Je leest:

Kun je een sms versturen met je gedachten?

Kun je een sms versturen met je gedachten?

Goede vragen voor de technische wetenschappen

Auteur: | 7 juni 2016

Als technische onderzoekers geen goede vragen hadden gesteld, had jij deze tekst misschien wel nooit gelezen. Want mede dankzij hun inspanningen hebben we nu bijvoorbeeld internet, computers en smartphones. Maar hoe stel je dan het beste een vraag aan de technische wetenschappen?

Versturen zij straks berichten via hun telefoon door er alleen maar aan te denken?

Je verstuurt een sms zonder je handen of stem te gebruiken. Het enige dat je hoeft te doen is te denken aan de tekst die je wilt versturen en wie de ontvanger is, en het berichtje is al onderweg. Dat leek de scholieren maar wat handig, die tijdens de Nationale Wetenschapsagenda voor Scholieren bij elkaar kwamen.

Met gedachtengestuurde software kun je namelijk razendsnel je telefoon bedienen. En je hebt je handen vrij om andere dingen te doen. Bovendien kun je het ook toepassen op heel veel andere apparaten, zoals computers. En natuurlijk hebben mensen die verlamd zijn er ook ontzettend veel aan.

‘Kunnen we gedachtengestuurde software maken?’ Dit was uiteindelijke de belangrijkste vraag die de scholieren aan de technische wetenschappen wilden stellen. Ze presenteerden de vraag daarom ook aan de staatssecretaris van onderwijs, Sander Dekker. Binnen een jaar of twintig moest de vraag wel op te lossen zijn, schatten de jongeren in.

Sommen oplossen

Maar zo eenvoudig is dat nog niet. “Het is een heel interessante en ambitieuze vraag”, zegt medisch ingenieur Chantal Tax. Zij studeerde aan de Technische Universiteit Eindhoven, werkt nu als onderzoeker bij de Universiteit Utrecht en blogt bij Faces of Science. “De scholieren gaan er vanuit dat we dan ook gedachten kunnen lezen en weten hoe het brein precies werkt. Maar daar weten we eigenlijk nog maar weinig van”, zegt ze.

Software die direct de tekst waaraan jij denkt kan versturen, is dus nog ver weg, stelt Tax. “Er zijn al wel onderzoeken naar brein-computerinterfaces waarbij je een combinatie van taken in gedachten uitvoert – bijvoorbeeld een som oplossen – en daarmee iets aanstuurt. Mensen die verlamd zijn, kunnen zo letters communiceren. Maar dan lees je nog niet echt gedachten.”

Onderzoeker Chantal Tax in de Connectome scanner in Boston.
privearchief Chantal Tax

Dat weerhoudt wetenschappers er natuurlijk niet van om toch veel meer over het brein te weten te komen. Daarbij is een zeer belangrijke rol weggelegd voor het stellen van vragen en het maken van instrumenten en methoden om de hersenen in kaart te brengen. “Ik werk aan een project om meer te weten te komen over de structuur van de hersenen. We verrichten daarvoor metingen, maar die zijn indirect. We kijken namelijk naar de watermoleculen en hoe die zich in het brein gedragen. Daaruit leiden we af hoe de structuur van de hersenen er uitziet.”

Eenduidig antwoord

Bij het onderzoek van Tax zijn instrumenten en methoden van groot belang en dat geldt voor vrijwel alle technische wetenschappen. Want bij het stellen van een vraag binnen dit vakgebied zijn er een aantal dingen waar onderzoekers rekening mee houden. “Het is voor technische wetenschappers heel belangrijk dat ze aan het antwoord van de vraag een nummertje kunnen hangen”, zegt Tax. “Je moet dus weten wat je precies wilt meten en dat je het kunt kwantificeren. Je wilt bovendien een eenduidig antwoord krijgen.”

“Wiskunde is de taal van de technische wetenschappen”, zegt Chantal Tax.

Dat geldt natuurlijk voor veel meer vakgebieden binnen de technische wetenschappen. Neem iemand die de elektriciteitsvoorziening onderzoekt. Deze wetenschapper wil weten hoeveel duurzame energie er opgewekt kan worden in Nederland, zonder dat het elektriciteitsnet fors aangepast moet worden. Dan wil diegene een percentage krijgen als uitkomst. Of denk aan iemand die een nieuwe motor voor een schip onderzoekt, dan wil hij of zij aantonen hoe goed het werkt, maar ook hoeveel efficiënter het is dan de huidige motoren. Ook al zijn de technische wetenschappen nog zo divers, de aanpak komt vaak overeen.

Dat gaat ook op voor het gebruik van de wiskunde, die een grote rol speelt binnen de technische wetenschappen. “Het is de taal waarin we ons uitdrukken. Bij technische universiteiten wordt je geleerd om de antwoorden op vragen met wiskunde te onderbouwen. Je wilt bewijzen tonen en metingen laten zien.”

Voortdurend efficiënter

Daarnaast zijn de instrumenten voor de metingen van groot belang binnen de technische wetenschappen. Dus ook voor Tax. “Ik gebruik voor mijn onderzoek vaak MRI-scanners om meer te weten te komen over de structuur van de hersenen. Maar bij veel metingen ontstaat behoorlijk veel ruis, waardoor een goede vraag stellen heel belangrijk is. Je moet namelijk weten dat je een antwoord kunt vinden. Als je alleen maar ruis krijgt uit je meting heb je er niks aan. Je wilt dus betrouwbare metingen kunnen doen.”

Ook binnen de elektriciteitsvoorziening spelen vragen een grote rol. Hoe pas je precies zonne- en windenergie in het huidige elektriciteitsnet in?

Veel instrumenten waar technische wetenschappers gebruik van maken zijn duur, benadrukt Tax. Neem de MRI-scanners waar zij mee werkt. Ze zijn maar een korte tijd voor onderzoek beschikbaar. Ze worden ook gebruikt om na te gaan of patiënten bijvoorbeeld een tumor hebben. “Omdat we weinig tijd hebben is een goede vraag nog extra belangrijk. En de meting die je wilt doen moet ook binnen de tijd passen, die er beschikbaar is.”

Bij uitstek zijn de technische wetenschappen zeer dynamisch. Er worden ongelooflijk veel nieuwe dingen ontdekt of verbeterd. Zonnecellen worden voortdurend efficiënter gemaakt, motoren zuiniger en medische instrumenten meten zaken veel nauwkeuriger dan eerder. “De ontwikkelingen gaan vrij snel en dus moet je daar op inspelen. Er is net een nieuw type MRI-scanner ontwikkeld in Boston, waarmee je de structuur nog nauwkeuriger meet. Ik ben daar zo enthousiast over omdat het mogelijk is om veel betere metingen te doen. In Cardiff (Wales) komt ook zo’n apparaat te staan en ik ga daar vanaf september onderzoek doen. Ik kan niet wachten!”

Scholieren hebben soms ‘verfrissend wilde ideeën’.
Elmer van der Marel voor NEMO Science Museum

Onbevangenheid

De ontwikkeling gaat aan de ene kant razendsnel, maar aan de andere kant voelt het ook vaak alsof het niet snel genoeg gaat. De scholieren bedachten niet voor niets een zeer ambitieuze vraag om gedachtengestuurde software te maken. Maar daar moet nog een hoop voor gebeuren. “Ik heb geleerd dat je kleine stapjes maakt in de wetenschap. Aan de andere kant werk ik met MRI-technologie die vanaf 1994 wordt gebruikt. Toen was er een paper, nu is er een heel onderzoeksveld.”

Tax is enthousiast over de onbevangenheid van de scholieren. “De vraag is ontzettend leuk. Misschien denken wetenschappers wel niet vaak genoeg out of the box. Wij weten vaak te goed wat wel en niet kan en richten ons soms teveel daarop. Het is heel verfrissend en nuttig om juist wel wilde ideeën te hebben. Misschien moeten we vaker bij onderzoeken vragen hoe scholieren erover denken.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 07 juni 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.