Hoe Carnegie Mellon University in Pittsburgh wereldtop werd in artificiële intelligentie
Hoe werd Carnegie Mellon University in Pittsburgh een van ‘s werelds beste instellingen in artificiële intelligentie? En hoe doet het die honderden miljoenen dollars voor wetenschappelijk onderzoek beter renderen? Een verhaal over ondernemende proffen, zelfrijdende auto’s en pokerrobots.
Dit is het tweede deel van een reeks over de lessen die Vlaanderen kan trekken uit het succes van Carnegie Mellon University. Volgende week verschijnt de laatste aflevering, over een Belgische hoogleraar die zijn bedrijf heeft verkocht voor 250 miljoen dollar. Lees alvast ook het eerste deel: De transformatie van Pittsburgh: Steel City als uitdager van Silicon Valley
Professor Tuomas Sandholm heeft een comfortabel maar bescheiden kantoor bij Carnegie Mellon University in Pittsburgh, met de klassieke kasten vol boeken en enkele diploma’s aan de muur. Het enige wat uit de toon valt, is de microfoon op zijn bureau, die uit een radiostudio lijkt te komen. “Ik spendeer veel tijd aan conferencecalls. Mensen kunnen mij daardoor beter verstaan. Met mijn Finse accent hebben ze het al moeilijk genoeg mijn Engels te begrijpen”, zegt Sandholm. De naar de Verenigde Staten geemigreerde hoogleraar heeft niet alleen veel verantwoordelijkheden op de universiteit, hij runt ook drie bedrijven die zijn onderzoek naar artificiële intelligentie toepassen in het dagelijkse leven. Een eerder verkocht bedrijf is gespecialiseerd in geautomatiseerde veilingprocedures. Het verwerkte voor 60 miljard aan transacties, van goederenvervoer tot offertes voor juridisch advies.
Bij Carnegie Mellon is Sandholm lang niet de enige ondernemende onderzoeker. De universiteit behoort bij de beste presterende instellingen ter wereld die toepassingen uitwerken voor hun wetenschappelijk onderzoek. Intern wordt dat beleid samengevat als ‘5 procent en ga in vrede’: Carnegie Mellon krijgt een participatie van 5 procent in elk bedrijf dat wordt opgericht met onderzoek en technologie die de universiteit heeft gefinancierd. De randvoorwaarden kunnen verschillen van geval tot geval, maar iedereen krijgt dezelfde behandeling. “In de achttien jaar dat ik hier werk, heb ik het beleid enkel zien verbeteren. Door die standaardregeling kun je hier in heel korte tijd een spin-off opstarten. De universiteit is terecht van mening dat het financieel beter rendeert participaties te nemen dan licenties op technologie te verkopen”, zegt Sandholm.
Poker en nieren
Sandholm en zijn collega’s zijn niet alleen uit op financieel rendement. Zijn vakgroep heeft bijvoorbeeld een non-profitorganisatie opgezet, die met een algoritme nierpatiënten een geschikte donor helpt te vinden. “Je wilt bijvoorbeeld een nier afstaan aan een vriend of een familielid, maar je bloedtype en andere parameters zijn niet compatibel”, legt Sandholm uit. “Ons algoritme maakt het gemakkelijker goede paren te maken, door een lange en vaak complexe ruilketting te maken met donoren. Je staat nog altijd je nier af, maar die komt bij iemand anders terecht en in ruil staat een onbekende donor zijn nier af aan je vriend of je familielid.”
Libratus is wellicht Sandholms bekendste realisatie. Die robot verslaat de beste pokerspelers ter wereld. “Ik begrijp dat mensen daar het nut niet van inzien, maar het gaat om de complexiteit van het probleem. De software moet beslissingen nemen op basis van onvolledige informatie en de acties van andere partijen interpreteren, zoals in het dagelijkse leven bijna voortdurend gebeurt. De principes en de algoritmes achter Libratus hebben dus veel meer toepassingen.”
Dankzij Sandholm en nog een paar honderd andere collega’s stond Carnegie Mellon begin dit jaar op de eerste plaats in de invloedrijke ranking van het US News & World Report, dat de beste opleidingen in artificiële intelligentie in de Verenigde Staten oplijst. Bij Carnegie Mellon zijn ze trots op die eerste stek, onder meer omdat ze eindigen vóór de beter gefinancierde rivalen MIT in Boston en Stanford in Silicon Valley. Carnegie Mellon heeft een budget van ongeveer 1,3 miljard dollar, terwijl het MIT dubbel zoveel kan uitgeven en Stanford zelfs vier keer zoveel. Bovendien hebben die twee instellingen veel meer financiële reserves.
Lessen voor Vlaanderen
Carnegie Mellon speelt enkele klassen hoger dan de Vlaamse universiteiten, maar toch kan het een goed voorbeeld zijn, vindt Danielle Raspoet van de Vlaamse Adviesraad voor Innoveren & Ondernemen (VARIO), die Carnegie Mellon onlangs bezocht als lid van een Vlaamse delegatie (zie kader Intussen in Vlaanderen). “Carnegie Mellon werkt heel interdisciplinair. Bij ons zijn de schotten tussen de verschillende onderzoeksgroepen een stuk hoger, wat het wetenschappelijk onderzoek kan vertragen. Daarnaast viel mij vooral de wisselwerking tussen de universiteit en de privésector op.”
“Hoogleraren en onderzoekers kunnen een start-up beginnen of even bij Google of andere techbedrijven werken en terugkeren, zonder voor hun academische carrière te vrezen”, weet Raspoet. “Bij ons heeft dat vaak een negatieve impact op de academische carrière. Wellicht zijn we in Vlaanderen daar iets te terughoudend in. Wij zijn zelfs al bang van de schijn van een belangenconflict. De verbetering van de interdisciplinariteit en de wisselwerking met de privé hoeven ons model met een focus op democratisch onderwijs niet in de weg te staan. In de internationale rankings scoort Vlaanderen overigens zeer goed, en dat met beperkte budgetten.”
De toplui van Carnegie Mellon gaven toe dat hun koppositie in artificiële intelligentie voor een stuk toeval is. Twee van de vier onderzoekers die in de jaren vijftig de eerste software voor kunstmatige intelligentie schreven, waren verbonden aan Carnegie Mellon. Maar dat is slechts een deel van het verhaal. Carnegie Mellon is een mooie case van hoe een instelling het maximum haalt uit een gelukstreffer en vooruitziend investeert in beloftevolle technologie.
Zelfrijdende auto’s
De koppositie in artificiële intelligentie is ook het gevolg van zware investeringen. Ondernemer Andrew Carnegie stichtte in 1900 in Pittsburgh een technische hogeschool voor ingenieurs. De steenrijke familie Mellon richtte enkele decennia later een onafhankelijk onderzoeks- en ontwikkelingslab op. Die instellingen fuseerden eind jaren zestig tot de Carnegie Mellon University, die voortbouwde op de rijke traditie van excellentie in technologisch onderzoek.
Carnegie Mellon legt niet alle eieren in dezelfde mand. Naast het toegepaste onderzoek van de universiteit is er ook de spin-off National Robotics Engineering Center (NREC). Dat lab ontwikkelt robots voor derden, onder meer voor het Amerikaanse leger en grote industriële bedrijven. In de wijk rond de NREC heeft zich een twintigtal roboticaspelers gevestigd, waaronder Uber en Apple. Dat doen ze deels om talent weg te kapen. De spin-off heeft een enorme voorsprong in zelfrijdende auto’s.
In het lab staat onder meer een zelfrijdend en gepantserd transportvoertuig van het Amerikaanse leger en een zelfrijdend landbouwvoertuig. Jeff Legault, die verantwoordelijk is voor het binnenhalen van nieuwe onderzoekscontracten voor de NREC, wijst erop dat robotica nog altijd een heel dure onderzoeksdiscipline is. “De vooruitgang over de voorbije tien jaar was enorm, maar er zijn nog veel obstakels. De onderzoekscontracten starten aan 5 miljoen dollar, gespreid over vijf jaar. Dat is een hoog bedrag, ook omdat we hier echte prototypes willen maken die direct inzetbaar zijn en een economische return kunnen opleveren.”
De slimste van de slimste
Wie een kans wil maken om als eerstejaars te worden toegelaten tot een informaticaopleiding aan Carnegie Mellon University, moet bij de 2 procent van de best presterende studenten zijn bij de SAT’s. Die gestandaardiseerde test, waarvoor zich jaarlijks meer dan 2 miljoen deelnemers inschrijven, fungeert als een toelatingsproef voor Amerikaanse universiteiten. Van de 8700 kandidaten werden er vorig jaar slechts 200 toegelaten. En dan is er nog de financiële horde: een jaar studeren kost rond 60.000 dollar, wel inclusief een studentenkamer en dertien gratis maaltijden per week.
Intussen in Vlaanderen
Begin oktober bracht Vlaams minister voor Innovatie en Economie Philippe Muyters (N-VA) samen met een delegatie van de Vlaamse onderzoeksinstellingen VARIO, VIB en imec een werkbezoek aan Carnegie Mellon. “Zo’n roboticalab zou moeilijk functioneren in Vlaanderen”, zei Vlaams minister Muyters na afloop van het bezoek. “We hebben weinig multinationals die 5 miljoen dollar op tafel leggen. Op de maat van één bedrijf werken is ook moeilijk. We moeten het meer hebben van een model waarin bedrijven samenwerken. Dat heeft wel als voordeel dat de expertise sneller wordt verspreid. Vlaanderen zou inderdaad kunnen samenwerken met Carnegie Mellon. Maar ik wil dat niet opleggen. Het initiatief moet van de basis komen. Er zijn verschillende partners mogelijk – naast de universiteiten zijn er bijvoorbeeld ook de strategische onderzoekscentra VIB, imec en Vito.”
Muyters kondigde tijdens zijn bezoek aan Carnegie Mellon aan dat hij 30 miljoen euro extra wil besteden om het onderzoek naar artificiële intelligentie te stimuleren. Een nieuw onderzoekscentrum voor kunstmatige intelligentie à la imec (computerchips en ICT) of het VIB (biotech) komt er niet. “Artificiële intelligentie heeft veel toepassingen. Ik zou willen dat de universiteiten en bedrijven in hun domeinen kijken hoe ze artificiële intelligentie willen integreren. Die 30 miljoen wil ik uitgeven aan vijf projecten. Ik ga die niet versnipperen. Een belangrijke pijler wordt het onderzoek naar de ethische en juridische implicaties. Daar kan Vlaanderen een voortrekkersrol in spelen. We kunnen de opkomst van kunstmatige intelligentie niet tegenhouden. Maar die technologie hoeft geen bedreiging te zijn, als we er toepassingen mee maken die ten dienste staan van de maatschappij.”
“Tegelijk is het duidelijk dat we ons te weinig bewust zijn van de uitdagingen”, beseft Muyters. “Tijdens het bezoek aan Carnegie Mellon werd naar een studie verwezen dat 65 procent van de eerstejaars in het hoger onderwijs een beroep zal uitoefenen dat nu nog niet bestaat. We moeten ons daar nog veel meer op voorbereiden. Ik wil het scenario van de e-commerce vermijden. Onze achterstand is daar deels te verklaren door de weerstand die te lang speelde.”
Trends in Pittsburgh
Fout opgemerkt of meer nieuws? Meld het hier