Boeken

Tuesday, February 17, 2009

Cyborg Kevin Warwick

Dit artikel is gepubliceerd in De Ingenieur 30 januari 2009

Zijn cyborgexperimenten zijn controversieel. Sommige collega’s vinden hem vooral mediageil. Maar hoogleraar cybernetica Kevin Warwick wil grenzen verleggen tussen mens en machine. Zijn droom: zijn eigen brein via een implantaat direct koppelen aan dat van een ander.

Naam: Kevin Warwick
Leeftijd: 54
Titels: prof. dr.
Opleiding: Op zijn zestiende verliet hij de middelbare school om bij British Telecom te gaan werken. In 1976 studeerde hij alsnog af in de elektrotechniek aan de Aston University in Birmingham. Hij promoveerde in 1982 aan het Imperial College in Londen.
Functie: Hoogleraar cybernetica aan de University of Reading, sinds 1987. In 2000 gaf hij de beroemde Royal Institution Christmas Lectures, een serie van vijf lezingen onder de titel ‘The rise of the robots’. Het bekendst werd hij in 2002 met zijn project Cyborg 2.0, waarbij zijn vrouw en hij via twee geïmplanteerde chips zenuwprikkels aan elkaar konden doorgeven.


Een goedlachse Kevin Warwick laat het litteken aan de binnenkant van zijn linkerpols zien: “Hier is het implantaat naar binnen gebracht”, zegt hij. Dat was in 2002. Een klein array van honderd elektroden werd na een urenlange operatie direct gekoppeld aan zijn polszenuwen. Warwick leerde vervolgens om met zijn zenuwprikkels een robotarm aan te sturen. Op bezoek in New York werd hij zelfs verbonden met een computer van de Columbia University, om van daaruit, via het internet, een robotarm te controleren bij zijn thuisuniversiteit in het Engelse Reading, aan de andere kant van de oceaan.

Toen dat allemaal was gelukt, volgde het spannendere tweede deel van het experiment. Warwicks vrouw Irena kreeg ook een chip geïmplanteerd. Beide chips konden zowel elektrische signalen van de zenuwen oppikken, als ook elektrische signalen aan de zenuwen doorgeven. Het opgepikte signaal werd verwerkt door een computer en vervolgens draadloos doorgegeven aan de geïmplanteerde chip van de partner.

“Dat was het opwindendste experiment uit mijn leven”, vertelt Warwick tijdens een interview in Tilburg. De plaatselijke universiteit had hem in december uitgenodigd op een congres over de maatschappelijke gevolgen van nieuwe technologieën. “Wanneer mijn vrouw haar hand samenkneep, voelde ik een soort stroompje naar mijn vingers lopen. Het was best aangenaam. Zij vond het pijnlijker. Wanneer ik mijn hand samenkneep, voelde zij dat er een soort bliksemflits door haar hand schoot.”

Het duurde trouwens zes weken voordat Warwicks hersenen het binnenkomende signaal juist wisten te interpreteren. In de eerste twee weken experimenteerden de onderzoekers met de amplitude en de frequentiecomponenten van het signaal, om te kijken op welke manier Warwick het aangeboden signaal het beste herkende. Daarna moest zijn brein leren om het ook te herkennen als een extern signaal, niet als een prikkel van zijn eigen arm. Pas toen Warwick in uitgebreide tests elk extern aangeboden signaal ook als extern herkende, werd hij op afstand verbonden met de chip van zijn vrouw.

Warwick: “Het was de eerste keer dat de gevoelens van twee mensen zo direct aan elkaar werden doorgegeven. Voor mij is dit de eerste stap op weg naar een directe uitwisseling van gedachten tussen twee mensen.”

Mens 2.0
Warwick wil de grenzen tussen mens en machine laten vervagen, en hij schuwt daarbij controversiële experimenten en grote uitspraken niet. In een essay voor het tijdschrift Wired schreef hij in het jaar 2000: “Ik ben als mens geboren, maar dat was een toevallig ongeluk. Ik geloof dat we de macht hebben om dat te veranderen.”

“Waarom zou ik me moeten beperken tot het lichaam dat ik heb?”, zegt hij ook nu nog vol overtuiging. “Ik zou mijn lichaam graag upgraden zodat ik bijvoorbeeld ook ultrasoon geluid of infrarood licht kan waarnemen. Het experiment samen met mijn vrouw was daar een eerste stap in. Zo’n upgrade is voor mij persoonlijk het meest uitdagend. Maar daarnaast heeft dit onderzoek een belangrijke medische relevantie. Je zou mensen die verlamd zijn, blind, of welke andere handicap dan ook hebben, via een machine-extensie van hun handicap willen verlossen.”

Warwick werkt op dit terrein samen met het Stoke Mandeville Hospital, dat wereldwijde bekendheid geniet op het terrein van dwarslaesieoperaties. Het nut van de medische toepassingen van mens-machine-interactie, is iedereen wel duidelijk. Maar gelooft hij echt dat mensen zichzelf willen upgraden om als cyborg verder door het leven te gaan? “Elke dag ontvang ik een paar e-mails van mensen die zich als vrijwilliger aanbieden voor een cyborgexperiment”, antwoordt de hoogleraar cybernetica. “Vooral jonge mensen willen de grenzen tussen mens en machine graag verleggen. Natuurlijk zijn er mensen die het niet willen, of er zelfs ethische bezwaren tegen hebben. En ja, ook ik neem risico’s. Maar als je als eerste een cyborgexperiment doet, dan weet je niet wat er gaat gebeuren. Het is dat pionieren dat mij drijft.”

Wetenschappelijk gekkenwerk
Warwicks implantaten staan inmiddels tentoongesteld in het Science Museum in Londen. En hij geeft lezingen over de hele wereld. Desalniettemin hebben veel collega’s grote twijfel over het wetenschappelijke nut van Warwicks experimenten. Peter Fromherz van het Max Planck Instituut voor Biochemie in Martinsried (Duitsland) zei in februari 2002 in het wetenschappelijke tijdschrift Science: “Warwick is een zeer interessante persoon. Maar het werk dat hij doet, is wetenschappelijk gekkenwerk.” En vragen als of de mens zijn eigen brein kan upgraden met een extern geheugen, noemt Fromherz veel te prematuur.

Toen Warwick in 2000 werd uitgenodigd om de prestigieuze Royal Institution Christmas Lectures te geven, wekte dat heel wat wrevel op bij Engelse collega’s. Blay Whitby van de Engelse Sussex University, een expert in de kunstmatige intelligentie, zei tegen de BBC over Warwicks uitspraak dat robots in de wereld uiteindelijk de macht van mensen overnemen: “De meeste mensen in het veld vinden dat hij valse verwachtingen wekt en valse angsten oproept. De meerderheid gelooft dat robots nog nauwelijks in staat zijn een opbergkast te ordenen, laat staan dat ze de wereld kunnen veroveren.”

Roboticaonderzoeker Inman Harvey van dezelfde Sussex University reageerde nog korter. Hij noemde Warwick een ‘hansworst’. Warwick laat zich echter niet afschrikken door zulke commentaren: “Ik wil iets met mijn leven doen. Ik wil een cyborg zijn.”

Robot met rattenbrein
Het jongste cyborgproject waaraan Warwick met collega’s aan de Universiteit van het Engelse Reading werkt, is ‘Gordon’: de robot met een rattenbrein. “Ons doel is in eerste instantie om te onderzoeken hoe herinneringen in een biologisch brein worden opgeslagen”, zegt de cyborgpionier.

Uit een rattenfoetus hebben de Engelse onderzoekers hersencellen gehaald die in een speciaal bakje van acht bij acht centimeter worden gecultiveerd. Waar een volledig rattenbrein zo’n miljoen hersencellen bevat, bevat het bakje er typisch honderdduizend. Het bakje is verbonden met een array van zestig elektroden. Dit array is het interface tussen de levende wereld van het mini-rattenbrein en een robot op wieltjes. De activiteit van het gecultiveerde klompje hersencellen stuurt de beweging van de robot aan. De robot kan rondrijden in een rechthoekige bak. Via een ultrasone sensor neemt hij de buitenwereld waar. Het idee is dat hij uit het teruggekaatste ultrasone geluid kan opmaken waar hij zich ten opzichte van de wanden bevindt, zoals een vleermuis zijn omgeving waarneemt. De robot heeft geen andere controle van mens of computer. De enige controle komt van het klompje rattenhersencellen.

In augustus 2008 kwam Warwicks onderzoeksgroep met het eerste persbericht naar buiten. Warwick: “We hebben het bakje een uur per dag met de robot verbonden. Langer lukt nog niet. Maar toch zagen we al binnen een week dat er een soort breinachtige activiteit ontstaat die vergelijkbaar is met wat in een echt rattenbrein gebeurt. En dat terwijl de enige stimulus van de ultrasone sensor komt. Het rattenbreintje stuurt de robot aan, en de robot rijdt rond.”
Maar dat is het dan ook. Van intelligent rondrijden volgens een of andere strategie is nog geen sprake. De vraag is zelfs of Gordon momenteel meer vertoont dan een willekeurig gedrag. Maar Warwick is optimistisch: “Aan de ene kant onderzoeken we nu hoe we het breintje langer kunnen laten leven, en aan de andere kant onderzoeken we hoe het herinneringen vormt, en hoe we het kunnen leren om op een slimme manier rond te rijden. We zouden de robot willen leren objecten te ontwijken en niet tegen een wand aan te botsen. Dat leren kunnen we bevorderen door elektrische of zelfs chemische beloningsprikkels te geven.”

In een column voor het Research Magazine van de Universiteit van Tilburg schreef de cyborgpionier eind 2008: “Momenteel zijn we bezig met het verbinden van audio in- en output naar Gordons elektroden, gedeeltelijk zodat we Gordon kunnen leren om in een richting te bewegen die wij hem willen laten opgaan, maar ook om de mogelijkheid tot een nieuwe vorm van communicatie te openen. Een van de eerste vragen die ik Gordon zou willen stellen, is: ‘Wie of wat denk je dat je bent?’” Waarna Warwick zijn column retorisch besluit met de vraag: “Zal ik dan al tevreden zijn als Gordon antwoordt: ‘42’?”

Van brein tot brein
Warwick wil de rollende Gordon binnen een half jaar voorzien van een breintje bestaande uit menselijke hersencellen, gehaald uit een menselijk embryo. “Ik wil graag weten of we een verschil zien met het gebruiken van hersencellen uit een rat. Ik ben ook benieuwd hoe de maatschappij tegen dat experiment zal aankijken. Vindt de maatschappij dat dit mag, of verwerpt men zo’n experiment? Het experiment zal allerlei filosofische vragen oproepen. Ongetwijfeld zullen er mensen zijn die het verwerpen, maar ik heb ook al e-mails gehad van mensen die hun hersencellen na hun dood wel ter beschikking wilden stellen voor zo’n experiment.”

De ultieme droom van de hoogleraar cybernetica is om zijn eigen brein via een implantaat direct met het brein van een ander te laten communiceren. Dat is het tweede project waaraan hij momenteel werkt. Samen met zijn Reading-collega’s onderzoekt hij wat de beste plek in het brein is om een array met elektroden te implanteren. Zelf wil hij wel een implantaat in zijn brein laten aanbrengen, iets wat in de vorm van Deep Brain Stimulation momenteel alleen maar een optie is voor patiënten met zeer ernstige epilepsie, Parkinson of dwangstoornissen. Een implantaat inbrengen in de hersenen is niet zonder risico.

Het is maar zeer de vraag of Warwicks droomexperiment iets zinvollers oplevert dan opwinding bij hemzelf. Gedachten en gevoelens zitten niet op één plek in het brein, maar hebben te maken met uitgestrekte netwerken, die we nog geheel niet in wetenschappelijke kennis kunnen vatten. “OK, gedachten en gevoelens zitten niet op één plek in het brein,” countert Warwick, “maar toch kunnen hersenimplantaten al iets van gedachten oppikken. Zo kreeg de bij een steekpartij verlamd geraakte Amerikaan Matthew Nagle in 2004 een brein-computerinterface geïmplanteerd. Door te denken kon Nagle de cursor op een computerscherm aansturen. Zo kon hij een tv bedienen of e-mail checken. Wat wel of niet praktisch mogelijk is, kunnen we alleen maar ontdekken door het uit te proberen.”


Internet
Homepage van Kevin Warwick: www.kevinwarwick.com/
You-Tube-filmpje ‘Cyborg Life’: www.youtube.com/watch?v=RB_l7SY_ngI
You-Tube-filmpje over de robot met een rattenbrein: http://www.youtube.com/watch?v=wACltn9QpCc