Berend Jan Beugel

Amsterdam

Experimentele technologie waarmee je met je gedachten een bal over een computerscherm kunt dirigeren, bestaat al een jaar of tien. Daar zijn commerciële spelletjes zoals MindFlex uit voortgekomen die via elektroden op de schedel bediend worden. Maar een belangwekkende stap verder gaat de experimentele computer die chip- en computerfabrikant Intel eerder dit jaar demonstreerde: die kan zelfs abstracte begrippen uit onze hersenactiviteit afleiden.

De proefopstelling van Intel is log en kostbaar. De benodigde apparatuur omvat onder meer een MRI-hersenscanner. Het geheel heeft de omvang van een bestelbus, het gewicht van een olifant, het energieverbruik van een forse gezinswoning en het prijskaartje van een kleine privéjet. Het duurt dus nog even voordat zo'n apparaat als lichtgewicht hoofddeksel met twee penlightbatterijtjes in de schappen van de MediaMarkt ligt.

Het systeem van Intel moet eerst van een proefpersoon vele hersenscans die bij de gedachte aan bepaalde begrippen horen, vastleggen en analyseren. Daarna wordt die proefpersoon gevraagd om aan één van twee geheel nieuwe begrippen te denken. Daarvan wordt ook een hersenscan gemaakt waaruit de computer correct kan afleiden aan welke van de twee begrippen hij of zij dacht.

Voorlopig kunnen we hiermee in de stiltecoupé geen zinvolle telepathische dialoog met een medepassagier voeren maar zwaar verlamde of motorisch gehandicapte mensen zouden zich er op primitieve wijze mee kunnen uitdrukken.

Om niet alleen onze gedachten te lezen maar ook inhoudelijk te begrijpen moeten computers eerst een ander kunstje leren: het herkennen en begrijpen van menselijke emoties. Wanneer we in levenden lijve met iemand spreken, interpreteren we een groot gedeelte van hun boodschap aan de hand van lichaamstaal, gelaatsuitdrukkingen en stemgeluid. Daaruit leiden we onder meer af of hetgeen de ander zegt ironisch of serieus bedoeld is, vals of oprecht, afkeurend of goedkeurend.

Het wetenschappelijke onderzoek naar emotieherkennende computers kwam halverwege de jaren negentig serieus van de grond. In 1997 verscheen het boek Affective Computing van professor Rosalind Picard dat nog steeds als wetenschappelijk standaardwerk in deze onderzoeksdiscipline wordt beschouwd.

Picard is medeoprichter van het bedrijf Affectiva, dat twee 'slimme' emotiesensoren heeft ontwikkeld. Voorlopig zijn die alleen bedoeld voor onderzoeksdoeleinden maar ze zijn handzaam en simpel genoeg om spoedig hun weg naar de consumentenmarkt te vinden. Een polsband met huidsensor registreert de mate van opwinding van de drager. Met een gewone videocamera kunnen gelaatsuitdrukkingen herkend worden die iemands stemming aangeven, bijvoorbeeld boos of vriendelijk, somber of vrolijk. Speciale software combineert de gegevens van beide sensoren om de aard en sterkte van een emotie te bepalen.

Picard wijst graag op de mogelijkheden om deze 'slimme' sensoren toe te passen bij de behandeling van patiënten met neurologische of psychologische stoornissen, zoals autisme, verslaving, epilepsie en posttraumatische stress.

'Autisten hebben zowel moeite met het herkennen van andermans emoties als met het uitdrukken van hun eigen gevoelens. Sensoren en computers kunnen daarbij helpen. Door training en conditionering kunnen ze bijvoorbeeld leren met andermans emoties om te gaan', zegt zij. 'Draagbare "slimme" sensoren kunnen hen bewust maken van die emoties. Bovendien kunnen die hun eigen opgekropte gevoelens aan de buitenwereld openbaren.'

In Nederland doet onder meer een vakgroep van professor Léon Rothkrantz aan de Technische Universiteit Delft onderzoek naar affectieve computers. Bij de Nederlandse Defensie Academie in Den Helder werkt Rothkrantz aan zogenoemde 'guardian angels', oftewel virtuele beschermengelen. Dat zijn computersystemen die aan boord van een vliegtuig of schip kunnen ingrijpen wanneer de bemanning de situatie emotioneel en mentaal niet meer de baas is.

Dragos Datcu is een medewerker van Rothkrantz die zich specialiseert in het herkennen van emoties aan de hand van stemgeluid, spraak en videobeelden. In 2009 is hij met zijn collega Zhenke Yang gepromoveerd op een experiment met de Nederlandse Spoorwegen om agressie en paniek in treinwagons te signaleren met behulp van eenvoudige camera's en microfoons.

De uitdaging bij hun onderzoek lag vooral in het combineren en verenigen van verschillende signalen zoals toonhoogte, stemvolume, gelaatsuitdrukking en gebaren. 'Recht van voren zijn gelaatsuitdrukkingen goed te herkennen maar van opzij mis je veel informatie', schetst Datcu de uitdagingen. 'Ook is de belichting vaak slecht. Mensen dragen hoeden, brillen en make-up, bewegen, draaien en praten door elkaar heen. Bovendien hebben mensen soms gemengde gevoelens die je allemaal wilt herkennen.' Op grond van alle signalen moest het systeem uiteindelijk een juist oordeel vellen over de gemoedstoestand van individuele passagiers in een wagon vol reizigers.

'De rekenkracht die nodig is om meer dan twee of drie verschillende signalen real-time te herleiden tot de juiste emotie, zit nog niet in een moderne personal computer, laat staan in een bewakingscamera of smartphone', waarschuwt Datcu. Het onderzoek van Datcu en Yang heeft mede daardoor nog niet geleid tot een praktische toepassing in de treinen van de NS.

Maar dat zal vast niet lang meer duren want computers worden immer krachtiger, kleiner en goedkoper en de onderliggende wiskundige modellen zijn nog volop in ontwikkeling.

'Tien jaar geleden moest je een emotiegevoelige computer eerst herhaaldelijk blootstellen aan de emotionele gelaatsuitdrukkingen van een proefpersoon voordat hij de emoties van die ene persoon zelfstandig kon herkennen', memoreert Datcu. 'Nu kunnen computers emoties direct van een willekeurig, vreemd gezicht aflezen. Dik of dun, licht of donker, Europees of Aziatisch, het maakt niet uit.' De (mee)denkende pc lijkt slechts een kwestie van tijd.

Draagbare 'slimme sensoren' kunnen autisten helpen bij het herkennen en uiten van emoties

Begripvolle apparaten in een nabije toekomst1Televisiesdie aanvoelen dat we zin hebben in een zoetsappig romantisch niemendalletje of liever een rauwe geëngageerde oorlogsdocumentaire bekijken.2Auto's die doorhebben dat we achter het stuur zitten te dagdromen en waarschijnlijk dat kind op straat niet hebben opgemerkt.3Smartphones die merken dat we een tekstbericht in een vlaag van razernij geschreven hebben en het daarom nog even niet versturen.4Computertrainingen die de leerstof en het leertempo zodanig aanpassen dat we precies de juiste gemoedstoestand bereiken om optimaal te kunnen leren.5Virtuele winkeletalages die kleding aanbieden die past bij onze stemming en humeur.6Callcenters die ons doorschakelen naar speciaal getrainde geduldige telefonisten wanneer we heel boos en ontevreden zijn.7Videorecorders die opgenomen films en programma's voor ons classificeren op grond van geweld, angst, erotiek, romantiek, komedie, avontuur, enzovoorts.

Big Brother

Apparaten die emoties herkennen, brengen ook sociale en ethische zorgen met zich mee. Al in 1997 wijdde professor Rosalind Picard van het Massachusetts Institute of Technology er aandacht aan in haar boek Affective Computing. Dertien jaar later is het ethisch vraagstuk opeens heel actueel. Picard is verrast door de snelheid waarmee - en door wie - de technologie wordt toegepast. 'Ik verwachtte dat het eerste misbruik pas over een paar jaar zou optreden, in totalitaire landen als China of Rusland', zegt zij. 'Maar het eerste misbruik is nu al gesignaleerd, en wel in de VS. Wegens de terrorismedreiging blijken Amerikaanse veiligheidsdiensten stiekem emoties van individuen te registreren, die zijn ontleend aan videobeelden. Net als bij een leugendetector zou dat alleen met instemming van betrokkenen mogen gebeuren.'