GAN: l’algoritmo che imita la creatività

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L’intelligenza artificiale GAN (Generative Adversarial Network) è in grado di imitare la creatività, basandosi su uno studio di dati preventivo, ovvero l’analisi di lavori già realizzati dall’uomo. Senza accesso ad un’insieme di opere, la creatività risulterebbe – per ora – impossibile da simulare. L’algoritmo, nella maggior parte dei casi, rielabora i dati presenti all’interno del database a cui attinge, ripresentandoli come una nuova combinazione. Per questo motivo, a causa della molteplicità di combinazioni (pressoché infinita), le opere sono sempre differenti una dall’altra.

Questo processo di apprendimento è identico a quello umano, che si basa sull’osservazione di lavori fatti da altri individui, modificandoli ed evitando di ricadere in risultati simili. Nessun artista contemporaneo si è basato sul niente per dare vita alla propria arte. L’osservazione del mondo, e dell’arte già presente in esso, sono i dati su cui ogni creativo si basa per dare vita alla propria produzione.

Obvious, il collettivo francese

Istruendo un sistema di intelligenza artificiale con le immagini di più di 15mila dipinti, il collettivo francese Obvious ha utilizzato l’algoritmo GAN per permettere ad un’IA di diventare pittrice.

L’intelligenza artificiale ha dato vita ad una serie di ritratti di nobili francesi inesistenti, generati a partire da dati inseriti durante la fase di apprendimento. La IA firma i dipinti con una formula algebrica, con il fine di evidenziare chiaramente al fruitore la realizzazione “non umana” dell’opera osservata.

La raccolta di undici quadri è composta interamente da ritratti. Uno di questi prende il nome di Ritratto di Edmond Belamy, in onore del creatore dell’algoritmo GAN, Ian Goodfellow (tradotto Ian Bel Ami, in francese). Il quadro è stato venduto ad un’asta, dalla casa d’aste Christie’s, per un valore di quasi 500mila dollari. Il soggetto raffigurato è un gentiluomo caratterizzato da un volto sfocato e quindi poco riconoscibile, che dona un tocco moderno all’opera.

GAN è lo stesso algoritmo utilizzato per la realizzazione delle fake faces e dei video deepfake, di cui parliamo in questo articolo.

Memories Passerby I di Mario Klingemann

Ritratto di Edmond Bellamy non è il primo caso di un’intelligenza artificiale che realizza dipinti venduti all’asta. La casa d’aste Sotheby’s si è occupata dell’opera Memories of Passerby I, anch’essa realizzata interamente da un’IA che sfrutta l’algoritmo GAN per la realizzazione di espressioni di creatività.

L’installazione artistica ha la caratteristica peculiare di non avere una base di dati dalla quale attingere per generare immagini. Si tratta infatti di una generazione completamente autonoma, pixel per pixel in tempo reale. L’automatismo è possibile grazie all’addestramento da parte del suo creatore, realizzato istruendo preventivamente il sistema con migliaia di immagini.

Sotto questo punto di vista possiamo dire che le opere che compongono Memories Passerby I sono totalmente uniche e molto più simili alla creatività umana rispetto a quelle prodotte da qualsiasi altra intelligenza artificiale. Il flusso generativo contiene una sorta di creatività vera e propria, un cervello IA che pensa e genera di conseguenza.

Il progetto pionieristico è di Mario Klingemann, un artista che lavora principalmente con algoritmi e dati, con i quali focalizza le produzioni sulle possibilità che le IA e l’apprendimento automatico offrono. Memories Passerby I è totalmente autonomo. Utilizza un complesso insieme di reti neurali – modelli matematici sfruttati per risolvere problemi non facilmente codificabili, composti da diversi strati di unità neuronali, in grado di individuare nessi logici tra input, nuove associazioni tra dati – per generare ritratti di donne e uomini in un flusso infinito.

L’opera di Klingemann si presenta come un’installazione artistica in cui l’intelligenza artificiale è nascosta all’interno di un piccolo mobile in legno a cui sono collegati due schermi. Questi schermi visualizzano i ritratti in un flusso senza fine. Le immagini danno vita a qualcosa di irripetibile e sempre differente, poiché vengono presentate senza seguire uno schema predefinito.

GauGAN e la creatività di Nvidia

Nvidia, azienda statunitense, ha realizzato un prototipo di software che prende il nome di GauGAN. Esso utilizza un’interfaccia in cui l’utente può costruire, con l’ausilio di un pennello creativo, il proprio paesaggio, che verrà trasformato istantaneamente in un dipinto digitale. L’intelligenza artificiale inserisce texture naturali realistiche al posto dei riempimenti di colore realizzati dall’utente.

La particolarità del software è che si presenta come una sorta di tavola da disegno interattiva, che oltre alle funzionalità base di ogni software per il disegno digitale permette di trasformare i propri segni in un paesaggio realistico vero e proprio. È da questa particolarità che nasce il nome del software: unione delle iniziali del famoso pittore post-impressionista Paul Gauguin a quelle dell’algoritmo GAN usato per l’elaborazione dell’input.

Gli sviluppatori hanno istruito l’intelligenza artificiale utilizzando immagini di paesaggi reali, grazie alle quali l’algoritmo ha “imparato” a inserire riflessi, ombre e dettagli molto particolari. Le texture che vengono applicate ai disegni si basano interamente sulle immagini reali che sono state analizzate durante l’addestramento, con le quali vengono “riempite” delle semplici linee e forme in maniera davvero molto realistica.

Anche noi abbiamo provato a realizzare la nostra opera d’arte con il software reso disponibile da Nvidia in una versione beta. GAN è riuscito a trasformare il nostro impeto di creatività in una rappresentazione fotorealistica.

Riquadro che mostra il risultato di GauGan (in basso) ottenuto dal disegno realizzato dall'utente (in alto).

Il funzionamento dell’algoritmo GAN

GAN è un algoritmo che consente di creare opere d’arte, simulando la creatività umana attraverso un’istruzione basata su opere d’arte preesistenti. È importante sottolineare come alla base del sistema agisca una sorta di competizione fra due algoritmi. Messa in atto fra l’algoritmo Generatore e quello Discriminatore: il primo sfrutta il database preinserito per dare vita ad immagini simulanti la creatività umana. Il secondo, invece, sfrutta lo stesso database per determinare se l’immagine prodotta dal primo sia troppo riconducibile agli esempi presenti al suo interno.

Il generatore dovrà quindi cercare di realizzare un lavoro complesso, ingannando il discriminatore. Nel caso in cui non ci riesca, ricomincerà la generazione cercando di creare, questa volta, qualcosa che inganni per davvero il secondo algoritmo. Il principio alla base è quello di creare qualcosa che si distingua completamente da ciò che si è usato per imparare, incentivando quindi l’originalità delle produzioni.

Un nuovo orizzonte artistico

L’intelligenza artificiale si è evoluta a tal punto da essere utilizzata nella produzione artistica come strumento: algoritmi e dati alla pari di pennello e vernice. Le metodologie con cui si applicano seguono l’analogia delle tecniche di pittura: IA costruite per produrre in autonomia oppure come strumenti che rielaborano e combinano ciò che l’artista gli propone.

L’uomo si ritrova ora in grado di evolvere le tradizionali vie artistiche con strumenti tipicamente appartenenti a contesti opposti. La matematica degli algoritmi e la letteratura sui sistemi intelligenti portano gli artisti a fare proprie competenze una volta limitate al dominio scientifico. Non si tratta della semplice trasposizione dell’arte analogica sul piano digitale, come può essere il disegno digitale o la modellazione 3D: siamo di fronte alla creazione di automazioni non predicibili che realizzano qualcosa di unico.

Giles M. (2018). The GANfather: The man who’s given machines the gift of imagination. MIT TECHNOLOGY REVIEW121(2), 48-53

Nvidia. GauGAN Beta

Salian I. (2019). Stroke of Genius: GauGAN Turns Doodles into Stunning, Photorealistic Landscapes. Nvidia

Sotheby’s (2019). Artificial Intelligence and the Art of Mario Klingemann

Obvious. La famille de Belamy

Obvious. Edmond Belamy

Christie’s (2018). Is artificial intelligence set to become art’s next medium?

Federica è cresciuta in un Parco Naturale fino ai 20 anni, la città le sta stretta. Da piccola le sarebbe tanto piaciuto diventare biologa marina, sceneggiatrice, astronauta, archeologa o medico. Nell’indecisione più pura, che la accompagna fedelmente in ogni giorno della sua vita, ha sempre paura di fare la scelta sbagliata. Una cosa è certa: non ha una vocazione precisa. Per questo motivo si è spesso sentita fuori posto ovunque si trovasse. Sempre a ripetersi con malinconia che una vita sola non le sarebbe mai bastata per poter intraprendere tutte le strade che vorrebbe.