'Computers in ons lijf zijn onvermijdelijk'

‘Ik noem het homo technologicus. De onvermijdelijke verdere verstrengeling van technologie en mensheid.’ De pretogen van Jan Rabaey schitteren nog iets meer als het over een (nabije) toekomst gaat waarin we rechtstreeks met computers verbonden zijn.

‘Daar is niets nieuws aan. Centraal in onze evolutie als mens stond altijd de manier waarop we technologie gebruiken. De ontdekking van het vuur, het gebruik van gereedschap: het heeft onze soort veranderd en het bepaalt nog steeds hoe wij ons gedragen en met de wereld interageren. Dat wordt alleen maar ingrijpender. Technologie komt in ons lichaam.’

Rabaey leidt aan de topuniversiteit van Berkeley een onderzoekscentrum naar draadloze technologie en naar de mogelijkheden van steeds kleinere en capabelere computerchips. Er wordt geëxperimenteerd met slimme tattoos en implantaten die organen monitoren.

In zijn labo ontstond ook de technologie rond ‘neural dust’: een weefsel van microscopische sensoren die in onze hersenen kunnen worden ingeplant. Het idee inspireerde de visionaire ondernemer Elon Musk bij de oprichting van zijn jongste start-up Neuralink, die de ontwikkeling van een ‘brain computer interface’ nastreeft.

Volgens Rabaey breekt het tijdperk van het ‘human intranet’ aan: het netwerk van sensoren dat we op en in ons dragen zal onze kennis en capaciteiten uitbreiden. En als de van Veurne afkomstige professor die al dik drie decennia in Californië woont het zegt, betekent dat iets. Rabaey geniet de reputatie ver in de toekomst van ons technologiegebruik te kunnen kijken. Begin jaren 90 ontwierp hij de Infopad, de voorloper van wat meer dan vijftien jaar later de alomtegenwoordige tablet zou worden. Het artefact staat trots tentoongesteld aan de receptie van Rabaeys labo.

Eerder dit jaar ontving hij van de Universiteit Antwerpen een eredoctoraat als bekroning voor zijn loopbaan. Bijna ging dat mis door overijverige artificiële intelligentie. De uitnodiging vanuit Antwerpen was in de spamfolder van Rabaeys mailbox beland, en bleef dus ondanks aandringen lang onbeantwoord. Pas toen Pieter Abbeel, collega-Belg bij Berkeley, hem erop attent maakte, viste Rabaey de mail op. ‘Ze dachten misschien: die gaat net als Bob Dylan zijn prijs niet komen aanvaarden.’

Vandaag zijn we onlosmakelijk verbonden met onze smartphone. Hoe ziet dat er over pakweg vijftien jaar uit?

Jan Rabaey: ‘De functies die je smartphone vandaag heeft voor input en output van informatie kan je ontrafelen in verschillende kanalen. Audio kan rechtstreeks naar de plek waar onze hersenen geluid verwerken, de visuele informatie kan rechtstreeks naar de gezichtsfuncties. Met simpele gebaren kunnen we dat besturen. Zo krijg je allemaal kanalen die een rijkere en meer natuurlijke ervaring geven. En dat verspreid over het menselijk lichaam. Je ziet het al in de evolutie van hoofdtelefoons naar echte hoorapparaten. Je zal je omgevingsgeluid kunnen regelen, of inzoomen op een bepaalde klank. Dat is een eerste toepassing die geen chirurgie of zo vereist, maar een veel rijkere ervaring geeft.’

De volgende stap is onder onze huid, en zelfs dieper in ons lichaam?

Rabaey: ‘Als we het echt goed willen doen en de beste en meest natuurlijke ervaring met technologie willen, dan zal het toch invasief zijn. Met sensoren op neuronniveau krijg je de resolutie van signalen die je wil. De vraag hoe klein we iets kunnen maken heeft me altijd gefascineerd. We krijgen steeds meer functies in een steeds kleinere chip. 15 jaar geleden vroegen we ons af: wat als we een draadloze sensor kunnen maken die even groot is als een biologische cel? Dan kan je communiceren tussen cellen, en informatie uit de cel naar de buitenwereld sturen en omgekeerd. Dat was toen een droom. Een schaal van 100 micrometer. Verschrikkelijk klein.’

‘Nu blijkt dat dat binnen de mogelijkheden ligt en kunnen we beginnen te denken aan praktische toepassingen. Bijvoorbeeld: een chip connecteren met een neuron, de bouwsteen van onze hersenen. Je kan die ‘lezen’: kijken welke informatie die doorstuurt. Maar ook ‘schrijven’: het gedrag van die neuron sturen. In principe ga je nooit met een enkel neuron werken, maar wil je met een netwerk ervan interageren. Zo kom je bij brain machine interfaces. Nu, voor dat realiteit wordt, moeten we nog een heel lange weg afleggen.’

Daar hoort een term bij die veel mensen angst inboezemt: cyborg. Terecht?

Rabaey: ‘Ja en neen. Als mens zijn we heel bezorgd om onszelf. Alles wat iets verandert aan wat het betekent mens te zijn, roept meteen vragen op. En die vragen moeten we stellen: hoe zijn we onszelf aan het veranderen? Waar gaan we naartoe? Maar het principe van cyborgs is niets nieuws. Mensen hebben al implantaten of kunstledematen. De volgende stap is dat iemand die na een ongeluk volledig verlamd is opnieuw kan bewegen dankzij een slimme prothese of dankzij stimulatie van de hersenen en zenuwen. Daar heeft nooit iemand een probleem mee.’

‘En wat met een sportman die de volgende stap in zijn prestaties zet? Nu al laten veel golfers hun ogen laseren zodat ze een bovengemiddeld zicht hebben. Dat is een manier om je lichaam aan te passen om ergens beter in te worden. De vraag is: hoe ver gaan we daarin? Krijgen we een bevolking van haves en havenots? Een deel kan het zich veroorloven aanpassingen te doen, de rest niet. Creëer je zo twee verschillende soorten binnen de mensheid? Het is belangrijk daarover na te denken. Maar dat betekent niet dat je de technologie moet tegenhouden.’

Want die is niet te stoppen?

Rabaey: ‘Heel moeilijk. Technologie wordt alleen maar tegengehouden als er een grote tegenreactie is. Bij Google Glass bijvoorbeeld was de sociale tegenreactie te groot. Nu, dat concept is helemaal niet dood, die technologie gaat gewoon verder in professionele sectoren. Stel: een wegenwerker voert herstellingen uit en ziet via augmented reality, een computerbeeld over zijn gewoon zicht, waar de gas- en elektriciteitsleidingen liggen. Of denk aan toepassingen voor chirurgen tijdens operaties. Dat is hetzelfde concept als de Glass. Google heeft iets te snel geprobeerd die technologie naar het brede publiek te brengen. Meestal is het beter ze eerst in te burgeren bij doelgroepen.’

Welke doelgroepen komen in aanmerking?

Rabaey: ‘Het is altijd een goede strategie eerst te focussen op medische toepassingen, daar is de drempel lager omdat je mensen echt helpt. Al 30.000 mensen hebben een brain pacemaker geïmplanteerd in de subcortex voor diepe stimulatie van de hersenen. Dat helpt bij mensen met een extreme vorm van parkinson, mensen die hun lichaam niet meer onder controle hebben. De pacemaker geeft stimulatie aan een heel geconcentreerde locatie, stroomstootjes van een bepaalde frequentie, en dat geeft die mensen opnieuw de volledige controle. Ongelooflijk. Er zijn ook cochleaire implantaten: elektrodes die worden ingeplant in de cochlea achter het oor en die geluid omzetten in elektrische impulsen die direct naar de gehoorzenuwen gaan. Dat is technologie die direct op biologie aansluit.’

‘Atleten zijn ook altijd bereid hun grenzen te verleggen. Ze willen weten hoe ver ze fysiek kunnen gaan, en op basis van informatie uit het lichaam kan je heel veel parameters samenbrengen. We hebben pleisters met sensoren die informatie geven over prestaties en voeding, of die zweet analyseren. Maar ook artiesten zijn geïnteresseerd om te experimenteren. Ik heb al een dansvoorstelling gezien waarin een danser sensoren droeg die zijn hartslag rechtstreeks doorstuurden naar de muzikanten, en zij lieten zich erdoor leiden.’

Zijn de praktische bezwaren op den duur niet onoverkomelijk? Wie wil proefkonijn spelen om dingen te laten inplanten in zijn hersenen?

Rabaey: ‘Veel meer mensen dan je zou denken. Sommigen zijn wanhopig op zoek naar oplossingen. Er zijn veel klinische tests bezig, vooral met mensen met een zenuwaandoening. Een jongen die door een ongeval volledig verlamd was en dankzij implantaten die impulsen sturen naar zijn arm weer gitaar kan spelen, bijvoorbeeld. Zo zullen veel mensen bereid zijn, en dat is hoe zulke technologie ontwikkeld wordt. Het is een lang pad. Van idee tot prototype tot realisatie als commercieel product duurt minstens tien jaar, zeker voor medische toepassingen. En dat is maar goed ook, want er zijn veel risico’s.’

Gaan we gewone mensen dan zo ver krijgen dat ze computerchips laten inplanten?

Rabaey: ‘Wat als je weet dat je de kans op alzheimer of parkinson vijftien jaar kan uitstellen? Het begint vaak preventief. En door eerst elektrisch te stimuleren kan je medicatie vermijden. En als er plots een killerapp komt, een toepassing die de vraag naar de technologie enorm doet toenemen, dan ben je vertrokken. Hoe ver mensen willen gaan weet je nooit. Het hangt uiteindelijk af van welke baten ze er kunnen uithalen.’

Als je met hersenwetenschappers praat, waarschuwen ze dat we nog veel te weinig weten over ons brein om er een computer mee te verbinden.

Rabaey: ‘We weten inderdaad nog weinig over heel het brein, maar sommige onderdelen zijn goed in kaart gebracht. De cortex voor beweging kennen we goed. De meer abstracte lagen zijn veel moeilijker. Onze cognitieve kennis, zoals interpretaties en creativiteit: om te snappen hoe dat werkt, hebben we nog een lange weg te gaan. Nu, je moet niet denken aan een implantaat voor het hele brein. Wel voor specifieke onderdelen met een bepaalde functie.’

De medische toepassingen van hersenimplantaten die er al zijn, gaan in één richting: van brein naar buitenwereld. Kunnen we ook in twee richtingen gaan, en onze capaciteiten gevoelig ‘opschalen’, vaardigheden downloaden, enzovoort?

Rabaey: ‘Kunnen we mensen nachtzicht geven? Of kunnen we iemand 360 graden zicht geven, ogen op de rug dus eigenlijk? We doen daar experimenten rond. Bijvoorbeeld: geef iemand een helm die via sensoren kan meten wat achter je gebeurt. Als er een object is, voel je trillingen. Dat zou voor bouwvakkers interessant zijn.’

Als het ooit tot een breincomputer komt, lijkt dat een doos van Pandora te openen rond privacy. Moeten we na freedom of speech bezorgd zijn om freedom of thoughts?

Rabaey: ‘Het idee dat we gedachten kunnen meten, is een beetje larie. Dat is heel ver weg. Je kan kijken naar input- en outputsignalen. Wat ertussen gebeurt, weten we nog niet. Maar binnen tien jaar misschien wel, dus we moeten daar goed over nadenken. Daarom is het essentieel dat we technologie sterk beveiligen. Dat is in het verleden, bij de ontwikkeling van het internet en het internet of things, altijd op de tweede plaats gekomen, en dat is fout.’

‘Nu, bij de interactie tussen technologie en biologie, hebben we de kans om die dingen vooraf te bekijken. Wat kan ik doen om mensen zelf controle te geven over data? Encryptie is een must, maar dat is niet voldoende. We hebben een human firewall nodig die verhindert dat iemand van buiten naar binnen kan kijken en dat iets van binnen naar buiten gaat zonder dat we het willen, dat er iets lekt. Dat moeten we van in het begin eisen. Om jezelf af te schermen en om te bepalen hoe ver informatie gaat. Bijvoorbeeld: een sensor meet de bloeddruk en ik wil dat mijn dokter die informatie kan lezen, maar niemand anders. Als je dat kan controleren, zetten we een grote stap.’

Als we ons een beeld willen vormen van de technologie van morgen, gebeurt dat vooral via in de toekomst gesitueerde en erg speculatieve films of boeken. Hebt u daarin al ideeën gezien die correct inschatten wat gaat komen?

Rabaey: ‘Ik ben een verwoed lezer van sciencefiction, altijd geweest. Begin jaren 90 schreef Vernor Vinge een schitterend boek dat me ertoe heeft aangezet na te denken over sensornetwerken. Kleine deeltjes die rondzwerven en met elkaar communiceren. Ze worden aangedreven door een elektromagnetische puls, draadloze power. Dat is effectief wat we nu doen. Ook Neal Stephenson, die schreef over medicijnen in de vorm van sensoren die door het lichaam zwerven. Van zulke dingen krijg je ideeën. De eerste vraag die ik me dan stel is: kan het? En wat is ervoor nodig? Een jaar of vijf geleden las ik Peter Hamilton, die het idee beschreef van slimme tattoos die informatie kunnen opnemen en ook computerkracht hebben. Dat heeft me gemotiveerd om daarover na te denken. Kan je flexibele elektronica maken?’

Als onderzoeker tast u verregaande nieuwe technologische mogelijkheden af. Voelt u een ethische verantwoordelijkheid?

Rabaey: ‘Indirect. Er is niemand die over onze schouder komt kijken. Maar het hele ecosysteem heeft een soort balans. Technologie kan enkel slagen als een bedrijf er brood in ziet, en dat kan alleen maar als het ze kan loslaten op de maatschappij. Technologie die niet rijp is of die fout is, loopt snel vast. Dan ontstaat een tegenreactie. Als er geen financiering voor is, zal het er ook nooit komen. Zo krijg je een evenwicht.’

Hier in Silicon Valley is vrijwel iedereen doordrongen van het vooruitgangsoptimisme. Komt technologie de wereld alleen maar ten goede?

Rabaey: ‘Elke technologie heeft goede en slechte kanten, en de balans tussen die twee is niet simpel. Als je ziet wat technologie al voor de mensheid gedaan heeft: zonder zou de wereld zoals vandaag niet bestaan. De vooruitgang van de jongste vijftig jaar is fenomenaal. Ik denk dat technologie veel oplossingen kan bieden voor levensnoodzakelijke dingen: voeding, energie, mobiliteit. Is dat altijd positief? Moeilijke vraag. Smartphones stoppen enorme mogelijkheden in onze handen, maar volgens sommigen helpen ze de mensheid om zeep. Je kan erover filosoferen of achteromkijken en zeggen dat het vroeger beter was. Maar om onze toekomst te garanderen is technologie een heel belangrijk deel van de oplossing.’

Elon Musk zegt dat we een breininterface nodig hebben om het voortbestaan van onze soort te garanderen, anders kunnen we niet meer mee met artificiële intelligentie.

Rabaey: ‘Het lijdt geen twijfel dat we AI, robots en computers gaan krijgen die slimmer zullen zijn dan wij. We moeten samen evolueren. We kunnen die kracht gebruiken om onszelf beter te maken, en dan kom je dus uit bij een symbiose tussen de twee.’

Is er een technologische evolutie die u totaal fout had voorspeld?

Rabaey: ‘Vooral timing. Je verwacht dat dingen snel gaan gebeuren, maar de evolutie is altijd trager. In de jaren 90 dacht ik: sensornetwerken gaan heel belangrijk worden. In 2010 was er ondanks de hype nog maar heel weinig vooruitgang geboekt. Maar nog eens vijf jaar later begon iedereen plots op en neer te springen omdat het internet of things er is. De tijdschaal is moeilijk in te schatten. In de jaren 80 waren we bezig met spraakherkenning, maar nu pas zijn er natuurlijke manieren om met computers te praten, zoals met Alexa, de virtuele assistent van Amazon.’

Is dat omdat je een lijn kan uitstippelen waarlangs technologie zich ontwikkelt?

Rabaey: ‘Zo kan je voor een groot stuk voorspellen wat komt, ja. Kijk nu naar de hype rond machine learning en deep neural nets, een branche van artificiële intelligentie waarbij computers zichzelf dingen aanleren. Daar is niks nieuws aan, maar nu pas is er voldoende computerkracht en data om dat deftig te doen. En dus is het nu bingo, een breekpunt. Maar je zag dat het er zat aan te komen.’

U zetelt onder meer in een adviesraad bij de chipreus Intel. Houdt u zo voeling met het bedrijfsleven?

Rabaey: ‘Ik ben altijd betrokken bij een vijftal bedrijven, meestal kleine, voor wetenschappelijk advies. En ons centrum hier wordt voor een groot stuk gefinancierd door technologiebedrijven. Dat contact is altijd boeiend omdat je ziet wat er aan de andere kant gebeurt, wat er leeft in de industrie. Dat is heel goed voor feedback bij je research.’

Ontdek de andere Belgische tech-pioniers op www.tijd.be/tijd50