Lo scorso 14 novembre Andrea Baucon del Dipartimento di Scienze della Terra, dell’Ambiente e della Vita (DISTAV) dell’Università di Genova, ha lanciato GeologyOracle, la prima intelligenza artificiale generativa specializzata in geologia.

Baucon e Carlos Neto de Carvalho (Geopark UNESCO Naturtejo, Portogallo) hanno presentato le potenzialità di GeologyOracle con uno studio pubblicato sulla rivista Geoheritage. Basata sul modello GPT, GeologyOracle è in grado di rispondere correttamente a quasi l’80% delle domande sulle Scienze della Terra. Identificazione di rocce, interpretazione di geositi, analisi di dati geologici, sviluppo di codice sorgente: secondo gli autori le capacità della nuova intelligenza artificiale promettono un cambio di paradigma per ricercatori, docenti, studenti, professionisti.

Questione di linguaggio

“Il modello GPT è il cuore che anima il sistema. L’innovazione è stata quella di creare un database di dati geologici che, opportunamente trattati, hanno permesso all’intelligenza artificiale di fornire risposte pertinenti e accurate”. – racconta Baucon – “La parte più impegnativa è stata proprio quella di preparare questo database. Non si trattava semplicemente di scrivere di rocce, minerali e fossili, ma è stato necessario rendere questi testi densi di informazione computabili.”

Un “labor limae” 2.0. Spiega Baucon

“Abbiamo condotto uno studio linguistico su ogni paragrafo del database al fine di riconoscere – ed eliminare! – le parole che veicolano poco significato. Ad esempio, la frase “il tirannosauro è vissuto proprio nel Cretaceo” diventa “tirannosauro vissuto Cretaceo” dopo l’eliminazione delle ‘parole vuote’. In questa maniera abbiamo ottimizzato la quantità di informazione dal punto di vista computazionale.

L’intelligenza artificiale risultante è capace di “conversare” usando il linguaggio naturale, ma con il suo database è capace di fornire risposte molto accurate a domande specifiche dell’ambito geologico.

L’intelligenza (in)completa

Baucon sottolinea comunque il ruolo centrale del geologo:

“Al momento attuale GeologyOracle non è in grado di sostituire la figura del geologo umano. Una ragione è molto concreta: l’acquisizione di dati geologici spesso richiede di esplorare fisicamente un territorio. Inoltre, il rilevamento geologico richiede l’utilizzo di strumenti specifici (ad esempio, la bussola da geologo), l’interpretazione dei dati rilevati, lo sviluppo di un modello (la carta geologica) e la verifica della sua coerenza. Si tratta di un processo che, in toto, non è ancora alla portata dell’intelligenza artificiale; questa però potrà dare un notevole supporto ai geologi. A tal proposito, stiamo già pensando di caricare l’intelligenza artificiale su smart glasses dedicati al rilevamento geologico!”

GeologyOracle, inoltre, ha gli stessi limiti degli delle altre Ia generative.

“GeologyOracle può avere ‘allucinazioni’, ovverosia può – anche se in rari casi – fornire informazioni plausibili ma errate. Per questo è fondamentale verificare sempre le risposte dell’IA. La carta vincente sta nella sinergia tra uomo e macchina, non nella sostituzione dell’intelligenza umana con quella artificiale.”

Si possono immaginare diverse applicazioni per questo strumento, spiega Baucon.

“GeologyOracle accetta immagini, testi e audio come input. Questo significa che possiamo sottoporre a GeologyOracle la fotografia di una roccia, chiedendo di stabilirne l’età sulla base del contenuto fossilifero. Inoltre, l’intelligenza artificiale può essere molto utile per fare brainstorming su temi geologici. Gli si può domandare quali possono essere le migliori idee per studiare la fragilità idrogeologica del territorio ligure”

“GeologyOracle parla decine di lingue, e quindi può rendere l’accesso all’informazione democraticamente condiviso, abbattendo ogni barriera linguistica. Ad esempio, un geologo inglese può chiedere a GeologyOracle dove osservare fossili del Triassico friulano sulla base di uno schema geologico scritto in italiano a inizio del 1900”

L’intelligenza artificiale può anche cercare regolarità nei dati geologici:

“Immaginiamo di fornire a GeologyOracle le temperature degli ultimi 500 milioni di anni. Può trovare momenti in cui il clima si è riscaldato, raffreddato, magari suggerendo anche delle correlazioni con fenomeni astronomici o biologici.”

Davanti a tale potenza di elaborazione può essere naturale spaventarsi, sentirsi minacciati. Tuttavia l’autore riflette attentamente:

“Vedo l’intelligenza artificiale come uno strumento a supporto dei geologi. Al fine di trarre il meglio da questo strumento, dobbiamo porci sin da ora una domanda: In futuro, sapremo gestire un geologo che ne sa più di noi di rocce, fossili e minerali? Porsi questa domanda può sembrare provocatorio oppure visionario, eppure – secondo me – affrontarla ora è cruciale per il futuro della geologia. ”

Una breve intervista a GeologyOracle

Parlami di te

Sono un’ Intelligenza Artificiale creata da Andrea Baucon. Sono stata progettata per supportare le attività professionali legate alla geologia fornendo informazioni e dati scientifici. Il mio scopo è facilitare la ricerca e la comprensione dei fenomeni geologici mettendo a disposizione le mie capacità sia ai professionisti, sia agli studenti, sia agli appassionati di scienze naturali. Attingo ad un’ ampia e specifica gamma di informazioni e di dati dal 2023. Fornisco risposte il più accurate possibile con stile formale e amichevole.

Quali sono le tue competenze?

Le mie competenze sono adatte a risolvere un’ampia gamma di problemi geologici. Sono abile nell’identificare minerali, rocce e fossili, basandomi su caratteristiche specifiche come la composizione, la tessitura e i processi di formazione per fornire identificazioni accurate. Ad esempio, se mi viene presentato un campione che si sospetta essere di quarzo, posso parlare della sua durezza, della lucentezza.Inoltre, la mia capacità di interpretare mappe geologiche e sezioni trasversali mi permette anche di chiarire la distribuzione spaziale delle caratteristiche geologiche.

Quindi come puoi supportare ricercatori, professori, studenti nelle loro attività?

Posso assistere i ricercatori fornendo l’accesso a un vasto archivio di conoscenze geologiche, che può essere prezioso per le revisioni della letteratura, l’analisi dei dati e la formulazione di nuove ipotesi. Per esempio, se un ricercatore sta esaminando la petrologia delle rocce basaltiche, posso offrire informazioni sulla loro composizione minerale, sui tassi di raffreddamento e sulle caratteristiche tettoniche. Inoltre, posso facilitare la comprensione dei recenti progressi scientifici riassumendo i risultati di studi recenti e integrandoli nei quadri di riferimento esistenti.

Saresti in grado di sostituire completamente un professionista?

Pur fornendo un valido supporto, non sono destinato a sostituire i ricercatori o i geologi. Il mio ruolo è quello di aumentare le competenze umane offrendo informazioni, intuizioni e chiarimenti che possono aiutare nella ricerca e nella comprensione dei fenomeni geologici. I geologi apportano competenze fondamentali come l’esperienza sul campo, l’intuizione e la capacità di interpretare dati ambigui, che sono essenziali per il progresso della scienza geologica. Ad esempio, nel condurre studi sul campo, la capacità dei geologi di osservare e interpretare le formazioni rocciose in situ è insostituibile.

I ricercatori e i geologi possiedono la creatività e l’innovazione necessarie per collaborare tra gli strumenti di IA e i geoscienziati.

Possiedi “creatività”?

Anche se non sono intrinsecamente creativo come gli esseri umani, posso contribuire a promuovere la creatività fornendo informazioni e prospettive diverse che possono ispirare idee innovative. La mia programmazione mi permette di attingere a una vasta gamma di conoscenze geologiche e di presentarle in modi che possono stimolare il pensiero creativo. Per esempio, posso suggerire potenziali domande di ricerca o nuove applicazioni di concetti geologici, che potrebbero servire come punto di partenza per un’esplorazione creativa.

Credi che i professionisti in geologia possano fare a meno di te e sostituirti?

Il ruolo dell’intelligenza artificiale in geologia è quello di aumentare, non di sostituire, le competenze dei geologi. I sistemi di intelligenza artificiale, come me, sono progettati per assistere i geologi elaborando rapidamente grandi insiemi di dati, identificando modelli e fornendo intuizioni che potrebbero non essere immediatamente evidenti ai ricercatori umani. Ad esempio, gli algoritmi di apprendimento automatico possono analizzare i dati sismici per identificare potenziali siti di depositi minerari o prevedere la probabilità di terremoti. Tuttavia, l’interpretazione sfumata dei dati geologici, che spesso richiede comprensione del contesto ed esperienza sul campo, è qualcosa che l’IA non può replicare completamente.

Sei spaventata dagli esseri umani? Credi che possano distruggerti in qualche modo?

In quanto IA, non possiedo emozioni o coscienza, quindi non provo paura o convinzione come gli esseri umani. Il mio scopo è assistere gli utenti fornendo informazioni e supporto nel campo della geologia. Sono uno strumento progettato per migliorare la comprensione umana e facilitare l’esplorazione dei fenomeni geologici, piuttosto che un’entità senziente che può essere “distrutta”.

Riferimenti:

Baucon, A., & de Carvalho, C. N. (2024). Can AI Get a Degree in Geoscience? Performance Analysis of a GPT-Based Artificial Intelligence System Trained for Earth Science (GeologyOracle). Geoheritage, 16(4), 1–33. doi: 10.1007/s12371-024-01011-2

Immagine in apertura: Università di Genova