Computers en robots kunnen veel, maar zijn niet slim. Nog niet. Maar nu er robotbaby’s zijn geboren, kan evolutie nu ook robots slimmer en creatiever maken. Geestelijk vader hoogleraar Guszti Eiben vertelt over het ultieme doel: kunstmatige intelligentie. En over de relatie tussen mens en machine. ‘Hun moraal en analytisch vermogen zijn voorlopig beperkt. Zo’n smart speaker komt er bij mij niet in.’
Nou, laat ik maar beginnen met felicitaties! Uw robotbaby heeft het wereldnieuws gehaald vorig jaar. Maar wat moet ik me precies voorstellen bij een robotbaby? Was het een zware bevalling? “Dat viel wel mee.” Guszti Eiben lacht. “We hebben twee verschillende robots een specifieke taak gegeven, bijvoorbeeld alle blauwe balletjes in een vak leggen. Door te oefenen, hebben de robots geleerd dat zo goed mogelijk te doen. Bij de ene robot gaat dat makkelijker dan bij de ander, bijvoorbeeld omdat de grijparmen bij de eerste groter zijn of de robot op een andere manier voordeliger ontworpen blijkt. Na afloop hebben de robots informatie uitgewisseld over hun succes bij het uitvoeren van de opdracht. Die uitwisseling leidt tot een nieuw, aangepast bouwplan voor een robot. Gebaseerd op het bouwplan van de beide ‘ouders’, met een paar willekeurige aanpassingen eraan toegevoegd. De robots hebben dat bouwplan via wifi naar het geboortecentrum gestuurd: een 3D-printer en een welwillende aio die de geprinte onderdelen in elkaar kan zetten.”
O. Dat klinkt al een heel stuk minder fancy. ‘Misschien, maar we proberen iets na te doen wat planten en dieren al langer doen: evolutie. Variatie, selectie en voortplanting zijn noodzakelijke ingrediënten voor wat biologen verstaan onder evolutie. Natuurlijk zou ik willen dat het geboortecentrum volautomatisch zou werken, maar dat kost een klein fortuin. Het was een proof of concept: de ouders hebben zelf hun ‘genetische informatie’ doorgegeven dat bepaalt hoe dat nageslacht eruitziet.’
Waarom niet meteen een robot bouwen die uitmuntend in staat is om een specifieke taak uit te voeren? ‘Dat kan, maar evolutie is een geweldig krachtig principe om tot creatievere oplossingen voor problemen te komen. Kijk naar de wereld om je heen, dan zie je waartoe evolutie kan leiden. Ook in software is evolutie bewezen nuttig. Zo wilde de Nasa een paar jaar geleden een antenne, die bepaalde radiosignalen goed kon opvangen. Een paar wetenschappers voerden in een ontwerpprogramma een klassieke antenne in, en lieten het programma daarna min of meer willekeurig aanpassingen doen aan het ontwerp.
‘Na een aantal aanpassingsrondes lieten ze uitrekenen welke van de ‘geëvolueerde’ antennes de radiosignalen het best zou kunnen opvangen en met die antennes zetten ze het experiment voort. Het proces – natuurlijke variatie, selectie op de beste performance – herhaalden de wetenschappers verschillende keren. Er komt een antenne uit met een vorm die je zelf niet voor mogelijk had gehouden, die volstrekt indruist tegen wat we intuïtief verwachten hoe zo’n antenne eruit zou moeten zien.
‘Inmiddels is de zogenoemde evolutionary computing een succesvolle ontwerpmethode. Evolutie is dan een manier om computers creatief te laten worden. Je geeft computers een bepaald doel mee – zorg voor een optimale ontvangst van radiosignalen, leg alle blauwe ballen in een vak – en laat ze willekeurig variëren en de variaties testen op succes.’
Kan dat niet met alleen computers, resulterend in een robot uit de 3D-printer? ‘We zijn aanvankelijk gestart met software. We wilden virtuele robots maken en die in een virtuele wereld laten rondlopen. We hebben met een internationaal team en een Europese subsidie een paar jaar gewerkt aan die virtuele omgeving waarin kunstmatig intelligente wezentjes konden evolueren. Maar het werd een ramp, onder meer omdát het een volledig virtuele wereld was. Als het doel wat ingewikkelder wordt, krijg je immers te maken met praktische problemen: een robot die als doel meekrijgt om van A naar B te lopen, maar halverwege omvalt en dan niet meer weet hoe hij weer op z’n benen moet komen... die zou in de fysieke wereld geen enkele overlevingskans hebben. Een virtuele wereld selecteert onvoldoende op zo’n tekortkoming.’
Dus met echte robots in de echte wereld kun je meer. ‘Het mooie aan evolutionary computing met robots is dat het juist in onwaarschijnlijke omstandigheden tot onwaarschijnlijke oplossingen leidt. Een collega van me gaf als opdracht aan een spinachtige robot: ga naar dat punt verderop, met zo min mogelijk voetcontact. Dus die robot ging aan de slag met die uitdaging, met als gevolg dat hij omviel. Dat soort dingen gebeurt voortdurend, dus dat was niet opzienbarend. Wél opzienbarend was dat die robot verder ging met uitproberen. Hij ontdekte dat hij zich ook op z’n knieën kon voortbewegen, met de rugkant naar beneden. Daarmee voldeed hij optimaal aan het doel: met zo min mogelijk voetcontact naar het punt bewegen. Dat soort verrassingen zie ik graag: als een robot iets doet wat je er tevoren niet in gestopt had, door willekeurig te muteren en te proberen van die willekeurige pogingen te leren.’
U wilt geen kneusjes die hulpeloos liggen spartelen. U wilt inventieve spinnen die op hun knieën verder tijgeren als het nodig is en dat gedrag ook kunnen doorgeven aan het nageslacht. ‘Precies. Als je evolutionary computing op praktische, alledaagse problemen wilt toepassen, moet je de evolutie in de werkelijkheid van alledag laten plaatsvinden. Daar hoef je niets te programmeren. Als je het bij software houdt, komen daar soms heel mooie designs uit, maar dit is het moment waarop het mogelijk is om evolutionary computing te gaan toepassen op hardware in plaats van software. We hebben nu 3D-printers waardoor je zo’n geëvolueerd design makkelijk kunt realiseren. Eigenlijk wacht ik vol ongeduld op 3D-printers die bewegende onderdelen en elektronica kunnen printen. Dan komt het ultieme doel nog een stap dichterbij.’
En dat ultieme doel is? ‘Artificiële intelligentie. We hebben sinds de industriële revolutie steeds meer handwerk overgedragen aan machines. Sinds de microchip zijn we ook veel denkwerk aan het uitbesteden. De afgelopen decennia hebben we vooral ingezet op voorgeprogrammeerde taken, die een computer beter kan uitvoeren dan wijzelf. Tot nu toe verrichten mensen het denkwerk om een probleem op te lossen, en dat leidt tot fantastische doorbraken, zoals de auto, de keukenmachine en de iPhone. Maar in de toekomst kun je het oplossingen bedenken overlaten aan kunstmatig intelligente robots.
We staan op de drempel naar een nieuwe ontwikkeling: lerende machines. De evoluerende robots uit mijn experiment zijn dat in zekere zin. Dat maakt dat je wel voorzichtig bent. Als je gebruik wilt maken van evolutionary learning, dan moet je machines de ruimte geven om zichzelf dingen te leren. Maar daarmee loop je een zeker risico. Kortwiek je te veel, dan stopt het evolutieproces. Je wilt dus binnen de lijntjes laten kleuren, zonder het te kortwieken. Moderated adaptivity heet dat bij ons. Er is nog niemand die weet hoe je de balans tussen vrijheid en veiligheid in een design kunt verankeren.’
Welke risico’s vreest u? ‘De grootste zit in de interactie tussen robots en ons, de mensen. We moeten ons blijven realiseren dat we ons omringen met machines die we steeds slimmer maken. Dat is goed, want het leidt tot oplossingen die we zelf niet kunnen bedenken, maar het blijven machines. Met een beperkte moraal en – althans voorlopig – een beperkt analytisch vermogen. Voeg daarbij dat robots gehackt kunnen worden, en dan kun je je voorstellen dat het gedaan is met onze privacy. Zo’n smart speaker, die nu al op de markt is, komt er bij mij thuis niet in. Zo’n speaker heeft de hele dag z’n oren open, gespitst om een opdracht uit te kunnen voeren. Maar je hebt ook de hele dag een lijntje naar buiten open. Zo’n speaker staat immers in verbinding met internet, om informatie voor je te kunnen opzoeken. Vertrouwelijke zaken kun je nooit meer bespreken – wie weet wie er meeluistert.
‘Nog veel lastiger wordt het als je robots op mensen laat lijken. Mijn schoonmoeder praat al tegen haar auto, en ze is geen uitzondering. We dichten de machines om ons heen menselijke eigenschappen toe. Ik heb thuis zo’n robotstofzuiger, en daar praten we ook tegen. ‘Daar in de hoek nog, sufferd’, zeggen we dan. Ook al weten we dat die stofzuiger ons niet kan horen. Het gaat bijna automatisch, en je menselijk gedragen tegen een machine wordt alleen maar makkelijker als die machine ook echt op een mens lijkt.’
Op internet circuleert een filmpje van een kind dat nauwelijks van echt te onderscheiden is. Maar het is software. Hebt u er vertrouwen in dat het ontwikkelen van kunstmatige intelligentie een goed idee is? ‘Je moet goed blijven nadenken over wat je doet. Op kleine schaal hebben de experimenten die wij uitvoeren ook een risico. Evolutionary design zou kunnen ontaarden in een robot die gevaarlijk is voor mensen.
‘Menselijke inmenging voorkomt ook dat robots onbedoeld evolueren tot een formaat waarbij ze kunnen uitbreken, of met stiletto’s als poten. De kans dat zoiets met de huidige mogelijkheden van robots gebeurt, lijkt uitgesloten. Maar hope for the best, prepare for the worst is in ons vakgebied een prima adagium. Ik heb een noodknop nodig. Dat is het geboortecentrum. Behalve om het geld en de technische moeilijkheden, is er ook principieel niet gekozen voor reproductie via het zwanger worden van een robot, of via het leggen van eieren. Je kunt dit soort gerichte evolutie niet aan zichzelf overlaten. Je moet het blijven monitoren. Als je dat goed doet, dan kan evolutionary design je verrassen met uitkomsten die buitengewoon inventief zijn. Dat is natuurlijk ook primair de reden om er onderzoek naar te doen. We hebben nu laten zien dat het kán, maar in de huidige vorm gaat evolutionary design te langzaam. Dus de uitdaging is nu om de snelheid op te voeren zonder dat er iets ontstaat dat je niet wilt.’
Laatste vraag: de industriële revolutie heeft ervoor gezorgd dat zware lichamelijke arbeid nu machinaal gebeurt. Het heeft veel welvaart opgeleverd, maar ook veel obesitas. Hoe voorkomen we dat we nog maar zo weinig uitvoeren dat we er ziek van worden, omdat we al het denkwerk overlaten aan artificiële intelligentie? ‘Ik ben geen psycholoog, maar ik denk niet dat onze creativiteit naar de knoppen gaat. Hij wordt wel ánders aangesproken. We kunnen niet zomaar stoppen met creatief zijn, omdat er toevallig apparaten beschikbaar komen die dat ook zijn. Ik geloof echt meer in een symbiose tussen mens en machine, waarbij de oplossingen die van evolutionary design komen die van mensen niet verdrukken, maar completeren.’
https://www.youtube.com/watch?v=fJlx_2WO7BQ
