Wat u moet weten van de wetenschap

Nog één fundamenteel probleem

Zelfrijdende auto's zouden het verkeer veel veiliger maken, en de technologie daarvoor is zo goed als af. Er is alleen nog één probleempje: het is haast onmogelijk om voorbereid te zijn op de oneindige hoeveelheid situaties die bijna nooit voorkomen.

De race naar de autonoom rijdende auto is voor fabrikanten als een computergame: ze moeten diverse levels doorlopen voor ze bij vijf zijn. Dan kan een auto volledig autonoom rijden en is zelfs een inzittende niet meer nodig.

Alle auto's die nu op de weg zijn, zitten in level 2 (enkele rijtaken worden overgenomen, maar de bestuurder moet alert blijven en elk moment kunnen ingrijpen), maar de lucht is zwanger van level 3, waarin ze op de snelweg zelf hun weg vinden.

De zelfstandig rijdende auto komt er dus aan. Hij gaat het verkeer veel veiliger maken, zeggen techbedrijven als Google, dat in de Verenigde Staten al jaren proefrijdt met een level-4-auto. En dat zegt ook Tesla, dat onlangs aankondigde al zijn nieuwe auto's geschikt te maken voor de hoogste graad van autonomie en dat eerder dit jaar werd geconfronteerd met een dodelijk ongeval van een bestuurder die te veel vertrouwde op de automatische piloot (level 2) die het merk nu gebruikt.

UIt de weg voor plastic

Er is alleen een klein probleem bij de race naar de hoogste levels: geen enkele autofabrikant kan bewijzen dat zijn zelfrijdende auto's echt veilig zijn. Dat ze niet op een onverwacht moment besluiten een ravijn in te duiken omdat ze dachten te moeten uitwijken voor een overwaaiende plastic zak. Daar kun je toch op testen, zou je denken? Zeker, maar niet waterdicht.

Autonoom rijdende auto's maken gebruik van wat machine learning wordt genoemd. De computers die de auto besturen, leren onderweg van wat ze tegenkomen. Ze herkennen andere auto's, vrachtwagens, voetgangers, stoplichten en oude vrouwtjes. Ze leren zelfs anticiperen op situaties die niet vooraf te bedenken zijn en die dus niet geprogrammeerd kunnen worden. Zo kwam de Google-auto ooit een dame in een elektrische rolstoel tegen die rondjes draaiend op de weg achter een troep eenden aan joeg. De computers reageerden correct en lieten de auto wachten tot de jacht voorbij was.

Maar het gaat niet altijd goed, liet het ongeval met een Tesla in mei van dit jaar zien. Die knalde in volle vaart op een truck met oplegger die de weg overstak. De oplegger was wit, de zon stond laag en bestuurder noch computers zagen het obstakel, met een dodelijke botsing tot gevolg. Een zeldzame samenloop van omstandigheden. Maar met miljoenen auto's die miljarden kilometers afleggen zijn uitzonderlijke situaties als deze bijna dagelijkse kost.

Het is onvermijdelijk dat autonome auto's in situaties verzeild raken die net even anders zijn dan wat ze eerder hebben gezien, zegt Philip Koopman, hoogleraar computerwetenschap aan de Amerikaanse Carnegie Mellon University. "Het is nauwelijks met zekerheid te zeggen dat systemen goed zullen reageren als ze worden geconfronteerd met nieuwe data." Het probleem schuilt, zegt Koopman, in de lange komeetstaart van gebeurtenissen die bijna nooit voorkomen en tegelijkertijd oneindig in aantal zijn. Daar kun je niet op trainen.

Bij 'gewone' computerprogramma's zijn er specificaties waaraan voldaan moet worden. Bij een robotarm kan een programmeur instellen dat die bijvoorbeeld niet meer dan 90 graden strekt. Dreigt de arm buiten deze specificatie te komen, dan stopt de computer de motor. Je kunt testen of het programma aan de specificaties voldoet, en het veilig verklaren. Al gaat dit ook niet altijd goed, blijkt bijvoorbeeld uit de mislukte landing van de Schiaparelli, die in oktober neerstortte op Mars omdat hij door een programmeerfout 'dacht' dat hij al was geland.

Gevaarlijke ruis

Het probleem bij zelflerende systemen is dat het een zwarte doos is. Je weet niet wat het systeem zichzelf geleerd heeft. In de meeste situaties gedraagt het zich zoals verwacht, maar het is onzeker wat er gebeurt in onverwachte situaties. Koopman mailt een studie waarbij een zelflerend systeem werd gevraagd foto's van bekende objecten te herkennen. Zo herkende het feilloos een gele schoolbus. Maar nadat de onderzoekers enkele pixels ruis hadden toegevoegd, lukte dat ineens niet meer.

In het verkeer kan dat tot levensgevaarlijke situaties leiden. "Zelfs een klein beetje ruis, vuiligheid of vervorming kan ertoe leiden dat het systeem een voetganger mist, of andere voertuigen", zegt Koopman.

Stel dat een systeem gebaseerd op machine learning 99,99 procent van de voetgangers goed herkent. Klinkt goed. "Behalve als jij de tienduizendste voetganger bent die hij over het hoofd ziet." Als iemands leven op het spel staat, moet je er ongelooflijk zeker van zijn dat de software het goed doet, stelt Koopman. "Voor een vloot autonome auto's is een foutmarge van 1 per miljoen niet goed genoeg. Het moet beter, maar we weten niet hoe we dat kunnen bewijzen."

Er is dus geen goede manier om te controleren of een autonome auto zich gedraagt zoals gedacht. Je kunt een ander kunstmatig intelligent systeem gebruiken om het intelligente systeem te checken, maar daarmee verschuif je het probleem, omdat je ook niet weet hoe dat tweede systeem zichzelf heeft geleerd.

Dit is een ongelooflijk lastig op te lossen probleem, zegt Koopman. "Onze onderzoekers reden al in 1995 een autonome auto dwars door de VS", zegt de hoogleraar. "98 procent van de tijd deed de computer het werk. Je zou kunnen zeggen dat we al twintig jaar bezig zijn met die laatste 2 procent."

Sudoku's maken je niet slimmer

Nog altijd is er een markt voor breintraining met onterechte claims. Wie vaker een sudoku maakt, wordt beter in sudoku's, maar niet in cryptogrammen. Datzelfde geldt voor ons brein. Alle breinspelletjes ten spijt: je wordt alleen slimmer op die ene taak waarop je traint en nergens anders op.

Toch verdienen talloze bedrijven, vaak met het woord 'brain' in de naam, nog altijd grof geld aan trainingen voor onze hersenen. De boosdoener van zoveel breinoptimisme is een Zwitserse studie uit 2008 die aantoonde dat we onze IQ-punten omhoog kunnen trainen. Ondanks tegenonderzoek in de jaren erna, met diverse belangrijke vergelijkende studies sinds 2013, is er nog altijd een aanzienlijke markt voor breinspellen met allerhande wetenschappelijke claims.

Zelfs een manifest van tientallen internationale neurogrootheden tegen de onterechte claims mocht niet baten. We moeten het doen met de geruststelling dat de bedrijven van tijd tot tijd een boete krijgen. Zo moest Lumosity, een van de grote aanbieders, er dit jaar aan geloven. Schadelijk zijn de spellen natuurlijk ook weer niet. Zolang u maar onthoudt: slimmer wordt u er niet van.

Voortplanten kan nu ook zonder seks

Vergeet seks: 2016 is het jaar waarin het voor het eerst mogelijk werd jezelf voort te planten zonder gedoe tussen de lakens.

Zelfs een partner is niet meer nodig, als een handvol technieken die dit jaar werd gelanceerd ooit tot wasdom komt. Een beetje huid en een goed uitgerust laboratorium is alles wat er nodig is.

De sciencefictionachtige doorbraken begonnen in februari, toen een Chinees team er voor het eerst in slaagde huidcellen om te programmeren tot 'spermatiden', staartloze maar wel degelijk functionele zaadcellen. Bij muizen weliswaar, maar in theorie is er weinig reden om aan te nemen dat het bij de mens helemaal anders zou lopen. Twee andere groepen, uit Japan, slaagden er vervolgens in om ook eicellen te kweken uit huid. Dat biedt zicht op het krankzinnige visioen van zelfvoortplanting, door huidcellen om te bouwen tot sperma- én eicellen, en die met elkaar te combineren.

Sciencefiction

Het is de vraag of het ooit zover komt, want de nieuwe technieken zijn vooral bedoeld om beter greep te krijgen op de fundamenten van het cellen kweken en om patiënten in bepaalde bijzondere gevallen aan nageslacht te helpen.

Toch werd de wereld ook op allerlei heel concrete manieren verrast door de nieuwe revolutie in de voortplantingsgeneeskunde die achter de schermen gaande is. In Mexico werd voor het eerst een baby geboren met drie biologische ouders: om een erfelijke ziekte te vermijden werd het kind verwekt met een eicel die in het lab was samengesteld uit de eitjes van twee moeders.

Dichter bij huis ontstond enige ophef toen er in Rotterdam opeens een buldog bleek rond te lopen die een in Zuid-Korea vervaardigde laboratoriumkloon is van een eerder exemplaar. Een stunt van de Nederlandse omroep BNN, maar het voorval geeft wel aan hoe dun de scheidingswand tussen werkelijkheid en sciencefiction is geworden.

Iconische soorten herleven

Bij WWF hebben ze een goed jaar achter de rug. Drie bedreigde diersoorten stellen het veel beter, en dankzij een internationale deal werd 's werelds grootste zeereservaat ingericht. 'We weten nu zeker dat we wel een verschil kunnen maken.'

In de politiek was het in 2016 crisis alom. Er zijn zowat zestig miljoen mensen op de vlucht voor oorlog en zelfs voor muziekliefhebbers was het een slecht jaar. Maar het afgelopen jaar was wel "een ongekend succes voor de dierenbescherming", zo concludeert milieu-organisatie WWF.

Verschillende bedreigde diersoorten, waaronder de panda, de tijger en de neushoorn zijn opnieuw talrijk en in goeie vorm. Dankzij decennia van beschermingsmaatregelen door vooral China is de reuzenpanda nu zelfs geschrapt van de lijst met bedreigde soorten. Hun aantal is de laatste tien jaar met bijna 17 procent gestegen en vooral in het afgelopen jaar kwamen er veel reuzenpanda's bij. Er zijn er nu zo'n 2.000.

Voor het eerst is ook het aantal tijgers toegenomen sinds de eerste pogingen om ze te beschermen zijn gestart. Een eeuw geleden waren er zowat 100.000 wilde tijgers. In 2010 waren het er 3.200 en sinds april dit jaar zijn het er 3.890. Dat is vooral te danken aan inspanningen in India, Rusland, Nepal en Bhutan.

Nog een succes is geboekt in Nepal, waar voor het tweede jaar op rij niet gejaagd is op neushoorns. In totaal zijn er nu 645 van de giganten bekend.

Ook is de handel in 's werelds meest gesmokkelde dier, het schubdier, werd illegaal gemaakt. Na jaren van verzet door Rusland is dit jaar ook 's werelds grootste zeereservaat afgebakend op de Zuidpool. In een gebied van anderhalve vierkante kilometer is vissen nu verboden. Zo worden onder andere de beroemde adeliepinguïns beschermd.

Op de vraag of WWF wel hoera kan roepen nu ondertussen wel de giraf en cheetah bedreigd zijn, zegt Koen Stuyck, woordvoerder voor België: "De situatie is voor iedere soort verschillend. We hebben erg goed nieuws voor iconische soorten omdat voor hen erg veel inspanningen zijn gebeurd. Maar de vernieling van natuurlijke habitats gaat wel voort, waardoor dan weer andere soorten het moeilijker krijgen. We weten nu dat als er inspanningen gebeuren, we soorten kunnen redden. Maar structureel blijft er te veel natuur kapot gaan."