Een halve eeuw geleden, 2001: A Space Odyssey stelde zich een toekomst voor die werd gevoed door high-tech computers die dachten, leerden en zich aanpasten. Centraal in deze visie stond HAL (heuristisch geprogrammeerde ALgorithmic computer) 9000, de 'sentient' computer die het bemanningsschip Discovery One bestuurde. In de film stond HAL als missiecontrolecentrum, levensondersteuning en zesde bemanningslid, waardoor een ambitieuze Jupiter-missie mogelijk werd voor de zes astronauten van het schip.
gerelateerde inhoud
- 2001: HAL 9000 van A Space Odyssey was oorspronkelijk een vrouw
- Top 5 "Science Done Right" -momenten in films
Terwijl we kijken naar het sturen van de eerste mensen naar Mars, glinstert het idee van HAL opnieuw in de voorhoede van onderzoekers. Ongeveer 15 jaar vanaf nu is NASA van plan om de eerste mensen in een baan rond de rode planeet te brengen, wat betekent dat ze verder van de aarde reizen dan ooit tevoren. In tegenstelling tot maanbezoekers kunnen deze astronauten niet vertrouwen op grondbediening voor een snelle oplossing. Als er iets misgaat, hebben ze tot 40 minuten de tijd om een antwoord van de aarde te krijgen.
"'Houston, we hebben een probleem' is niet echt een geweldige optie, omdat de reactie te traag is, " zoals Ellen Stofan, voormalig NASA-hoofdwetenschapper, vorige maand op een top over diepe ruimtevaart van de Atlantische Oceaan heeft gezegd. "Ik blijf zeggen, we hebben een leuke HAL nodig."
Toen het in 1968 in de bioscoop kwam, werd 2001 snel een iconisch gedachte-experiment over de toekomst van de mensheid in de ruimte. Geprezen om zijn innovatieve visie en aandacht voor wetenschappelijke details, werd de film in WIRED magazine geprezen als "een zorgvuldig uitgewerkte voorspelling voor de toekomst."
HAL werd bij uitbreiding een belangrijke culturele referentie voor iedereen die aan kunstmatige intelligentie en de toekomst van computers denkt. Het kan spreken, luisteren, gezichten en (belangrijker) lippen lezen, emoties interpreteren en schaken; In 2015 noemde WIRED hem een 'proto-Siri'. De bemanning hangt er voor alles van af - wat een probleem wordt wanneer, op 80 miljoen mijl van de aarde, HAL zich grillig begint te gedragen.
Dat komt omdat de HAL van 2001 niet leuk was. Als de belangrijkste antagonist van de film, trok het de bemanning aan in een poging de missie te "redden".
"Toch maken veel wetenschappers zelf deel uit van de nalatenschap van HAL", schreef David Stork, nu computerwetenschapper bij het technologiebedrijf Rambus, in zijn boek HAL's Legacy uit 1996 . Voor het boek interviewde Stork enkele van die wetenschappers ter gelegenheid van de "verjaardag" van HAL (toen het voor het eerst operationeel werd) in de tijdlijn van de romanisering van 2001 .
"Je kunt niet anders dan geïnspireerd worden", zegt Jeremy Frank, een computerwetenschapper die leiding geeft aan de ontwikkeling van AI en andere geautomatiseerde technologie voor toekomstige menselijke NASA-missies uit 2001 en andere sci-fi-afbeeldingen van AI. Hij is het met Stofan eens dat AI van vitaal belang zal zijn voor menselijke diepe ruimtemissies. "We zullen absoluut iets moeten hebben."
Wat dat iets zal zijn, is nog niet duidelijk, zegt Frank. Van een echte HAL wordt verwacht dat hij te allen tijde levensondersteunende systemen bewaakt om rampen te voorkomen, stroomopwekking te beheren, eenvoudige stuurautomaatnavigatie uit te voeren, sensoren in de gaten te houden voor eventuele fouten en meer. Maar wat het ook inhoudt, deze AI helpt astronauten de dagelijkse details te bevrijden, zodat ze zich kunnen blijven concentreren op de missie en de wetenschap.
"De immense rol voor AI is om de mensen in staat te stellen uit de loopgraven te blijven", zegt Steve Chien, leider van de kunstmatige intelligentiegroep bij het Jet Propulsion Laboratory van NASA, die rovers en sondes helpt bij het kiezen van welke gegevens ze naar de aarde terugsturen, en zelfs selecteer objecten en gebieden om zelf te bestuderen. Voor AI betekent dit het overnemen van veel van de meer alledaagse onderhouds- en operatietaken van het ruimtevaartuig (en mogelijk een Mars-basis) zodat menselijke astronauten zich kunnen concentreren op meer abstracte taken zoals wetenschappelijke experimenten.
"Dat is een veel effectievere manier om wetenschap te doen", zegt Chien, wiens team AI-technologie heeft helpen ontwikkelen die is gebruikt voor de Curiosity-rover op Mars. "We willen niet dat de astronaut al zijn tijd besteedt om ervoor te zorgen dat het levensondersteuningssysteem werkt."
Voor een NASA-missie naar Mars kan kunstmatige intelligentie een deel van het werk overnemen dat nu door tientallen mensen wordt gedaan die 24 uur per dag in het missiecontrolecentrum in Houston, Texas werken. (James Blair / NASA) Maar een AI-systeem vragen om al die taken uit te voeren is geen sinecure, waarschuwt Frank. Zelfs tijdens normale operaties zou real-life HAL veel onafhankelijke systemen moeten beheren, waarvan sommige complex zijn om zelfstandig te werken. Opdat AI op verschillende situaties zou reageren, zouden de makers op al deze situaties moeten anticiperen en deze in kaart moeten brengen. "Het kost gewoon een enorme hoeveelheid tijd en energie om het probleem zelfs te beschrijven", zegt Frank.
"Er zullen veel gecompliceerde dingen zijn, van temperatuur en druk tot voedsel en navigatie", zegt Stork over de uitdagingen waarmee een AI elke minuut van een ruimtemissie zou worden geconfronteerd. In vroegere ruimtemissies werden deze uitdagingen aangepakt door grondcomputers, ijverige astronauten en zelfs NASA-personeel met schuifregels.
"Je hebt extreem geavanceerde computersystemen nodig", zegt Frank. "We zijn voorbij de dagen van naar de maan gaan met het soort rekenkracht dat in mijn iPhone zit."
Alles wat tijdens een ruimtemissie wordt gebruikt, moet naar de ruimte worden gesleept en in de kleine ruimtes van een ruimtevaartuig worden gebruikt, zegt Frank, om nog maar te zwijgen van het feit dat het op een beperkte stroombron kan draaien, meestal van een kleine nucleaire generator. Kortom, hoe geavanceerder de AI van een ruimtemissie, hoe meer computer je nodig hebt. Ondanks hoe ver technologie is gekomen, merkt Frank op, "software heeft massa."
Het integreren van al die software samen zal een van de grootste uitdagingen zijn bij het maken van een AI-computer voor ruimtevaartuigen, zegt Frank - het samenbrengen van afzonderlijke computersystemen die op verschillende aspecten zijn gericht, zal niet werken. Anders zou je kunnen eindigen met een situatie als een team van niet-meewerkende roeiers op een schip.
"Die tools zijn nooit gebouwd om met elkaar te worden geïntegreerd", zegt Frank, "laat staan een ruimteschip dat is gebouwd om op beperkte computers te werken."
In 2001 is het probleem niet het vermogen van HAL om zijn toegewezen taken te verwerken en uit te voeren. Integendeel, wanneer de astronauten sommige verwerkingsfuncties van HAL proberen uit te schakelen, wil hij de mensen doden om zichzelf te behouden. De bezorgdheid dat zo'n krachtige computer bedrieglijk zou kunnen worden, klinkt misschien strikt als de provincie sciencefiction. Maar in feite is het geen kleine uitdaging in de hoofden van onderzoekers.
"Die vraag bestaat in elk systeem dat we bouwen", zegt Chien. "Naarmate we meer en meer complexe systemen bouwen, wordt het steeds moeilijker voor ons om te begrijpen hoe ze met elkaar omgaan in een complexe omgeving."
Het is bijna onmogelijk om te weten hoe complexe kunstmatige intelligentie eigenlijk werkt. Veel computerwetenschappers beschrijven de manier waarop machines leren nog steeds als een 'zwarte doos'. Kunstmatige neurale netwerken functioneren vaak net als het menselijk brein. "Helaas zijn dergelijke netwerken ook net zo ondoorzichtig als de hersenen", schrijft Davide Castelvecchi voor de natuur . “In plaats van wat ze hebben geleerd op te slaan in een net blok digitaal geheugen, verspreiden ze de informatie op een manier die buitengewoon moeilijk te ontcijferen is.”
Dit maakt het moeilijk om te programmeren in faalkluizen, zegt Chien, omdat het onmogelijk voor te stellen is hoe een lerende, groeiende, aanpassende AI op elke situatie zal reageren.
Frank denkt dat het erop aankomt om zowel de computers als de astronauten die ermee werken correct te programmeren. "Je moet de AI gewoon als een ander onderdeel van het systeem beschouwen, en soms liegt je systeem tegen je, " zegt Frank. In 2001 kondigt HAL zichzelf "onfeilbaar en niet in staat van fouten" aan, maar zelfs de computers van vandaag zijn niet onfeilbaar. Mensen die met een AI-computer werken, moeten weten dat ze deze niet reflexmatig vertrouwen, maar behandelen als een normale computer die af en toe dingen fout kan doen.
Nu, 50 jaar sinds de release van 2001: A Space Odyssey, hoe dicht ligt de erfenis van HAL bij de visie van Stofan op diepe ruimtevaart?
"We hebben het nu in kleine stukjes en beetjes, " zegt Stork. Sommige van onze vorderingen zijn opmerkelijk - bijvoorbeeld, een vorm van AI zit in veel van onze zakken met stemherkenningstechnologie zoals Siri waarmee we in gesprek kunnen praten. Er is AlphaGo, de AI-computer die een menselijke kampioen van het ingewikkelde strategiespel Go versloeg. AI-computers hebben zelfs geschreven literatuur. Maar deze inspanningen kostten allemaal speciaal op maat gemaakte machines en jaren werk om deze unieke taken te voltooien.
"AI doet een heleboel ongelooflijke dingen in een heleboel gerichte taken, maar AI zo strategisch maken als een slimme mens?" Zegt Chien. "Dat is de uitdaging van morgen."
Dit vooruitzicht wordt uitdagender gemaakt door het feit dat NASA, anders dan Silicon Valley, de neiging heeft af te zien van de risico's van het uitproberen van nieuwe technologie, zegt Chien. Als het gaat om ruimtevaart, voegt hij eraan toe, is dit begrijpelijk. "Een miljoen dingen moeten goed gaan om het te laten werken", zegt Chien. "Er moeten maar een paar dingen misgaan om niet te werken."
Voor Frank lijkt het buitengewoon moeilijk om je ooit een AI-computer voor te stellen die alle functies vervangt van de mensen die werken in het grondcontrolecentrum van NASA, dat altijd bemand is met minstens zes mensen, 24 uur per dag, zeven dagen per week, zoals HAL kon. "Maar het goede nieuws is dat we denken dat je ze eigenlijk niet allemaal hoeft te vervangen", zegt Frank. Voor een missie naar Mars, merkt hij op, zouden astronauten nog steeds kunnen vertrouwen op regelmatig, maar niet onmiddellijk, contact met de aarde.
In werkelijkheid zal AI belangrijker zijn voor missies dan Mars, waar menselijke astronauten geen deel uitmaken van de foto, zegt Chien. Hij en andere wetenschappers komen regelmatig bijeen om te speculeren over dit soort verre toekomst, bijvoorbeeld: hoe zou u een sonde sturen om de diepe zeeën van Europa te verkennen, waar geen radiocontact met de aarde mogelijk is? Hoe zit het met het sturen van een geautomatiseerd ruimtevaartuig naar een geheel ander zonnestelsel?
"NASA wil dingen gaan doen op plaatsen waar je geen mensen kunt sturen", zegt Chien. "Dit zijn gewoon gekke ideeën - dat zou echt AI vereisen."
