Niet alleen Amerikaanse en Chinese bedrijven schetsen de toekomst van ai, ook het Duits-Nederlandse Zander Labs drukt zijn stempel op de ontwikkelingen. En als de voortekenen niet bedriegen, is die afdruk aanzienlijk. Want de volgende fase in ai is neuro-adaptief, het terrein waarop het Delfts-Berlijnse bedrijf voorloper is.
Het bedrijf met wortels in de Brandenburg TU werkt aan een naadloze verbinding tussen ai en het menselijke brein. Enorme vooruitgang is geboekt bij het begrijpen van hersensignalen. Het analyseren van data afkomstig van het menselijke brein duurde tot voor kort weken of zelfs maanden. Dit kan nu in milliseconden.
Voor de deur staat ai die meedenkt. Door deze persoonlijke verbinding ontstaat een intuïtieve ai. De grenzen van ai worden hiermee verschoven waardoor nieuwe mogelijkheden ontstaan. Voordelen zijn haalbaar in allerlei sectoren, van de werkomgeving tot gaming en van luchtvaart en defensie tot de zorg.
Prof. Thorsten Zander, oprichter en hoofdwetenschapper van het gelijknamige Zander Labs, ziet ai weldra direct samenwerken met ons denken. Tijdens de World Summit AI in Zaanstad/Amsterdam, waar Computable een gesprek met hem had, legt de Duitser uit dat er twintig jaar r&d voorafging aan de nieuwe technologie van passive brain-computer interfaces. Nauw daarmee verbonden is de neuro-adaptieve technologie.
Nummer één
Begin vorige maand klom Zander Labs naar de nummer-één-positie in de Deloitte Technology Fast 50, met een groeipercentage van 9.950 procent over de afgelopen vier jaar. Ceo Jonathan Zwaan schat het totale marktpotentieel op tachtig à vierhonderd miljard euro. En in tegenstelling tot andere techbedrijven wil Zander Labs in Europa blijven.
Het bedrijf realiseert vooral grote vooruitgang bij de ontwikkeling van realtime-verbindingen tussen hersenen en computers, zodat digitale ervaringen natuurlijk en persoonlijk aanvoelen. Thorstens ambitie is ai-systemen te ontwikkelen die integreren met menselijke cognitie; het vermogen van de hersenen om informatie te begrijpen en te gebruiken.
Al heel lang wordt gedroomd van technologie die direct aanvoelt wat er in ons hoofd gebeurt en zich daar op aanpast. Systemen die niet alleen reageren op ons gedrag maar ook op onze beleving maken de interactie tussen mens en computer intuïtiever en persoonlijker. Zander bouwt en test al systemen die onze gedachten, emoties en ook waarden in realtime begrijpen. Een voorbeeld is een ‘rij-systeem’ dat rekening houdt met stress, vermoeidheid, aandacht en werkdruk. De rij-assistent zet het geluidsvolume van het audiosysteem zachter, blokkeert binnenkomende telefoontjes of maakt de rijstijl minder inspannend. Een ander voorbeeld is een gadget dat zich aanpast aan de gebruiker. Zelfs bij een besturingssysteem als Microsoft Windows is op deze manier de gebruikservaring te verbeteren. Ook draagt het bij tot meer veiligheid. Denk aan risicovolle omgevingen zoals de luchtvaart, chirurgie of het verkeer.
Daarnaast valt meer ‘mensachtige’ ai te ontwikkelen. Betere ai-systemen zijn mogelijk door deze te voeden met data afkomstig van de hersenen. Je kunt bij een auto-pilot zien wat het systeem over het hoofd zag. Een mens ziet soms dingen die de sensoren niet waarnemen. Een robot met ai werkt beter als deze van een mens kan leren. Het menselijk brein fungeert daarbij als inspiratiebron. Neuro-ai gebruikt inzichten uit de hersenwetenschappen om nieuwe algoritmen en modellen te ontwikkelen, terwijl ai op zijn beurt helpt om hersenactiviteit te simuleren en te analyseren.
Geen sciencefiction
Zander verwacht dat de directe communicatie tussen brein en machine binnenkort geen sciencefiction meer zal zijn. De vooruitgang gaat sneller dan Thorstens twintig jaar geleden aan het begin van zijn wetenschappelijke carrière had kunnen bevroeden. Zo zijn problemen met moeizame kalibratie eerder opgelost dan werd gedacht.
Zander zet zoals gezegd in op passieve brain-computer interfaces. Anders dan traditionele brain-computer interfaces (bci’s) hoeft de gebruiker niets te doen om de systemen te controleren. Het is zelfs niet nodig om aan iets speciaals te denken. Passieve bci’s werken op de achtergrond aan de hand van hersenactiviteit zonder dat iemand zich ergens bewust van hoeft te zijn. Sensoren (vaak een elektro-encefalogram) geven iemands mentale of emotionele staat automatisch door. Dit gebeurt door toepassing van realtime-decodering van signalen die iemands cognitie weergeven.
Zander werkt aan een snelle en correcte feedback-lus en legt zich daarbij toe op neuro-adaptieve technologie. Deze techniek gebruikt realtime-metingen van neurofysiologische activiteit binnen een gesloten regelkring om intelligente software-aanpassing mogelijk te maken. Tijdens de conferentie in Zaanstad demonstreerde Zander hoe gebruikers de bewegingen van een computercursor naar een aangewezen of zelfgekozen doelwit konden leiden zonder zich daarvan bewust te zijn. De cursor beweegt eerst in willekeurige richtingen. De reactie van de hersenen van de gebruiker verraadt of deze bewegingen kloppen. Na verloop van tijd kan het algoritme de gewenste bewegingsrichting afleiden. De cursor leert waar het doel is en gaat daar steeds sneller naar toe.
Mentale staat
Grote vooruitgang is geboekt bij de kalibratie, het proces dat bepaalt of gemeten waarden van iemands mentale staat juist zijn. Zander Labs ontwikkelde daartoe universele classificaties, die in elke context zijn te gebruiken, ongeacht de toegepaste sensoren. Grote hoeveelheden data zijn nodig om hiervoor generalisaties te maken. Deze zogeheten classifiers zijn te optimaliseren door data van heel veel mensen te gebruiken. De variabiliteit van het brein wordt daarmee ondervangen. Tot stand kwam een gepatenteerde plug & play-gegevens-verwerkingsmethode die continue hersenactiviteit interpreteert om realtime-inzicht te bieden in mentale toestanden.
Een classifier staat voor de detectie van zo’n geestestoestand. Voorheen duurde het ongeveer een halfuur voordat de kalibratie gereed was, nu is kalibratie niet eens meer nodig. Zander heeft de eerste drie classifiers (bijvoorbeeld stress) klaar. Elke maand komt daar een nieuwe bij.
Privacy
De stap naar een echt product is niet groot meer. Om redenen van privacy komen deze classifiers niet in de cloud. Alle data worden in een chip verwerkt, een eigen ontwikkeling van Zander Labs. De gegevens komen niet naar buiten, zodat de bescherming van iemands persoonlijke levenssfeer is gewaarborgd. De opslag van data duurt enkele seconden. Alleen de interpretaties komen uit het systeem op de chip. De gebruiker is daarbij volledig in controle en blijft baas over de eigen data. Het hele systeem is ready made en plug & play. Zander slaagde erin de problemen rond het opschalen op te lossen.
De volgende uitdaging is de kostprijs te verlagen zodat deze technologie binnen het bereik van consumenten komt. Het trainen van gebruikers duurt tussen maximaal vijftien minuten. De training van machines vergt tien tot 45 minuten. Op langere termijn zijn applicaties te verwachten waarbij de machine hersenfilmpjes-data (EEG) online interpreteert.
Eind volgend jaar valt al commercialisatie van het passieve brain-computer interface-platform te verwachten. Dat zal een eenvoudige versie zijn die een tot twee geestestoestanden herkent, zoals werkdruk en verrassing. Die versie is dan te gebruiken voor een human-computer interface of ai-leer-interactie. De hele softwarestack zal volgend jaar gereed zijn, inclusief de security.
Op komst is mobiele draagbare hardware. Kern is de EEG die nauwelijks opvalt en modulair is. Naast het system-on-a-chip ontwikkelt Zander Labs ook een amplifier die achter het oor wordt gedragen en de signalen van de elektroden versterken. Deze amplifier krijgt een omvang van twee één-euromunten, een vergaande miniaturisatie.
Na 2026 beginnen voor Zander Labs de vijf jaren van de waarheid. Is de basis van r&d en algoritmes gelegd, nu komt het aan op verdere ontwikkeling, schaalvergroting, bruikbaarheid, betrouwbaarheid, customization én marketing.
