Ambienti complessi e visualizzazione delle informazioni

di Valerio Eletti, valin@fastwebnet.it
Direttore scientifico del Complex Education Project del laboratorio Label Cattid dell’Università Sapienza di Roma
www.complexityeducation.it

 

Versione italiana dell’articolo comparso sulla newsletter di Assyst – Complexity Portal of the Action for the Science of complex SYstems and Socially intelligent icT (Complex Systems Society).

Sintesi

Il problema della visualizzazione delle informazioni massive è critico e centrale in una società come la nostra che è sempre più connessa e sta producendo (e contemporaneamente sta raccogliendo) masse sempre più spaventosamente grandi di dati geo-localizzati.
Come raccoglierli, elaborarli, analizzarli, visualizzarli e quindi comprimerli e comprenderli in modo da poterne trarre indicazioni e linee guida per rispondere a questioni sempre più intricate come quella del traffico cittadino, della mobilità o della distribuzione delle risorse sul territorio, della prevenzione e della gestione di epidemie virali o digitali?
Risposte e proposte operative interessanti sono venute dal convegno internazionale Visualizing Information in Complex Environments (organizzato da ASSYST – Complexity Portal of the Action for the Science of complex SYstems and Socially intelligent icT e FuturICTKnowledge Accelerator. Exploring and Managing our Future) che si è tenuto a Torino il 17 e 18 novembre 2011 nei sontuosi ambienti del Castello del Valentino in cui ha sede la Facoltà di Architettura del Politecnico di Torino. 

Impostazione del problema

Una cosa è certa: i dati che produciamo come specie altamente sociale (e che possiamo raccogliere ed elaborare come osservatori) cresce a ritmi esponenziali: basti pensare a quanti dati finora inimmaginabili abbiamo prodotto negli ultimi decenni e continuiamo sempre più a produrre con i nostri contatti telefonici geo-localizzati, i telepass autostradali, le connessioni con gruppi e gli acquisti on line, le mappature satellitari e quelle stradali, le registrazioni computerizzate nelle varie anagrafi pubbliche e private, le transazioni con carte di credito o pre-pagate…
Non serve molta immaginazione per capire che questa nostra iper-produzione di dati sempre più ricchi e personalizzati ci catapulta come individui e come società in un ambiente – in un vero e proprio eco-sistema – completamente nuovo:  come portare un pastore nomade della Mongolia a vivere in un grattacielo di Hong Kong.
Altro spunto di riflessione: sono i più disparati gli enti e le aziende che raccolgono informazioni e le organizzano in data base impermeabili gli uni agli altri, mentre invece la connessione dei diversi data base potrebbe permettere di fare emergere con una certa facilità configurazioni e pattern comprensibili e quindi utilizzabili come leverage per risolvere problemi concreti, dal traffico cittadino nelle ore di punta alla gestione di epidemie transnazionali.
E qui – a valle della comunicazione fra diversi data base – si innesta chiaramente il problema di una visualizzazione “efficace” delle informazioni trattate e correlate tra loro.
In sintesi si può dire che le grandi masse di informazioni che produciamo possono aiutarci nel risolvere il problema che esse stesse ci creano: quello di orientarci nell’apparente caos dell’ambiente sociale fisico e cognitivo che ci circonda.

 

Il convegno di Torino

Si tratta di soluzioni che emergono dal trattamento dei dati con strumenti e algoritmi derivati dagli studi delle reti e dei sistemi complessi; e di loro rappresentazioni adeguate alla complessità dell’insieme e ai limiti della nostra comprensione e percezione delle configurazioni emergenti: una simbiosi felice fra graphic design, trattamento dei dati e algoritmi complessi.
E questo precisamente è stato il filo rosso degli interventi presentati il 17 e il 18 novembre al convegno internazionale Visualizing Information in Complex Environments che si è tenuto al Castello del Valentino di Torino. 

I lavori si sono divisi in tre sessioni complementari:
1. Visualization and Decision Making in Spatial Environments
2. Visualization and Scientific Data Exploration
3. Visualization and Communication.

A ciascuna di queste tre aree di interesse si sono associati altrettanti punti di vista:

1. Reti in evoluzione.
Visualization to monitor and supervise spatially distributed systems, such as metropolitan and regional areas. Attention is paid to how visualization can integrate and make explicit the co-occurrence of different spatially relevant phenomena, such as those concerned with urban security, environmental risks, energy and transport management, thus supporting decision making in complex environments.

2. Design e computing.
Visualization as a means to look into large data-base and yield an interpretation about data that can expose complex patterns or correlations. This is the realm of visual analytics a new scientific field which is being established at the crossroads between design and computing.

3. Co-generazione di info in rete.
Visualization and communication. The focus will be on bringing together expert and lay knowledge and on the co-generation of information in locally based communities. The role of information visualization in providing contexts for general public information and thus adding value to it will be specifically addressed.

Con una acuta premessa generale che qui riporto in sintesi:
The dramatic progress in ICT and Internet-based applications has meant that individuals and organizations are exposed to an ever-increasing stream of data. In such an environment, the burden caused by information overload and processing is largely compensated for by the extraordinary potential which the availability of plentiful distributed data unleash for the management of complex environments.
Information visualization tools provide a creative way to address the issues. They offer a means to deal with a large amount of data and make sense of the emerging information. They also yield new capabilities to amplify cognition.
By making it easier to exchange and share information they are artifacts for social affordance, as they enhance in novel ways the environment’s properties permitting social action.
This meeting is an opportunity to get insights into the possibilities offered by visualization and into the benefits likely to be accrued to the various societal organizations as they use these new tools.

Prima di presentare qualche esempio di esperienza o qualche idea emersa al convegno, vorrei evidenziare un concetto chiave che ha permeato in maniera non visibile ma costante tutti gli interventi: un concetto chiave che fa da base comune di atteggiamento nei confronti della visualizzazione di dati complessi: la visualizzazione non è mai neutra e di questo qualunque operatore deve essere assolutamente consapevole, per non scambiare per verità oggettiva le soluzioni che emergono anche intuitivamente da diagrammi, mappe e rappresentazioni varie di sistemi complessi; ciò significa che chi opera su rappresentazioni di dati complessi necessita di un continuo lavoro di auto-analisi e di contro-prove, per non essere preso dalla deriva dell’affezione a risultati che potrebbero essere illusori o addirittura fuorvianti e quindi pericolosi per la soluzione del problema in esame. 

 

Siti e strumenti utili

Voglio concludere questa breve riflessione con alcuni suggerimenti concreti: siti e strumenti open source online presentati al convegno internazionale di Torino che possono essere utili a chi si occupa di reti e sistemi complessi in concreto, applicando algoritmi e ragionamenti non lineari a problemi di urbanistica o mobilità, medicina o organizzazione, management o economia, …

Modellizzazione delle città.
Un ventaglio vasto di rappresentazioni diverse a seconda del target a cui è destinata la singola visualizzazione, derivata comunque da un incrocio di data base differenti (mappe composte). Da non mancare due siti di riferimento ricchi di software libero, di immagini di grande impatto e di esempi spesso inediti:
http://www.complexcity.info
http://www.bartlett.ucl.ac.uk/casa
Riferimento: Michael Batty del CASA (Centre for Advanced Spatial Analysis), University College, London (m.batty@ucl.ac.uk)

Una infrastruttura per vincere la sfida delle epidemie.
Di grande interesse il progetto che sta sviluppando il consorzio Epiwork, coordinato da Alessandro Vespignani: The EPIWORK project proposes a multidisciplinary research effort aimed at developing the appropriate framework of tools and knowledge needed for the design of epidemic forecast infrastructures to be used in by epidemiologists and public health scientist.
Partecipano al consorzio di ricerca tre soggetti italiani: ISI, FBK e CREATE-NET.

Personal future.
Un interessante progetto presentato da Luca Caneparo del Politecnico di Torino e sviluppato dal Laboratorio laq-tip:  si tratta di un sistema si simulazioni del territorio e del suo sviluppo che vuole coinvolgere i singoli cittadini e le comunità per fare emergere dal basso le linee guida per lo sviluppo della città e del territorio.
Riferimento: Luca Caneparo (luca.caneparo@polito.it)

Analisi dell’evoluzione dei flussi di articoli su argomenti specifici.

Pulseweb, un consorzio francese, di cui fanno parte tra gli altri il CREA e il Complex System Institute di Parigi, ha messo a punto un software che permette di visualizzare con grande efficacia i flussi storici, con corsi e riscorsi di interesse, per argomenti specifici; il caso di studio presentato da Camille Roth presenta i flussi di interesse per gli argomenti legati alla lotta alla fame nel mondo.
Nel sito, a questo indirizzo, un video che presenta diagrammi e mappe dinamici: http://pulseweb.veilledynamique.com/

L’osservatorio delle dinamiche complesse su Internet in tempo reale. “The Observatorium” strumento per la rilevazione automatica di messaggi on line, sperimentato durante le elezioni in Portogallo, è stato presentato a Torino da Jorge Louca e Antonio Fonseca dell’Istituto Universitario di Lisbona Iscte-Iul. Ecco la definizione sintetica del sistema: real-time monitoring of multi-level network structures for the study of knowledge generation and opinion dynamics in the Internet.
Per avere notizie sul software usato ecco il link: http://theObservatorium.eu/software.html

Un software scaricabile liberamente. Si può scaricare da Internet un simulatore di grande efficacia operativa e di straordinaria forza suggestiva per il grande pubblico o per i decisori politici:  si tratta di GLEaM, Global Epidemic and Mobility Model. Eccone le principali caratteristiche:
Configure the highly flexible disease compartmental model and simulation scenario, by setting compartment-specific variables, transitions, environmental effects, initial conditions. Explore the results of the simulation in terms of dynamic maps and charts that describe quantitatively the geotemporal evolution of the disease. Share the user-friendly interface with a broad audience of users, as no specific modeling or computational expertise is required. Access the Simulator to assess epidemic scenarios, predict infectious disease evolution, manage health emergencies.
http://www.gleamviz.org 

Altro software open source. Si chiama statistics explorer un software svedese (Università di Linköping) liberamente scaricabile da Internet all’indirizzo: http://ncva.itn.liu.se/explorer?l=en
Permette di costruire facilmente mappe dinamiche da banche dati; l’utente può caricare dati dall’ambiente integrato e ottenere diagrammi dinamici o può scrivere un testo che viene collegato ai diagrammi dinamici. Segnalato al convegno da Stefano De Francisci dell’Istat (defranci@istat.it ).

Finanziamento di proposte autonome di ricerca. In un’ottica networking, multidisciplinarity, intergovernativa, non competitiva, in particolare per ricercatori giovani: nell’ambito di EUROPE 2020 (sottotitolo: strategy for smart, sustainable and inclusive growth), focus sul TUD, il progetto che si occupa in ottica di approccio sistemico ai problemi legati ai trasporti, alle infrastutture, agli sviluppi urbanistici. Riferimento: Cristina Pronello del Politecnico di Torino ( cristina-pronello@polito.it )

Conclusioni

Abbiamo voluto dare qui alcuni riferimenti tra i più interessanti emersi nel convegno internazionale di Torino per permettere ai nostri lettori di contattare direttamente i ricercatori coinvolti, che di regola sono estremamente disponibili nel dare indicazioni operative e nel mettere a disposizione software liberi con l’obiettivo di mettere sempre meglio a fuoco – nella comunità scientifica – il ruolo essenziale che ha e avrà sempre più la visualizzazione dei dati degli ambienti complessi in cui ci muoviamo, al fine di far emergere quei pattern e quelle configurazioni che possano permettere ai tecnici e ai decisori di intervenire in maniera proficua ed efficace sul sistema, in una logica ovviamente circolare, senza comunque cullare mai l’illusione che possa valere ancora in questi sistemi la vecchia e inefficace logica classica basata sul principio di causa-effetto e di terzo non dato.

 

 

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