scopi. Apple è stata la prima ma Tesla ha veramente rivoluzionato il settore delle automobili con il loro progetto. In sostanza Tesla : “Ha preso di sorpresa tutti nel mondo automobilistico: la loro vettura è un sistema elettronico vestito da macchina. È questa, a mio parere, una delle più grandi innovazione degli ultimi tempi: il fatto che un’azienda automobilistica abbia progettato un chip”. Come a dire: che all’orizzonte ci sia una nuova rivoluzione non solo tecnologica, ma industriale, dove Amazon, Google, e Microsoft progettano i chip ottimizzati per server usati nel cloud?
“Poi, certo, ci sarebbe l’intelligenza artificiale: ma non sono proprio un grande fan…”, confessa. Come mai?
“Innanzitutto bisogna capire la differenza tra machine learning e intelligenza artificiale, che non sono termini equivalenti: il machine learning è una parte dell’intelligenza artificiale. È l’utilizzo di modelli matematici per approssimare, utilizzando una grande quantità di dati, il funzionamento di un sistema di cui non conosciamo il funzionamento o che è troppo complicato da descrivere. I parametri di questo modello che di solito prende la forma di rete neurale a molti livelli (deep learning), sono moltissimi e devono essere scelti in modo da minimizzare l’errore fatto con l’approssimazione (training). Questo processo è molto costoso in termini di calcolo (tra l’altro l’energia consumato per effettuarlo è molto elevata…) ed in più non ci consente di capire perché certe risposte vengono date. Ecco, a me questo non piace: io voglio capire!”. Ciò che “non va giù” a Vincentelli è il non riuscire a trovare il motivo per cui il machine learning dia determinate risposte: “Io devo andare a fondo del perché delle cose, e con un certo tipo di intelligenza artificiale non posso farlo”, spiega. “La introduzione dei grandi modelli di linguaggio (reti neurali immense utilizzate per sintetizzare e processare il linguaggio umano) ha fatto notizia dovunque. ChatGPT introdotta da OpenAI ha originato un dibattito a tutti i livelli. La capacità di interagire con uomini a livello di linguaggio naturale è in effetti una rivoluzione. Per altro, quando ChatGPT viene usata per rispondere a domande poste da un utente, risponde sulla base delle informazioni che sono presenti in rete. Data la dimensione del modello, è in grado di riassumere praticamente qualsiasi informazione in rete. Ma in rete si trovano informazioni errate (fake news), messaggi di odio razziale, testi contro le fasce svantaggiate, le donne e quindi c’è la possibilità reale che ChatGPT (o equivalenti) influenzi un grande numero di persone in modo negativo” Molti, inclusi i pionieri del machine learning quali Geoff Hinton, si sono espressi in modo molto preoccupato sul futuro utilizzo della tecnologia! E sulla presa di coscienza dell’intelligenza artificiale che ne pensa? Sarà possibile, in futuro, che faccia capolino una nuova “specie”, artificiale? “Non credo proprio: a volte abbiamo l’impressione che l’intelligenza artificiale capisca tutto e sia senziente, ma non può essere, è pur sempre l’espressione di una macchina! l’abbiamo costruita noi”.
Quali sono gli insegnamenti più importanti che ha ricevuto nella sua carriera? “Il primo me lo diede un mio professore del Politecnico, Giuseppe Grandori, che insegnava scienze delle costruzioni: mi fece pensare all’etica dell’ingegneria. Ci spiegava che i calcoli fatti durante la costruzione di una struttura di ingegneria civile (almeno negli anni 60 quando frequentavo il Poli) prendevano in considerazione perfino la possibilità di un crollo e ne valutavano il costo: tra una struttura economica che resisterà nell’80% e crollerà nel 20% dei casi in caso di un terremoto, uccidendo un certo numero di persone, e una più resistente ma più costosa che provocherebbe meno morti in caso di crollo, potrebbe essere scelta la prima nel caso in cui il costo complessivo considerando il pagamento di danni e le probabilità di crollo sia minore. E GPT per ricollegarsi al discorso di prima”.
“Il secondo insegnamento lo appresi quando arrivai negli USA, dove un ingegnere viene considerato alla stregua di un tecnico a cui ci si rivolge in albergo per problemi di scarico del bagno… o per la conduzione dei un treno. in contrasto con Paesi come la Francia, il Giappone e l’Italia dove la professione di ingegnere è considerata ai vertici della scala sociale Non solo, nel mondo scientifico l’ingegneria veniva ben al di sotto di scienze “nobili” quali la fisica. Ma io ero e sono convinto che l’ingegneria sia una vera e propria scienza, a pari di tutte le altre! Questa convinzione mi deriva dalle mie letture di Sant’Agostino e Kant che parlavano del fatto che Dio o il “reale” è fuori dal concetto di tempo e spazio, che sono categorie umane. Anche noi ingegneri creiamo sistemi a partire da un’idea al di fuori del tempo e dello spazio, e solo in ultimo della nostra attività creativa ci troviamo ad affrontare il mondo fisico nelle sue dimensioni spazio temporali”. Sta dicendo che gli ingegneri sono Dio? “Beh almeno nella parte creativa del nostro lavoro!”, conferma ridendo Vincentelli.
Se potesse scegliere di essere l’inventore di una qualsiasi cosa, cosa le piacerebbe aver inventato (o progettato)? “Direi l’mRna, perché è una vera rivoluzione con impatti sociali immensi: ha un potenziale di curaincredibile , ora si parla addirittura di un possibile vaccino anticancro basato su mRNA. E anche la tecnica di editing genetico CRISPR-Cas-9, peraltro perfezionato nella mia Università perché ci permetterà in futuro di curare le malattie genetiche”.
Qualche rimpianto? Qualche rimorso? “Di getto direi di no, mi è andato tutto troppo bene”, confessa Vincentelli. “I rimpianti riguardano più che altro delle porte che ho chiuso: mi sarebbe piaciuto fare filosofia all’Università, ma anche l’economista, il fisico e magari anche un po’ il letterato. Ci fu un’epoca in cui scrivevo poesie!”. “Rimorsi, solo uno: non essere stato abbastanza con la mia famiglia. Devo dire però che ho un ottimo rapporto come i miei due figli, che sento e vedo molto spesso, e mia moglie mi ha sempre sostenuto nei momenti difficili: non mi posso davvero lamentare”.
