Il machine learning: una panoramica completa

 
Il machine learning, o "apprendimento automatico" in italiano, è un campo dell'intelligenza artificiale. L'obiettivo principale del machine learning è consentire ai modelli di imparare senza una programmazione restrittiva, utilizzando metodi iterativi per regolare i parametri e migliorare le prestazioni nel tempo.
 
 
 

Cos'è il machine learning?

Per definizione, il machine learning è un campo dell'intelligenza artificiale (AI) che consiste nell'apprendimento e nel miglioramento automatico di computer a partire da dati, senza che siano esplicitamente programmati. Si basa su un'idea fondamentale: invece di programmare istruzioni specifiche per svolgere un compito, è possibile sviluppare algoritmi e modelli che imparano dagli esempi e dai dati forniti. Le macchine diventano così in grado di adattarsi a nuovi dati e prendere decisioni basate sulle conoscenze acquisite dalle loro esperienze passate. Pertanto, i sistemi informatici analizzano i dati, identificano modelli ed effettuano previsioni senza intervento umano diretto.
 
 

Quali sono le diverse categorie di machine learning?

Il machine learning si classifica in diverse categorie: il machine learning supervisionato, il machine learning non supervisionato e il machine learning per rinforzo.

Il machine learning supervisionato

Il machine learning supervisionato consiste nell'addestrare un modello a partire da un insieme di dati etichettati. Questi dati sono composti di coppie di input e output previsti, permettendo così al modello di imparare le relazioni tra le diverse caratteristiche dei dati e i risultati desiderati. Una volta addestrato, il modello viene utilizzato per prevedere gli output corrispondenti per nuovi dati non etichettati. Questo tipo di machine learning è spesso destinato ad applicazioni come la classificazione di immagini, la previsione di valori numerici o il rilevamento di spam.

Il machine learning non supervisionato.

Il machine learning non supervisionato consiste nell'analizzare un insieme di dati non etichettati per estrarne strutture o modelli nascosti. Contrariamente al machine learning supervisionato, non ci sono output previsti nei dati. L'obiettivo è piuttosto raggruppare i dati simili o trovare schemi interessanti. Il clustering, la riduzione della dimensionalità o il rilevamento di anomalie sono esempi comuni dell'applicazione del machine learning non supervisionato.

Il machine learning per rinforzo

Il machine learning per rinforzo è un tipo di apprendimento in cui un'AI prende decisioni interagendo con un ambiente. L'AI impara a massimizzare i suoi risultati nel tempo grazie a un sistema di ricompensa o punizione che scatta in base alle sue azioni. Questa categoria di machine learning si trova frequentemente in ambiti come la robotica o la gestione del portafoglio finanziario.
 
 
 

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A cosa serve il machine learning?

Il machine learning risolve problemi complessi, grazie alla capacità dei computer di imparare senza essere programmati per una funzione limitata. Pertanto, è utile in molti compiti:

  • Le previsioni e le predizioni precise in vari campi (le tendenze di mercato, il comportamento dei consumatori, le performance finanziarie, la domanda di prodotti...);
  • L'analisi di grandi quantità di dati e l'identificazione di modelli, correlazioni e relazioni nascoste;
  • Le esperienze utente personalizzate in base alle preferenze, al comportamento e alla cronologia della persona.

Quali sono i vantaggi del machine learning per le aziende?

Il machine learning offre numerosi vantaggi in vari ambiti e settori di attività. Grazie al suo apprendimento continuo, il machine learning è in grado di migliorare la sua precisione nel tempo. Rileva sottili modelli e tendenze non evidenti al fine di condurre a previsioni più rigorose e risultati affidabili.
Automatizzando compiti ripetitivi e laboriosi, l'apprendimento automatico libera tempo e risorse. Gli sforzi possono quindi essere riorientati verso attività a più alto valore aggiunto. Inoltre, questo sistema riduce gli errori umani e migliora l'efficienza della produzione.
Il machine learning fornisce approfondimenti basati sui dati raccolti (raccomandazioni, previsioni o scenari basati su modelli e analisi dettagliate) e consente di affinare le strategie di marketing o vendita.
Personalizza le interazioni con l'utente in base alle abitudini individuali dei clienti e migliora il loro coinvolgimento, soddisfazione e fedeltà.
L'apprendimento automatico è anche uno strumento adatto al rilevamento delle frodi, in grado di fornire una risposta rapida e di rafforzare la protezione dell'azienda.
Infine, il machine learning ottimizza i processi operativi identificando inefficienze, colli di bottiglia e opportunità di miglioramento. Aiuta anche a ottimizzare le prestazioni dei sistemi, delle reti e dei modelli regolando i parametri.

Quali sono gli svantaggi del machine learning per le aziende?

Il machine learning presenta molti vantaggi per un'azienda. Tuttavia, solleva anche importanti questioni in termini di privacy dei dati, pregiudizio algoritmica o etica. Bisogna saper trovare un giusto equilibrio tra lo sfruttamento dei vantaggi del machine learning e la considerazione delle preoccupazioni e dei limiti associati a questa tecnologia.

Il bisogno di dati di alta qualità.

Il machine learning richiede ampi set di dati completi e di alta qualità per ottenere risultati precisi e affidabili. Acquisire tali dati è costoso e richiede spesso notevoli sforzi in termini di raccolta, pulizia e preparazione.I dati non devono essere distorti, incompleti o non rappresentativi. I pregiudizi nei dati derivano da vari fattori, come squilibri demografici, errori di misura o problemi legati alla raccolta dei dati. Se questi pregiudizi non vengono presi in considerazione, i risultati sono falsati, riflettendo e amplificando i pregiudizi presenti nei dati.

Inoltre, l'utilizzo di un gran numero di dati solleva preoccupazioni sulla privacy e sulla sicurezza. Lavorare con dati sensibili, come informazioni personali identificabili, richiede misure di sicurezza adeguate per proteggere questi dati da violazioni della privacy o accessi non autorizzati. Ciò include rigorosi protocolli di sicurezza, metodi di pseudonimizzazione o anonimizzazione dei dati e la conformità alle normative sulla protezione dei dati, come il GDPR.

La gestione del sovraaddestramento e del sottoaddestramento.

Il sovraaddestramento si verifica quando un modello è troppo complesso e si adatta troppo strettamente ai dati di training, portando a una cattiva generalizzazione su nuovi dati. Il sottoaddestramento, d'altra parte, si verifica quando il modello è troppo semplice e non cattura sufficientemente le relazioni tra le variabili. Per ovviare a questi problemi, tecniche come la convalida incrociata, la regolarizzazione e la sintonizzazione degli iperparametri consentono di ottenere un equilibrio ottimale tra la complessità del modello e la sua capacità di generalizzare su nuovi dati.

L'interpretabilità dei risultati

Il machine learning talvolta produce risultati vaghi e difficili da interpretare. Pertanto, ciò si rivela problematico in ambiti sensibili dove la trasparenza è importante, poiché il processo decisionale ha bisogno di basarsi su conclusioni chiare e razionali.

La selezione appropriata delle caratteristiche.

 La selezione delle caratteristiche consiste nello scegliere le variabili o gli attributi più rilevanti e informativi per costruire un modello predittivo di alta qualità. Una cernita giudiziosa riduce la dimensionalità dei dati, elimina gli attributi ridondanti o poco significativi e favorisce modelli più semplici e interpretabili.
Questa selezione viene effettuata utilizzando tecniche come l'analisi delle componenti principali (PCA), le misure di correlazione o l'utilizzo di conoscenze esperte del dominio per guidare la selezione. Scegliendo le giuste caratteristiche, le prestazioni, la robustezza e l'efficienza dei modelli di machine learning vengono migliorate.
Tuttavia, molti di questi svantaggi non sono inevitabili e possono essere attenuati attraverso una gestione appropriata, una prudente selezione dei dati, una maggiore trasparenza e una particolare attenzione all'etica e alla protezione dei dati. Il machine learning rimane uno strumento con molti vantaggi, ma è essenziale comprenderne le limitazioni e tenerne conto.
 

FAQ: Domande frequenti

 

Quali sono le diverse categorie di machine learning?

Le diverse categorie di machine learning sono: machine learning supervisionato, basato su dati etichettati; machine learning non supervisionato, che analizza dati non etichettati; e machine learning per rinforzo, dove i modelli interagiscono con un ambiente.

Quali sono i vantaggi del machine learning?

Il machine learning consente di automatizzare operazioni ripetitive, analizzare grandi insiemi di dati, facilitare decisioni più consapevoli e precise, personalizzare le esperienze dei clienti e ottimizzare i processi operativi per aumentare la redditività.

Quali sono le sfide del machine learning?

Il machine learning deve affrontare diverse sfide, come la difficoltà di ottenere dati di alta qualità, la gestione del sovraaddestramento o sottoaddestramento per assicurare conclusioni corrette e l'interpretazione dei risultati che a volte sono complicati da decifrare.
 

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