Smarttechnologie: de vierde industriële revolutie zal mensen nog meer met elkaar in verbinding brengen

© Getty Images/iStockphoto
Dirk Draulans
Dirk Draulans Bioloog en redacteur bij Knack.

De vierde industriële revolutie zal mensen nog meer met elkaar in verbinding brengen. Dankzij slimme elektronica, snelle netwerken en zelflerende robots zullen we in een wereld leven die we ons nu nauwelijks kunnen voorstellen.

Smart is het buzzwoord van al wie met de maatschappij van morgen bezig is. Morgen leven we in smart cities en smart houses, rijden we met smart cars en worden we slim gemaakt met smart education. Onze gezondheidszorg draait om smart health die steunt op smart technology. Slimme sensoren zullen ziekten opsporen nog voor patiënten, laat staan hun artsen, er iets van merken. ‘We zullen van kanker een chronische ziekte maken die niet langer levensbedreigend is’, stelt ceo Luc Van den hove van imec, het ‘Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum’ met hoofdzetel in Leuven. ‘Mensen met chronische ziekten zullen comfortabel kunnen leven door de inzet van digitale persoonlijke gezondheidscoaches. Die zullen echte artsen niet vervangen, wel hun skills verhogen.’

We zullen van kanker een chronische ziekte maken die niet langer levensbedreigend is

Ceo Luc Van den hove van imec

Onder de noemer ‘Nano-bytes Creating Magic‘ verzamelde Van den hove vele honderden geïnteresseerden in de technologie van morgen in de vernieuwde Elisabethzaal van de Koninklijke Maatschappij voor Dierkunde van Antwerpen. Hij omschreef imec als een onderneming met 3500 onderzoekers die fungeert als een smart ecosystem, en die mee de pijlers van de vierde industriële revolutie bouwt. Om het geheugen op te frissen: de eerste industriële revolutie, in het begin van de 19e eeuw, was die van de mechanisatie, met de stoommachine als uithangbord. De tweede draaide om massaproductie, met dank aan de lopende band. De derde omhelsde de automatisering, die via de pc in bijna ieders wereld doordrong.

De tijdspanne om van de ene naar de andere revolutie over te stappen, werd steeds korter: honderd jaar tussen revolutie 1 en 2, vijftig tussen 2 en 3, dertig tussen 3 en 4. De vierde revolutie begon volgens Van den hove en de zijnen in 2010 en draait om de begrippen smart and connected. ‘We kunnen ons nog niet goed voorstellen waar de vierde revolutie ons naartoe zal leiden, want het gaat onze verbeeldingskracht te boven’, zegt topman Kinam Kim van de Zuid-Koreaanse technologiereus Samsung Electronics, die op de conferentie van imec een lifetime achievement award kreeg voor zijn sleutelrol in de ontwikkeling van slimme elektronica. Hij schildert een wereld die draait op de alomtegenwoordigheid van sensoren in onze leefomgeving: in onze huizen en auto’s, zelfs in onze kleren.

Een bezorgdheid, maar tegelijk een uitdaging voor Kim is dat onze hersenen nog altijd veel efficiënter zijn dan onze technologie. Ons visueel systeem is vijf keer krachtiger dan dat van de beste sensor. Vooral qua energieverbruik scoren de hersenen veel beter dan de technologie: slimme sensoren verbruiken voor een taak liefst een half miljoen keer meer energie dan onze hersenen, die uiteraard verfijnd zijn geraakt gedurende miljoenen jaren van natuurlijke evolutie. Kim schat dat er nog een kwarteeuw overheen zal gaan voor onze technologie de prestatie van onze hersenen zal evenaren.

Een 5G-netwerk

Een andere grote uitdaging is de verwerking in realtime van de massa gegevens die al die sensoren genereren. Daarvoor zullen we wereldwijd tegen 2020 het equivalent van veertig kerncentrales aan extra energie nodig hebben, rekende Kim voor. En daar is de energiewinst door de ontwikkeling van energievriendelijker chips voor de sensoren al van afgetrokken. Ook de reactiesnelheid van de sensoren moet omhoog en dus moeten de draadloze netwerken die het smart and connected verzorgen krachtiger worden. Een sensor in de voorkant van een auto die voetgangers moet detecteren, heeft bij een snelheid van 100 kilometer per uur in een 3G-netwerk 4,2 meter nodig om de wagen te laten stoppen. Bij 4G is dat amper 2,8 centimeter.

We willen robots laten leren via deep learning: we gebruiken geen algoritmen voor de programmatie meer, we laten het systeem zichzelf ontwikkelen

De technologievernieuwers werken al aan een 5G-netwerk. ‘Het zal er vroeger zijn dan velen denken’, voorspelt Rashid Attar van de Amerikaanse halfgeleiderfabrikant Qualcomm Technologies. ‘We beginnen binnen enkele maanden met de eerste concrete tests, en we hopen het vanaf 2019 uit te kunnen rollen. Nadien zal de wereld nooit meer dezelfde zijn. De voorbije dertig jaar heeft de technologie mensen steeds meer met elkaar in contact gebracht. De volgende dertig jaar zullen we hun werelden laten interageren. De smartphone is het eerste machientje van de mens dat zo veel kan in zo’n klein ding. Het zal vanzelf overgaan in een gigantisch internet der dingen, waarin miljarden apparaten en entiteiten met elkaar in verbinding zullen staan, zo goed als in realtime.’

Attar lanceert, zoals in dit soort visionaire peptalk de regel is, sprekende voorbeelden om te illustreren waar het naartoe zal gaan. Chirurgen zullen vanaf het ene continent door middel van robots ingrepen op een patiënt op een ander continent uitvoeren, met een latentietijd van minder dan een milliseconde tussen de actie van de arts en de uitvoering via de robot. Het brein van een wagen zal veel sneller zijn dan dat van de mens, zodat er veel sneller gereageerd kan worden op moeilijke verkeerssituaties. Volgens Attars berekeningen zal dat wereldwijd leiden tot een vermindering van het aantal verkeersdoden met meer dan een miljoen per jaar. En omdat wagens toch slim zullen zijn, hoeven we niet zelf meer te rijden, zodat we tijd vrij krijgen voor nuttiger bezigheden.

Als het 5G-netwerk op volle kracht draait, zal de laptop vijftig jaar oud zijn en de smartphone dertig jaar. Ouderwetse toestellen dus, rijp voor tentoonstellingen over industrieel erfgoed. Er zullen nieuwe toestellen komen, zoals brillen die in feite supergedesignde computerschermen zijn, waarop de drager voortdurend alle mogelijke informatie krijgt om optimaal te functioneren in zijn technologische biotoop.

Ook robotica zal deel uitmaken van ons dagelijks bestaan. Robots zullen zo veel mogelijk functioneren als mensen, om de interactie te vergemakkelijken, hoewel ze er volgens experimenten niet al te menselijk mogen uitzien, want dat zou psychologische verwarring scheppen. Maar ze zullen geen onnatuurlijke houterige bewegingen meer maken, geen artificieel computertaaltje meer hanteren, geen moeizaam voorgeprogrammeerde leerprocessen meer gebruiken. ‘We moeten de digitalisering van intelligentie zo laten evolueren dat ze vergelijkbaar wordt met de werking van onze hersenen’, zegt Johan Menu van het Vlaamse innovatiebedrijf Robovision. ‘We weten niet hoe onze hersenen doen wat ze doen, hoe ze zelfbewustzijn en andere vergevorderde eigenschappen genereren – het is op geen enkele manier in wiskundige formules te vatten.

Een zelfrijdende auto heeft bij een snelheid van 100 kilometer per uur in een 3G-netwerk 4,2 meter nodig om de wagen te laten stoppen. Bij 4G is dat amper 2,8 centimeter

Daarom willen we robots laten leren via wat we deep learning noemen: we gebruiken geen algoritmen voor de programmatie meer, we laten het systeem zichzelf ontwikkelen, wat onder meer maakt dat er minder programmeurs voor nodig zullen zijn. In feite leveren we een soort namaakbreinen. Intelligentie zal een dienst worden, waarvan we het normaal zullen vinden dat ze er is. Honderd jaar geleden was elektriciteit ook een uitvinding die aanvankelijk ontwrichtend overkwam. Dat is nu het geval met artificiële intelligentie. Maar AI zal snel mainstream worden.’

De realiteit werkt evenwel ontnuchterend. Een robotje dat op de scène van de imec-conferentie moest interageren met de presentator, slaagde er niet in contact te maken met de mens. Een model van een robot in de tentoonstellingshal die gemaakt is om in fabrieken samen te werken met menselijke arbeiders, reageerde moeizaam op de strikte en beperkte commando’s die hij via menselijke gebaren kreeg. Sensoren op de hersenen slagen er niet in om meer dan heel ruwe emoties van hun dragers te detecteren, zoals het onderscheid tussen gelukkig en ongelukkig of hongerig en verzadigd.

Maar in de wereld van de hightech gaat het zo razendsnel dat niemand eraan twijfelt dat veel dromen vrij snel realiteit zullen worden. Twintig jaar geleden besefte de doorsneeburger amper dat er iets als het internet zat aan te komen. De ironie wilde dat enkele dagen na de imec-conferentie in dezelfde Elisabethzaal de bekende Duitse elektronicagroep Kraftwerk een reeks concerten gaf. Ze maakte in de jaren 1980 furore met nummers als Computer World en The Robots, waarvoor ze hun eigen elektronische instrumenten ontwikkelden. Vandaag lijken hun concepten gedateerd, maar de nostalgie maakte van hun show een belevenis die het tegenvallende optreden van het robotje op de imec-conferentie in de schaduw stelde. Er zijn nog altijd echte mensen nodig om robots de show te laten stelen.

VIER CONCRETE VOORBEELDEN

1. Continu monitoring van de luchtkwaliteit

Steeds meer mensen wonen in de stad én willen gezond leven. Dat impliceert ononderbroken monitoring van parameters van het leefmilieu om in te kunnen grijpen als er iets misloopt. Imec bouwt daartoe een ‘City of Things’ uit, dat onder meer in Antwerpen getest wordt. Er werden sensoren ontwikkeld die parameters als luchtvochtigheid en het gehalte aan fijnstof registreren. Ze zijn samengebracht in boxen, die aangebracht werden op wagentjes van Bpost die in de stad rondrijden. Daardoor kunnen de sensoren een veel groter gebied bestrijken dan vaste meetposten. Stadsbewoners kunnen inpluggen op de informatie, zodat ze de zones kunnen kiezen waar ze het gezondst kunnen fietsen of joggen.


2. Voorspellen van het risico op vallen

Met het ouder worden lopen mensen een groter risico om te vallen. Een derde van de Europeanen ouder dan 65 zou elk jaar minstens één keer zwaar vallen. Het risico op een val wordt mee bepaald door de evenwichtscapaciteiten van een lichaam, en dat hangt af van waar het zwaartepunt van het lichaam zich bevindt. Wetenschappers ontwikkelden een slimme sensor die in een weegschaal kan en aan de hand van vier metingen een profiel van een lichaam geeft, waaraan een evaluatie van het risico op een val gekoppeld wordt. De technologie is er, maar voorlopig is er geen weegschalenproducent die haar op de markt wil brengen. De ontwerpers van imec en de KU Leuven hopen via crowdfunding zelf voldoende geld in te zamelen om een duizendtal prototypes te laten bouwen.


3. Een digitale assistent voor spraaktherapie

Logopedisten evalueren de taalontwikkeling van mensen met spraakproblemen, zoals parkinsonpatiënten. Vaak raken ze zo vertrouwd met hun patiënten dat ze leren de mensen beter te begrijpen, waardoor het moeilijker wordt om de evolutie van de therapie te volgen. In samenwerking met de UGent ontwikkelde imec de digitale spraaktherapie-assistent SAY-IT. De patiënt praat tegen een computer die aspecten van zijn spraak evalueert. De resultaten worden gevisualiseerd als een beeld van de mondholte en van de manier waarop de patiënt klanken in de mondholte produceert. Op basis daarvan kunnen de therapeuten dan voorstellen doen om de spraak te verbeteren. Patiënten kunnen het systeem uiteraard ook zelf thuis gebruiken.


4. Gezondheidsmonitoring van chauffeurs

Een doorsnee-Belg brengt gemiddeld anderhalf uur per dag in zijn auto door. Die tijd kan nuttiger gebruikt worden dan alleen voor de verplaatsing. In de rugleuning van de autostoel zullen sensoren komen die bijvoorbeeld de hartslag en ademhaling van de chauffeur monitoren. De bedoeling is onder meer de wagen te waarschuwen als er een probleem dreigt met de chauffeur. De metingen kunnen draadloos naar zijn huisarts of digitale gezondheidscoach gestuurd worden. Die kan alert gemaakt worden voor signalen dat er iets mis begint te lopen met zijn gezondheid.

Fout opgemerkt of meer nieuws? Meld het hier

Partner Content