Automatic, autonomic, autonomous: principles and technologies


INDICE

1. Introduzione

2. Automatico

  • 2.1 etimologia e significato del termine
  • 2.2 utilizzi letterari in Italia e moderni in Inghilterra
  • 2.3 l’automatica

3. Autonomico

  • 3.1 principi fondamentali dell'autonomicità
    • proprietà self-*
  • 3.2 autonomic computing : caratteristiche, architettura e tecnologie

4. Autonomo

  • 4.1 etimologia e significato del termine
  • 4.2 ambito sociale, filosofico, meccanico: approfondimento
  • 4.3 autonomia vs *

5. Conclusione

6. Bibliografia


1 Introduzione


L’obiettivo di tale elaborato è stato quello di ricercare e approfondire i numerosi e diversi concetti di automatico, autonomico e autonomo cercando di definirli in un quadro concettuale e tecnologico coerente.

Dalla prima definizione di automatico, che si rifà alla forma antica di automa, abbiamo ricercato prima nella letteratura italiana, poi in quella inglese, uno dei primi riferimenti di questo termine. Gli automi, concepiti come giocattoli per impressionare gli spettatori, grazie al loro carattere suggestivo e magico, governati da leggi meccaniche o anche illusorie, sono rimasti vivi nel corso dei secoli.

Oggi il contenuto di tali ricerche diviene scientifico e si distacca notevolmente dal concetto di ‘curiosità’. A questo proposito, si studia la definizione di automatica, quale disciplina che investiga i metodi e processi di automazione.

Nell’ambito dell’autonomico e delle sue tecnologie, l’autonomic computing è un paradigma di sviluppo emerso negli ultimi anni con l’obiettivo di gestire la crescente complessità dei sistemi software. I sistemi così realizzati sono in grado di gestirsi autonomamente, in maniera analoga a quanto avviene nel sistema nervoso autonomo del corpo umano. Il paradigma prevede un insieme di proprietà, chiamate Self-*, che governano tutti i sistemi autonomici. Tra queste proprietà cardine accendiamo i riflettori su una più rilevante nel momento in cui si vuole espandere il sistema alla rete: l’autoconsapevolezza di sè e dell’ambiente, che si sviluppa in altre sue forme più dettagliate.

Per quanto concerne, infine, l’autonomia ed il suo aggettivo autonomo, si sollevano diverse questioni sociali, giuridiche, etiche, filosofiche, economiche, militari, solo alcune delle quali saranno esplorate in questo documento.

Con tutta evidenza i sistemi autonomi emergeranno in diversi settori nel corso dei prossimi decenni, dai veicoli senza pilota (droni), ai dispositivi autonomi di chirurgia che possono operare senza il controllo umano, prendendo ostensivamente decisioni. Queste tecnologie possono promettere notevoli vantaggi, sostituendo gli essere umani in compiti banali, pericolosi, sporchi o precisi.

2 Automatico


2.1 ETIMOLOGIA E SIGNIFICATO DEL TERMINE

Definizione dal dizionario della lingua italiana

La parola “automatico”, forma antica di “automa” (automatos) composta da due parti auto- ("se") e -matos, ("volenteroso"), indica “ciò che si muove da sè “, “ciò che agisce di propria volontà” 1.

Definizione dal dizionario della lingua inglese

Dal dizionario della lingua inglese si definisce automatico ciò che: 1. agisce o che opera in modo indipendente dall’influenza o controllo esterno; 2. funziona senza l'intervento dell'uomo, che avviene spontaneamente; 3. avviene come conseguenza diretta e necessaria di un altro fatto: l'aumento dei salari,per esempio, porta a un aumento automatico dei prezzi 7.

2.2 UTILIZZI LETTERARI IN ITALIA E MODERNI IN INGHILTERRA

Dalle Operette Morali di Leopardi

“Nel comporre questo autòmato si avrà l’occhio ai trattati di Cicerone e della Marchesa di Lambert sopra l’amicizia (Leopardi)” 4

Questa apparizione del termine deriva dalla composizione leopardiana “proposta di premi fatta dall’ Accademia dei sillografi” nelle Operette Morali. I sillografi erano chiamati dai Greci gli autori dei silloi, composizioni poetiche burlesche e satiriche. Una fantomatica Accademia propone che, in questa era delle macchine, siano proprio gli automi ad accollarsi le miserie e le fatiche degli uomini, magra consolazione, vista l'impossibilità di porvi altro rimedio. Indica pertanto tre premi per chi saprà costruire altrettante macchine automatiche utili all'umanità. La prima deve essere un robot che rappresenti l'amico perfetto: seguono delle avvertenze circa il comportamento esemplare da tenere nei confronti dell'amico, domina su tutto il non infastidire la persona, e una serie di citazioni classiche a rafforzamento del progetto; la seconda è un uomo a vapore atto a fare cose grandiose e magnanime; la terza è la donna ideale.

Da topolino di Enrico Faccini

Il numero 3022 di Topolino 12, pubblicato il 29 Ottobre 2013, si apre con la storia “Topolino e i misteri di Borgospettro” di Enrico Faccini che, per l’occasione, realizza anche la copertina del numero ispirandosi ai Gialli Mondadori. Topolino ed il fedele amico Pippo devono comprendere quale mistero sia legato ad un automa di origini ottocentesche, poichè tra i contadini regna ormai da anni l’assenza di coraggio e un’affermata superstizione. Dopo svariate peripezie, i due uomini di scienza smascherano i manigoldi che alimentavano la superstizione popolare legata al bizzarro automa. La logica che regolava tale marchingegno era semplicemente causata da un “insieme di ingranaggi e meccanismi”.

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L’automa di questo numero richiama probabilmente " La musicienne ", opera dello svizzero Henri-Louis Jaquet-Droz, oggi considerato uno tra i il più affascinanti automi al mondo. Composta da 2500 parti, Marianne suona un tipo d'organo a due giochi di scanalature, e suona realmente la sua musica. La si puo' vedere respirare, gira la testa da un lato, dall'altro, osserva a destra, a sinistra, abassa e solleva gli occhi, si tende davanti e indietro. Accentua persino i suoi movimenti quando suona terminando il suo concerto con un "révérence gentile al pubblic".

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Tra tutti i ritrovati meccanici nella storia, quelli ad esercitare maggior fascino furono senza dubbio gli automi. Quest'interesse ha origini molto lontane ed è rimasto vivo durante i secoli forse proprio per il carattere potentemente suggestivo, sconfinante nel magico che l'automa ha sempre avuto e che ha fatto sì che entrasse anche nel repertorio dei prestigiatori, i quali esibirono spesso falsi automi che, da una parte sfruttavano leggi della meccanica e dall'altra segreti da illusionista in grado di renderli veramente incredibili. Durante il diciottesimo secolo poi questo tipo di prestigiatori ebbe maggior consenso perché riuscivano a esercitare un forte potere suggestivo, facendo leva sull'immaginario di un pubblico carico di pretese scientifiche che, nonostante lo scetticismo, tremava ancora al pensiero del sovrannaturale e subiva il fascino delle leggende che narrano di bambole semoventi e teste parlanti. E’ successivamente Pinetti, il più popolare dei maghi della seconda metà del '700, a rendersi originale rispetto al passato. Egli non si limitava a presentare l'automa per suscitare l'ammirazione degli spettatori, ma interagiva con questo che diventava una sorta di spalla comica del mago e interpretava un vero e proprio personaggio. La massima rappresentazione di questa idea era data dal pezzo più originale della sua collezione, "il turco sapiente" o "gran sultano", un automa dallo spiccato senso umoristico in grado di sdrammatizzare così l'utopia della macchina, umanizzando quest'ultima.

Utilizzi moderni in Inghilterra

Le parole pilota automatico o trasmissione automatica portano alla mente dispositivi meccanici che operano con il minimo intervento umano. Tuttavia il primo utilizzo moderno nella lingua inglese che risale al 1748, fa riferimento ai movimenti del corpo come, ad esempio, l’azione peristaltica dell’intestino: "i movimenti sono detti automatici per la loro rassomiglianza con i movimenti di un automa, o delle macchine, gli elementi di movimento delle quali sono contenuti al loro interno”. Anche se lo scrittore aveva in mente delle macchine, automatico poteva essere utilizzato in riferimento ad organismi viventi, un utilizzo ancora corrente. L’associazione del termine automatico con macchinari potrebbe dunque rappresentare uno dei tanti casi in cui si è arrivati a vedere il mondo dalla prospettiva di una macchina (in termini meccanicistici).

2.3 AUTOMATICA

A tale proposito, nell’ambito della meccanica, ricorriamo ad un breve studio dell’automatica.

Per automatica ("se stesso", "compito", e "tecnica") [21], o scienza dell'automazione, si definisce quella disciplina dell’ingegneria che raccoglie le metodologie e le tecnologie alla base dei sistemi di automazione, cioè di sistemi in grado di far eseguire a un certo dispositivo o processo determinate operazioni senza la necessità dell’intervento umano. A tali procedimenti viene dato comunemente il nome di automatizzazione o, anche, automazione, dall'inglese automation, termine introdotto da J. Diebold, come contrazione di automatic production, per caratterizzare il largo impiego di apparecchiature automatiche manifestatosi nel dopoguerra soprattutto presso l'industria automobilistica. I procedimenti di automazione hanno origini abbastanza remote e comunque, per quanto riguarda le applicazioni industriali più significative, risalgono all'epoca della macchina a vapore e dei primi telai tessili.

L'automatica si divide in due categorie: la teoria dei sistemi e la teoria del controllo (o controlli automatici). La teoria dei sistemi è un'area di studi interdisciplinari che si occupa dello studio delle proprietà di un sistema nella sua interezza. Partendo da un modello matematico, ovvero un insieme di equazioni differenziali che permettono di descrivere il comportamento del sistema, si studiano le proprietà quali la stabilità, tipologia della risposta, ecc. La teoria del controllo è un'area di studi che si occupa della definizione di algoritmo di controllo in retroazione o in anello aperto che consentano di modificare il comportamento del sistema, in modo da garantire delle specifiche desiderate.

Tema centrale dell’ automatica è la sintesi degli algoritmi di controllo in retroazione che, in base a dati raccolti in tempo reale dal processo mediante sensori o modelli matematici del processo stesso, garantiscono che il sistema controllato riproduca i comportamenti desiderati 9.

UBIHAND: un dispositivo di input indossabile per l’interazione 3D

Crescente interazione per la realtà virtuale e aumentata incoraggia lo sviluppo di dispositivi discreti e non invasivi per il riconoscimento dei gesti. Approcci attuali richiedono all’utente di indossare guanti di strumentazione, o si basano su tecamere fisse che forniscono un preciso monitoraggio del dito. UbiHand è un dispositivo di input che utilizza una camera posizionata al polso per generare una rappresentazione 3D della mano, attraverso un sistema che registra 10 gradi di libertà di movimento corrispondenti alla flessione delle dita 10.

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3. AUTONOMICO


3.1 PRINCIPI FONDAMENTALI

Autonòmico aggettivo (derivazione di autonomo)

In fisiologia e patologia, che riguarda il sistema nervoso autonomo o che implica una sofferenza (disfunzione) di questo: neuropatia diabetica autonomica 1.

Le neuropatie sono malattie del sistema nervoso periferico (SNP). Possono essere acute o croniche e determinano alterazioni della forza, della sensibilità e delle funzioni autonomiche, molto spesso associate a dolore. Una particolare attenzione va posta alla neuropatia autonomica, ossia alla compromissione del sistema nervoso vegetativo che determina molti problemi e ha una cattiva prognosi. Le lesioni del sistema autonomico possono causare danni ai sistemi cardiovascolare, gastrointestinale, cutaneo e genitourinario. I pazienti possono presentare così tachicardia, diminuzione improvvisa della pressione arteriosa nel passare dall’ipotensione ortostatica a una maggior frequenza di infarti silenti.

PROPRIETA’ SELF*

Un sistema autonomico può essere visto come un insieme di componenti autonomici tra loro interagenti, ognuno dei quali gestisce il proprio comportamento interno e si relaziona con gli altri in accordo a definite politiche di alto livello. I principi che governano tutti i sistemi autonomici possono essere identificati da alcune caratteristiche che generalmente sono chiamate proprietà self-* 14:

  • auto - gestione (self-management): concetto centrale ed alla base di tale paradigma, ovvero la capacità di alcuni sistemi di funzionare per 24 ore al giorno 7 giorni su 7 senza il controllo umano. Permette agli autonomic systems di modificare il loro comportamento a fronte di cambiamenti di componenti, del carico di lavoro, della domanda e della modoficazioni dell'ambiente di esecuzione.
  • auto - configurazione (self-configuring): permette di adattare il sistema ai veloci cambiamenti dell’ambiente esterno, aumentando così la sua velocità di risposta. L’eterogeneità, caratteristica degli attuali sistemi IT, rende diffcili e proni ad errori i processi di installazione, configurazione e integrazione. La visione che ci offre l’autonomic computing è quella di componenti e sistemi che si auto-configurano seguendo delle politiche di alto livello definite dall’amministratore. L’idea di politica racchiude il motto dell’autonomic computing ovvero l’amministratore deve essere conscio del cosa fare, non del come farlo: il “come” è determinato dal sistema. Ad esempio, l’introduzione di un nuovo componente non deve essere a carico del sistemista, piuttosto deve essere il componente stesso a determinare la configurazione ottimale ed a effettuare determinate azioni, come indicare le sue funzionalità al sistema, per facilitare l’integrazione con gli altri componenti.
  • auto - riparazione (self-healing): permette di abilitare la resilienza del business. La resilienza è un termine utilizzato in biologia che indica la capacità di un organismo di auto-ripararsi dopo un danno. Gli autonomic system rilevano, diagnosticano e agiscono per prevenire la loro distruzione. Negli attuali sistemi IT, sempre più spesso interconnessi, è difficile determinare le condizioni e le cause degli errori. Gli autonomic system determinano, diagnosticano e talvolta riparano problemi derivanti da insuccessi software e hardware. Cercano, infine, di ridurre ritardi o perdita di informazioni attraverso strategie di riconfigurazione o di utilizzi alternativi delle proprie risorse.
  • auto - ottimizzazione (self-optimizing): un sistema autonomico deve mantenere elevata la propria efficienza attraverso operazioni di tuning delle risorse e load balancig dei carichi di lavoro. Un tale sistema deve continuamente monitorare sè stesso per individuare eventuali decrementi delle performance e ottimizzare il proprio comportamento sulla base dei cambiamenti delle proprie necessità o dell’ambiente di esecuzione.
  • auto - protezione (self-protecting): i sistemi autonomici devono garantire la sicurezza delle proprie informazioni e delle risorse anticipando, individuando e proteggendosi da attacchi di diversa natura. Tale proprietà si definisce su due diversi livelli: un primo tipo, quella sistemica, difende il sistema da problemi su larga scala derivanti da failure a cascata. Un secondo tipo di protezione anticipa i problemi sulla base di report iniziali derivanti dalle informazioni acquisite mediante sensori in modo da eliminare o mitigare future cause di errore.
  • consapevolezza di sè (self-awareness): un sistema autonomico deve avere una conoscenza dettagliata dei componenti che lo costituiscono, del proprio stato, delle capacità, limiti, risorse disponibili e delle interdipendenze con altri sistemi.
  • conoscenza dell’ambiente e del contesto (context-awareness): un sistema autonomico deve essere consapevole del proprio ambiente di esecuzione, del contesto in cui svolge la propria attività e deve essere in grado di fare fronte ai cambiamenti.
  • capacità anticipatorie (anticipatory behavior): un sistema autonomico può anticipare l’ottimizzazione delle risorse necessarie per andare incontro alle necessità dell’utente, nascondendo la complessità. Questa caratteristica aggiunge pro-attività al self-management.
Un ultimo aspetto rilevante è che un sistema autonomico possa essere considerato nell’ipotesi di mondo aperto. Questa caratteristica riguarda il fatto che deve poter funzionare in ambienti eterogenei e pertanto esser costruito sulla base di protocolli ed interfacce standard. In altre parole, non dovrebbe essere una soluzione proprietaria.

3.2 AUTONOMIC COMPUTING: caratteristiche, architetture, tecnologie

In maniera simile a come vengono definiti i livelli di controllo del processo di sviluppo software nel Capability Maturity Model (CMM) 25, IBM definisce vari livelli di automazione di un sistema IT 24. Partendo dal livello più basso, in cui un team di persone altamente specializzate si occupa della gestione delle risorse IT, si arriva fino ad un ultimo livello in cui poche persone si occupano unicamente della definizione degli obiettivi globali che l’autonomic system stesso soddisferà. In particolare, esistono 5 livelli di automazione 26:

  1. Basic, la capacità di gestire l’infrastruttura e l’ambiente risiede principalmente in esseri umani a cui viene richiesto consulto anche per le procedure ordinarie.
  2. Managed, esistono tool di scripting e logging che automatizzano alcune routine di esecuzione e di reporting. Specialisti analizzano le informazioni acquisite mediante i tool per fini di pianificazione e decisione.
  3. Predictive, all’interno del sistema esistono meccanismi per i quali da alcune condizioni scaturiscono avvisi preventivi. Una base di conoscenza raccomanda le azioni più appropriate a seconda delle condizioni. La risoluzione del problema è quindi immagazzinata all’interno di uno storage di situazioni comuni che ha lo scopo di raccogliere l’esperienza maturata.
  4. Adaptive, il sistema è adattivo, riesce ad eseguire azioni opportune in base alle diverse situazione presentatesi, sono presenti, inoltre, capacità di previsione.
  5. Autonomic, il sistema è guidato da politiche di alto livello che specificano gli obiettivi globali impostati dagli amministratori. Le azioni specifiche per soddisfare queste richieste vengono determinate dal sistema senza l’intervento umano.
Ognuno di questi livelli descrive una fase attraverso la quale una comune infrastruttura IT può diventare un autonomic system. Pertanto, si può parlare di evoluzione dell’infrastruttura più che di una sua vera e propria rivoluzione.

Un'architettura autonomica di calcolo deve raggiungere due obiettivi fondamentali 20. Primo, deve descrivere le interfacce e i comportamenti esterni necessari per ottenere un singolo componente autonomo, cioè, self-managing. In secondo luogo, si deve descrivere come comporre sistemi al di fuori di questi componenti autonomici in modo tale che il sistema nel suo complesso si auto-gestisca. La caratteristica principale dell’autonomic computing è quindi l’abilità di gestire l’infrastruttura ICT attraverso hardware e software che autonomamente (senza controllo umano) e dinamicamente risponde ai requisiti del business. Questo significa avere un sistema IT che è in grado di auto-ripararsi, auto-configurarsi, auto-ottimizzarsi, auto-proteggersi e comportarsi in accordo a determinati livelli di servizio e determinate policy impostate dall’amministratore. Proprio come il sistema nervoso centrale risponde agli stimoli del corpo, l’autonomic computing risponde a diverse esigenze di business. L’ampia applicabilità delle tecniche di autonomic computing, sia sui problemi complessi nell’IT sia sui problemi relativi all’evoluzione del software, è dovuta all’esigenza di ridurre la complessità e di risolvere problemi in continua evoluzione. I sistemi autonomici sono infatti capaci di self-awareness e self-management, di conseguenza si tratta di sistemi “reflective” in natura che sono in grado di ragionare sul loro stato e sull’ambiente esterno. Questi sistemi indirizzano problemi e sono in grado di prendere decisioni a run-time. Il ragionamento sullo stato del sistema e l’ambiente tipicamente implica processi di feed back legati alle quattro attività canoniche (figura) 15:

  1. collect
  2. analize
  3. decide
  4. act
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Sulla base di queste attività fondamentali IBM ha definito l’architettura del autonomic compiuting reference (ACRA). Alla base di tale architettura si può inoltre individuare il concetto di controllo in retroazione che regola il comportamento dinamico del sistema attraverso l’entità controller e il gestore (manager) di sistema. (figura)Sulla base di queste attività fondamentali IBM ha definito l’architettura del autonomic compiuting reference (ACRA). Alla base di tale architettura si può inoltre individuare il concetto di controllo in retroazione che regola il comportamento dinamico del sistema attraverso l’entità controller e il gestore (manager) di sistema. (figura)

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L’ELEMENTO AUTONOMICO

I ricercatori di IBM introducono il concetto di elemento autonomico come una parte costruttiva fondamentale dei sistemi self - adaptive e self - management. Si definisce elemento autonomico una componente responsabile della gestione del proprio comportamento, dell'interazione con altri elementi autonomici per fornire o utilizzare servizi computazionali 20. Un elemento autonomico può essere descritto in funzione delle tre dimensioni seguenti:

  • comportamento degli elementi autonomici, ponendo un livello maggiore di dettaglio sulle politiche di questi. In generale, una politica si definisce come una rappresentazione, in una forma esterna standard, di comportamenti desiderati o vincoli sul comportamento.
  • interazione tra di loro in un sistema. Qualsiasi architettura orientata ai servizi definisce una serie di interfacce standard attraverso il quale i servizi vengono descritti, scoperti, e forniti.
  • relazioni Quando un elemento autonomico ha accettato di fornire il servizio ad un altro elemento autonomico, diciamo che questi due elementi hanno un rapporto. In genere, le relazioni si formano in fase di esecuzione, piuttosto che in corso di implementazione del sistema, e possono cambiare nel tempo. Ogni elemento autonomico ha il controllo di tutte le sue interazioni con gli altri elementi, deve comunicare con altri elementi autonomici tramite interfacce di servizio. Al contrario, non deve comunicare con altri elementi autonomici tramite un qualsiasi altro meccanismo.
Un elemento autonomico ha tre costituenti fondamentali 15:
  • autonomic manager (es controller ) il cui core è il controllo in retroazione costituito dal ciclo monitor-analize-plan-execute (MAPE)
  • managed resource (server, database, file, cluster di server)
  • interfacce di gestione (touchpoint) punto di accesso indipendente dal tipo di risorsa
L’industria che lavora sull’autonomic computing preferisce identificare come servizi gli elementi autonomici piuttosto che come agenti 16 ma il confine è molto sottile e talvolta inesistente. La definizione di autonomic computing assomiglia a quella citata per un agente software ovvero un sistema di computer incapsulato, situato in alcuni ambienti e dotato di caratteristiche scalabili, che agisce autonomamente in tale ambiente, al fine di raggiungere i suoi obiettivi fissati in fase di progettazione. Perciò un elemento autonomico è incapsulabile in un agente software che gestisce il proprio comportamento operando sui dati ottenuti dai suoi sensori.

DAGLI ELEMENTI AUTONOMICI AI SISTEMI AUTONOMICI

Ogni elemento autonomo è simile a un agente software che gestisce il proprio comportamento agendo sui dati ottenuti dai propri sensori in conformità con le politiche e gli accordi stabiliti con altri elementi autonomici. L’interazione tra componenti autonomici in un sistema computazionale pervasivo (o Smart Space) deve tuttavia fare fronte all’eterogeneità degli elementi che lo compongono 17. La complessità ed i problemi di gestione di un tale spazio dotato di componenti e servizi fortemente mutevoli può essere affrontata introducendo un sistema di controllo autonomico dotato delle proprietà self-. In particolare, è opportuno approfondire la self-configuring del sistema individuando una nuova capacità di self-integration. Facendo riferimento all'architettura SOA (service oriented architecture) 22, è possibile adottare un modello a scambio di sevizi tra i device che compongono lo smart space e utilizzare il registro derivato dal bundle OSGi come elenco dei dispositivi attivi. Questo registro risulta essere un elemento cardine del sistema in quanto apre alla possibilità di effettuare ricerche semantiche. Per costruire un sistema autonomico ci si può servire dei seguenti componenti 20:

  • register: Registro di sistema che fornisce i meccanismi per gli elementi per trovarsi a vicenda, per pubblicare la loro capacità di eseguire determinati tipi di servizio, per determinare come associare l'uno con l’altro. Il Registro di sistema restituisce un elenco di indirizzi di tali elementi.
  • sentinel: una sentinella fornisce servizi di monitoraggio di altri elementi.
  • aggregator: un aggregatore combina due o più elementi esistenti e li utilizza per fornire un servizio migliore, ad esempio, un aggregatore può essere in grado di fornire una maggiore affidabilità e prestazioni più elevate rispetto a quello che degli elementi di base potrebbe fornire singolarmente.
  • broker: un mediatore facilita l'interazione e può, per esempio, aiutare un elemento nello svolgimento delle mansioni che richiedono complesse relazioni che l'elemento non è in grado di fare in diretta.
  • negotiator: assiste.
La riusabilità delle soluzioni autonomiche individuate finora è tuttavia fortemente limitata dall’uso di modelli dedicati e dalla scelta di specifiche politiche. Per limitare i costi di sviluppo e per incentivare la standardizzazione è oppurtuno proporre un framework general-purpose. Per poter essere classificato tale, un framework dovrà soddisfare tre categorie di politiche di supporto 18:
  • -C1- supporto per dispositivi/sistemi software realmente presenti sul mercato.
  • -C2- capacità di implementare le più comuni funzionalità self-*
  • -C3- supporto allo sviluppo cost-effective su domini applicativi multipli e di diversa natura.
Il cuore della soluzione riportata sotto in figura è un sistema di politiche universale che può organizzare sia una collezione eterogenea di risorse ICT legacy sia risorse abilitate all’autonomicità in un unico sistema auto organizzante.

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Tale motore di politiche riconfigurabile è costituito dai seguenti componenti:

  • generatore di codice a runtime
  • gestore di deleghe (proxies)
  • gestore di alto livello
  • scheduler
  • ricercatore di risorse
  • database driver
  • moduli per il machine learning
  • model checker probabilistico

SVILUPPI FUTURI

Così come in biologia la teoria dell’evoluzione di Darwin spiega la sopravvivenza dell’organismo più adatto all’ambiente, nell’ambito dei sistemi autonomici, quando si considera l’allargamento del sistema al networking, è opportuno considerare come risorsa una nuova proprietà self-, l’autoconsapevolezza dell’ambiente. Questa nuova proprietà si manifesta in tre capacità 19:

  • conoscienza di sè e dell’ambiente
  • self-monitoring (autocritica)
  • and self-adjusting (auto parametrizzazione)
Da tutte le architetture autonomiche in circolazione si evince un paradigma comune, ovvero l’impiego di un loop di controllo auto-aggiustante il cui ingresso è costituito da vari segnali di stato provenienti dal sistema o dai componenti controllati. Altri possibili ingressi a questo loop sono regole di gestione policy-driven che orchestrano il comportamento del sistema o dei componenti. L’output è invece costituito da comandi per sistema o componenti per aggiustare un determinato comportamento. Il loop di controllo di una rete autonomica dovrà gestire contemporaneamente diverse politiche ed ontologie.

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4. AUTONOMIA


4.1 ETIMOLOGIA E SIGNIFICATO DEL TERMINE

All’inizio del 17°secolo: l’autonomia (dal greco autos, auto- "stesso" + voµoc,-nomos "legge") è nel suo senso più generale il potere di dar legge a sé stesso 1. Il termine, a seconda delle diverse epoche e dei diversi campi scientifici (politica, diritto, filosofia, ecc) in cui venne impiegato, assunse significati assai diversi.

Nel mondo antico la parola “autonomia” designò, presso Greci e Romani, l'indipendenza di uno stato che si autogovernava, rispetto ad altri stati, con proprie leggi. La differenza fra il concetto d'autonomia greco e il concetto romano-italico, anche se molti degli aspetti giuridici sono in certo modo simili, è che l'autonomia greca ha un forte contenuto morale e religioso, mentre in quella italica predomina il significato politico. In campo giuridico-amministrativo, l'autonomia indica, in senso lato, la capacità di un ente o di un'istituzione di autoorganizzarsi e regolamentarsi nei limiti riconosciuti dall'ordinamento generale dello Stato.

4.2 AMBITO SOCIALE, FILOSOFICO E MECCANICO: approfondimento

E' frequente nel linguaggio comune usare la parola "autonomia" come sinonimo di "indipendenza" attribuendole lo stesso significato. Una persona è considerata indipendente e, di conseguenza, autonoma quando riesce a "vivere senza aiuto e senza dipendere da altri", in altri termini quando la sua vita non dipende da altri fattori, siano essi rappresentati da persone o situazioni o dall'ambiente 2. In tal senso, nella società odierna, tutti siamo in una certa misura dipendenti l’uno dall’altro (se non altro dal fornaio, dal servizio postale, dall’energia elettrica, dal lavoro che permette di possedere risorse economiche ecc.) e, dunque, non autonomi.

Autonomia indica un atteggiamento nei confronti della vita cui ogni persona aspira, che ogni persona può acquisire e sviluppare nell'arco della sua esistenza in condizioni ambientali favorevoli 3. L'autonomia è una conquista e va esercitata nella vita quotidiana. La casa e la famiglia, come ambiente di protezione di relazioni, costituiscono il primo nucleo per l'esercizio dell’autonomia, ma spesso accade che tale esercizio trova ostacoli nell’ambiente esterno sia fisico che sociale. Perchè ciascuno possa realizzare i propri progetti di vita (siano essi l’esperienza della vita indipendente, un’attività lavorativa consona alla propria vocazione, la famiglia, la partecipazione alla vita civile e politica) occorrono adeguati strumenti come la disponibilità di servizi sul territorio, la tutela legale dei diritti, sostegni finanziari, possibilità di spostarsi da un luogo all'altro e soprattutto un ambiente accessibile, fruibile, sicuro.

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La complessità dell'ambiente metropolitano spesso è causa di "non autonomia" in quanto ostacola la piena integrazione della persona nei diversi contesti della vita sociale e diventa un ostacolo insormontabile per quelle persone che sono costrette a confrontarsi quotidianamente con particolari condizioni di salute e di dipendenza dagli altri. Una persona che, per motivi di salute, non possiede l'abilità di guidare l'automobile, ad esempio, diventa "non autonoma" se vive in una grande città dove scarseggia il servizio di trasporto urbano. In tale condizione, infatti, il mancato patentato non può raggiungere il posto di lavoro (o il supermercato o il club sportivo o la parrocchia) e non ha possibilità di esercitare la propria autonomia.

Secondo Kant, il filosofo che per primo introdusse tale termine, autonomia non è necessariamente indipendenza. Fra i due significati esiste una sottile differenza. Autonomia indica l'indipendenza della volontà e la sua capacità di determinarsi alle leggi della ragione 5. In tal senso, una persona è autonoma quando è in grado di progettare la propria vita compiendo scelte razionali, di trovare soluzioni ai problemi della vita quotidiana, di entrare in relazione con gli altri e partecipare alla vita sociale. “Due cose riempiono l’animo di ammirazione e riverenza sempre nuove e crescenti, quanto più spesso e più a lungo il pensiero vi si ferma su: il cielo stellato sopra di me e la legge morale dentro di me” 5 Nella “Critica della Ragion pura” 6 Kant opera una rivoluzione copernicana. Parafrasando possiamo dire che è l’oggetto/ambiente a ruotare attorno al soggetto/agente. Di conseguenza un agente non ha conoscenza a priori dell’ambiente se non quella che lui stesso vi mette. Per essere considerato “trascendentale” un agente dovrebbe avere strutture a priori della sensibilità e dell’intelletto ovvero ciò che l’agente metterebbe negli oggetti/ambiente nell’atto stesso di conoscere.

Venendo alla “Critica alla Ragion pratica” 5 bisogna innanzitutto operare una sostituzione terminologica poichè i “desideri”, intesi come nell’architettura BDI 8, sono qui chiamati “princìpi pratici”, inoltre le “intenzioni” (scelte nell’insieme dei desideri) diventano “imperativi categorici” ovvero ciò che determina il comportamento a prescindere dall’ottenimento di un determinato effetto desiderato.

Come concetto etico, il principio dell’autonomia è teorizzato nella filosofia di Kant. Si definisce come autonomia della ragion pratica il determinarsi della volontà pura in virtù della sua essenza razionale (ossia della sola forma universale della legge morale, che è il dovere), escludendo ogni impulso sensibile 5. Questo principio dell’autonomia pratica è quindi l’espressione della libertà del volere, sia nel suo aspetto negativo di esclusione di ogni norma che non derivi dalla sua stessa natura o dalla legge morale, sia in quello positivo di affermazione del potere dello spirito di dare a sé stesso la propria norma.

In meccanica l’autonomia è la capacità, per macchine e impianti, di funzionare compiendo il proprio servizio per un periodo di tempo più o meno lungo senza rifornimento di energia o di materiali che forniscano l’energia occorrente per il funzionamento. Nei mezzi di trasporto, l’autonomia è la lunghezza del percorso che essi possono effettuare senza attingere a una sorgente esterna di energia. Per gli aeromobili l’ autonomia di volo si distingue in autonomia di tempo ed autonomia di distanza; la prima ha per condizione il minimo consumo e la minima velocità, che permettono di rimanere in volo il maggior tempo possibile; la seconda comporta una velocità di regime e un consumo tali da consentire di percorrere la massima distanza possibile.

In ultimo dalla teoria dei sistemi, un sistema è dotato di autonomia se le relazioni che lo definiscono nel suo complesso sono determinate solamente dal sistema stesso 11.

4.3 AUTONOVIA VS *

E’ necessario ricordare che l'autonomia è un concetto relazionale 11: deriva dalle relazioni tra tre classi di entità:

  • un’entità rispetto alla quale si deve valutare l’autonomia.
  • una funzione / azione / goal, che deve essere realizzata o mantenuta dal soggetto principale e su cui l'autonomia viene valutata.
  • la seconda entità (o insieme di soggetti) rispetto alla quale l’entità principale deve essere considerata autonoma data la funzione / azione / goal specificata.
Sulla base del tipo di relazioni e della natura delle entità considerate possiamo caratterizzare vari gradi di autonomia. In altre parole, non vi è solo una definizione di autonomia e un unico significato di questo concetto ma, data la sua complessa natura relazionale, è possibile identificare diverse dimensioni e diversi tipi di questa.

5. CONCLUSIONI


A conclusione di tale ricerca, si vogliono definire in modo sintetico i tre concetti cardine. I sistemi automatici sono interamente pre - programmati e lavorano in modo ripetitivo e indipendente dalle influenze esterne o di controllo. Un sistema automatico può essere descritto come sistema auto - regolato che è in grado di seguire un percorso esterno dato, compensando le piccole interferenze causate da disturbi. Tuttavia, un sistema automatico non è in grado di definire una serie di attività deterministiche in accordo con goal dati oppure di scegliere un goal auto - individuando il proprio percorso (assenza di volontà).

Un sistema autonomico opera senza l’intervento, coinvolgimento umano in accordo con un set di regole o politiche. Un esempio tra i più rilevanti di sistema autonomico in natura, riguarda il SNA (sistema nervoso autonomo) che monitora e regola i tratti vitali come la temperatura del corpo, il battito del cuore, la pressione sanguigna e molte altre risposte involontarie nel nostro corpo.

Nell’ottica di aumentare l’automazione di un sistema socio-tecnico autonomico sarà possibile implementare ed estendere nuove proprietà self-* in futuri sviluppi.

Un sistema autonomo, rispetto a quello autonomico, si differenzia per una sua intrinseca capacità di comprendere l’ambiente ed identificare un confine tra sè ed il mondo esterno.

In altri termini si tratta di sistemi, al contrario di quelli automatici, “goal - directed” in situazioni impredicibili, verso obiettivi nei quali non è richiesto un controllo esterno ma sono governati da leggi e strategie che dettano il loro comportamento. Questa capacità, rispetto a quella dei sistemi automatici, risulta essere un miglioramento significativo.

Per concludere, si possono distinguere 4 livelli di autonomia 23 che descrivono in che modo e con quale frequenza sia necessario interagire coi sistemi:

  • operatore umano: è colui che si fa carico delle decisioni e di informare il sistema del goal
  • delegatore umano: è l’uomo a decidere cosa delegare o meno alla macchina
  • supervisore umano: sia il sistema che l’operatore possono iniziare delle attività a fronte dei dati rilevati dai sensori. Solo i permessi di alto livello vengono forniti dall’essere umano.
  • completamente autonomo: il sistema riceve ancora il goal dall’essere umano che, in caso di emergenza, può intervenire sebbene con ritardi significativi.
La logica che regola lo sviluppo delle tecnologie dovrebbe portare ad una diminuzione della responsabilità dell’operatore umano e dualmente ad una crescita della responsabilità della macchina e del relativo progettista.

6. BIBLIOGRAFIA


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