Je leest:

Avatars zetten wetenschap op z’n kop

Avatars zetten wetenschap op z’n kop

Onderzoek van het Max Planck Instituut naar taal en communicatie in een Virtual Reality lab.

Auteur: | 13 april 2016

Het Nijmeegse Max Planck Instituut werkt bij onderzoek met avatars in een nieuw Virtual Reality lab: de cave voor ingewijden. Onder leiding van wetenschapper David Peeters mocht Kennislink als eerste buitenstaander naar binnen.

Direct na binnenkomst loodst neurowetenschapper Peeters mij richting de schatkamer van het instituut. We passeren een aantal identieke, witte deuren als Peeters plots stopt. “Hier is het. Het lab is net een week in gebruik; het was een hele tour om de onderdelen hier op z’n plek te krijgen. Zenuwslopend ook. We hebben zelfs een deel van de muur eruit gebroken om de schermen veilig in het lab te krijgen”, zegt hij.

Virtual Reality biedt ongekende mogelijkheden om ons begrip van bijvoorbeeld taal en communicatie uit te diepen, maar het vraagt ook om uiterste zorgvuldigheid, want wetenschappers weten nog lang niet hoe deze ‘werkelijkheid’ doorwerkt op mensen. Het Max Planck Instituut zet hierin de eerste stappen door met gezonde proefpersonen te experimenteren in een virtuele omgeving met avatars. Avatars zijn virtuele vertegenwoordigers van mensen uit de ‘echte’ wereld.

Tussen drie joekels van schermen nemen proefpersonen plaats voor experimenten in de virtuele omgeving.
Stefanie Kraanen

Virtueel restaurant

Het licht is gedimd in het lab waardoor de gigantische projectoren en de drie joekels van schermen indrukwekkend aandoen. In het midden staat een zwart klapstoeltje; de plek vanwaar de proefpersonen de virtuele wereld induiken. Peeters gaat de controlekamer binnen om het programma op te starten en ik neem alvast plaats op de zwarte stoel. Op de schermen prijken de letters ‘Laten we beginnen’. Kort daarna zie ik een groepje avatars in een restaurant zitten. Allemaal eenlingen aan aparte tafeltjes die hun hoofd laten hangen.

“Proefpersonen krijgen een speciale bril op zodat ze de beelden die op de drie schermen zijn geprojecteerd als één beeld waarnemen. Net zoals in de bioscoop bij een 3D-film”, legt Peeters uit. De bril ziet er futuristisch uit; er zitten aan weerszijden 3 zilveren bolletjes. Naar het waarom hoef ik niet lang te raden. Peeters: “Die bolletjes meten hoe je je hoofd beweegt. Naar voren, achter of opzij. De virtuele wereld beweegt dan met je mee.”

De avatars ogen een beetje griezelig. Ze communiceren met een robotachtige motoriek en blikkerige stemmen. Ik ben er nog niet uit of ik ze serieus kan nemen. “De avatars zijn nog niet helemaal af”, licht Peeters toe. “De stemmen kloppen nog niet helemaal bij het geslacht en ze moeten nog wat neutraler worden gemaakt. Ze zijn ontwikkeld in de gaming-industrie door mannelijke programmeurs, zoals je wellicht kunt zien.” De vrouwelijke avatars zijn inderdaad opvallend rondborstig en voorzien van een wespentaille.

Kinderziektes

Niet alleen het programma is op sommige punten voor verbetering vatbaar. Ook de metingen in de hersenen met EEG hebben nog wat hiaten. Met EEG (Electro Encefalogram) meet je hersenactiviteit in het brein met behulp van een badmuts met elektroden. Peeters: “Het EEG vormt nog een uitdaging, omdat rondlopende proefpersonen veel ruis veroorzaken in het EEG-signaal. Over een tijdje kunnen we dat hopelijk beter opvangen. De kunst is om een algoritme te vinden dat ruis uit het EEG filtert, zodat alleen relevante informatie overblijft.”

Op dit moment is Peeters bezig met een onderzoek naar gezichtsuitdrukkingen en gesproken woorden. Iemand trekt bijvoorbeeld een boos gezicht, maar zegt ‘geweldig!’. Hij wil achterhalen hoe dat in het brein wordt verwerkt. Dit doet hij aan de hand van een virtueel restaurant waarin avatars verschillende combinaties van gezichtsuitdrukkingen en gesproken woorden laten zien.
Stefanie Kraanen

Tijd om het zelf te ervaren. Ik zet de bril met de zilveren bollen op en Peeters start het experiment. Waar ik de avatars in het begin maar moeilijk serieus kon nemen merk ik dat ik me aangesproken voel als het eerste hangende kopje opkijkt en tegen me praat. Ik krijg acuut de neiging om terug te praten. Of mijn hand uit te steken om bijvoorbeeld een tafel aan te raken. Misschien is dat ook wel een reflex omdat mijn brein zich aan moet passen aan een niet-tastbare wereld? Als ik naar links kijk zie ik dat het restaurant een spectaculair uitzicht heeft op een rotskust. Maar echt gezellig is het niet.

Tijdens het experiment word ik langs een reeks avatars gevoerd. Het voelt alsof ik op rolschaatsen van tafeltje naar tafeltje zoef. Iedere avatar verorbert wat anders – pizza met cola, koffie met een gebakken ei – aan alle details is gedacht. Ik wil met ze communiceren, maar dat laat dit experiment nog niet toe. Het wordt daardoor een beetje ongemakkelijk. Ik besluit om de bolletjesbril af te zetten.

Controle op de vierkante millimeter

Ondanks de kinderziektes biedt het lab nu al ongekend veel nieuwe mogelijkheden voor onderzoek. Peeters: “Met avatars bestuderen we nauwgezet lichaamstaal, gezichtsuitdrukkingen en gebaren. We willen bijvoorbeeld weten of het voor het brein eigenlijk uitmaakt of iemand een handgebaar maakt terwijl hij of zij iets zegt.”

De avatars zien er heel tastbaar uit zodra je met een 3D-bril naar ze kijkt.
Stefanie Kraanen

Vroeger keken mensen naar video’s waarbij iemand al dan niet handgebaren maakte tijdens het spreken. De lichaamshouding en gezichtsuitdrukking van het videomodel waren toen niet helemaal controleerbaar. Met avatars kunnen de omstandigheden exact gelijk blijven, behalve het element waarin wetenschappers geïnteresseerd zijn; in dit geval, de aanwezigheid van het handgebaar. “Het grootste voordeel van onderzoek in een Virtual Reality lab is dat we we veel meer experimentele controle hebben ten opzichte van andere methodes.”

Het grotere idee achter het nieuwe lab is om taal te bestuderen in rijkere, alledaagse omgevingen, zoals een restaurant of een klaslokaal. “Als je dat experimenteel wilt onderzoeken in de echte wereld is dat heel lastig. Je kunt negen mensen in een restaurant zetten en ze exact vertellen wat ze moeten doen, maar dat lukt je nooit tot op de milliseconde nauwkeurig. Met avatars kan dat wel”, aldus Peeters. Om te valideren of avatars net zo serieus worden genomen als echte mensen wordt er van tevoren eerst een proef gedaan, een controle. Als dat inderdaad het geval is, kan gedrag in de virtuele wereld worden vertaald naar gedrag in de echte wereld.

Spinnenfobie

De vraag is wel of gedrag, aangeleerd in een virtuele wereld, wel zo wenselijk is in de echte wereld. En weten we eigenlijk of er gevaarlijke kanten aan kleven? Heel vaak blijkt dat gedrag dat wordt aangeleerd in de virtuele wereld ook wordt meegenomen naar de echte wereld.

Virtual Reality leent zich uitstekend voor de behandeling van fobiën.

Zo’n twintig jaar geleden werden er al experimenten gedaan met Virtual Reality om mensen met fobieën te behandelen. “Je kunt bijvoorbeeld iemand veilig laten wennen aan spinnen, zonder gevaar voor giftige beten. Die behandeling schijnt erg succesvol te zijn. Sommige ziekenhuizen passen het al toe”, zegt Peeters.

Aan de andere kant, kan het gedrag wat je iemand aanleert in een 3D-omgeving ook negatief uitpakken. Dit besef is ook binnen de wetenschap doorgedrongen. De eerste artikelen over potentiële schadelijke effecten en ethische richtlijnen duiken op. Peeters: “Als je de hele dag door menselijke avatars neerschiet in een videospel kan dat je gedrag in de echte wereld negatief beïnvloeden. Vroeger waren die spellen 2D, maar met 3D zit je er helemaal in. Je ziet jezelf als avatar. Als een persoon die dat geweer echt in handen heeft. Hoe schadelijk dat is moet nog grondig worden getest.”

Waar gaan we heen?

De ontwikkelingen gaan snel. Bij het MPI worden binnenkort experimenten gedaan met avatars met wie je in een vreemde taal kunt spreken. Zo wordt onderzocht of dit een goede leermethode is. Wanneer blijkt dat mensen talen zo gemakkelijker oppakken is de weg vrij voor veel meer toepassingen.

Dit is één van de projectors van het VR lab die de beelden op de schermen projecteert. Dit technische hoogstandje is pas het begin. Er komt de komende jaren steeds meer technisch vernuft bij.
Stefanie Kraanen

Waar we over vijf jaar staan? Peeters: “Hopelijk is het een stuk interactiever. Dat de avatars steeds natuurlijker worden. Dat je iemand volplakt met sensoren zodat hij of zij echt zelf een avatar wordt, die met andere avatars communiceert. Die andere avatars zijn dan mogelijk ook mensen van vlees en bloed die via sensoren als avatar in de virtuele wereld verschijnen. Als we de avatars dan kunnen aanpassen wordt het interessant. Wat gebeurt er in een gesprek als iemand ineens niet meer met zijn ogen knippert? Of als iemand niet meer lacht?”

De nieuwe techniek maakt veel mogelijk, maar roept tegelijkertijd veel vragen op. Hebben we de echte wereld straks nog wel nodig? En wordt het niet heel verwarrend? Dadelijk willen we ‘hier’ helemaal niet meer zijn. In de cave, waar ik zelf tussen de avatars zat, zag ik duidelijk dat die wereld nep was. Maar als de kwaliteit steeds beter wordt en het voelt allemaal heel natuurlijk, ben ik benieuwd waar we straks liever vertoeven.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 13 april 2016

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.