Il Modello Pragmatico Elementare per lo sviluppo di Sistemi Adattivi

  
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1 Sistemi adattivi 
“... a goal of the Web was that, if the interaction between 
person and hypertext could be so intuitive that the machine-
readable information space gave an accurate 
representation of the state of people's thoughts, 
interactions, and work patterns, then machine analysis 
could become a very powerful management tool, seeing 
patterns in our work and facilitating our working together 
through the typical problems which beset the management 
of large organizations.”  
(Tim Berners-Lee) 
1.1 Introduzione 
Il Web dei giorni nostri è una vastissima fonte di informazione in qualsiasi 
genere di campo. Si conta che al 2004 ci siano nella rete più di 7 miliardi di 
pagine (Google ne indicizza ad oggi più di 4 miliardi), numero entusiasmante al 
pensiero di quanto sia reperibile nella rete, ma altresì preoccupante se si pensa a 
proporzionare le percentuali di informazioni vecchie e superflue che sono in 
circolazione quotidianamente. 
Il World Wide Web, nato dalla mente di Tim Berners-Lee, ricercatore del 
CERN di Ginevra quando lo inventò, ora direttore del W3C e professore nelle più 
grandi università del mondo tra cui il Massachusset Institute Technology, ha 
contribuito, senza mezzi termini, al cambiamento sociale ed economico dell’intero 
sistema mondiale negli ultimi decenni.  
Nato come mezzo di scambio di informazioni tra i ricercatori del CERN, 
diventato in breve tempo un mezzo indispensabile per tutte le strutture 
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universitarie del mondo, si è trasformato in meno di un lustro, volente o nolente, 
in una nuova, enorme, frontiera economica.  
Oggi, anche la più piccola realtà aziendale, di provincia o di metropoli, non 
può fare a meno di possedere un sistema web più o meno integrato nella sua realtà 
operativa.  
I costi di input e di output sono pressoché trascurabili se paragonati a quelli 
di un qualsiasi altro sistema di comunicazione. 
Ed è in questo grande contesto, in questi obiettivi raggiunti, che si 
inseriscono nuove interessanti ed indispensabili sfide. 
 
Tra questi è sicuramente di grande rilevanza il tema dei sistemi adattivi e, 
nello specifico, i siti o ipermedia adattivi che nascono alla fine degli anni ’90 dalla 
confluenza della ricerca sugli ipertesti e sulla modellazione d’utente. 
I sistemi adattivi sono in grado di fornire all’utente interagente informazioni 
che, basandosi sulle caratteristiche dominanti dell’utente stesso, si ritengono 
essere di suo maggiore interesse.  
In generale si utilizza una distinzione importante tra sistemi adattivi e 
sistemi adattabili [De Bra, 1999]. Nei sistemi adattabili, è l’utente interagente, 
che, prima della fase di interazione, fornisce al sistema, tramite una feedback, un 
questionario, oppure direttamente una scelta di stereotipo, una serie di 
informazioni personali atte a disegnarne il profilo. 
 
Attualmente, i sistemi adattivi, rappresentano un settore tecnologico ed 
economico ancora in parte da scoprire. Sicuramente il campo dove sono state 
sviluppate le più interessanti esperienze è quello dell’adattività nei sistemi di e-
learning. 
I sistemi adattivi, sono sistemi apparentemente normali, dove in background 
opera un software studiato ad hoc che permette l’immagazzinamento di dati 
rilevanti al fine di assegnare ad un dominio di appartenenza l’utente interagente.  
Definite le caratteristiche peculiari, e definiti dei modelli utente, questi 
vengono associati e l’output del software viene modificato in base a tale 
associazione e alle caratteristiche del modello utente identificato. 
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I sistemi adattivi sono quindi in grado di costruirsi un modello dell’utente 
con cui sono in interazione analizzandone e classificandone le preferenze, gli 
obiettivi e le conoscenze; traendone poi un profilo finale tale da poter adattarsi e 
cambiare di volta in volta. 
Lo scopo dei sistemi adattivi è appunto quello di adattarsi nel miglior modo 
possibile all’utilizzatore, prevedendo il suo passo successivo, che sia esso una 
necessità o un desiderio. 
Sicuramente tali sistemi saranno tra i protagonisti del web di domani. 
 
1.2 Gli ambiti di sviluppo 
Come già detto, ogni sistema adattivo prevede uno studio personalizzato per 
identificarne le caratteristiche peculiari, la tipologia di informazioni da 
trasmettere, la tipologia di utenti interagenti e il livello di adattabilità necessario. 
 
La letteratura al riguardo evidenzia sei ambiti principali di applicazione per 
sistemi adattivi in ambito web [Brusilowsky, 1996 -a] [Brusilowsky, 1996 -b], 
ognuno caratterizzato dal proprio dominio di appartenenza: 
1. Sistemi E-learning e Ipermedia educativi 
• Anatom-Tutor [Beaumont, 1994], 
• C-Book [Kay & Kummerfeld, 1994], 
• ELM-ART [Schwarz, Brusilovsky & Weber, 1996], 
• ISIS-Tutor [Brusilovsky & Pesin, 1994], 
• ITEM/PG [Brusilovsky & alt, 1993], 
• HyperTutor [Pérez, Gutiérrez & Lopistéguy, 1995], 
• Manuel Excel [De La Passardiere & Dufresne, 1992], 
• SHIVA [Zeiliger, 1993], 
• SYPROS [Gonschorek & Herzog, 1995] 
2. Sistemi Informativi On-line  
• Hypadapter [Hohl, Böcker & Gunzenhäuser, 1996] 
• HYPERCASE [Micarelli & Sciarrone, 1996], 
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• KN-AHS [Kobsa, Müller & Nill, 1994], 
• MetaDoc [Boyle & Encarnacion, 1994], 
• PUSH [Höök et al., 1996] 
3. Sistemi di help On-line 
• EPIAIM [De Rosis, De Carolis & Pizzutilo, 1993], 
• HyPLAN [Grunst, 1993], 
• Lisp-Critic [Fischer et al., 1990], 
• ORIMUHS [Encarnação, 1995] 
4. Sistemi Ipermedia di Information Retrieval  
• Adaptive HyperMan [Mathé & Chen, 1994], 
• HYPERFLEX [Kaplan, Fenwick & Chen, 1993], 
• WebWatcher [Armstrong et al., 1995] 
5. Sistemi Istituzionali 
• Hynecosum [Vassileva, 1994] 
6. Sistemi di organizzazione personalizzata delle informazioni  
• Information Islands [Waterworth, 1996] 
• Basar [Thomas, 1995] 
 
Ognuno di questi ambiti è caratterizzato da specifiche soluzioni per ogni 
specifico problema.  
1.2.1 Sistemi E-learning e Ipermedia educativi 
Come già accennato precedentemente, l’ambito dove i sistemi adattivi 
nutrono maggiore popolarità è, senza dubbio, quello dell’e-learning e degli 
ipermedia educativi [Beaumont, 1994] [Brusilovsky & alt, 1993] [Brusilovsky & 
Pesin, 1994] [De La Passardiere & Dufresne, 1992] [Gonschorek & Herzog, 
1995] [Hohl, Böcker & Gunzenhäuser, 1996] [Kay & Kummerfeld, 1994] 
[Micarelli & Sciarrone, 1996] [Pérez, Gutiérrez & Lopistéguy ,1995].  
In questo contesto, l’utente/studente ha tutta la necessità e il desiderio di 
essere guidato nel processo di apprendimento; esattamente come in una situazione 
reale. Si presenta quindi una situazione di reciproco interesse nei confronti di una 
soluzione adattiva per la navigazione all’interno del sistema. 
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Lo scopo finale dello studente è apprendere ciò che gli viene suggerito; ma 
in un sistema di e-learning non adattivo, lo stesso output informativo può risultare 
di grande interesse, al fine dell’apprendimento, per uno studente e inutile o noioso 
per un altro. Quindi risulta importante guidare la navigazione in base ad un 
sistema di riconoscimento delle conoscenze e delle capacità dello studente 
interagente. 
1.2.2 Sistemi Informativi On-line 
Un secondo ambito di sviluppo per sistemi adattivi è quello degli on-line 
information systems, che spazia dalla documentazione on-line alle enciclopedie 
elettroniche [Hohl, Böcker & Gunzenhäuser, 1996] [Boyle & Encarnacion, 1994] 
[Micarelli & Sciarrone, 1996] [Kobsa, Müller, & Nill, 1994] [Kaplan, Fenwick & 
Chen, 1993]. 
Solitamente l’accesso a tali sistemi avviene da parte di utenti già in possesso 
di conoscenze sul dominio di interesse del sistema che viene utilizzato per la 
consultazione di informazioni specifiche. Per alcune caratteristiche peculiari dei 
sistemi informativi, si possono tracciare delle similitudini con i sistemi di e-
learning, e, come questi, uno dei più grossi problemi da affrontare è la necessità di 
soddisfare le esigenze di utenti molto differenti tra di loro. Rispetto ad un 
medesimo argomento, diversi utenti potrebbe avere bisogno di informazioni 
differenti o anche identiche, ma con differenti livelli di comprensibilità. Bisogna 
anche considerare che a differenza dei sistemi di e-learning dove lo studente ha 
modo di approfondire lungamente l’interazione con il sistema, essendo questa la 
sua piattaforma informativa, in un on-line information systems, l’utente, potrebbe 
non avere il tempo e la predisposizione per cercare tutte le informazioni 
riguardanti l’argomento d’interesse. 
1.2.3 Sistemi di help On-line 
Molto simili agli on-line information systems sono gli on-line help systems 
[De Rosis, De Carolis & Pizzutilo, 1993] [Fischer & alt, 1990] [Grunst, 1993] 
[Encarnação, 1995]. La principale differenza sta nel fatto di non essere sistemi 
indipendenti, ma bensì essere dipendenti ad una seconda applicazione come un 
software di sviluppo, un software complesso, un foglio elettronico in generale. I 
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sistemi di help on-line devono rappresentare tutte le informazioni rilevanti 
riguardo all’applicazione di riferimento. Il dominio è quindi relativamente 
piccolo. Per questa tipologia di sistemi, è certamente un dato fondamentale, la 
conoscenza delle operazioni in atto sul software principale per poter intervenire 
adattivamente con più immediatezza e oggettività. 
1.2.4 Sistemi Ipermedia di Information Retrieval 
I sistemi ipermedia di information retrieval [Agosti & alt, 1995] combinano 
le tecniche tradizionali di information retrieval (IR) con la possibilità di navigare 
l’iperspazio di documenti usando links statici e dinamici [Brusilowsky, 1996 -b].  
Le dimensioni del dominio sono tendenzialmente infinite, il sistema, deve 
aiutare l’utente a ricevere una giusta risposta alle sue richieste in base ad elementi 
differenti da quelli della pura query sottoposta. 
I sistemi IR si dividono attualmente in due gruppi:  
• Search-oriented, ovvero i tradizionali sistemi di retrieval accompagnati 
da sistemi di filtering. L'obiettivo prioritario di tali sistemi è la 
creazione di un elenco di link verso documenti che soddisfano la 
richiesta corrente dell'utente.  
• Browsing-oriented, il cui obiettivo consiste nel configurarsi come 
supporto all'utente nel processo di ricerca. In tale sottocategoria 
rientrano guide, annotazioni e suggerimenti generati in maniera 
dinamica dal sistema a seconda dell'interazione dell'utente. 
1.2.5 Sistemi Istituzionali 
Un nuovo ambito di sviluppo per sistemi adattivi sono i sistemi istituzionali 
detti institutional information system (IIS); si prefiggono lo scopo di servire on-
line tutte le informazioni reperibili nei confronti di un determinato dominio di 
interesse, per gli operatori di tale dominio come per esempio un ospedale 
[Vassileva, 1994].  
Gli IIS inizialmente sviluppati come archivi di dati indipendenti tra di loro, 
si sono ultimamente trasformati in iperspazi di ipertesti molto ricchi di 
informazioni e quindi con una base informativa molto ampia. La caratteristica 
dominante è di essere dei “mezzi di lavoro” quotidiani per molti operatori di 
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settore. L’adattività si sviluppa con l’intento di favorire l’utente/lavoratore al 
reperimento delle informazioni necessarie, in accordo al suo lavoro, in un’area 
specifica dell’iperspazio.  
1.2.6 Sistemi di organizzazione personalizzata delle informazioni 
L’ultimo degli ambiti di interesse per i sistemi adattivi, è quello dei “Sistemi 
di organizzazione personalizzata delle informazioni”, tali realtà sono in stretta 
correlazione con i sistemi web di domani e con le caratteristiche di indicizzazione, 
di reperibilità e di riconoscibilità dei dati sulla rete. 
Il web, come detto più volte, offre una quantità di informazioni differenti e 
un quantità di servizi on-line che non permettono di definire nessun limite 
dell’iperspazio informativo. Per un utente in generale, sembrano oramai 
indispensabili sistemi in grado di presentare e proporre una personale “view” 
dell’iperspazio stesso con dei sistemi di filtering di origine adattiva. 
Rientrano in tale categoria tutti quei sistemi che seguono l'universo 
dell'Information Retrieval e che ne costituiscono il completamento naturale. La 
differenza è che mentre i sistemi IR aiutano gli utenti nel localizzare le 
informazioni rilevanti, questo ultimo gruppo di ipermedia adattivi dovrebbero 
consentire all'utente di organizzare tali informazioni. 
 
1.3 Le fasi di sviluppo 
Per il corretto sviluppo di un sistema adattivo, risulta necessario seguire 
alcuni fondamentali passaggi più volte ripresentati negli articoli scientifici 
sull’argomento.  
Sono tre passaggi, di fondamentale importanza e con finalità differenti 
[Brusilowsky, 1996 -b]: 
 
1. Immagazzinamento dati 
2. Interpretazione dati e creazione modello utente  
3. Personalizzazione 
 
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Considerando che la terza fase è definibile esclusivamente in ambito finale 
in funzione delle esigenze del proprietario del sistema adattivo e quindi 
dell’erogatore del servizio, le prime due danno adito a svariate soluzioni 
progettuali che variano in base all’ambito applicativo del sistema. 
 
Figura 1: Schema dello sviluppo di un sistema adattivo 
1.3.1 Immagazzinamento dati 
La prima delle tre fasi è quella di “Immagazzinamento dati”, molto 
importante specialmente in funzione della tipologia di approccio alla fase 
successiva; in base al tipo di interpretazione dei dati che si vuole adottare è 
necessario collezionare le informazioni necessarie al riguardo. 
Se, per esempio, ipotizziamo che l’adattività sia solo riferita alla nazionalità 
dell’utente, ci sarà sufficiente la conoscenza della sua locazione. Ovviamente non 
è questa una reale adattività, ma è un esempio dell’importanza dei dati da 
collezionare. 
La maggior parte dei dati sono tipicamente osservati autonomamente dal 
sistema,  altri, potrebbero essere chiesti direttamente all’utente. 
Generalmente il sistema indaga gli interessi e gli scopi dell’utente [Kulls, 
2000] [Garlatti & alt, 1999], le competenze relative all’uso o ai contenuti del 
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