Het aantal internetgebruikers steeg de laatste vijftien jaar van 36 miljoen naar 2 miljard. Je zou zeggen: met een wereldbevolking van 7 miljard is het einde van de spectaculaire groei wel in zicht. Fout. Want de grote horde toekomstige nieuwe internetgebruikers bestaat niet uit mensen, maar uit ‘dingen’. Steeds meer apparaten zullen in de toekomst een netwerkverbinding hebben. Na de pc en de smartphone, komen binnenkort de auto’s, koelkasten, thermostaten, medische sensoren, veiligheidssystemen en het speelgoed online - om maar een paar voorbeelden te noemen. Het internet verandert hierdoor in wat al het ‘Internet of Things’ is gedoopt, met fenomenaal grote nieuwe datastromen tot gevolg.

Die komen bovenop de extra hoeveelheden dataverkeer doordat er steeds meer video online wordt gekeken, van steeds hogere kwaliteit, en doordat het aantal aangesloten mensen nog steeds doorgroeit. En dan is er nog de trend naar cloud computing: mensen en bedrijven kopen niet meer zelf uitgebreide hard- en software, maar maken via internet gebruik van de systemen die derden aanbieden. Een voorbeeld hiervan zijn de tools die Google aanbiedt.

En dan hebben we het nu alleen nog over de groeifactoren die we al kennen, waarschuwt Liotta; wie weet wat voor andere nieuwe toepassingen er nog aankomen die veel dataverkeer met zich mee brengen. Ter herinnering: zeven jaar terug bestond YouTube nog niet. De Italiaanse hoogleraar, die in 2008 aan de TU/e begon, is er duidelijk over: de bestaande netwerkprotocollen die het dataverkeer regelen, zijn letterlijk en figuurlijk uit de vorige eeuw en kunnen dit uiteindelijk niet meer aan.

Dit besef sijpelt steeds meer door in de wetenschappelijke wereld. Twee, drie jaar geleden bleek de belangstelling voor zijn visie nog gering. Liotta: “Technici zeggen vaak, ‘if it works, don’t fix it’.” Inmiddels is het zoeken naar een oplossing voor de steeds uitdijende netwerken een ‘hot item’. Sterker nog, volgens Liotta is het ‘the billion dollar question’ geworden: Als we het internet nu opnieuw zouden mogen bedenken, en we konden het in een keer vervangen, hoe zou het er dan uit zien? De wetenschappers kunnen inmiddels op steun van politici rekenen. De EU alleen al trok in het zevende Framework-program een half miljard uit voor het antwoord op deze vraag.

Het internet is inmiddels veel complexer dan het menselijk brein, stelt de Italiaan, maar we gebruiken een veel simpeler protocol dan de hersenen. Zo worden alle datapakketjes op het internet op dezelfde manier behandeld. Streaming video krijgt dezelfde voorrang als e-mail. Terwijl een e-mailtje best een minuutje op zich mag laten wachten, zorgt in video een gat van minder dan een seconde al tot irritatie. Ook spam, dat tachtig procent van het wereldwijde mailverkeer beslaat, krijgt net zoveel voorrang. Bijkomend probleem is dat het datatransport verre van vlekkeloos loopt: één op de tien datapakketjes komt momenteel niet aan, en moet opnieuw verstuurd worden.

Het moet dus anders, maar hoe? Liotta is ervan overtuigd dat de oplossing zit in ‘opportunistische, cognitieve netwerken’; intelligente, lerende netwerken. Als inspiratie kijkt hij naar de kennis over biologische en neurale netwerken, netwerken die zijn geëvolueerd over miljoenen jaren tijd. Netwerken die ‘natuurlijk’ zijn ontstaan hebben als gemeenschappelijk kenmerk bijvoorbeeld dat ze korte paden hebben; je hoeft altijd maar over een handvol knooppunten om bij je doel te komen. En dat is efficiënt.

Liotta put uit meerdere kennisgebieden om betere netwerkprotocollen te gaan maken. Zelfsturende netwerken is er één van. Een voorbeeld hiervan is het autonome zenuwstelsel van de mens, dat de onbewuste lichaamsfuncties controleert zonder enige interventie. ‘Machine learning’ is een andere bron. Hierbij worden apparaten zo geprogrammeerd dat ze al proberend leren hun taak beter uit te voeren; soms letterlijk met vallen en opstaan. En door de natuur geïnspireerde netwerken is een tak die oplossingen aanreikt. Denk aan de manier waarop mieren hun weg naar voedsel vinden (ze laten geursporen achter). En de manier waarop vuurvliegjes tegelijk oplichten. Ook dat zijn feitelijk netwerkstructuren.

Liotta gaat zich in de toekomst richten op het onderzoek. De komende tijd neemt de onderzoeksgroep versimpelde versies van netwerken onder de loep en werkt verdere ideeën uit. Het ligt in de lijn der verwachting dat daarna een multidisciplinair team wordt gevormd met onder meer psychologen, sociologen, statistici en biologen- zodat er ook zicht komt op ingewikkeldere varianten. (IJ/JvG)

Prof.dr. Antonio Liotta houdt op 10 juni zijn intreerede met als titel Cognitive Interconnections, in de Blauwe Zaal, vanaf 16.00 uur. Daarvoor is er een symposium over dit onderwerp, getiteld Autonomic Networks at the Heart of the Future Internet. Deze week verschijnt ook zijn boek ‘Networks for Pervasive Services’. Daarin beschrijft hij hoe je het beste functionaliteiten kunt toevoegen aan het web. Het boek is gratis te downloaden voor TU/e-studenten en -medewerkers via http://bit.ly/pervasive-networks.