Che suono ha una formula?

Provate a risolvere un’equazione matematica senza poter reggere una penna, digitare i tasti di una calcolatrice o mettervi le mani nei capelli per la disperazione. Impossibile, direte voi. Impossibile è proprio quello che ha pensato anche Jan Berger, un giovane studente di matematica dell’università di Torino, quando nel 2019 si è ritrovato inchiodato a un letto d’ospedale dopo uno sfortunato tuffo in mare che lo ha reso tetraplegico. “Dopo la rianimazione – racconta – sono stato ricoverato per 19 lunghissimi mesi. Mi chiedevo che cosa avrei fatto del mio futuro. Per non perdere la testa, pensavo di riprendere gli studi di matematica. Ma come? Non riuscivo più a muovere le braccia, né tanto meno a scrivere. Potevo leggere la teoria, ma non sapevo come fare con le lunghe pagine di dimostrazioni. Svolgere tutto a mente era improponibile, pura fantascienza”. Jan aveva bisogno di braccia che lo potessero aiutare e così l’ufficio disabili dell’ateneo gli ha assegnato dei tutor, studenti che lo hanno affiancato nello studio scrivendo per lui gli esercizi. “La matematica fatta con loro nei mesi del lockdown è stata la mia ancora di salvezza: mi ha dato uno scopo, una direzione, anche se dettare le formule è un po’ macchinoso e soprattutto ti costringe a dipendere dal tempo altrui”. La speranza di conquistare una maggiore libertà si è riaccesa grazie a un incontro con Anna Capietto, docente di analisi matematica e referente per la disabilità del Dipartimento di matematica dell’università di Torino. “È venuta a trovarmi in ospedale per capire cosa ‘era rimasto’ del mio corpo dopo l’incidente, in modo da trovare gli strumenti giusti che avrebbero potuto aiutarmi a studiare”, ricorda Jan. La professoressa Capietto portava con sé l’esperienza del Laboratorio “Sergio Polin” per la ricerca e la sperimentazione di nuove tecnologie assistive per le Stem, che l’ateneo aveva istituito nel 2018 per rendere più accessibili i contenuti scientifici in ambito accademico e lavorativo. “Di fronte alle richieste di Jan – spiega Tiziana Armano, tecnico della ricerca del Dipartimento di matematica – ci siamo resi conto che non esisteva un software che permettesse di dettare e manipolare le formule con la voce”. Da questa consapevolezza è nata l’idea del progetto VoiceMath, finanziato dall’ateneo e dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Torino (Crt), che ha portato a sviluppare una soluzione software per trascrivere i video delle lezioni universitarie in un linguaggio specifico per le formule (LaTeX o MathML). Uno strumento prezioso non solo per i portatori di disabilità motorie, come Jan, ma anche per chi ha problemi uditivi o disturbi specifici dell’apprendimento. ”Il nostro ateneo – precisa Armano – è l’unico al mondo che fornisce un simile software ai propri docenti. Ora siamo in fase di brevetto e stiamo sviluppando anche nuove funzionalità: vorremmo integrare dei modelli di linguaggio simili a ChatGPT per aiutare il docente a correggere più velocemente gli eventuali errori di trascrizione”. L’avvento dei sistemi di Intelligenza Artificiale sta aprendo anche un’altra strada, quella che porta allo sviluppo di programmi per la dettatura, la navigazione e la manipolazione delle formule matematiche con l’uso esclusivo della voce. Realizzarli, però, è tutt’altro che semplice: “Sono due – spiega Sandro Coriasco, professore di analisi matematica, sempre a Torino – le sfide principali da affrontare. La prima è la prolissità: non possiamo scrivere una formula a parole perché diventerebbe lunghissima e dunque ci serve un sistema che compatti le informazioni senza rischiare di perderle. La seconda sfida è l’ambiguità: a una stessa frase possono infatti corrispondere formule diverse. Pensiamo, ad esempio, a ‘radice quadrata di 3 fratto a più b alla seconda’: la radice quadrata potrebbe riguardare l’intera frazione oppure solo il 3 che sta al numeratore. Abbiamo quindi bisogno di un sistema che riconosca queste incertezze e proponga all’utente le alternative tra cui scegliere”. Per superare questi ostacoli, il Laboratorio “Polin” ha messo in pista un nuovo progetto, SpeechMatE (Speech-Driven Mathematical Editor), che vede lavorare fianco a fianco esperti di didattica della matematica con ricercatori che si occupano di sviluppo di software, di interazione uomo-macchina e di modelli linguistici di grandi dimensioni: “Grazie a un piccolo finanziamento iniziale – continua Coriasco – siamo riusciti a sviluppare nel 2020 un primo software per dettare alcune formule. Ci è già stato richiesto da diverse scuole per aiutare studenti autistici, con distrofia muscolare o anche semplicemente con le braccia ingessate. Tuttavia – riprende Armano – ciò che abbiamo realizzato è ormai superato a livello tecnologico e non permette la modifica e la navigazione con la voce. Vogliamo sviluppare la versione web di SpeechMatE con nuove funzionalità, da testare assieme a studenti e insegnanti. Per farlo, abbiamo bisogno di un budget di circa 60 mila euro”. Decisi a non mollare il colpo, i ricercatori del Laboratorio “Polin” sono riusciti a conquistare un primo finanziamento di 45mila euro della Fondazione Crt e hanno poi lanciato una raccolta fondi su una piattaforma di crowdfunding che in tempi record ha permesso loro di totalizzare più di 14mila euro. A queste cifre si sommerà poi un ulteriore contributo dell’ateneo. “Spero che gli amici del Laboratorio ‘Polin’ riescano a sviluppare in fretta questo software”, afferma Jan, che nel frattempo ha deciso di mettere momentaneamente in standby gli studi di matematica. “Purtroppo le difficoltà incontrate hanno determinato le mie scelte: dipendere dagli altri mi ha frenato e mi ha portato a cambiare strada. Credo che ci siano molti altri studenti che si trovano in situazioni simili alla mia. Finché non ci saranno strumenti per rendere i contenuti scientifici davvero accessibili, per noi disabili la matematica e in generale le Stem resteranno una chimera. Un vero peccato, perché se avessimo accesso alle facoltà scientifiche potremmo probabilmente fare un lavoro che ci consentirebbe di guadagnare uno stipendio più alto e di ripagare meglio il costo che rappresentiamo per la comunità”. Jan, dal canto suo, sogna di poter diventare un insegnante: “Chissà, magari fra qualche anno potrò finalmente entrare in aula e tenere una lezione dettando le formule alla lavagna elettronica senza bisogno di un assistente”.

GLI ALTRI PROGETTI DEL POLIN

• Axessibility: è un pacchetto aggiuntivo per il software di scrittura LaTeX che permette di creare documenti pdf nei quali le formule matematiche possono essere lette mediante le tecnologie assistive per le persone con disabilità visive, come screen reader e barre braille.

• AudioFunctions.web: è un applicativo web che permette alle persone con disabilità visive di esplorare grafici di funzioni matematiche mediante suono.

• NoVAGraphS: punta allo sviluppo di un software che renda grafici, tabelle, diagrammi navigabili da parte di una persona con disabilità visiva.