COMPLEX SYSTEMS (AI.1.1)

Tateo’s Interdisciplinary Lifelong Learning Project

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LEARNING - SHARING - NETWORKING

Learning, knowledge sharing and Communities engagement about:

Artificial Intelligence, Augmented / Virtual / Mixed Reality, Automation, Electronics, Computer Science and Information Technology, Mobile Technologies, Problem Solving, Readings, Social Media, Simulation, Artificial Vision, Work and Soft Skills

by Tateo Giovanni Battista

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LEARNING

ARTIFICIAL INTELLIGENCE / PROBLEMS

Complicated vs Complex.

Complicato vs Complesso.

Hashtag keywords: #artificialIntelligence #AI #problemSolving #complicated #complex #complexProblemSolving #TILLL #TateoBlog

Summary. The fundamental difference between "complicated" problems and "complex" problems. The difference in approach for their analysis and resolution.

La differenza fondamentale tra problemi "complicati" e problemi "complessi". La differenza di approccio per la loro analisi e risoluzione.

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§1. The complex things.

Le cose complesse.

First of all let us reflect on the adjective "complex", and ask ourselves what is meant by "complex" system, or problem. Well, complex is something whose composition is difficult to understand, whose behavior and cause / effect relationships are difficult to predict with certainty.

Whenever we are faced with a system, or a problem, with these characteristics, we are dealing with something complex.

Innanzitutto riflettiamo sull'aggettivo "complesso", e chiediamoci cosa si intende per sistema o problema "complesso". Orbene, complesso è qualcosa di cui è difficile comprenderne la composizione, di cui è difficile prevedere con certezza il comportamento e le relazioni causa/effetto.

Ogni volta che ci troviamo di fronte ad un sistema, oppure un problema, con queste caratteristiche, ci stiamo occupando di qualcosa di complesso.

A phrase to inspire you:

Una frase per ispirarti:

"It is difficult to do difficult things: speak to the deaf, show the rose to the blind.

Children, learn to do difficult things:

shake hands with the blind, sing for the deaf, free the slaves who believe themselves free ... "

“E’ difficile fare le cose difficili: parlare al sordo, mostrare la rosa al cieco.

Bambini, imparate a fare le cose difficili:

dare la mano al cieco, cantare per il sordo, liberare gli schiavi che si credono liberi...”

( cit. Gianni Rodari, Lettera ai bambini )

But how is a complex problem solved? Can we use the techniques we use for solving conventional problems?

One of the first steps of traditional problem solving is to isolate the components of the system and focus individually on their analysis and resolution. By breaking down the original problem into simpler problems, it simplifies its analysis, management and resolution. This simplifies the problem by breaking it down into yes on the analysis of the system components.

Well, the premise we made about the traditional approach is that the system can be divided into independent components, each of which is characterized by a known and unique behavior. Unfortunately this premise is not verified for complex systems for which the various components are correlated and indivisible.

Ma come si risolve un problema complesso? Si possono usare le tecniche che utilizziamo per la risoluzione di problemi convenzionali?

Uno dei primi passi del problem solving tradizionale è quello di isolare le componenti del sistema e focalizzarsi individualmente sulla loro analisi e risoluzione. Suddividendo il problema originale in problemi più semplici se ne semplifica l'analisi, la gestione e la soluzione. In questo modo si semplifica il problema scomponendolo in si sull'analisi delle componenti del sistema.

Ebbene la premessa che abbiamo fatto a proposito dell'approccio tradizionale è che il sistema sia suddivisibile in componenti indipendenti, ognuna delle quali sia caratterizzata da un comportamento noto ed univoco. Purtroppo questa premessa non è verificata per i sistemi complessi per i quali invece le varie componenti sono correlate ed indivisibili.

Hashtag keywords: #complicated #complex #complexProblemSolving

References and Insights.

1. “Fare le cose difficili”: priorità alla scuola e a una formazione continua, trasversale e politecnica

di Antonio Calabrò, HuffPost Italia (link)

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§2. Complicated vs Complex.

Complicato vs Complesso.

Giving instructions for use, or educating a child is complex; getting along in the workplace is complex, managing a friendship relationship, or a love relationship is complex. A long time ago life was simpler than it is today, and it could still be classified as "complicated", but today without a doubt it has become "complex".

Dare le istruzioni per l’uso, oppure educare un figlio è complesso; andare d'accordo sul posto di lavoro è complesso, gestire un rapporto di amicizia, oppure una relazione d’amore è complesso. Tanto tempo fa la vita era più semplice di quella attuale, e la si poteva ancora classificare come “complicata”, ma oggi senza ombra di dubbio essa è diventata “complessa”.

These simple examples provide general indications on the difference between the terms "complicated" and "complex", which seem synonymous and interchangeable but are clearly different.

Questi semplici esempi forniscono delle indicazioni di massima sulla differenza tra i termini "complicato" e "complesso", che sembrano sinonimi ed intercambiabili ma invece sono nettamente differenti.

"We have always tried to solve complex problems using data analysis and information technology, even when the technology around us requires radical changes"

“Da sempre cerchiamo di risolvere problemi complessi utilizzando l’analisi dei dati e l’informatica, anche quando la tecnologia intorno a noi impone cambiamenti radicali”

(cit. Sundor Pichai, CEO di Google, keynote del 17/05/2017)

The words "complicated" and "complex" seem synonymous and are often considered to be improperly equal.

Le parole “complicato” e “complesso” sembrano sinonimi e spesso sono considerate impropriamente uguali.

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§3 Complicated problems.

Problemi complicati.

Complicated is a knot to untie, a riddle - tiring, boring, you need to be patient - but the solution by definition exists, there is certainly; then maybe we won't find it but we know that it is - a priori - unique and potentially within our reach; the variables to be managed are clear and defined.

Furthermore, with little or much effort, once the knot has been untied, "the problem solved", you can write the instructions for use.

Complicato è un nodo da slegare, un indovinello – faticoso, noioso, occorre avere pazienza – ma la soluzione per definizione esiste, c’è di sicuro; poi magari non la troveremo ma sappiamo che è – a priori – univoca e potenzialmente alla nostra portata; le variabili da gestire sono chiare, definite.

Con poca o molta fatica, inoltre, è possibile, una volta sciolto il nodo, “ risolto il problema”, scrivere le istruzioni per l’uso.

In a problem that is however complicated there is an optimal solution. If for a complicated problem you get an explanation, rules, or instructions to solve it, the problem becomes simple.

If there are support tools available for the resolution then it is possible to easily get to the solution of a complicated problem which in this way turns into a simple problem. Otherwise, the only way to solve the problem is to rely on our strength.

In un problema comunque complicato esiste una soluzione ottimale. Se per un problema complicato si ottiene una spiegazione, delle regole, oppure delle istruzioni per risolverlo, il problema diventa semplice.

Se sono disponibili degli strumenti di supporto per la risoluzione allora è possibile arrivare facilmente alla soluzione di un problema complicato che in questo modo si trasforma in un problema semplice. Diversamente l’unico modo per risolvere il problema è quello di fare affidamento alle nostre forze.

A complicated system can be understood by “straightening the folds”, that is, “explaining”.

Un sistema Complicato può essere compreso "raddrizzando le pieghe", ossia “spiegando".

(Marinella De Simone - President at Complexity Institute)

The word "complicated" comes from the Latin "cum plicum" which means "with folds" referring to the fold of the sheet that must be "unfolded" to allow reading and understanding of what is written inside. A Complicated system can be understood by "straightening the folds", that is, "explaining".

It should be noted that today, however, it is difficult to establish general rules to manage the complicated situations that happen to us in life, because the world, due to frequent and sudden changes, has become so unstable that it is not time to establish resolution procedures. , that the situation has already changed. Furthermore, the number of problems that we are forced to manage at the same time is constantly growing, and often these problems are interconnected so that the solution of one of them can contradict the solution of another problem. In these cases we begin to talk about complexity.

La parola “complicato” deriva dal latino “cum plicum” che significa “con pieghe” richiamando la piega del foglio che deve essere “spiegata” per permettere la lettura e la comprensione di quanto è scritto al suo interno. Un sistema Complicato può essere compreso "raddrizzando le pieghe", ossia "spiegando".

Si osservi che oggi però è difficile stabilire delle regole generali per gestire le situazioni complicate che ci capitano nella vita, perché il mondo, a causa dei frequenti e repentini cambiamenti, è diventato così instabile che non si fa in tempo a stabilire delle procedure di risoluzione, che la situazione è già cambiata. Inoltre il numero di problemi che siamo costretti a gestire contemporaneamente è in continua crescita, e spesso questi problemi sono interconnessi per cui la soluzione di uno di essi può entrare in contraddizione con la soluzione di un altro problema. In questi casi si comincia a parlare di complessità.

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§4 Complex problems.

Problemi complessi.

Complex is something that is difficult to see, govern, understand all the implications and all the variables. Complex is something of which it is impossible to predict with certainty the development, the dynamics. Understanding cause / effect relationships. Give instructions for use.

Raising a child is complex; friendship and love are complex; life is complex (it was once said - not surprisingly - complicated).

Complesso è qualcosa di cui è difficile vedere, governare, intuire tutti i risvolti e tutte le variabili. Complesso è qualcosa di cui è impossibile prevedere con certezza lo sviluppo, le dinamiche. Comprendere le relazioni causa/effetto. Dare le istruzioni per l’uso.

Educare un figlio è complesso; l’amicizia e l’amore sono complessi; la vita, è complessa (una volta si diceva – non a caso – complicata).

Wanting to use the Latin etymology to understand the difference, we observe that the word "complex" derives from the Latin words "cum plexum", which means "with knots", ie intertwined. Now observe that, unlike the "fold" of "complicated" problems, the "intertwining" of complex problems, such as that of a fabric, cannot be unraveled without losing the nature of the starting object.

Volendo utilizzare l’etimologia latina per comprenderne la differenza, osserviamo che la parola ”complesso” deriva dalle parole latine “cum plexum”, che significa “con nodi”, ossia intrecciato. Ora si osservi che, a differenza della “piega” dei problemi “complicati”, l’”intreccio” dei problemi complessi, come quello di un tessuto, non si può sbrogliare senza che si perda la natura dell’oggetto di partenza.

Translating this metaphors into the context of problems, we can affirm that complicated problems can be analyzed and gutted arriving at its explanation, while complex problems are composed of interconnected and interdependent components that influence each other. It is therefore understood that an action on one of the components has consequences on the entire system which therefore becomes easily changeable and unstable. The greater the density of interconnections between the components, the more complex is the problem to be solved. Furthermore, the components of a complex system are often unpredictable, and their existence is sometimes ignored until they reveal themselves.

Traducendo questa metafore nell’ambito dei problemi, possiamo affermare che i problemi complicati possono essere analizzati e sviscerati arrivando alla sua spiegazione, mentre i problemi complessi sono composti da componenti interconnesse e interdipendenti che si influenzano reciprocamente. Si comprende quindi che una azione su una delle componenti ha conseguenze sull’intero sistema che pertanto diventa facilmente mutabile ed instabile. Più è grande la densità di interconnessioni tra le componenti e più complesso è il problema da risolvere. Inoltre spesso le componenti di un sistema complesso sono imprevedibili, e talvolta se ne ignora la loro esistenza fintanto che essi si rivelano.

A complex system can only be understood through a synthetic vision

and not through the analysis of its elements.

Un sistema complesso può essere compreso solo attraverso una visione di sintesi

e non attraverso l'analisi dei suoi elementi.

(Marinella De Simone - President at Complexity Institute)

It is therefore understood that in such a variable and unstable scenario the absolute best solution, typical of complicated problems, does not exist. Therefore, those who have the ambition to govern complexity must be satisfied with sub-optimal solutions, that is, good solutions that are valid in the context and in the instant in which the complex system is analyzed. These solutions cannot be standardized and could even prove to be catastrophic if applied to similar contexts or in different instants of time.

Si comprende quindi che in uno scenario così variabile e instabile la soluzione migliore in assoluto, tipica dei problemi complicati, non esiste. Pertanto chi ha l’ambizione di governare la complessità deve accontentarsi di soluzioni sub-ottime, ossia di soluzioni buone che valgono nel contesto e nell’istante in cui si è analizzato il sistema complesso. Queste soluzioni non sono standardizzabili e potrebbero addirittura rivelarsi catastrofiche se applicate a contesti analoghi o in istanti di tempo differenti.

Hashtag keywords: #complicated #complex

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§5. More generally.

Più in generale.

In this article we have examined complex problems, and the difference between a "complex" system and a "complicated" system. But if you want to examine how Artificial Intelligence can be used in general to help humans solve complex problems, then I invite you to continue consulting the Artificial Intelligence thematic area of the Learning section of TILLL by reading the following article which describes how man in the course of history has always had to solve problems, and how such problems, as man has evolved, have gradually become more and more complicated. Complexity has now reached such high levels that help from modern technologies is essential: electronics, information technology and artificial intelligence
In questo articolo abbiamo esaminato i problemi complessi, e la differenza tra un sistema "complesso" ed un sistema "complicato". Ma se vuoi esaminare come l'Intelligenza Artificiale può essere utilizzata in generale per aiutare l'uomo nella risoluzione dei problemi complessi, allora ti invito a proseguire la consultazione dell'area tematica Intelligenza Artificiale della sezione Learning di TILLL con la lettura dell’articolo seguente che descrive come l’uomo nel corso della storia ha sempre dovuto risolvere problemi, e come tali problemi, man mano che l'uomo si è evoluto, sono diventati via via sempre più complicati. La complessità oggi ha raggiunto livelli così elevati da rendere indispensabile l'aiuto da parte delle moderne tecnologie: elettroniche, informatiche e dell’intelligenza artificiale

The resolution of complex problems.

La risoluzione dei problemi complessi.

(AI.1)

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§6 Stay up to date.

Rimani aggiornato.

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che ho dedicato appositamente per la condivisione delle modifiche più recenti apportate all'area tematica corrispondente di TILLL~Learning (>).

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§7. Let's keep in touch.

Teniamoci in contatto.

I hope you enjoyed this article, belonging to the Learning (>) section of the Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) project (>), and that the notes and observations I gathered within it meets your interests. If you want stay tuned with the TILLL project evolution, then I invite you to follow the next upgrades that are published on the TILLL's Blog and on the social media pages dedicated to the TILLL community.

Spero che questo articolo, appartenente alla sezione Learning (>) del progetto Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) (>), ti sia piaciuto e che le note e le osservazioni che ho raccolto al suo interno soddisfino i tuoi interessi.

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§8. Something about me, the founder and author of Tateo~Blog Project.

Qualcosa su di me, il fondatore e sull'autore del progetto Tateo~Blog.

First of all, thank you for visiting one of the pages of my blog. My name is Giovanni Battista Tateo (shortly Bat) and I am the founder and author of a project of Interdisciplinary Lifelong Learning of which the Tateo~Blog (:::) blog is the means of sharing. I was initially an Information Technology expert, and later I became an electronic engineer, specializing in industrial Automation. I'm passionate about Artificial intelligence, Virtual Reality, Simulation, and I'm an expert in Artificial Vision applied to industrial Automation. Currently, and starting four years ago, I am employed as a Proposal Engineer at Mer Mec S.p.A. (:::) company. Previously, starting in 2004, I was employed, always at the same company, as a Designer of Artificial Vision Systems and Image Processing Algorithms, applied in particular to Railway Diagnostics. I am a supporter and promoter of Lifelong Learning, Social Networking and Knowledge Sharing by means of the web. If you want more details about me, visit the About Me (:::) page.

Innanzitutto ti ringrazio per aver visitato una delle pagine del mio blog. Mi chiamo Giovanni Battista Tateo (brevemente Bat) e sono il fondatore e l'autore di un progetto Lifelong Learning Interdisciplinare di cui il blog Tateo~Blog (:::) ne è il mezzo di condivisione. Sono stato in principio un esperto di Informatica, e in seguito sono diventato un Ingegnere Elettronico, specializzato in Automazione Industriale. Sono un appassionato di Intelligenza Artificiale, Realtà Virtuale, Simulazione, e sono un esperto di Visione Artificiale applicata all'Automazione Industriale. Attualmente, ed a partire dall'anno 2016, sono impiegato come Proposal Engineer presso la società Mer Mec S.p.A. (:::). Precedentemente, a partire dal 2004, sono stato impiegato, sempre presso la stessa società, come Progettista di Sistemi di Visione Artificiale e di Algoritmi di Elaborazione delle Immagini, applicati in particolare alla Diagnostica Ferroviaria. Sono un sostenitore e promotore dell'apprendimento permanente, dei social network e della condivisione delle conoscenze tramite il web. Se vuoi ulteriori dettagli su di me, visita la pagine About Me (:::).

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{Riferimenti per contattarmi. In seguito puoi trovare i miei riferimenti personali che puoi utilizzare se vuoi contattarmi personalmente, ed i collegamenti ai miei account social che puoi utilizzare per seguirmi e rimanere in contatto con me tramite le reti di social media}

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