Mieke De Ketelaere (imec): ‘De huidige robots hebben het niveau van een tweejarige’

Artificiële intelligentie kan pas echt doorbreken als ze minder data hoeft te vreten en verbanden kan leggen zoals de mens. Mieke De Ketelaere is er rotsvast van overtuigd dat het zo moet en kan. Bij het vermaarde onderzoekscentrum imec tekent ze mee de strategie uit voor artificiële intelligentie.

Mieke De Ketelaere omschrijft zichzelf als een extraverte nerd. “Familie en vrienden dachten ik dat sociale wetenschappen zou studeren”, zegt ze. De Ketelaere is verantwoordelijk voor artificiële intelligentie (AI) bij imec, het belangrijkste onderzoekscentrum voor technologie in België. “Ik wou ingenieur worden en op de opendeurdag liep ik langs de stand van de vakgroep elektromechanica. Daar demonstreerden ze robots en machines. ‘Dit wil ik ook mijn hele leven doen’, dacht ik. Als student bedacht ik een systeem met zuignappen om snel een cursus te kopiëren en een douchekraan om afwisselend koud en warm te krijgen voor een betere bloedsomloop. Door aangeboren luiheid wil ik de dingen zo veel mogelijk automatiseren, maar uiteindelijk steek ik er wel meer werk in. ( glimlacht)”

Al meer dan twintig jaar is De Ketelaere bezig met artificiële intelligentie. Eerst als student en doctoraatsstudent en daarna bij grote techbedrijven, waaronder Microsoft en SAS. Sinds mei tekent ze de strategie voor artificiële intelligentie uit bij imec. Het onderzoekscentrum is een autoriteit in onderzoek naar en de ontwikkeling van computerchips en halfgeleiders, maar zet de jongste jaren ook zwaar in op software en artificiële intelligentie. De Ketelaere stuurt er indirect 250 onderzoekers aan. AI heeft het potentieel de wereld even grondig te veranderen als de stoommachine of de elektriciteit hebben gedaan. Maar daarvoor moet de lat hoger liggen, meent De Ketelaere. “De meeste AI-toepassingen hebben enorm veel data en rekenkracht nodig. Dat is niet houdbaar. Nu trainen we software om een object te herkennen door het duizenden voorbeelden te tonen. Dat verbruikt evenveel energie als vliegen van New York naar Los Angeles. Ongeveer 2 procent van de wereldwijde CO2-uitstoot komt door AI-toepassingen en met de verdere doorbraak van internet of things zal dat stijgen naar 20 procent, als we dezelfde technieken blijven gebruiken.”

U pleit voor een kortere keten, data zo dicht mogelijk bij de bron verwerken.

MIEKE DE KETELAERE. “Het cloudmodel is dominant. We sturen data van sensoren en toestellen via het internet naar gigantische datacenters. Met zeer veel rekenkracht worden de data geanalyseerd, om het resultaat dan terug te sturen naar het toestel aan het uiteinde van de keten, of de edge. Dat vreet niet alleen energie, met al die data-transfers riskeren we inbreuken op onze privacy. Op een cruciaal moment kan de communicatie ook te traag verlopen of zelfs wegvallen, terwijl zelfrijdende auto’s en andere geavanceerde toepassingen net in een fractie van een seconde moeten beslissen.

“Ons antwoord op al die problemen omschrijven we als TinyAI: alles gebeurt zo dicht mogelijk bij het eindtoestel. Dat betekent kleinere en krachtige hardware, met zuinige en slimmere algoritmes, die met een beperktere hoeveelheid data overweg kunnen. Het hele AI-beleid van imec is gericht op die strategie.”

Een computer blijft wel zeer complexe beslissingen nemen. Dat stoot op veel wantrouwen.

DE KETELAERE. “Daarom is meer transparantie verschaffen onze andere prioriteit. Er is een enorme kloof tussen believers en non-believers. Dat kan het onderzoek naar en het gebruik van AI vertragen. Die kloof kunnen we deels dichten door uit te leggen dat die algoritmes helemaal geen volledig zwarte doos zijn.

“Systemen met artificiële intelligentie kunnen slimme dingen doen, zonder voorgeprogrammeerde regels. Om de waarde eruit te halen, moet je het proces kennen en volgen. Het lijkt op koken, maar dan met data in plaats van met ingrediënten. In plaats van een recept heb je een algoritme, waar ook de variabelen worden afgewogen, zoals de ingrediënten, en dus voor een verschillend resultaat zorgen, een model. We hoeven het brede publiek niet alles van naaldje tot draadje uit te leggen, maar we moeten genoeg informatie over de werkwijze geven. We gebruiken ook allemaal een microgolf, zonder alle technische details te kennen”

Voor vertrouwen moet er ook een garantie zijn dat de technologie goed ingezet wordt.

DE KETELAERE. “Dat gaat dan weer over verantwoord gebruik. Dat is een ander werkpunt. Door zijn grote impact heeft de medische wereld voor alles regels. Wie een proefdiermuisje moet laten inslapen, moet zelfs rustgevende klassieke muziek opzetten. De techsector staat daar mijlenver vanaf. Eigenlijk kan iedereen een project met AI in gang zetten en experimenteren op mensen zonder verantwoording af te leggen. Ik ben een absolute believer in artificiële intelligentie, maar we hebben onafhankelijke organen nodig die nakijken welke data algoritmes gebruiken en hoe de beslissingen worden geautomatiseerd. Nu zijn er nog te weinig technische standaarden en testen we nog te weinig systemen tegen elkaar voor we ze de echte wereld insturen.”

In Silicon Valley heerst de overtuiging dat zelfrijdende wagens zo snel vooruitgaan omdat de overheid zich er niet mee bemoeit.

DE KETELAERE. “Medewerkers van die techbedrijven pleiten er juist voor dat de overheid volledig autonome wagens nog weert van de openbare weg. Ze kennen de limieten. Op dit moment is artificiële intelligentie zeer goed in een bepaalde niche, we noemen het beperkte AI. Een Tesla kan heel goed rijden als die enkel met zichzelf rekening moet houden. Maar de echte wereld is veel complexer. Een van de recente ongevallen met zelfrijdende wagens gebeurde omdat de software niet ingreep toen een voetganger van het voetpad stapte. Het systeem had dat niet aangeleerd gekregen. Mensen en systemen moet leren samen te werken en te communiceren. Dat is het grondprincipe van sterke AI. De huidige vorm van artificiële intelligentie heeft nog maar het niveau van een tweejarige.”

Dan heeft de mens nog altijd een streepje voor.

DE KETELAERE. “Naast de energie-efficiëntie en de snelheid van onze hersenen, is er inderdaad ons algemeen redeneer- en interactievermogen. Als auto’s tegelijk aan een kruispunt komen, kunnen wij communiceren met gebaren of flikkerende lichten. Computers kunnen die intenties nog niet interpreteren. Ze zijn goed in patroonherkenning, maar kunnen zich moeilijk inleven in de toekomstige acties van iemand anders.”

Botsen we tegen de limieten van de technologie?

DE KETELAERE. “Toepassingen met AI teren nu vooral op technieken die het moeten hebben van via brute rekenkracht en patronen herkennen in gigantisch veel data. We lijken vergeten te zijn dat we vroeger met veel minder data werkten, terwijl we toen toch ook al slimme systemen maakten op basis van een betere kennis over en beter omschreven relaties binnen de data. We moeten dus zoeken naar combinaties van de nieuwe datagedreven technieken met kennisgedreven technieken. Dat past perfect in onze TinyAI-strategie. Met die hybride systemen kunnen we efficiënter werken en geautomatiseerde beslissingen nemen omdat de informatie leesbaar (voor computers, nvdr) omschreven is. Het probleem is dat die noodzakelijke kennis vaak gevangen zit in de hoofden van mensen of in verschillende systemen in het bedrijf. We moeten nog veel investeren om toepassingen te maken die goede verbanden kunnen leggen.”

U hoopt dat meer bedrijven daarvoor de weg vinden naar imec, nu het niet meer enkel op halfgeleiders focust.

DE KETELAERE. “Behalve voor die strategie ben ik ook mee verantwoordelijk voor het aantrekken van bedrijven. De voorbije jaren zijn onze klanten enorm veranderd. Vroeger waren dat bijna uitsluitend ontwikkelaars van computerchips. Door de uitbreiding van halfgeleiders naar de softwarelaag erboven en naar artificiële intelligentie hebben we nu ook veel projecten in de gezondheidszorg en de industrie. Zij liggen niet per se wakker van puur technische prestaties, maar kijken naar het eindresultaat. Kunnen ze dankzij slimme sensoren sneller en met minder energieverbruik productiefouten voorkomen, bijvoorbeeld. We zitten nu veel dichter bij de eindgebruikers van technologie en dat voelen we in de hele organisatie.

“Er zit een logica achter de verbreding van imec. Computerchips worden in een voorspelbaar tempo sneller en efficiënter, de beroemde wet van Moore. De schakelingen zijn intussen zo minuscuul dat we op de limieten van de fysica botsen. Er zijn creatieve oplossingen om de prestaties nog te verbeteren: 3D-chips, nieuwe materialen, quantum computing. Tegelijk evolueren we naar chips die voor één doel zijn ontworpen en zo beter presteren dan algemene ontwerpen. We hebben al GPU-chips om beelden te verwerken en nu maken we er ook voor radartoepassingen.”

U bent een techno-optimist?

DE KETELAERE. “Absoluut. Maar ik ben geen gadgetfreak, die de laatste snufjes moet hebben. En ik ben zeker niet de grenzen van technologie uit het oog verloren. Ik was bijvoorbeeld niet verrast toen de luchthaven van Zaventem aankondigde te stoppen met gezichtsherkenning. Het is nog bijzonder moeilijk dat voldoende accuraat te laten werken zonder enige vorm van vooroordelen of bias.”

Via gezichtsherkenning houdt de Chinese overheid het doen en laten van zijn burgers nog meer in het oog.

DE KETELAERE. “Ik voel me niet de beste persoon om uitspraken te doen over China. Ik ken de cultuur en het land onvoldoende om uit te maken of de bevolking er een probleem mee heeft of niet.

“Meer algemeen, elke technologie kan met goede en slechte bedoelingen ingezet worden. Bovendien is het een kat-en-muisspel. Er worden volop camera’s ingezet om mensen te observeren, maar er zijn ook al technieken beschikbaar om die systemen in de war te brengen. De technologie is, zoals altijd, sneller dan de wetgeving.”

Verwachten we te veel van technologie?

DE KETELAERE. “Passie voor technologie verblindt ingenieurs soms voor de ethische en maatschappelijke complicaties. Ik vind dat ethiek een verplicht vak moet worden in ingenieursopleidingen. We hebben almaar meer een directe impact op het leven van mensen, of ze bijvoorbeeld al dan niet een lening of een baan krijgen. We moeten ons meer spiegelen aan artsen en hun eed van Hippocrates.”

Misschien moeten programmeurs aansprakelijk gesteld worden voor foute algoritmes, zoals architecten voor constructiefouten.

DE KETELAERE. “Dat vind ik een slecht idee. Je weet als ingenieur, programmeur of datawetenschapper eigenlijk niet hoe en waar je creaties worden gebruikt. Je kan het beste systeem voor ogen hebben, finaal kunnen financiële en andere prioriteiten voorrang krijgen. Daarom kan je hen ook niet als de enige verantwoordelijk houden. Bedrijven zien hoe Google en co enorm veel geld verdienen met artificiële intelligentie en willen dat ook doen. Maar daardoor dreigen ze onbesuisd te werk te gaan en bijvoorbeeld hun juridische afdeling niet genoeg te betrekken. Die heeft meer oog voor risico’s als discriminatie of diversiteit.

“Natuurlijk moeten ingenieurs ook meer ijveren voor ethisch gebruik van technologie. Tijdens mijn doctoraat in 1994 moest ik een AI-algoritme maken dat het aantal ingeleide geboortes in Nieuw-Zeeland zou beperken. De overheid zag dat het aantal inleidingen spectaculair was toegenomen en wou de gynaecologen ondersteunen om een betere beslissingen te nemen. Mijn algoritme leek goed te werken, maar de artsen zeiden vlakaf dat ze het niet zouden gebruiken. Ik dacht eerst dat ze de technologie wantrouwden, maar de reden was veel banaler. De bevalling is het meest lucratieve onderdeel van hun werk en door mijn algoritme zouden ze de zaken financieel niet meer optimaal kunnen inplannen. Ik wilde mijn algoritme niet aanpassen en heb uiteindelijk mijn doctoraat niet afgemaakt.”

Naast ethiek is diversiteit een van de andere werkpunten van uw sector.

DE KETELAERE. “Diversiteit is een belangrijk thema, ik wil ook graag een goed rolmodel zijn om meer vrouwen naar de IT te trekken. Minstens even belangrijk vind ik interdisciplinariteit. In de discussie over meer wiskunde, wetenschap en technologie in het onderwijs moeten we opletten dat we, door enkel belang te hechten aan die STEM-vakken, jongeren niet met oogkleppen opzadelen. Hoe meer AI ingang vindt, hoe belangrijker sociale vaardigheden en creativiteit worden. Dat cultiveer je door in dialoog te gaan en je in te leven in andere mensen. Daar heb je dan weer een breed interesseveld en brede achtergrond voor nodig.”