Professor Luc Steels leert legostenen praten

door Maurice Schaeken

Legoblokken en kunstmatige intelligentie. Wat hebben die nou met elkaar te maken? Op het eerste gezicht niets. Maar als je je verdiept in het onderzoek van Luc Steels, wordt het verband duidelijk. Deze Belgische hoogleraar gebruikt namelijk robotjes van Lego bij zijn onderzoek naar het ontstaan van intelligentie. Hij ontdekte dat deze robotjes, slechts voorzien van zeer simpele instructies, kunnen leren. Zij veranderen hun gedrag als de situatie daarom vraagt. Ook merken ze dat samenwerking loont. Nu wil Steels de legowagentjes leren praten. Hij komt woensdag 2 oktober op uitnodiging van Studium Generale naar Eindhoven om erover te vertellen.

De meeste mensen praten op dezelfde manier tegen hun baby als tegen hun huisdier. Toch zal een hond van zijn levensdagen niet verder komen dan een ‘grrrr’, ‘woef’ of een amechtige ‘piep’. Een mensenkind doet het veel beter. Binnen een paar maanden gaat het al van: ‘mamma’ en ‘pappa’. En eenmaal volwassen kan de mens voor zijn conversaties kiezen uit een vocabulaire van zo’n 100.000 woorden. Hoe doen wij dat toch? Of anders geformuleerd: waar komt taal vandaan en hoe slagen baby’s erin zich de taal van hun ouders aan te leren?
Linguistici houden zich met deze vraag bezig. Maar zij onderzoeken toch niet precies die dingen waar wetenschappers als Steels zich in interesseren. De linguïstiek concentreert zich namelijk meer op de verschijnselen van taal. Bijvoorbeeld: Welke zinnen ‘kunnen’ in het Nederlands wel en welke niet? Of: Bestaan er universele regels waar het Nederlands, het Frans maar ook het Swahili zich aan houden? Het antwoord op andere, fundamentelere vragen blijft echter open. Tot ongenoegen van wetenschappers als Steels. Zoals: Waarom bestaat taal? Waarom blijft een taal zich ontwikkelen? Waarom bestaan er zo veel verschillende talen? De Brusselse professor probeert met behulp van zijn onderzoek naar kunstmatige intelligentie het antwoord te vinden.

Woordenboek
De communicatie ‘van-mens-tot-mens’ bestaat uit een aantal deelaspecten. Voordat iemand iets tegen zijn gesprekspartner zegt, moet aan een aantal voorwaarden voldaan zijn. De spreker moet ten eerste in staat zijn de wereld om hem heen onder te verdelen in relevante dingen. Het ding waarop hij zit, het spul dat uit de kraan komt, dat doorzichtig geval tussen ‘buiten’ van ‘binnen’. De spreker moet een woordenboek in zijn hoofd hebben, die de betekenis vervolgens koppelt aan een bepaald woord. Stoel, water, raam. Daarna giet de spreker de gewenste woorden in een bepaalde volgorde: de syntax. Zo kan in het Nederlands de zin ‘Ik niet hem zien’ niet, maar in het Frans bijvoorbeeld wel. En tenslotte moet de spreker de mogelijkheid hebben de boodschap over te brengen, hij moet de juiste geluiden weten te produceren.
Er bestaan in de wetenschap verschillende scholen om de menselijke communicatie te verklaren. Een zoekt de oorsprong in een plotselinge dan wel geleidelijke genetische mutatie. Op een gegeven moment bleek de mens daardoor in staat om te praten, zowel qua intelligentie als spraakvermogen. Taal is ons dus aangeboren, volgens deze verklaring. Dit betekent echter wel dat veranderingen alleen plaatsvinden volgens het proces van genetische evolutie. Aanpassing kan dan alleen van generatie op generatie en dat kost veel tijd. Het laat zich ook niet rijmen met de realiteit van alledag. De gesprekken van nu klinken toch heel anders dan die van enkele jaren terug.

Interactie
Steels zoekt het ergens anders, namelijk in de zogenaamde evolving complex adaptive systems. Zo’n systeem bestaat uit een aantal individuele deelnemers die in staat zijn te leren. Het systeem kan zich zo aanpassen aan veranderingen, zonder controle van bovenaf. In het leven van alledag zijn wij die deelnemers. In Steels’ nagebootste wereld, het Brusselse laboratorium voor Artificiële Intelligentie, rijden legorobots rond. Taal zit volgens deze hypothese niet in de participanten zelf, maar het zweeft in het systeem. Niemand heeft er controle over. Sterker, niemand bezit een volledige handleiding, dus het onderzoeken van een individu heeft geen zin. De taal zit ‘m in de interactie. Het onderzoek van Steels laat daarom enkele robots met elkaar communiceren.
Iedere legowagentje heeft slecht een eenvoudig setje instructies. Zo moet het ten eerste een woord kunnen vormen. De robot verzint bijvoorbeeld ‘TR’ voor het kenmerk ‘groot en zwaar’. Het moet ten tweede een woord kunnen overnemen. Als twee wagentjes ‘klein en rond’ bedoelen en de ene noemt dat ‘ZL’, dan moet de andere dat ook gaan gebruiken. Tot slot moeten zij het succes bijhouden dat een bepaalde interactie oplevert. Zo blijven uiteindelijk de beste associaties bewaard. Steels heeft aangetoond dat als tien verschillende robotjes vijf verschillende woorden hebben voor een betekenis, er uiteindelijk ook maar één woord overblijft. Het systeem organiseert zichzelf, als het ware. Met deze smalle basis aan instructies blijkt veel mogelijk. Nieuwe wagentjes kunnen zonder problemen het systeem binnenrijden. Uitgerust met dezelfde instructies leren ze net zo snel als hun collega’s. De onderzoekers kunnen ook eenvoudig nieuwe eigenschappen toevoegen. Mits de robots ze kunnen detecteren, verzinnen ze er gewoon een nieuw woord voor.
Uiteindelijk zou dit soort onderzoek licht kunnen werpen op het ontstaan van de taal. Veel werk moet nog gebeuren. Want gesprekken tussen mensen bestaan uit meer dan het uitwisselen van losse woorden. Maar het begin is er.

Professor Luc Steels komt op uitnodiging van Studium Generale naar Eindhoven om een lezing te geven over zijn onderzoek. Hij zal spreken op woensdag 2 oktober in de blauwe zaal van het auditorium, van 11.45 tot 13.00 uur.