Machine Learning Engineer: competenze, compiti e responsabilità

Secondo un rapporto del World Economic Forum, la domanda di specialisti di intelligenza artificiale e machine learning aumenterà del 40% (ovvero 1 milione di posti di lavoro) dal 2023 al 2027. In particolare, si registra un grande interesse per il Machine Learning Engineer, una figura di collegamento e di unione tra il mondo della data science e il mondo dell’ingegneria del software.

I Machine Learning Engineers sono in grado di sviluppare e implementare sistemi complessi, come i motori di raccomandazione per il settore e-commerce, o i sistemi di manutenzione predittiva per i settori dei trasporti e dell’industria manifatturiera. In ambito medico, possono utilizzare algoritmi di visione artificiale per analizzare immagini diagnostiche (raggi X, risonanze magnetiche, scansioni TC) per la diagnosi precoce delle malattie. Anche nel settore della cyber security, i Machine Learning Engineers progettano soluzioni avanzate per l’identificazione tempestiva di minacce informatiche.

Con l’adozione crescente di big data, automazione e soluzioni di intelligenza artificiale, la richiesta di Machine Learning Engineers è destinata a crescere ancora. Questi specialisti sono tra i professionisti più ricercati del 2023 e continueranno ad aumentare in numero negli anni a venire. Secondo i dati del benchmark di Datapizza, un Machine Learning Engineer in Italia può aspettarsi una RAL media compresa tra 34.000 e 43.000 € per posizioni di livello intermedio (fonte, link esterno).

Avvicinarsi al mondo del machine learning può essere complesso sia per i professionisti che desiderano intraprendere questa carriera, sia per le aziende che vogliono introdurre questa figura al loro interno. Nei paragrafi successivi, analizzeremo i compiti principali e le competenze chiave di un Machine Learning Engineer.

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Chi è il Machine Learning Engineer

Un ML Engineer è un professionista IT specializzato nello sviluppo, progettazione e implementazione di sistemi di apprendimento automatico. Combina competenze di data science e ingegneria del software e sviluppa algoritmi che consentono alle macchine di apprendere dai dati e prendere decisioni. Dagli algoritmi di raccomandazione che suggeriscono il prossimo film su Netflix ai sistemi di rilevamento delle frodi bancarie in tempo reale, il lavoro del Machine Learning Engineer è alla base di queste applicazioni.

Pur non essendo sempre un requisito formale, molti Machine Learning Engineer hanno una laurea in informatica, data science, statistica o discipline affini. La formazione continua è una componente chiave per stare al passo con una tecnologia che cambia e si rinnova ogni giorno.

Che cosa fa un ML Engineer: compiti e responsabilità

Il ruolo del Machine Learning Engineer è estremamente diversificato e complesso e le sue responsabilità spaziano dalla progettazione alla manutenzione dei sistemi di machine learning. Sebbene i compiti specifici possano variare in base alla dimensione dell’azienda, al settore e al livello di maturità tecnologica, si possono identificare alcune aree di responsabilità fondamentali:

  • Progettazione e modellazione di sistemi di ML. Il processo inizia con la comprensione dei requisiti aziendali, che vengono tradotti in soluzioni di machine learning. Questo include la progettazione dell’architettura del sistema, la scelta degli algoritmi appropriati e la costruzione dei modelli.
  • Ricerca e implementazione di sistemi di ML. I Machine Learning Engineers devono esplorare e testare le tecniche di apprendimento automatico più recenti, implementandole nei sistemi esistenti. Questo aspetto comprende lo sviluppo di nuovi algoritmi e l’ottimizzazione di quelli già in uso.
  • Test e validazione dei sistemi di ML. I sistemi di machine learning vengono sottoposti a rigorosi test di performance, sicurezza, affidabilità, compatibilità e integrazione per garantire che operino in modo stabile ed efficace.
  • Addestramento e fine tuning dei modelli. L’addestramento dei modelli richiede l’utilizzo di dataset di grandi dimensioni e la continua ottimizzazione dei modelli man mano che nuovi dati diventano disponibili. Questo processo include spesso l’implementazione di pipeline di riaddestramento automatico per migliorare costantemente le performance.
  • Automazione dei sistemi predittivi. L’automazione del ciclo di sviluppo e implementazione dei modelli richiede la padronanza di strumenti e tecniche specifiche per creare sistemi di machine learning scalabili e altamente efficienti.
  • Estensione di librerie e framework ML. Richiede una profonda comprensione dei principi di ML e la capacità di applicare questi principi allo sviluppo di nuovi strumenti e tecniche di ML.

L’importanza di ciascuna di queste responsabilità e le priorità dei compiti possono variare in base al ruolo specifico e al contesto aziendale, ma tutte sono essenziali per il lavoro di un Machine Learning Engineer.

Competenze del Machine Learning Engineer

Il Machine Learning Engineer combina una gamma di competenze tecniche avanzate che spaziano tra data science, ingegneria del software e intelligenza artificiale. Oltre ad una base di competenze in apprendimento automatico, deep learning e LLM, le competenze chiave sono:

Competenze di Data Science
  • Analisi statistica e probabilità: necessarie per interpretare i dati ed estrarre informazioni rilevanti. Comprendono concetti come distribuzioni, test d’ipotesi e inferenza statistica, cruciali per valutare l’efficacia dei modelli.
  • Algebra lineare e calcolo: l’algebra lineare è alla base di molti algoritmi di ML ed è fondamentale per comprenderne il funzionamento. Il calcolo fornisce le basi per le tecniche di ottimizzazione utilizzate per addestrare i modelli di apprendimento automatico.

> Leggi anche: “Data Science e Business Intelligence: definizioni e differenze”

Competenze di ingegneria del software
  • DevOps e CI/CD: DevOps integra sviluppo e operazioni IT per accelerare i tempi di rilascio, garantendo al contempo la qualità del prodotto. È essenziale per distribuire e monitorare i modelli di machine learning.
  • Controllo della versione: Importante per tenere traccia delle modifiche al codice e collaborare con altri sviluppatori. Git è il tool più utilizzato per questo scopo.

> Leggi anche: “Metodo CI/CD: una best practice DevOps”

Linguaggi di programmazione: vedi l’approfondimento nel paragrafo successivo.

Competenze cloud:

Le competenze cloud aiutano i Ml Engineer a sfruttare risorse computazionali scalabili, necessarie per l’addestramento e la distribuzione dei modelli. Le piattaforme cloud come Microsoft Azure e AWS offrono strumenti e servizi per facilitare collaborazione, controllo delle versioni e implementazione di modelli di machine learning.

Nonostante sia una mansione prettamente tecnica, le soft skill non possono mancare: una comunicazione efficace e la capacità di risoluzione dei problemi miglioreranno le possibilità di contribuire ad un ambiente di lavoro sereno ed efficace. Infine, è essenziale il confronto continuo con il panorama tecnologico, per aggiornarsi sulle ultime tendenze e costruire un set di competenze versatile.

Focus: Linguaggi di programmazione per il Machine Learning Engineer

Tipicamente, ad un machine learning engineer vengono chiesti uno o più tra i seguenti linguaggi:

  • Python è il linguaggio più popolare per il machine learning grazie alla sua semplicità e alla vasta gamma di librerie per analisi dei dati, machine learning e deep learning, che facilitano la creazione, l’addestramento e l’ottimizzazione di modelli complessi. È perfetto per la manipolazione dei dati e lo sviluppo rapido di prototipi. Alcune delle librerie principali per un ML Engineer includono Numpy, Pandas, Tensorflow, Pytorch, Scipy, Scikit-Learn, Matplotlib e Seaborn.
  • SQL serve per l’estrazione, la pulizia e la preparazione dei dati provenienti da database relazionali. Supporta le operazioni di base essenziali per l’analisi e la gestione dei dati.
  • Java e Scala. In ambienti big data, questi linguaggi sono fondamentali per lavorare con framework come Apache Hadoop e Apache Spark, cruciali per la gestione di grandi volumi e velocità di dati. Java è particolarmente noto per la sua robustezza, per le librerie di machine learning come Weka e Deeplearning4j, e per la sua capacità di supportare sistemi distribuiti su larga scala, ed è una scelta ideale per la distribuzione di modelli ML in produzione.
  • Julia, più comunemente utilizzato per l’elaborazione scientifica e numerica, è un linguaggio che combina la velocità di linguaggi come C, con una sintassi simile a Python e R e risulta molto utile per applicazioni su larga scala. Le sue librerie, tra cui Flux.jl e Knet.jl per il deep learning e MLJ.jl per il machine learning, supportano attività di ricerca e modelli complessi.
  • R. Tradizionalmente usato per l’analisi statistica avanzata, R è una risorsa preziosa anche per l’apprendimento automatico grazie ai suoi pacchetti per il calcolo statistico. È particolarmente adatto all’analisi esplorativa dei dati e alla modellazione statistica.Gli ingegneri di ML usano più spesso R e Python.
  • C++ . Anche se meno comune nel machine learning puro, C++ è essenziale per sviluppare componenti ad alte prestazioni, come l’elaborazione di immagini e applicazioni di deep learning. Viene utilizzato per ottimizzare framework come TensorFlow e PyTorch, offrendo un maggiore controllo e prestazioni avanzate nei modelli ML.

Con il continuo sviluppo del settore, il ruolo del Machine Learning Engineer si amplia e diversifica. Diventa quindi necessario non solo padroneggiare le competenze tecniche tradizionali, ma anche tenersi aggiornati sulle nuove tendenze e pratiche emergenti. MLOps, ad esempio, sta diventando sempre più adottato per garantire che i modelli di machine learning operino efficacemente in ambienti di produzione. Parallelamente, la crescente attenzione verso un’intelligenza artificiale etica e responsabile spinge i professionisti a considerare l’impatto sociale delle loro soluzioni, sviluppando algoritmi trasparenti, sicuri e privi di bias.

In questo scenario, il Machine Learning Engineer non è più solo uno specialista tecnico, ma un professionista versatile, capace di contribuire strategicamente al successo aziendale e al progresso tecnologico responsabile. Le opportunità per chi intraprende questa carriera sono ampie e in rapida espansione: evolversi insieme alla tecnologia e sviluppare una visione lungimirante del ruolo diventeranno i tratti distintivi dei migliori ingegneri di domani.

Fonti: 

farukalamai. (2024). GitHub – farukalamai/advanced-machine-learning-engineer-roadmap-2024: A Full Stack ML (Machine Learning) Roadmap involves learning the necessary skills and technologies to become proficient in all aspects of machine learning, including data collection and preprocessing, model development, deployment, and maintenance. GitHub. https://github.com/farukalamai/advanced-machine-learning-engineer-roadmap-2024

Magnet, S. (2024, May 22). What Are the In-Demand Machine Learning Engineer Skills in 2024? | 365 Data Science. 365 Data Science. https://365datascience.com/career-advice/career-guides/machine-learning-engineer-skills/

Markonda, S. M., & Pannala, S. P. R. (2023). From Software Engineer to being a Machine Learning Engineer-A Study on Skills and Responsibilities.

Rosidi, N. (2024, August 2). What Does a Machine Learning Engineer Do? – Nathan Rosidi – Medium. Medium. https://nathanrosidi.medium.com/what-does-a-machine-learning-engineer-do-8f6354634303

Selvaraj, N. (2023, December 12). Top 12 Machine Learning Engineer Skills To Start Your Career. Datacamp.com; DataCamp. https://www.datacamp.com/blog/machine-learning-engineer-skills

Singh, A., & Gupta, M. (2024, May 17). Scaler Blog. Scaler Blog. https://www.scaler.com/blog/machine-learning-roadmap/