Hersenen zijn voorlopig ruimschoots superieur aan een robot


Foto: Allan Ajifo

Computers en kunstmatige intelligentie hebben de afgelopen jaren grote sprongen vooruit gemaakt. De beste schaker, go-speler en topspelers van de lastige Amerikaanse tv-quiz Jeopardy!; ze zijn allemaal ingemaakt door een supercomputer. Ook is er slimme software die goed gezichten kan herkennen en kunnen computergestuurde robots snel en netjes schroeven aandraaien.

Dit betekent niet dat we binnenkort de kunstmatige en ‘betere’ versie van de mens zullen produceren. Kunstmatige intelligentie is vooralsnog beperkt tot specialistische, goed gedefinieerde taken in een gecontroleerde omgeving. Bovendien zijn mensachtige robots bar slecht in voor ons simpele handelingen als traplopen, koffiezetten en stofzuigen. De futiele pogingen zijn goed voor hilarische internetfilmpjes.

Vermogen van een energiecentrale

Mensen zijn niet gespecialiseerd, maar voeren alle deze taken vanzelfsprekend uit. En dat in een wanordelijke, steeds veranderende of onbekende omgeving. Dat is voor een mensachtige robot (androïde) voorlopig nog lang niet haalbaar. Bovendien zou het computerbrein met de huidige technologie 20 megawatt aan energie nodig hebben, het vermogen van een kleine energiecentrale. De hersenen voeren alle taken een miljoen keer zuiniger uit en verbruiken slechts 20 watt, zoveel als een koelkastlampje.

Wel zijn de hersenen de energieslurpers van ons lichaam. Ze zijn verantwoordelijk voor 20 procent van al ons energieverbruik, meer dan enig ander orgaan in ons lichaam. Ze zijn dan ook druk met het aansturen van de ontelbare verschillende lichaamsfuncties, van lopen tot denken, maar ze zijn wel vele malen economischer dan onze technologie.

Barrières
De huidige ontwikkeling van computers stuit op een paar barrières. Transistors, de fundamentele bouwstenen van computers, kunnen niet veel kleiner worden. Ook genereren de dicht opeengepakte transistors zoveel warmte dat de chips bijna smelten. Toch is de vraag naar meer rekencapaciteit groter dan ooit, niet alleen voor kunstmatige intelligentie, maar ook bijvoorbeeld voor uitgebreidere klimaatberekeningen of de SKA-radiotelescopen die in aanbouw zijn en 14 exabyte (1 exabyte = 1 miljard gigabyte) aan data per dag zullen genereren. Daarom is er veel belangstelling voor ‘neuromorfische’ technologie gebaseerd op de werking van de hersenen.

Zo werkt men bijvoorbeeld aan zeer energiezuinige hardware. Computers werken met de getallen 0 en 1 (binaire code). Deze worden door transistors gegenereerd die wel of geen stroom doorlaten. Een enkel foutje tussen een 0 en een 1 kan een computer laten crashen of het bedrag op je digitale bankrekening veranderen. Om dat te voorkomen, wordt de zogenaamde signaal-ruisverhouding (SRV) opgekrikt, zodat het onderscheid tussen een 0 en 1 duidelijk is. Het verdubbelen van de SRV kost echter vier keer zoveel energie.

In de hersenen speelt een vergelijkbare problematiek, maar daar waar ingenieurs kiezen voor energieverslindende perfectie, minimaliseren de hersenen het energieverbruik. In plaats van de SRV te verbeteren, werkt het brein op het randje en kan het nog net het signaal van de ruis onderscheiden. Onvermijdelijk worden daarbij foutjes gemaakt. De hersenen lossen dat onder andere op door een ‘schreeuwwedstrijd’ tussen grote groepen neuronen (zenuwcellen). Tijdens een besluit of het waargenomen dier een gevaarlijke leeuw of een schattige huiskat is, concurreren de ‘leeuw-neuronen’ met de ‘kat-neuronen’. De groep die het hardst ‘schreeuwt’, krijgt gelijk. De foutjes die een aantal neuronen hierbij maakt worden uitgefilterd door de grote aantallen die het wél goed doen.

Aan deze en andere van het brein afgekeken technieken wordt verder gewerkt, maar de ultieme androïde is nog lang niet in zicht. Voorlopig hoeven we nog niet te vrezen voor de overheersing door onze eigen Frankenstein-creaties, zoals sommige vrezen. Maar waarom zouden androïden dat überhaupt willen? Zijn ze dan pas echt zoals mensen?

Gepubliceerd in dagblad Trouw op 23 januari 2018

Ylva Poelman alias De Bionische Vrouw
E: info@bionicacentrum.nl
T: 06 - 22 79 71 84