Net goed! – De wereld klikt door

===

Edda: Oké, we gebruiken het internet elke dag voor de meest uiteenlopende dingen. Van het vinden van liefde tot het voeren van oorlog. Het is een soort elektriciteit geworden, zegt iemand. Probeer maar eens een dag zonder. Mij lukt het niet. Ik heb een beeld gekregen van hoe het internet onze levens verandert en van het fysieke internet, van de kabels en de knooppunten. Maar nu ben ik benieuwd hoe gaat die bizar snelle ontwikkeling verder?

Persoon 1: Het internet? Ik denk dat het een grote vlucht gaat nemen. Ik denk dat mensen nog meer gebruik ervan zullen maken en nog meer erop zullen zitten.

Persoon 2: Maar over honderd jaar denk ik dat alles is anders, totaal anders.

Persoon 3: Misschien wel een chip in je hoofd, zou me niks verbazen.

Persoon 4: Dat het allemaal wel snel gaat tegenwoordig met chips in je lichaam. Bijvoorbeeld dat je daarmee zou kunnen betalen.

Persoon 5: Maar ik vrees nu eigenlijk dat er ook zoveel negatieve dingen zich kunnen gaan ontwikkelen. Daar ben ik dus huiverig voor.

Persoon 6: Ik heb een positief leuk gevoel erbij. Ik ben gewoon heel erg benieuwd. En ik ben blij dat het er is. En ik ben enthousiast dat het groeit. Ja, leuk!

Edda: Het internet, al zo’n veertig jaar een onmisbaar stukje technologie. Onmisbaar, maar onzichtbaar. Want waar zit het internet precies? Hoe werkt het? En hoe heeft het ons leven veranderd? In de podcast ‘Net goed!’ duiken we in de wereld achter het wereldwijde web. En vandaag dus op zoek naar de toekomst van het internet.

Persoon 7: En dat is wat mij wel een beetje beangstigt. Want welke kant dat eventueel op kan gaan? Want het is meteloos onmeetbaar wat hier gaat gebeuren.

Edda: Onmeetbaar wat hier gaat gebeuren. Nou, toch hoop ik dat het vandaag gaat lukken iets te meten voor dat nieuwe internet. Want ik sta hier in Delft op het campusterrein. Ik heb hier bij onderzoeksinstituut TNO afgesproken met Rick Wasserman, David Bakker en Gustavo Castro do Amaral in de vroege, vroege morgen, want ze doen een spannend experiment.

David: Dan zal je heel even moeten wachten. Ja, het is de laatste testjes.

Edda: Spannend, spannend. En dat lijkt tot nu toe alleen te werken als het donker is.

Rick: We sturen lichtdeeltjes, fotonen, lichtpakketjes moet ik zeggen, door de vrije ruimte naar het gebouw aan de overkant.

Edda: Rick Wasserman legt het uit.

Rick: Maar als we het ’s nachts doen, dan heb je natuurlijk heel weinig extra licht. En overdag is dat iets moeilijker en dan heb je gewoon meer licht, dus dan heb je meer ruis. Het is nog een beetje schemerig.

Edda: Extra vroeg uit bed gestapt om hier op tijd te zijn om het nog even mee te maken.

Rick: Precies, precies, dus we zijn dus nu aan het kijken in hoeverre het experiment over de vrije ruimte, dus tussen twee gebouwen, hoeveel we daarvan nog echt goed kunnen laten zien.

Edda: Ik ben benieuwd, spannend! Lichtpakketjes sturen door de lucht lukt in elk geval ’s nachts, wanneer de zon geen roet in het eten strooit. Vandaag mag ik erbij zijn als ze het voor het eerst ook overdag proberen. Of nou ja, bij schemering.

Rick: Het is een stuk complexer om het overdag te doen.

Edda: Want uiteindelijk moet het natuurlijk ook overdag werken.

Rick: Ja, dat is natuurlijk wel de doelstelling. Als we alleen ’s nachts internet zouden kunnen gebruiken is net jammer.

Edda: Ja, want je zou het misschien bijna vergeten, maar ze zijn hier bezig met onderzoek naar de toekomst van internet. Naar het quantuminternet welteverstaan. Dat klinkt behoorlijk futuristisch, quantuminternet. Eerst even de quantumcomputer. Dat is een totaal nieuw soort computer. De quantumcomputer werkt niet met bits, oftewel nullen en enen zoals in een normale computer, maar quantumbits die zich in allerlei toestanden kunnen bevinden. Zo’n quantumcomputer zou heel goed moeten zijn in het oplossen van bepaalde problemen, van hoe eiwitten zich vouwen, wat interessant is voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnen, maar ook het vinden van nieuwe slimme materialen, betere klimaatmodellen, van alles.

Rick: Dan zal het waarschijnlijk een verlenging zijn van een supercomputer. En net zoals dat ook niet iedereen een supercomputer thuis heeft, zal ook niet iedereen een quantumcomputer thuis hebben.

Edda: Oké, ik zit niet straks thuis te gamen op mijn quantumcomputer, aldus Rick Wasserman, hoewel.

Gustavo: This is exactly what people in the 80’s said about the computer, that it was just gonna calculate things and nobody would ever be able to play games on it.

Edda: Castro do Amaral voegt toe dat dit vroeger ook gezegd werd over gewone computers.

Gustavo: Maybe in the future we play games on the quantum computer.

Edda: Dus wie weet waar die quantumcomputers allemaal nog terechtkomen. Maar goed, ik was hier niet voor quantumcomputers, maar voor het quantuminternet. Daar kun je onder verstaan quantumcomputers die met elkaar verbonden worden en samen een grote quantumcomputer vormen. Of gewone computers die met elkaar verbonden zijn via het gewone internet, maar via het quantuminternet een sleutel genereren, zodat je zeker weet dat je berichten niet afgeluisterd kunnen worden. Bij zo’n quantumverbinding worden geen bits verstuurd, geen nullen en enen, maar quantumbits, verstrengelde lichtdeeltjes. Je maakt een sleutel door meerdere verstrengelde verbindingen op te zetten. Sommigen van die verstrengelde paren gebruik je voor de sleutel, anderen voor de veiligheidstest. Als de paren de test halen, dan weet je zeker dat je een volledig veilige sleutel hebt en kun je dus niet afgeluisterd worden.

David: Eigenlijk het quantumdeel gebeurt vooral hier.

Edda: Zegt David Bakker. Door de computerkast met lampjes en heel veel draadjes.

David: De roze apparaten die je hier ziet, dat is een zogeheten entangled photon pair source. In het Nederlands is dat een verstrengelde-fotonenpaar-bron. Die maakt de fotonen die aan elkaar verstrengeld zijn.

Edda: Dus in dit roze apparaat maak je verstrengelde fotonen? Is dat dit ene kleine kastje?

David: Ja. Dit is één groot wetenschappelijk experiment in een doosje.

Edda: Dat maken van die paren voor dat supersnelle, super veilige internet, dat gaat al heel goed. Maar hier werken ze aan het versturen van die lichtdeeltjes over lange afstanden.

David: Ja, dus we willen ons quantumsignaal en onze klassieke signaal naar de overkant sturen. Dit doen we via meerdere lasers.

Edda: Even kijken hoor, hier in een hoekje van het gebouw tussen de buizen, de draden ... Ik durf hier eigenlijk niet echt ...

David: Ja, je moet oppassen voor die draadjes, maar je kan hier wel naar kijken. Dus hier komt ons laserlicht uit. Je ziet niks op het oog, want het is allemaal niet zichtbaar voor mensen.

Edda: Jammer, geen ‘Mission Impossible’-achtige lasers waar we ons tussendoor moeten manoeuvreren. Hoewel die kabels die hier overal lopen voor mij eigenlijk ook al wel een uitdaging zijn. Verstrengelde lichtdeeltjes via kabels versturen, dat kan al. Maar ze zijn dus nu ook van plan ze via de lucht te versturen.

Gustavo: I’m going to start setting up the measurement.

Edda: Oké, spannend. Kijken of het lukt. Oké, dus het is gelukt om connectie te maken gewoon binnen in een kleine ruimte intern. En nu gaan we het over een afstand doen?

Rick: Inderdaad, we hebben het nu op kleine afstand geprobeerd en nu gaan we het proberen over de grote afstand en dan kijken of het nog steeds lukt, want dat is natuurlijk het einddoel. Je wil de fotonen verstrengeld hebben op een grote afstand. En ja, hopelijk komen ooit over de hele wereld geconnect met een quantuminternet, maar laten we beginnen met twee gebouwen.

Edda: Het experiment begint. Er klinkt wat gezoem, maar verder is er eigenlijk niks van te zien, behalve als het goed gaat, piekjes op een computerscherm.

Gustavo: Yeah, let’s see if we have it.

David: Ja, als ik hier op de startknop druk, dan zie je, hier zie je de detecties die binnenkomen. Dus hier zie je hoeveel fotonen per seconde binnenkomen. Dus hier zie je die pieken ontstaan. En ja ...

Edda: Ik zie een duidelijke piek, maar ...

Gustavo: Can you confirm that this was the result?

Edda: Ik zie inderdaad een piek uitsteken boven een een heleboel ruis.

Gustavo: Ja, so, this is very, very important. It’s the first evidence that the whole system is working.

Edda: Maar we zijn er nog niet.

David: We gaan kijken naar de detecties die hier binnenkomen, dus we kunnen kijken of ons kloksignaal er nog is. En die lijkt er te zijn. Ja, we zien heel veel detectie hier, dus dat lijkt goed te zijn. En er worden heel veel fotonen per seconden gemeten, dus echt miljoenen datapunten per seconde. Dus het kan even duren.

Edda: Ja, spannend ja. Gustavo, zit jij dan... Are you here standing biting nails? Does it work?

Gustavo: I would say most of the time that I am here biting my nails, it doesn’t work. As a scientist, we have to be resilient, because if we were doing something that had already been done and it was easy, it wouldn’t be as exciting, but because it’s exciting if we can do it, we also have to know that, yeah, sometimes we have ...

Edda: Als het makkelijk was, dan zou het niet zo spannend zijn. Maar dat hoort bij wetenschap, zegt Gustavo Castro De Amaral.

Gustavo: Try several times essentially.

Edda: Het signaal is verstuurd naar de overkant van het gebouw.

Gustavo: Now we’re crossing to the TU Delft, so our other receiver is at the TU Delft side.

Edda: Aan de TU Delft kant, die werkt ook mee.

Gustavo: I came to this side of the building, I was walking into the rooms knocking and checking if there was a line of sight and eventually we found this room.

Edda: Ja, voor een experiment door de buitenlucht moet je op zoek gaan naar een plek waar je je signaal weer op kunt vangen. Castro do Amaral ging op zoek en vond een ruimte tegenover hun lab met een directe zichtlijn. Een donkere kamer. We komen in het kamertje. De ramen afgeplakt met donker plastic.

David: Want je ziet hier de telescoop.

Edda: Zo min mogelijk achtergrondlicht.

David: Zie je deze buis, hier komt het licht binnen.

Edda: Bij alles wat quantum is heb ik meteen een sciencefictiongevoel. En hoewel ik onder de indruk ben van de hoeveelheid kabeltjes en apparatuur en dat het überhaupt zou kunnen werken, heeft het niet echt die hypermoderne look-and-feel die je zou verwachten.

David: Het is nu inderdaad redelijk vast aan elkaar met ducktape en tape en tyraps, maar het werkt wel. We zijn nu bezig met het zo goed mogelijk te krijgen. Zo veel mogelijk verbeteren. Dat is nog work in progress, zoals dat heet.

Edda: Oké, de meting zal nu wel klaar zijn. Terug naar de overkant, door lange gangen, langs labs. Een wandelingetje dat ons nu een paar minuten bezighoudt, maar voor de pakketjes die heen en weer vliegen een kwestie van picoseconden, fracties van een tel. I think I see something on the screen now. Wat zien we hier?

David: Hij is klaar en we zien weer dezelfde pieken. Dus hij is blijven werken achter elkaar, dus het is consistent. We kunnen het meerdere keren herhalen en we krijgen hetzelfde resultaat. Dus dat is precies wat we verwachten.

Edda: En wat je hoopt ook, toch?

David: Wat we hoopten. Ja, kijk hier, deze zie je heel duidelijk, piek.

Edda: Wat goed, wat goed! Gefeliciteerd, toch?

David: Ja. Hier zijn we heel blij mee.

Edda: Ik had gejuich verwacht, maar onze wetenschapper David Bakker is niet zo heel uitgesproken. Maar het is gelukt. Verstrengelde fotonen door de lucht verstuurd bij het ochtendgloren, dus met een beetje achtergrondlicht. Maar toch nog even, waarom wil je per se door de lucht? Waarom niet gewoon quantuminternet via de kabel? Castro De Amaral legt uit.

Gustavo: Quantum communications currently in literature, we have this hard limit of about a hundred kilometers.

Edda: Via de kabel kun je maar honderd kilometer ver. Daarna wordt het signaal te zwak. Dan heb je repeaters nodig die het signaal versterken. Bij gewoon internet kan dat, maar dat lukt niet met quantumsignalen. Opslaan en doorsturen is een probleem, wat het tegelijkertijd juist zo veilig maakt. Maar in de vrije ruimte heb je minder signaalverlies. Je komt dus veel verder en het is wel zo handig als je afstanden van meer dan honderd kilometer kunt overbruggen. Quantumsignalen door de ruimte versturen, daar moet ik even van bijkomen. Hoe staat het met het versturen van normale signalen via de ruimte? Internet from space is niet zo gek. Dat doet Elon Musk met zijn Starlink-satellieten al zo’n vijf jaar. Maar aangezien Musk steeds gekker wordt, is het toch wel handig om een eigen systeem te hebben om ons eigen internet veilig te stellen. Daarom ben ik nu bij ESTEC bij de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. ESTEC Telecom, 5G 6G Lab, ben benieuwd. Want hier wordt gewerkt aan een eigen Starlink-systeem: IRIS², Iris in het kwadraat. Even over de naam: je iris is een cirkel. Dit is niet alleen een cirkel om de aarde, maar een heleboel cirkels. Tenminste, zo stel ik het me voor. Maar het gaat dus om communicatiesatellieten.

Frank: Dit is een beetje het keurige, het nette deel van het lab. Als je nou naar het volgende gedeelte gaat, dan wordt het wat rommeliger. En dat is waar het echt gebeurt.

Edda: Je hoort Frank Zeppenfeldt van de satellietcommunicatieafdeling van ESA.

Frank: Ja, hier zie je allemaal modellen van missies die nog de ruimte ingaan of die vliegen.

Edda: Ja, ik zie Smile, BepiColombo en natuurlijk hier, James Webb Space Telescope.

Frank: Dus je ziet wetenschappelijke missies.

Edda: We lopen langs de labs door de gangen.

Frank: Meer een telecommunicatiesatelliet en dat is dan weer onze afdeling. En je ziet dat ook, want die heeft daar van die grote schotels, dus die antennes en die gebruikt hij om de radiosignalen naar de aarde te sturen en ze ook weer te ontvangen. En je ziet ook de enorme zonnepanelen, want hij heeft heel veel power, heeft hij nodig.

Bert: Heel goed, ja hier staan er nog een aantal.

Edda: En dit is Bert Meijvogel, satellietexpert van NSO, Netherlands Space Office.

Bert: Dit zijn eigenlijk allemaal telecommunicatiesatellieten die je hier ziet. Deze is nog niet gelanceerd. Dit is er eentje voor een lage aardbaan, dit modelletje. Je ziet ook dat hij een stuk kleiner is. Hij heeft ook veel minder zonnepanelen bij zich, dus veel minder vermogen heeft hij nodig ook, om echt naar de aarde te kunnen stralen. Dus die zijn allemaal wat compacter die in de lage aardbanen zitten.

Edda: Ja precies, want dit is een geostationair model, dus die zit precies op een afstand dat hij altijd boven hetzelfde plekje op de aarde zit. En dit zijn die lagebaansatellieten. Hoe hoog is lage baan?

Bert: Voor telecommunicatiesatellieten is dat ergens tussen de 400 en 700 kilometer.

Edda: Verschillende type satellieten zien er anders uit en bewegen in andere banen om de aarde. Hoe gaat het Europese systeem eruit zien, IRIS²?

Frank: IRIS² bestaat ook uit een satellietsysteem met verschillende hoogten. Je hebt een aantal satellieten in die middelhoge baan en ook een lage baan. En dan komt er ook zeer waarschijnlijk een baan nog ietsje lager, waar misschien ook iets meer experimenten gedaan kunnen worden. En tussen die satellieten komt allemaal optischelasercommunicatie.

Edda: Zeppefeldt en Meijvogel zijn beide betrokken bij de bouw van het nieuwe satellietsysteem. Zeppenfeldt neemt ons mee het dak op.

Bert: Ik ben hier ook nog nooit geweest.

Frank: Handig om twee handen te kunnen gebruiken.

Edda: Ja, ik klim even voorzichtig. Where am I allowed to walk?

Frank: You can walk over the structure if you want to look inside.

Edda: Het dak staat vol antennes, sommige gewoon in de open lucht, andere verstopt onder grote grijze halfronde bollen. Zeppenfeldt duikt onder één zo’n grijze kap. Even in de koepel kijken. Oh wow.

Frank: Je hoofd zit dus nu in een zogenaamde radome. En dat is eigenlijk gewoon een pure bescherming. Je kan het zien als gewoon een soort kunststof die beschermt tegen wind, tegen het zout van de zee hier vlakbij. En daarin zit een paraboolantenne. En deze is relatief groot en die gebruiken we nu om die experimenten te doen met die 5G-standaard. Met de satelliet die nu in de lucht is, die is een tijdje geleden gelanceerd. En samen doen we deze experimenten.

Edda: En zit je hier nou vaak?

Frank: Wij zitten hier samen om testen te doen in de nacht, want je kan je voorstellen dat de satelliet, ja, wij beslissen dat niet, wanneer die over komt.

Edda: De satelliet waar ze nu mee testen is een lagebaansatelliet. Hij zweeft met 28.000 kilometer per uur rond de aarde. In 1,5 uur doet ie één rondje.

Frank: En dan hebben we ongeveer 10 minuten om de test te doen.

Edda: Want hij is dan 10 minuten binnen bereik?

Frank: Ja, 10 minuten maar. En daarna, soms moet je 90 minuten wachten, dan heb je misschien nog een kans. En naderhand dan is het misschien wel weer de dag erna dat je een test kan doen.

Edda: Hij vliegt in 10 minuten over. Als je daarmee wilt testen, heb je dus niet altijd keus.

Frank: Dus ja, soms komt hij over Nederland en dan is het midden in de nacht en dan worden er testen gedaan. En dat is iets wat we een paar weken geleden gedaan hebben om die 5G-standaard over lagebaansatellieten te laten zien.

Edda: Heel knap.

Frank: Om eigenlijk de eerste keer ter wereld dat te kunnen demonstreren.

Edda: Op zijn dichtst is hij een kleine duizend kilometer boven het aardoppervlak,maar als hij net boven de horizon uitkomt, is die afstand nog een stuk langer. Moet je voorstellen dat Zeppenfeldt daar met zijn antenne een stabiele verbinding mee kan maken. Daar wil ik meer over horen, maar dan wel liever binnen, even weg van het koude dak. Oh wat is dit?

Frank: Toevallig, dit is die satelliet waar we het over hadden. In deze software, daar kun je laten zien wanneer de satelliet eigenlijk overkomt.

Edda: Op een groot scherm zien we een wereldkaart met realtime waar de satelliet zich nu bevindt.

Bert: Je ziet dat hij iedere keer verschuift, dus hij draait wel in die 90 minuten om de aarde heen. Maar hij komt niet iedere 90 minuten bij hetzelfde punt weer over.

Edda: En als je nou een wereld dekkend signaal wil maken, hoeveel van die satellieten heb je dan nodig?

Bert: Dat ligt er een beetje aan welk gebied ze bestrijken, als ze aan het uitzenden zijn. Je ziet dat dat een soort van cirkeltje wat ze daar doen. Dus je wil dan hebben dat die cirkels blijven overlappen. En meeste systemen die maken gebruik van ten minste drie banen, zeg maar, drie rijtjes met satellieten die allemaal verschillende hoeken hebben en die dan ervoor zorgen dat je 24 uur per dag eigenlijk toch verbinding hebt met een satelliet.

Edda: Dus dat is toch al snel een paar honderd satellieten. Best een klus. Is het dan toch geen optie om gebruik te maken van al die satellieten die er al zijn?

Bert: Nou, wat we zien en dat is een beetje ingegeven met de oorlog in Oekraïne, dat er niet altijd gegarandeerd is dat je inderdaad kan communiceren. En wat je nu met IRIS² wil doen of wat de Europese Commissie wil doen is een soort van garantie kunnen bieden dat er altijd capaciteit beschikbaar is voor bepaalde overheden of voor bepaalde groepen en dat jouw informatie, dat die alleen voor jezelf blijft.En dat is het uitgangspunt van IRIS², de beschikbaarheid en de veiligheid garanderen voor overheidscommunicatie.

Edda: Ja, want bij Oekraïne heeft Musk van die Starlink-systemen gestuurd en zei hij op een gegeven moment: nou jongens, ik zet ze even uit, want ik ben het er niet helemaal mee eens.

Bert: Ja, dat is wel een van de triggers geweest die geholpen hebben om te zorgen dat het systeem inderdaad nu van de grond gaat komen. Je wil niet afhankelijk zijn van derde partijen.

Edda: Kun je zeggen dit wordt een Europese Starlink?

Bert: Ik denk dat het zelfs nog wat meer wordt dan een Europese Starlink. Starlink maakt gebruik van breedbandinternetprotocollen en -systemen. Iris Square gaat dus ook naar de 5G-standaarden toe. Dus het wordt nog breder inzetbaar. Het IRIS²-systeem beperkt zich ook niet tot één bepaalde frequentiegebied en één bepaalde standaard, maar dat wordt een mix daarvan.

Edda: Nu gaat mijn internet nog vooral via kabels. In de toekomst via de satelliet?

Frank: Weet dat er nog heel veel internet gewoon via onderzeese kabels gaat bijvoorbeeld. Het is natuurlijk ook een hele effectieve manier om data van de ene kant van de andere kant naar de oceaan te sturen, dus dat zal altijd wel blijven. Het is wel zo dat natuurlijk, dit soort hele hoge snelheidsverbindingen via de satelliet, bijvoorbeeld via lasercommunicatie, optische communicatie, kan heel goed een soort back-up zijn. De laatste tijd zijn er nogal wat problemen, zelfs rond de Nederlandse kust over energie of fiber, dus glasvezelkabels. En ook in het Midden-Oosten problemen met de Houthi-rebellen die daar kabels waarschijnlijk beschadigd hebben. En dat zijn hele essentiële kabels voor het internet. En het zou natuurlijk heel goed zijn als je tijdens de reparatie, dat je dat even via de satelliet zou kunnen opvangen. Gisteren is er een beschadiging geweest in een kabel in Taiwan. Taiwan is natuurlijk een eiland, is geheel afhankelijk van onderzeese kabels wat betreft de verbinding met het internet. Dus dat is ook een voorbeeld waar bijvoorbeeld lasercommunicatie via de satelliet heel goed een soort back-up zou kunnen zijn voor de aardse infrastructuur.

Edda: Oké, dat klinkt allemaal wel handig. En ze zijn hier dus nu druk met de eerste testen van de systemen. Hoe ver zijn ze? Wanneer is het klaar en kan de overheid dit als back-upinternet gebruiken?

Bert: Het IRIS²-systeem wordt in stappen ontwikkeld. Eerst het hoge beveiligde systeem dat gaat vliegen op een lage aardbaan met iets meer dan 260 satellieten en een hogere aardbaan, dus een middelhoge baan. En daar komen ongeveer twintig satellieten in te vliegen. En dat is de eerste stap en die is in 2030 operationeel.

Edda: We praten verder over de toekomst van internet.

Frank: Dat samenspel tussen satelliet en de grond, dat wordt waarschijnlijk ook nog gecomplementeerd met bijvoorbeeld drones of zeppelins of de High Altitude Platforms, de lage satellieten, de hoge satellieten, geostationaire satellieten, die worden waarschijnlijk allemaal in één heel grote maas, een soort meshed netwerk opgenomen, het 3D-internet.

Edda: Het 3D-internet. Oké, nog even en iedereen is echt altijd en overal verbonden met het internet. Geen slecht bereikbare plekjes meer op vakantie. En dat dan gewoon via een betrouwbaar Europees netwerk. Niet van een griezelige tech baas. Kun je dan nog wel níet bereikbaar zijn? Ja, je zet gewoon je telefoon uit. Tenminste ...

Musk: I think we can better align artificial intelligence with a collective human world. The constraint on human-machine symbiosis is bandwidth. The average bandwidth of human is less than one bit per second.

Edda: Niet als het aan Elon Musk ligt. Hij wil de menselijke hersenen verbinden via een chip met het internet. Er zijn al wat mensen die chips in hun lichaam hebben om mee te betalen of om de voordeur mee te openen. Best praktisch, nooit meer je sleutel vergeten. Maar misschien wel een beetje eng. Maar wat Musk wil is echt next level. Hij heeft het over een symbiose tussen de menselijke hersenen en AI. Even over honderd jaar, dus echt de grote verre toekomst van het internet. Lopen we dan rond met chips in ons hoofd?

Persoon 1: Dat zou kunnen, denk ik. Ik denk dat het best wel die kant op gaat. Ook als je kijkt naar bijvoorbeeld andere landen China en zo. Die zijn daar ook natuurlijk al wel wat verder mee. En Elon Musk en al die dingen die je altijd hoort. Dus nee, ik denk dat het best wel die kant op kan gaan.

Persoon 2: Dus als er weer wat nieuws komt, dan denk ik, dit kan overal naartoe leiden. En dat maakt het wel een beetje zorgelijk.

Edda: En gaan we in de toekomst allemaal met een chip in ons hoofd rondlopen dat we rechtstreeks verbinding kunnen maken met het internet?

Persoon 3: Nee, nee, dat willen we niet. Nee, ben ik niet mee eens.

Persoon 4: Nee, ik ook niet. Nee, liever niet.

Persoon 5: Dan kan er misbruik van gemaakt worden, denk ik ook, toch? Dan heb je er zelf geen controle meer over. Wat een groot nadeel is, denk ik, van internet ook.

Persoon 6: Nou nee hoor.

Persoon 7: Nee, kan niet. Eerlijk niet.

Persoon 8: Zou dat kunnen? Nee. Nee.

Persoon 9: Nou, ik denk dat meneer Musk daar meer over te zeggen heeft. Maar ik vind dat af en toe een beetje eng worden wel, zoals het nu gaat.

Edda: Ik ook. Dus op naar Utrecht, naar de BCI Group, Brain Computer Interface in het Hersencentrum van het UMC. Hallo.

Erik: Erik Aarnoutse.

Simon: Hoi, Simon.

Edda: Aangenaam. Waar ik afspreek met onderzoekers Erik Aarnoutse en Simon Geukes.

Erik: We hebben geen lab. We doen data-analyse gewoon achter de computer, gewoon op ons kantoor.

Edda: Maar niettemin een indrukwekkende plek.

Erik: Onze apparatuur om data te meten.

Edda: Ik zie een zwarte kast met heel veel uitgangen van stekkertjes. Ik zie blauwe kabeltjes.

Erik: Dus dit kunnen we aansluiten op elektroden die dan of aan de buitenkant of onder de schedel geplaatst zijn bij mensen. Het zijn elektrische signalen en die zijn gevoelig voor omgevingsruis en dus die willen we vlakbij degene die het elektrode heeft plaatsen. Dus daarom is dit een apart kastje. Maar dat is netjes met een kabel verbonden aan de versterker. En die data die wordt verwerkt. En dat is het mooie van waar wij aan werken, in realtime, zo snel mogelijk, zodat je meteen ziet wat wij uit de hersenen lezen.

Edda: Iets uit de hersenen lezen, want dat is wat ze hier doen. Er lopen piepkleine stroompjes door je hersenen als je nadenkt, als je beweegt, als je ademt, zelfs in je slaap. En die piepkleine stroompjes kunnen ze hier opvangen en daaruit patronen ontrafelen. Ik zie hier vijf etalagepoppen?

Simon: Ja, het zijn verschillende typen hersenimplantaten of manieren om de hersenen te meten. Je kan het op meerdere manieren doen. Wij doen dat eigenlijk, ik zal het even laten zien, altijd op dezelfde manier. Dat is met deze matjes en die kan je op de hersenen leggen. Onder de schedel, maar op de hersenen en vandaar de hersensignalen meten.

Edda: Dus schedel openklappen, matje erin. Met de elektroden die signaaltjes meten precies op de goede plek op je hersenen. Schedel weer dichtklappen. Klaar. Even kijken en ik zie vier matjes, die dus via hele dunne kabeltjes ... Die kabeltjes, dat zit ook allemaal dus in je hoofd?

Simon: Jazeker. Ja.

Edda: Oh wacht, de signalen moeten ook nog uit de hersenen komen.

Simon: In dit geval zit daar dus een verbindingsstuk aan vast, maar dat kan ook draadloos. En dan wordt hier de data draadloos verstuurd naar een ontvanger. En dan kan je dat naar een computer sturen. Dus dan, eigenlijk een soort bluetooth-systeem zeg maar.

Edda: Wat bizar. Dus ze maken hier apparaten waarmee je signalen uit de hersenen kunt aflezen. Dus wow, Musks ideeën worden werkelijkheid.

Nieuwslezer: Mister Musk says the product has been given the name telepathy and the plan is for it to enable control of a phone, computer, or almost any Link device, just by thinking about them.

Edda: Menselijke cyborgs die hun hersenen laten versmelten met de digitale wereld. Maar de twee wetenschappers nuanceren dat beeld. Ze gebruiken de elektroden om ...

Erik: De informatie uit de hersenen te halen waarmee mensen kunnen communiceren die niet meer kunnen communiceren, omdat ze verlamd zijn.

Edda: Ja, niet zomaar iedereen laat zijn hersenpan open zagen om er elektroden in te stoppen om met zijn gedachten online even een broodje kip te bestellen. Het gaat om mensen die locked in zijn, die geen andere manier hebben om te communiceren. Hoeveel mensen gaat het ongeveer om?

Erik: Dat zijn er nog heel weinig, 67 mensen in de hele wereld die een hersenimplantaat geïmplanteerd hebben gekregen.

Edda: Ja, dan kan ik me voorstellen dat het heel intensief is. Het is niet iets wat je even implementeert en het werkt. Je moet dus heel lang trainen.

Simon: Ja echt oefenen. Dus deze mensen zijn inderdaad ook allemaal ernstig verlamd en die gebruiken de BCI om weer te communiceren of inderdaad om te browsen op het internet of iets te doen wat ze eerder nog niet konden.

Edda: Fantastisch! Mensen die verlamd zijn en niets meer kunnen bewegen kunnen dankzij deze technieken weer met de wereld communiceren. Hoe gaat het in zijn werk? Ik zou verwachten, je meet de woorden die iemand denkt en laat die dan de computer uittypen.

Erik: Maar taal zelf is heel, heel moeilijk om dat te vinden in de hersenen, hoe dat precies zit. Dat is echt zo moeilijk, daar weten we nog te weinig van af, dus dat kunnen we niet direct meten.

Edda: Het blijkt het beste te werken als mensen denken aan het maken van bewegingen.

Erik: We kunnen alleen maar meten wat je wil zeggen. En of je dat met je spieren beweegt of dat je probeert met je spieren dat te bewegen, dat maakt voor de hersenen niet uit. Dat is hetzelfde signaal. En het motorische gebied is het makkelijkste om af te lezen wat mensen precies willen doen.

Simon: Je bent verlamd, dus er is ergens iets kapot. En bijvoorbeeld als je ALS hebt, dan zijn de verbindingen naar je spieren zijn kapot, dus je probeert te bewegen. Er komt een opdracht vanuit je hersenen om je rechterhand te bewegen bijvoorbeeld. Dat komt niet aan bij je spieren, maar die opdracht is nog altijd verstuurd. Dus die opdracht om te proberen te bewegen, die kan je nog altijd meten. En dat is waar we mee werken. Dat is dat signaal. Het idee is, zolang je in het hersensignaal verschillende signalen van elkaar kan onderscheiden, dus bijvoorbeeld het bewegen van je hand en het bewegen van je mond, dan kan je dat gebruiken als twee verschillende controle signalen voor een computer. Dus dat zouden de pijltjestoetsen naar boven en naar beneden op een computer kunnen zijn, of voor het besturen van een robotarm of een drone. Dus het is maar net wat je ermee wil doen.

Edda: Fascinerend. Ik denk natuurlijk meteen aan gedachtenlezen en meekijken wat mensen dromen.

Erik: We kunnen het 24 uur lezen. Een deelnemer in onze studie heeft het zeven jaar gebruikt, echt gewoon voor communicatie ook. En wilde het ’s nachts gebruiken om zeg maar minstens op een knop te kunnen drukken van kom even langs, er is iets. En dat werkt. Maar nee, we kunnen geen dromen uitlezen. Dat gaat echt niet gebeuren.

Edda: Toch jammer.

Simon: Oh ja. Ja, daar is ie.

Erik: Dit is het filmpje wat ik bedoel.

Edda: De onderzoekers laten een filmpje zien van deze patiënte waar ze zeven jaar lang mee samenwerkten.

Nieuwslezer: Mevrouw De Bruin is verlamd, maar kan nu met haar gedachten een spraakcomputer bedienen.

Edda: We zien in het filmpje hoe de patiënte voor het eerst een zin typt met haar gedachten.

Nieuwslezer: Niet lang na de operatie spelt ze in het bijzijn van het onderzoeksteam haar allereerste zin.

Edda: Proberen is laveren. Mooi!

Erik: Mooi toch? Ja, ze heeft hier wel heel lang over gedaan. En hier hebben we wel van geleerd dat we veel beter ons algoritme moeten aanpassen om dit sneller te kunnen doen. En het is ook gelukt.

Edda: Want hoe lang duurde dit toen nog? Hoe lang geleden was dit?

Erik: Dit was in 2015. En toen heeft ze wel ruim 1,5 uur gedaan over deze zin. Daarna hadden we veel betere systemen. Daar was ze tevreden over.

Edda: En hoe snel ging dan een zin ongeveer?

Erik: Nog steeds heel langzaam. Drie letters of woorden per minuut, dus nog steeds langzaam. Maar wat ze ook kon doen was dingen al vooruit schrijven, dus ze kon dan hele zinnen construeren. Uren lang was ze dan bezig en dan hoefde ze alleen maar op een knop te drukken en werd die uitgesproken. Dat is de manier waarop ze interviews gaf.

Edda: Oh, wat slim! En hoe snel gaat dat nu met iemand die nu dit zou gaan trainen?

Erik: Ja, bijna realtime spraak decoding al kan gebeuren.

Simon: Ongeveer even snel zoals wij praten.

Edda: Geweldig! Wat een enorme vooruitgang dat je tien jaar geleden nog 1,5 uur over drie woorden. Nu kan het al bijna realtime.

Erik: En daar zijn we heel trots op. En ze is daar echt heel blij, was ze altijd mee. En het is gewoon heel leuk als je daar dan komt, dat ze dan met het systeem wat onze groep heeft ontwikkeld een conversatie heeft. Dat is heel fijn.

Edda: Het mooiste vinden Geukes en Aarnoutse het toch wel het vele contact met patiënten. Maakt het jezelf ook meer bewust van wat je zelf allemaal kan? En ben je daar dan ook blijer mee?

Erik: Zo heb ik er niet over nagedacht. Ik ben altijd wel geïnteresseerd geweest in het overwinnen van beperkingen, zeg maar.

Simon: Ik zou het misschien zelfs nog willen omdraaien in de zin dat ik me nooit zo gerealiseerd had, totdat we met onze patiënten gingen werken is, hoe rijk hun leven ook nog kan zijn. Want ja, je moet je voorstellen ja, ga er maar aan staan. Je bent al helemaal verlamd om dan ook nog mee te doen met hersenonderzoek. En hoe tevreden mensen met hun leven zijn, ondanks dat je misschien niet alles meer kan, maar wel veel kan gaan wandelen bijvoorbeeld. Of ja, je kleinkinderen zien dat soort dingen. Dan geniet je weer van andere dingen in het leven. En dat is natuurlijk ook heel leuk om te zien. En leerzaam, ja.

Edda: Nog een voorbeeld van iemand die verlamd is, maar dankzij een implantaat weer kan gamen.

Simon: Hier zie je ’m pacman spelen inderdaad.

Edda: En dit is dus puur zijn hersenen?

Simon: Ja, dus hij bestuurt Pacman door te proberen naar links, naar rechts, naar boven, naar beneden te bewegen. Het gaat eigenlijk best aardig.

Edda: Nou, fantastisch! Oh, wat fijn voor iemand lijkt me dat.

Simon: Ja hè. Dit was ook een van de dingen die hij van tevoren zei. Van, waar zou je die BCI dan voor willen gebruiken? Ja, om te gamen vooral.

Edda: En hoe kijken jullie hier nou naar? Zijn jullie dan trots?

Erik: Ja, het laat zien wat er in de toekomst mogelijk is voor mensen die verlamd zijn. Inderdaad, actief deelnemen aan de wereld en de maatschappij is heel belangrijk en dit is een vorm daarvan.

Simon: Ja, en het is inderdaad fijn dat als je zo’n systeem ontwerpt en het werkt allemaal, dat iemand er vervolgens gewoon mee kan doen wat hij er zelf mee wil doen. En dat is hartstikke leuk. En dus ja, dat maakt me wel trots. Ja, zeker!

Edda: Heel fijn. Maar dan natuurlijk ook de vraag: krijgen we in de toekomst allemaal een chip in ons brein? En zijn we allemaal voor altijd met het internet verbonden?

Simon: Ja, we zien gewoon op dit moment nog niet zo de meerwaarde voor gezonde mensen van zo’n hersenenimplantaat. De toepassingen die wij zien gaat allemaal over het aflezen van bewegingen en daar iets mee doen. En dat kan je als je gezond bent gewoon heel goed zelf. Dus daar heb je als gezond persoon toch niet zoveel aan.

Erik: Dus we kunnen spraak decoderen vanuit de hersenen. Die spraak kan je dan in de computer stoppen, maar je kan ook gewoon typen of gewoon in de microfoon spreken. Dat is veel makkelijker en meer kunnen wij niet bieden wat dat betreft. Het wordt pas interessant en daar heb je alle sciencefictionfilms over als je met je geheugen kan gaan spelen. Als je je geheugen kan uploaden zodat je opeens een nachtje data binnenkrijgt, dan kan je opeens Frans de volgende ochtend, of je kan lezen wat je jeugdherinneringen zijn. Vergeet het maar. Dat is echt veel en veel te ingewikkeld. Daar hebben we absoluut niet genoeg informatie over hoe de hersenen werken om dat te kunnen doen voor een hele lange tijd. Ik zeg nooit nooit, maar ik denk niet dat het gaat gebeuren.

Edda: En stel dat in de verre toekomst de chip zoals Musk die voor zich ziet, er is, zouden de twee hersenwetenschappers hem dan gaan gebruiken?

Erik: Als er echt iets is waar ik iets aan zou kunnen hebben, als het echt mijn leven flink zou verrijken, dan zou ik er geen bezwaar tegen hebben omdat ik van mening ben dat de operatie zelf niet heel erg groot is. Het is een kosten-batenanalyse zeg maar. Maar op het moment dat ik opeens een veel leuker leven heb, ja, misschien wel.

Simon: Maar niet per se om advertenties van McDonalds in je hoofd geprojecteerd te krijgen, want dan zou ik hem afwijzen, ja.

Edda: De toekomst van internet met quantumverbindingen, internet vanuit de ruimte en verlamde mensen die dankzij elektroden in hun brein rechtstreeks verbonden zijn met het net en weer zelfstandig kunnen communiceren. Je zou alleen over die toekomst al een hele serie kunnen maken. En het goede nieuws: op nemokennislink.nl zijn er nog veel meer verhalen over te vinden. Ik ben wel benieuwd hoe het verder gaat, wat de ontwikkelingen van AI zullen zijn, of het internet verder verdeeld raakt, zo overspoeld raakt met misinformatie dat het niet meer bruikbaar is, of juist toch een fijne plek is, waar mensen elkaar vinden, waar wetenschappers data delen, waar je nieuwe talen kan leren, muziek luisteren, waar liefdes opbloeien. Net goed!

‘Net goed!’ is een podcast van NEMO Kennislink, gemaakt door Edda Heinsman – dat ben ik. Eindredactie Judith Robbe. Muziek en eindmontage Arno Peeters. Artwork Sanne Boekel. De serie wordt mogelijk gemaakt dankzij de steun van het SIDN fonds en onderzoeksconsortium COMMIT.