“Zintuigen prikkelen belangrijkste technologische innovatie komende 5 jaar”

Net als voorgaande jaren heeft IBM weer de “5 in 5” bekend gemaakt: de vijf voorspellingen over technologische innovaties die de volgende vijf jaar “de manier waarop wij werken, leven en ons ontspannen zullen veranderen”. De volgende vijf jaar zullen volgens IBM computers onze vijf zintuigen beginnen na te bootsen en verbeteren, waardoor niet alleen ons bewustzijn toeneemt maar we ook productiever worden. Apparaten met zintuigen zijn ons niet geheel vreemd, denk maar aan de auto die zichzelf parkeert of de XBOX controller die trilt tijdens een spel.

Dit tijdperk wordt door IBM ook wel de tijd van de cognitieve systemen genoemd. Deze nieuwe computergeneratie zal waarnemen, leren, zich aanpassen en de wereld beginnen te ontdekken zoals hij werkelijk is. De voorspellingen van dit jaar hebben alle te maken met één aspect van dit nieuwe tijdperk: de capaciteit van computers om de menselijke zintuigen na te bootsen en op hun manier te zien, ruiken, voelen, proeven en horen.

“Computers die kunnen waarnemen zullen ons helpen om bewuster en productiever te leven. Ze zullen ons denken ondersteunen, maar niet in onze plaats denken. Cognitieve computersystemen zullen ons helpen om het complexe eenvoudig te maken, de snelheid waarmee informatie op ons afkomt bij te houden, beter gefundeerde beslissingen te nemen, onze gezondheid en levensstandaard te verbeteren, ons leven te verrijken en allerlei obstakels uit de weg te ruimen, zoals geografische afstanden, taalverschillen, kosten en ontoegankelijkheid.”, aldus IBM.

De 5 trends:

• Voelen: voelen via je telefoon. Binnenkort is het mogelijk om te voelen terwijl je mobiel aan het shoppen bent. Applicaties voor winkels zullen gebruik maken van tactiele en infraroodtechnologieën. Shoppers kunnen hierdoor bijvoorbeeld de textuur en het weefpatroon van een stof voelen door met hun vinger te wrijven over het beeld van het product dat op het scherm van het toestel verschijnt.

• Zien: een pixel zegt meer dan duizend woorden. Systemen zullen visuele informatie bekijken en herkennen, zoals online foto’s, beelden voor medische diagnose en video-opnamen van verkeerscamera’s. Zij zullen betekenis aan de pixels kunnen geven, zodat de beelden zinvol worden, ongeveer zoals een mens beelden bekijkt en interpreteert.

• Horen: computers zullen horen wat belangrijk is. Geluidsdruk, trillingen en geluidsgolven op alle mogelijke frequenties zullen worden herkend en nuttig gebruikt, bijvoorbeeld om te voorspellen wanneer een boom kan omvallen of een modderstroom dreigt. Smartphones zullen babygeluiden kunnen vertalen, zodat de ouders weten of hun kind huilt omdat het honger heeft, moe is of pijn voelt.

• Proeven: digitale smaakpapillen helpen om slimmer te eten. Lekker en gezond gaan steeds meer samen als wij een nieuw soort toestel gebruiken dat creatief met onze voeding omgaat. Het toestel zal smaken herkennen, nauwkeurig de chemische structuur van voedingsmiddelen achterhalen en nagaan waarom mensen iets lekker vinden. Gezond eten zal daardoor niet alleen aan smaak winnen, we zullen ook verrassende combinaties van ingrediënten voorgeschoteld krijgen die onze smaak- en geurwaarneming avontuurlijker maken.

• Ruiken: computers zullen kunnen ruiken. Als je ’s ochtens opstaat, zal je telefoon razendsnel de miljoenen moleculen in je adem analyseren en vertellen of je verkouden of ziekt bent, nog vóór je zelf iets voelt. Computers zullen in een stedelijke omgeving chemicaliën “opsnuiven” om luchtvervuiling te detecteren of in de landbouw de bodem voor gewassen te analyseren. Eenvoudige sensorsystemen zullen tot op één molecuul nauwkeurig meten.

Voelen via je telefoon

Momenteel maakt de gamingsector al gebruik van haptische en grafische technologieën om de speler in een gesimuleerde omgeving te brengen. Maar hier staan wij voor een nieuwe uitdaging: de technologie zo alomtegenwoordig maken en zo verweven met onze dagelijkse ervaringen, dat ze ons leven verrijken. Deze technologie wordt vanzelfsprekend bij alles wat wij doen en verandert mobiele telefoons in instrumenten voor natuurlijke en intuïtieve interactie met de wereld die ons omringt.

IBM: “Stel u voor dat u uw smartphone gebruikt om een trouwjurk te kopen en dat u via het oppervlak van het scherm de satijnen of zijden jurk of de kant aan de sluier voelt … Of dat u het kantwerk en het weefpatroon van een deken voelt dat door een lokale vakman aan de andere kant van de wereld wordt gemaakt … Over vijf jaar zullen sectoren zoals retail een kleine revolutie ondergaan door de mogelijkheid om een product via een mobiel toestel 'aan te raken'.”

Zien: een pixel zegt meer dan duizend woorden

Momenteel begrijpen computers van beelden alleen de tekst die wij eraan toevoegen om ze te taggen of een titel te geven, de meeste informatie – de inhoud van het beeld zelf – blijft een mysterie. De volgende vijf jaar zullen systemen niet alleen de mogelijkheid verwerven om beelden en visuele data te bekijken en de inhoud ervan te herkennen, maar zij zullen aan de pixels ook een betekenis kunnen geven, ongeveer zoals een mens foto’s bekijkt en interpreteert, zo voorspelt IBM. In de toekomst zullen computers met een soort “breinfuncties” kenmerken zoals kleur, textuurpatronen en begrenzing analyseren en inzichten verwerven uit visuele media. De impact hiervan op sectoren zoals de gezondheidszorg, retail en landbouw zal groot zijn.

Binnen vijf jaar zullen wij dankzij dit “gezichtsvermogen” in de medische sector informatie over specifieke anatomieën of pathologieën kunnen destilleren uit de enorme informatievolumes van MRI- en CT-scans, röntgenopnamen en echoscopieën. De essentiële informatie in deze beelden is soms zo subtiel dat ze ontsnapt aan het menselijk oog en alleen door nauwkeurige metingen aan het licht komt. Als systemen getraind worden om in beelden specifieke informatie op te zoeken – zoals het onderscheid tussen gezond en aangetast weefsel – en die te correleren met patiëntendossiers en wetenschappelijke literatuur, dan kunnen ze de artsen helpen om medische problemen veel sneller en accurater op te sporen.

Horen: computers zullen horen wat belangrijk is

Het interpreteren van geluiden is nog zo'n uitdaging. IBM stelt dat binnen vijf jaar zal een gedistribueerd systeem van slimme sensoren zal worden ontwikkeld dat geluidselementen zoals geluidsdruk, trillingen en geluidsgolven op verschillende frequenties zal detecteren. Het zal deze input interpreteren om te voorspellen wanneer een boom in een bos zal omvallen of wanneer een aardverschuiving in beweging dreigt te komen. Een dergelijk systeem zal naar onze omgeving “luisteren” en de bewegingen of de belasting van een materiaal meten. Het kan ons dan waarschuwen als er gevaar dreigt.

IBM ziet ook nu in het intepreteren van emoties: “Binnen vijf jaar zullen systemen ook leren om emoties te onderscheiden en iemands stemming aan te voelen. Zij zullen gesprekselementen afbakenen en toonhoogte, spraaktempo en aarzelingen analyseren om dialogen productiever en efficiënter te maken. Dit kan bijvoorbeeld van pas komen voor een betere interactie met klanten in callcenters of om naadloos te communiceren met andere culturen.”

Net zoals het brein zal het systeem door sensoren gevoed worden met onbewerkte, “ruwe” geluiden. Bij het interpreteren en klassificeren van de geluiden zal het ook rekening houden met andere “modaliteiten”, zoals visuele of tactiele informatie. Als het systeem nieuwe geluiden detecteert, zal het conclusies trekken op basis van eerder verworven kennis en de mogelijkheid om patronen te herkennen.

Neem bijvoorbeeld het gehuil of gebrabbel van een baby. Het systeem zal dit als een taal analyseren en ouders of artsen vertellen wat de jonge kinderen proberen te zeggen. De geluiden helpen ons dan om het gedrag of de behoeften van een baby juist te interpreteren. Een geavanceerd spraakherkenningssysteem dat de betekenis van babygeluiden heeft geleerd – honger, te warm, moe, pijn, … – kan de geluiden en het gebrabbel correleren met andere fysiologische informatie zoals hartslag, polsslag en temperatuur.

Proeven: digitale smaakpapillen helpen om slimmer te eten

Onderzoekers van IBM ontwikkelen een computersysteem dat smaken onderscheidt en dat door chefs gebruikt zou kunnen worden om smakelijke en originele recepten te creëren. Het ontleedt ingrediënten tot op moleculair niveau en combineert de chemie van voedselbestanddelen met de psychologie van de smaken en geuren. Door die informatie te vergelijken met miljoenen recepten kan het systeem nieuwe smaakcombinaties creëren.

Aan de hand van algoritmes zal de computer ook de precieze chemische structuur van voedsel achterhalen en bepalen waarom mensen verzot zijn op bepaalde smaken. De algoritmes zullen onderzoeken hoe chemicaliën met elkaar reageren, welke complexe moleculen er achter samengestelde smaken en geuren schuilgaan en hoe die moleculen zijn opgebouwd. Met behulp van die informatie en perceptiemodellen zullen de systemen kunnen voorspellen hoe aantrekkelijk een bepaalde smaak zal zijn.

Ruiken: computers zullen kunnen ruiken

De volgende vijf jaar zullen minuscule sensoren in onze pc of smartphone detecteren of er een verkoudheid of andere ziekte op ons afkomt. Door de geuren, biomarkers en duizenden moleculen in iemands adem te analyseren helpt dit systeem artsen om een vroegtijdige diagnose te stellen en beginnende kwalen te detecteren, zoals lever- en nierproblemen, astma, diabetes en epilepsie. Gewoon door te detecteren welke geuren normaal zijn en welke niet.

Wetenschappers van IBM onderzoeken op deze manier nu al in musea de omgevingsomstandigheden en de luchtsamenstelling om kunstwerken beter te beschermen. Deze innoverende technologie wordt stilaan ook toegepast voor een betere ziekenhuishygiëne, momenteel een van de grootste uitdagingen in de gezondheidszorg. Zo komt een antibioticaresistente bacterie als staphylococcus aureus (MRSA) (resistent tegen methiciline), die in 2005 in de Verenigde Staten in verband werd gebracht met bijna 19.000 doden bij ziekenhuispatiënten, vaak voor op de huid. Ze kan ook gemakkelijk worden doorgegeven als mensen met elkaar in contact komen. MRSA kan in gezondheidsinstellingen onder andere worden bestreden door ervoor te zorgen dat het medisch personeel de richtlijnen voor ziekenhuishygiëne naleeft. De volgende vijf jaar zal IBM-technologie aan oppervlaktes die werden ontsmet gaan “ruiken” om na te gaan of kamers steriel zijn. Via nieuwe draadloze “vermaasde” netwerken worden gegevens over diverse chemicaliën verzameld en door sensoren gemeten, zodat het systeem voortdurend bijleert en zich aanpast aan nieuwe geuren.

Als doorbraken in sensor- en communicatietechnologieën worden gecombineerd met geavanceerde zelflerende systemen, dan kunnen sensoren gegevens verzamelen op plaatsen die tot voor kort voor onmogelijk werden gehouden. In de landbouw kunnen computersystemen bijvoorbeeld “ruiken” en analyseren of de bodemomstandigheden gunstig zijn voor een bepaald gewas. In een stedelijke omgeving kan deze technologie worden ingezet om problemen met afval, rioolwater en lucht- en watervervuiling vroegtijdig op te sporen en snel te reageren, voordat deze uit de hand lopen.

Afbeelding: Dollen (cc)

Afbeelding 2: Agustín Ruiz (cc)

Afbeelding 3: Silvia Viñuales (cc)