Causal AI: principi fondamentali e applicazioni

I sistemi di Intelligenza Artificiale basati su Machine Learning e i Large Language Models sono strumenti estremamente potenti. La loro abilità nell’individuare schemi e associazioni statistiche all’interno di enormi quantità di dati è fuori discussione. Eppure, nascondono un limite: questi sistemi non sono in grado di rispondere ai perché dell’esistenza di determinati pattern.

Questo limite è significativo: la correlazione non implica causalità. In altre parole, solo perché due variabili si muovono insieme non significa che una causi l’altra. L’esempio classico aiuta a capire: le vendite di gelati e gli episodi di annegamento aumentano nello stesso periodo. Ma ovviamente non è il gelato a causare gli annegamenti; è il caldo estivo la causa comune di entrambi.

I modelli AI che si fermano alla correlazione sono spesso fragili e inaffidabili, specialmente di fronte a situazioni nuove o a rapidi cambiamenti del mercato. Per prendere decisioni davvero strategiche, serve un passo in più. Serve un’intelligenza artificiale che non si limiti a osservare, ma che sia capace di capire le relazioni di causa-effetto. In altre parole: l’intelligenza artificiale causale.

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La soluzione: che cos’è la Causal AI

La Causal AI, o Intelligenza Artificiale Causale, è un campo avanzato dell’intelligenza artificiale che si concentra sulla comprensione e la modellazione delle relazioni di causa-effetto nei dati. Invece di limitarsi a identificare schemi o correlazioni, come fanno i sistemi di Machine Learning tradizionali, il suo obiettivo è spiegare il “perché” dietro gli eventi o le decisioni, non solo il “cosa” o il “quando”.

Questo cambio di prospettiva è ciò che la rende così potente. La Causal AI è considerata il motore della “Reasoning AI”, la terza era dell’evoluzione dell’intelligenza artificiale. È un approccio che va oltre la percezione e la generazione di contenuti per applicare la logica e testare l’effetto di possibili interventi.

Permette di fare domande e ottenere risposte su che cosa accadrebbe se si agisse in un determinato modo, una capacità finora preclusa ai modelli tradizionali.

I Principi Fondamentali: come ragiona la Causal AI?

I fondamenti teorici della Causal AI si basano sulla teoria dell’inferenza causale sviluppata da Judea Pearl, premio Turing, che ha introdotto la “Scala della Causalità”.
Questa scala comprende tre livelli che mostrano la profondità di ragionamento che questa tecnologia può raggiungere:

  1. Livello 1: Associazione. È il punto di partenza, dove il sistema di IA si limita a osservare e identificare pattern nei dati. La domanda tipica di questo livello, proprio come nell’AI tradizionale, è: “Che cosa succede?”.
  2. Livello 2: Intervento. In questo livello l’IA cerca di capire gli effetti di azioni specifiche. La domanda diventa: “Che cosa succederebbe se intervenissi e cambiassi questa variabile?”.
  3. Livello 3: Controfattuale. È il livello più alto e complesso del ragionamento, dove si arriva a immaginare scenari alternativi e a porsi domande come: “Che cosa sarebbe successo se avessi agito diversamente?”.

Per salire questa scala della causalità, la Causal AI utilizza strumenti specifici che le permettono di mappare e analizzare le relazioni di causa-effetto. I più importanti sono:

  • Grafi Aciclici Diretti (DAGs): si possono pensare come delle mappe visive dei rapporti causa-effetto. In un DAG, i “nodi” rappresentano le variabili (es. prezzo, vendite, meteo) e le “frecce” indicano una relazione causale diretta da un nodo all’altro. Questi grafici aiutano a distinguere tra effetti diretti e indiretti e a identificare i punti dove un intervento avrebbe il massimo impatto.
  • Modelli Causali Strutturali (SCMs): sono il motore matematico che sta dietro ai DAG. Utilizzano equazioni per descrivere in modo completo e quantitativo come ogni variabile è generata dalle sue cause.
  • Framework dei Risultati Potenziali (Potential Outcomes Framework): proposto da Neyman e Rubin, fornisce un linguaggio chiaro per definire cosa intendiamo per “effetto causale” e per sviluppare metodi statistici che cercano di stimarlo nel modo più accurato possibile.
  • Reti Bayesiane (Bayesian Networks): sono modelli grafici probabilistici che possono essere visti come un’implementazione degli SCM in cui le equazioni strutturali sono espresse probabilisticamente. Combinano una struttura DAG con distribuzioni di probabilità locali per quantificare le relazioni.

L’intero processo si basa su due attività complementari: la scoperta causale, che ha l’obiettivo di identificare le possibili relazioni causali direttamente dai dati e l’inferenza causale, che si focalizza sul misurare l’impatto di una specifica azione su un risultato, partendo da una struttura causale già nota.

concetto astratto - reti bayesiane nella causal ai

I campi di applicazione della Causal AI

L’Intelligenza Artificiale Causale non è un semplice esercizio accademico; è una tecnologia che offre vantaggi concreti e misurabili, specialmente nei settori dove capire il “perché” è fondamentale per prendere decisioni robuste, etiche e realmente efficaci.

Sanità e scienze della vita

  • Diagnosi e trattamento: le tecniche di causal AI permettono una presa di decisione più precisa e una medicina personalizzata, scoprendo connessioni causali nei dati medici. Un sistema di Causal AI può prevedere come la salute di un paziente cambierebbe con trattamenti diversi o rimuovendo certi fattori di rischio.
  • Sviluppo farmaceutico e studi clinici: la causal AI trasforma la scoperta di farmaci e i trial clinici simulando scenari “what-if” sui dati dei pazienti per determinare quali gruppi risponderanno meglio a un nuovo farmaco, rendendo i trial più brevi, economici e con maggiori probabilità di successo.
  • Salute pubblica: grazie alla causal AI è possibile identificare le cause della diffusione di malattie e dell’esitazione ai trattamenti. Ha aiutato a diagnosticare i fattori scatenanti di malattie infantili e a capire perché le donne in alcune aree evitavano gli ospedali, portando a interventi mirati.

Finanza (banche e assicurazioni)

  • Prevenzione delle frodi e gestione del rischio: l’intelligenza artificiale causale analizza perché una transazione sospetta è avvenuta e in quali condizioni, consentendo la mitigazione proattiva del rischio. Aiuta a ridurre i falsi positivi nel rilevamento delle frodi e a scoprire i fattori di rischio nascosti.
  • Strategie di investimento: la causal AI affina i modelli di trading e di rischio, comprendendo i veri driver causali dei movimenti di mercato, migliorando le valutazioni del rischio, le strategie di trading algoritmico e le previsioni economiche.
  • Punteggio di credito e anti-riciclaggio: è possibile inoltre tracciare i fattori causali in reti complesse di clienti, riducendo i falsi positivi e scoprendo i driver di rischio.
  • Conformità e trasparenza: la causal AI fornisce chiare motivazioni per le decisioni, soddisfacendo gli standard di audit e conformità, particolarmente importanti in settori altamente regolamentati.

Le big tech e i provider cloud stanno già portando la causal inference all’interno delle loro soluzioni di intelligenza artificiale per il mondo finance. Microsoft, ad esempio, mette a disposizione librerie come DoWhy ed EconML (parte dell’ecosistema PyWhy), che permettono ai data scientist di analizzare i dati bancari in chiave causale – ad esempio per valutare come un cambiamento normativo possa incidere sui tassi di insolvenza dei prestiti.

Marketing e pubblicità

In questo settore, la Causal AI

  • Determina cosa causa il comportamento dei clienti e può stabilire se una pubblicità ha causato un aumento delle vendite o se altri fattori erano in gioco.
  • Migliora la quantificazione del contributo di ogni canale di marketing alle vendite. Ad esempio, Meta ha introdotto per prima tecniche come i causal lift studies per valutare l’efficacia della pubblicità. Ora queste tecniche si basano su modelli causali sempre più avanzati che permettono agli inserzionisti di capire con precisione quali annunci incidono davvero sulle vendite.
  • Misura l’impatto aziendale degli investimenti in marketing, differenziando la correlazione dalla causalità per ottimizzare i budget.

Nel Retail ed E-commerce, l’intelligenza artificiale causale:

  • Ottimizza inventario, prezzi e esperienza del cliente, prevede la domanda e ottimizza l’inventario.
  • Progetta motori di raccomandazione più potenti, che suggeriscono prodotti che causeranno una vendita, modellando le preferenze sottostanti.
  • Rileva e corregge errori negli ordini quasi in tempo reale, migliorando l’efficienza operativa.

Ad esempio, Vedrai, una start up italiana, ha sviluppato una piattaforma di simulazione aziendale no-code che sfrutta la causal intelligence. Sebbene sia pensata per diversi settori, nel retail trova un’applicazione particolarmente utile: grazie allo strumento “What-If” (WhAI), le aziende possono simulare scenari come l’ingresso in un nuovo mercato o l’ottimizzazione della catena di fornitura. I modelli causali permettono anche ai manager senza competenze tecniche di modificare variabili chiave – ad esempio tempi di consegna o budget pubblicitario – e visualizzare gli impatti attesi, facilitando decisioni più consapevoli su espansioni e strategie logistiche.

Nel settore dell’energia e servizi di pubblica utilità, la causal AI:

  • Migliora l’affidabilità identificando le vere cause di guasti o inefficienze nei vasti dati dei sensori.
  • Modella scenari di eventi meteorologici estremi per individuare le vulnerabilità della rete e le mitigazioni per la sicurezza energetica.
  • Guida l’integrazione delle energie rinnovabili, sapendo come un nuovo impianto solare causerà fluttuazioni nella rete locale.
  • Supporta migliori previsioni del consumo tenendo conto dei driver causali (meteo, modelli di utilizzo) e modellando i cambiamenti del comportamento dei consumatori per i programmi di risparmio energetico.

Causal AI, spiegabilità e principi etici dell’intelligenza artificiale

La Causal AI è fondamentale per lo sviluppo di sistemi AI/ML affidabili, equi, trasparenti e robusti, affrontando diverse sfide etiche.
I modelli di AI causale, si fondano sul ragionamento causa-effetto e riescono quindi ad offrire un livello di robustezza superiore alle modifiche esterne e una modellazione accurata delle relazioni controfattuali/causa-effetto. Sono più resistenti ai cambiamenti ambientali perché le relazioni causa-effetto che scoprono rimangono coerenti nel tempo.

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La Causal AI è anche intrinsecamente interpretabile: in questo modo aiuta a superare la natura “black box” dei modelli IA tradizionali e offre spiegazioni causali sul perché una decisione è stata presa.
La Causal AI è inoltre fondamentale per l’identificazione e la mitigazione del bias dai dati per i sistemi AI, grazie alla sua natura interpretabile che evidenzia le relazioni tra diverse variabili e la previsione del modello. Contribuisce a ridurre i bias nelle raccomandazioni, garantendo che le decisioni siano basate su fattori causali reali e non su correlazioni spurie o bias storici.
I sistemi AI/ML iniqui, derivanti da dati e modelli distorti, possono avere ripercussioni ingiustificate, soprattutto in applicazioni che coinvolgono vite umane, come la sanità. La fairness, da una prospettiva causale, rappresenta la capacità del sistema di produrre risultati imparziali e indipendenti da variabili sensibili. A differenza delle tecniche basate sulla statistica, l’apprendimento causale evidenzia la fairness analizzando la relazione tra le caratteristiche e la decisione finale del modello AI per qualsiasi potenziale causa di iniquità.

La Causal AI rappresenta la prossima, inevitabile frontiera dell’intelligenza artificiale. Segna il passaggio strategico da un approccio che si limita a osservare il “cosa” a uno che indaga il “perché”, gettando le basi per sistemi AI finalmente più robusti, trasparenti e affidabili.

È fondamentale, però, riconoscere che questo percorso è ancora in una fase pionieristica. L’implementazione della Causal AI affronta sfide concrete che ne testimoniano la natura evolutiva:

  • La dipendenza da dati di altissima qualità.
  • La complessità dei modelli.
  • La mancanza di standard unificati e di modelli ML pronti all’uso.
  • La difficoltà di integrazione con tecnologie come gli LLM, che non possiedono una nozione intrinseca di causa-effetto.

Questi ostacoli confermano che non siamo di fronte a una soluzione preconfezionata, ma a un campo di ricerca e applicazione in pieno sviluppo. Nonostante questo, la direzione è chiara. Le aziende che inizieranno oggi a esplorare il ragionamento causale e a formare le proprie competenze in materia di Causal AI saranno quelle che domani avranno il vantaggio competitivo più grande.

Fonti:

Acalytica. (2025, April 22). Causal AI Disruption Across Industries (2025 – 2026). Acalytica. https://acalytica.com/blog/causal-ai-disruption-across-industries-2025-2026

Carloni, G., Berti, A., & Colantonio, S. (2025). The role of causality in explainable artificial intelligence. Wiley Interdisciplinary Reviews: Data Mining and Knowledge Discovery, 15(2), e70015.

Cavique, L. (2024). Implications of causality in artificial intelligence. Frontiers in Artificial Intelligence, 7, 1439702. Disponibile online su: https://www.frontiersin.org/journals/artificial-intelligence/articles/10.3389/frai.2024.1439702/full

Gallea, Q., Huber, M., & Apostolatos, K. (2025, May 6). How “causal” AI can improve your decision-making – I by IMD. IMD Business School for Management and Leadership Courses. https://www.imd.org/ibyimd/artificial-intelligence/how-causal-ai-can-improve-your-decision-making/

Sgaier, S., Huang, V., & Charles, G. (2020). The Case for Causal AI (SSIR). Ssir.org. https://ssir.org/articles/entry/the_case_for_causal_ai

Valenzuela, A. (2025, February 21). What is Causal AI? Understanding Causes and Effects. Datacamp.com; DataCamp. https://www.datacamp.com/blog/what-is-causal-ai