Deze week deel 2: Nikola Kasabov van de universiteit van Otago, Nieuw Zeeland, tijdelijk werkzaam bij Informatica, en collega-neurale netwerkbouwer Mannes Poel.
'Alles is informatie', betoogde Cap Gemini futuroloog Paul Ostendorf vorige week in UT-Nieuws. 'Als je weet uit welke bouwstenen, welke moleculen, atomen, elektronen en neutronen een tomaat is opgebouwd. Als je er ook nog eens precies achter komt in welke volgorde die bouwstenen zijn gerangschikt, en je bovendien een techniek ontwikkelt om die bouwstenen te beheersen, dan kun je een tomaat vanaf atomair niveau opbouwen. Dan kun je in principe álles vanaf atomair niveau opbouwen.' 'Leuk idee', reageren de neurale netwerkbouwers Mannes Poel en collega Nikola Kasabov, beiden werkzaam bij Informatica. 'Misschien lukt het zelfs alle informatie over een tomaat op één chip krijgen. Maar ik denk niet dat het ons ooit lukt om met die kennis weer een tomaat vanaf atomair niveau op te bouwen.'
Ostendorf heeft het over de hele literaire productie van de mensheid op een geheugenchip zo groot als een suikerklontje. 'Ook dat klinkt prachtig', vindt Poel. 'Het zal in de toekomst ook zeker realiseerbaar zijn. Maar hoe haal je als mens ooit de juiste informatie uit die ongelooflijke woordenbrij?'
Zoeken op trefwoorden is volgens Kasabov, die tijdelijk op de UT werkt, geen alternatief. 'Denk aan internet. Van de informatie die een zoekmachine op je scherm tovert is hooguit 1 procent bruikbaar.
'De hele wereld is verenigd. We communiceren met de snelheid van het licht. Overal staan agents die met elkaar verbonden zijn. Maar al die agents samen bevatten zoveel informatie dat een mens die niet kan behappen. Hoe moeten we door een onoverzichtelijke virtuele wereld navigeren? Hoe scheiden we bruikbare van onbruikbare informatie?
'Begin volgende eeuw zal het Nasa Earth Observing System operationeel zijn. Het systeem verzamelt 24 uur per dag sensordata van het gehele aardoppervlak. In totaal genereert de computer 50 gigabyte per uur. Geen mens kan daar zonder intelligente hulpmiddelen zinvolle informatie uithalen.'
In andere dimensies van de werkelijkheid halen mensen wel moeiteloos de juiste dingen uit grote hoeveelheden informatie, vertelt het tweetal. Neem het zogenaamde cocktailparty-effect. In een rokerige ruimte vol geroezemoes en champagne praten twee heren en een dame over koetjes en kalfjes. Een van de heren probeert de dame te imponeren met stoere praat over carrièresuccessen. De andere heer luistert aandachtig mee, maar denkt ondertussen aan zijn aandelenpakket. Zonder zich daarvoor bijzonder in te spannen vangt de man een gesprek in het belendende groepje op dat - toevallig - over aandelen gaat. Mensen halen kennelijk moeiteloos de juiste woorden en zinnen, de juiste informatie, uit een kakofonie van stemmen.
Voordat we een computer kunnen maken die dat ook kan, die met informatie omgaat zoals een mens dat doet, moeten we wel eerst weten hoe onze hersenen precies werken, aldus Poel. De beroemde neuropsycholoog Daniel Dennett gaat er vooralsnog vanuit dat we dat ook ooit te weten zullen komen. Volgens hem bestaat er niet zoiets als een bewustzijn dat los van alle natuurwetten in ons hoofd rondzweeft, of een ongrijpbare geest die meteen na de dood ten hemelen opstijgt. Uiteindelijk zal de wetenschap daarom haar grootste geheim, de werking van het brein, verklaren.
Maar hoever is de wetenschap nu werkelijk opgeschoten? Wat weten we van onze hersenen? Kennisverwerving leidt in onze hersenen tot veranderingen in de verbindingen tussen neuronen. Dus de kennis van de mens zit in deverbinding tussen de neuronen in onze hersenen. Poel: 'Maar daarmee weten we nog steeds niet precies hoe onze hersenen de in de verbindingen opgeslagen kennis operationeel maken. Laat staan dat we neurale netwerken kunnen bouwen die op onze hersenen lijken.'
Het meest geavanceerde neurale netwerk houdt bij een paar duizend gesimuleerde neuronen wel op. Terwijl er in ons hoofd meer dan tien tot de macht dertien neuronen met elkaar interacteren. Waarbij alles met alles samenhangt. Bovendien veranderen de patronen en structuren in de hersenen voortdurend volgens niet-biologische algoritmes. Op dit moment is het niet mogelijk zulk complex gedrag wiskundig te simuleren.
'Natuurlijk kunnen we in de hersenen steeds beter meten', stelt Poel. 'Tot op neuronenniveau toe zelfs. Maar wat zegt dat. Als we feitelijk weten wat er tussen neuronen gebeurt, weten we nog niet hoe we die kennis moeten interpreteren.' Daarom denken Poel en Kasabov dat de toekomst voor denkende en zelflerende computers ligt in een combinatie van meer wiskundige en dus formele computermodellen, met programma's die de werking van ons brein imiteren. Kasabov: 'Op den duur kunnen we daarmee het gedrag van een redelijk intelligent mens benaderen.'
Het gaat dus niet zozeer om computers die precies doen wat onze hersenen doen, maar om brainlike-computers. Kasabov: 'Het gaat namelijk om de functionaliteit, om het resultaat. Hoe een computer tot dat resultaat komt is minder belangrijk. Het draait om de principes die ten grondslag liggen aan de chemische veranderingen die er voor zorgen dat wij leren. De chemische veranderingen zelf zijn minder belangrijk. Je hoeft immers ook geen vogel na te maken om te kunnen vliegen.'
Die zelflerende brainlike-computers hebben we nodig om de enorme informatie-overload in waardevolle en hapklare brokken op te delen. Dergelijke machines moeten binnen enkele seconden een heleboel gegevens verwerken en op basis van die gegevens complexe beslissingen nemen. Ze moeten als het ware intuïtief op zoek gaan naar de informatie die de gebruiker nodig heeft. En ondertussen ook nog het belang van hun bezigheden afwegen en voorrang geven aan wat voorrang verdient.
De computer als elektronische vriend dus, die je communicatie patroon observeert, geruisloos een gebruikersprofiel opstelt en zich aanpast aan jouw gedrag. Kortom: een apparaat dat je een beetje begrijpt. Poel: 'Nu passen wij ons aan computers aan, in de toekomst wordt dat omgedraaid. Zo'n computer denkt dan: hij tikt dit in, maar hij bedoelt eigenlijk dat.'
De traditionele computers kunnen niet meer voldoen aan de hoge eisen die de mens aan hun stelt. 'Met standaard regels in de trant van 'als dit dan dat' kun je immers nooit alles voorzien', aldus Kasabov. 'In de toekomst zal je persoonlijke pc daarom eerder een soort emotie in zich dragen. Nu al worden er in Amerika kunstmatige huisdieren gemaakt die emotioneel gedrag aanleren. Die beesten worden boos als je ze straft en komen je troosten als je een beetje verdrietig bent.'
Mannes Poel (rechts) en Nicola Kasabov
