Natuurlijke èn Kunstmatige Intelligentie: Dubbel zo slim

14 I/O Magazine / december 2014
Onlangs zijn de eerste zes projecten gehonoreerd binnen het nieuwe
NWO-onderzoeksprogramma Natural Artificial Intelligence.
Max Welling, hoogleraar Machine Learning aan de Universiteit van
Amsterdam, is hoofdaanvrager van één van de zes projecten. Hij gaat
binnen dit programma op zoek naar theoretische concepten die
verklaren hoe diepe neurale netwerken objecten in video’s herkennen.
Door Sonja Knols
Natuurlijke èn Kunstmatige
Intelligentie: Dubbel zo slim
De tijd was rijp voor een onderzoeksprogramma dat de
neurowetenschap en kunstmatige intelligentie aan elkaar
verbindt, zegt Max Welling: ‘De afgelopen jaren wordt er
zowel binnen de kunstmatige intelligentie als binnen de
neurowetenschap veel voortgang geboekt. Bovendien
krijgen mensen voor het eerst daadwerkelijke toepassingen
van kunstmatige intelligentie in hun huis, telefoon en
auto. Denk bijvoorbeeld aan de slimme thermostaat.’
Daarnaast zijn er veel kruisverbanden tussen beide vakgebieden, zegt hij. ‘De eerste kunstmatige neurale netwerken
in de jaren ’40 waren geïnspireerd op neuronen uit het brein.
We waren toen nog heel erg de natuur aan het nadoen.
Inmiddels is kunstmatige intelligentie echter zo’n volwassen
vakgebied dat er een echte wisselwerking tussen neuro­
wetenschappen en machine learning begint te ontstaan:
kennis over kunstmatige neurale netwerken zou in de
toekomst kunnen helpen om processen in de hersenen te verklaren.’
De Amsterdamse hoogleraar, die
onlangs vanuit de VS terugkeerde
naar Nederland, is erg opgetogen
dat Nederland op dit moment wil
investeren in fundamenteel onderzoek op dit terrein. ‘We hebben hier
een aantal goede wetenschappelijke
groepen zitten. Het is goed dat we
nu al aanhaken, en dat we niet
achter de troepen aanlopen.’
Transformaties
Max Welling, hoogleraar Machine
Learning aan de Universiteit van
Amsterdam.
Zelf heeft hij financiering gekregen
voor een promovendus. Taco Cohen
gaat zich richten op nieuwe theore-
Natural Artificial Intelligence
Het NWO-programma Natural Artificial Intelligence verbindt natuurlijke en kunstmatige intelligentie met elkaar voor toepassingen in maatschappelijke domeinen als
de zorg, communicatie, (serious) gaming, security en crowd control. Aan bod komen
thema’s zoals het verwerken en verwerven van taal, zelflerende robots en het automatisch analyseren van video’s.
tische concepten. ‘We gebruiken de groepentheorie uit de
wiskunde. Die theorie bestaat al heel lang, en wordt in
verschillende vakgebieden gebruikt. Hij ligt bijvoorbeeld
ten grondslag aan het Standaardmodel uit de deeltjesfysica.
Wij gaan deze theorie nu toepassen op machine learning.
Zo hopen we te ontdekken hoe diepe neurale netwerken
uit een set gegevens kunnen opmaken welke informatie
de onver­anderlijke “observabele” is, en welke informatie
transformaties van die observabele beschrijft.’
Het onderzoek focust in eerste instantie op video. ‘We
proberen daaruit te destilleren welke de symmetrische
transformaties zijn, transformaties die de identiteit van een
object niet veranderen. Denk aan verandering van oriëntatie,
grootte, of lichtval. Daarnaast identificeren we welke
onderdelen invariant zijn onder die transformaties. Denk
aan een stoel. Die kan op heel veel verschillende manieren
in beeld komen, maar het blijft altijd een stoel.’
Neurale netwerken blijken dat onderscheid al redelijk te
kunnen maken, maar nog niemand begrijpt hoe ze dat
precies doen. ‘Wij gebruiken groepentheorie om dit
verschijnsel te kunnen verklaren, en om modellen te ontwikkelen die breder inzetbaar zijn.’ Welling denkt bijvoorbeeld aan financiële datasets zoals aandelenkoersen.
‘Daarin zijn de transformaties veel minder duidelijk dan in
zoiets als een video. Als we met kunstmatige intelligentie in
die data kunnen aanwijzen welke informatie de onveranderlijke observabelen zijn en welke de transformaties, kunnen
we wellicht voorspellen welke aspecten van de data leiden
tot een koersstijging, en welke tot een koersdaling.’ Zo’n
diep abstracte analyse is voor het menselijk brein veel te
complex. Daar kan kunstmatige intelligentie duidelijk iets
toe­voegen. I/O
Voor meer uitleg over de gehonoreerde NAI projecten:
www.nwo.nl/projecten-NAI