Wat is Machine Learning of Machinaal Leren?

Machine Learning is een wetenschappelijk onderzoeksveld dat zich bevind in de kunstmatige intelligentie. Machine Learning is onder andere gericht op het ontwikkelen van algoritmes. Met deze algoritmes kunnen computers patronen ontdekken in grote databestanden (zogenaamde Big Data). Door het ontdekken van deze patronen kunnen computers of machines zichzelf ontwikkelen en dus leren. Computers leren nieuwe patronen ontdekken wanneer weer nieuwe gegevens worden toegevoegd aan de database. Voor mensen is het vaak onmogelijk om enorme hoeveelheden data te verwerken, computers doen dit veel sneller en maken daarbij steeds minder fouten. Daarom is Machine Learning interessant. Machine Learning is gerelateerd aan data mining, hierbij worden op een geautomatiseerde manier patronen, verbanden en relaties gezocht in grote hoeveelheden data.

Methoden voor Machine Learning
De methodes die gebruikt worden voor Machine Learning kunnen grofweg in twee grote categorieën worden ingedeeld:

  • Aanleidinggevend. De aanleidinggevende mehodes vormen computerprogramma’s door het maken van regels of het extraheren van patronen uit data.
  • Deductief. Bij een deductieve methode is het resultaat een functie net zo generiek is als de invoerdata.

Hoe werkt Machine Learning?
Bij Machine Learning wordt een machine of programma getraind om verbanden te zien. Dit gebeurd vaak gecontroleerd. Daarbij krijgt een algoritme voorbeelden van gegevens die worden aangeleverd of ingevoerd en voorbeelden van bijbehorende of gewenste uitvoer. Het systeem krijgt regelmatig deze voorbeelden waardoor het leert om bepaalde verbanden te zien tussen ingevoerde gegevens en de uitvoer. Als het Machine Learningproces goed wordt doorlopen zal het systeem steeds minder fouten maken en kan het systeem op basis van nieuwe invoer zelfstandig de juiste uitvoer produceren.

Naast gecontroleerde Machine Learningprocessen zijn er ook ongecontroleerde processen. Hierbij wordt geen sturing geboden door voorbeelden in te sturen met een gewenste uitvoer. Bij een ongecontroleerde learningprocessen  zal het algoritme op den duur zelf een structuur ontdekken in de gegevens die worden ingevoerd. Tijdens dit proces zal het programma zelf de invoer verdelen in categrorieen. Hierin worden dan elementen geplaatst met gegevens die sterk op elkaar lijken.

Hoe wordt Machine Learning toegepast?
Machine Learning wordt vrij breed toegepast, maar dit gebeurd verborgen. Zo wordt dit systeem bijvoorbeeld toegepast in de zoekmachines van vacaturebanken. In bepaalde vacaturebanken en cv-databanken kunnen mensen gegevens zoeken of beter gezegd laten matchen met profielen. Voordat dit systeem goed werkt zal men het matchsysteem moeten laten wennen aan het maken van verbanden tussen bijvoorbeeld cv’s en vacatures.

Veel grote webshops verzamelen ook gegevens van bezoekers en slaan deze gegevens op. Door deze opgeslagen gegevens kunnen de webshops inspelen op de interesse van de potentiële klanten. Men kan door dit systeem trachten klantengedrag te voorspellen en daarnaast gerichte aanbiedingen bij klanten onder de aandacht brengen.

Ook bij de ontwikkeling van software voor zelfrijdende auto’s wordt gebruik gemaakt Machine Learning. Hierbij worden allemaal afbeeldingen van verkeerssituaties ingevoerd in een systeem. Aan deze afbeeldingen worden dan waardes gegeven. Bepaalde situaties zijn bijvoorbeeld gevaarlijk en andere situaties niet. Uiteindelijk moet de software van zelfrijdende auto’s zelf beslissingen nemen of er geremd moet worden voor bepaalde situaties of niet. Omdat er enorm veel verschillende situaties op de weg plaats kunnen vinden is er een zeer grote database gekoppeld aan deze variant van Machine Learning. Daarom is het voor mensen onmogelijk om van elke situatie een foto te maken en daar een waarde aan te koppelen. In plaats daarvan maakt men gebruik van situaties uit computergames zoals Grand Theft Auto.

Minister van Infrastructuur verwacht binnen 20 jaar zelfrijdende auto’s

Nissan verwacht in 2020 de eerste zelfrijdende auto’s op de markt te brengen. Dit is een opmerkelijk streven. Er zijn meer bedrijven en instanties die bezig zijn met de ontwikkeling van zelfrijdende auto’s. Zo zijn in Nederland onder andere de TNO en de TU Delft druk bezig met de ontwikkeling en optimalisering van zelfsturende auto’s. Minister Melanie Schultz (Infrastructuur) reed dinsdag 12 november 2013 met de TU Delft, de TNO en de Rijksdienst voor het Wegverkeer (RDW) mee in een speciaal ontwikkelde zelfsturende auto. Volgens haar zullen binnen twintig jaar alle auto’s op de wegen van Nederland zelfrijdend zijn.

In een interview met NU.nl gaf minister Schultz aan dat de eisen die worden gesteld aan voertuigen steeds hoger komen te liggen. Hierbij trok ze de vergelijking op het gebied van veiligheid en milieu. Wanneer zelfsturende auto’s veiliger zijn dan auto’s die niet zelfsturend zijn, zullen ze in de toekomst zelfsturende auto’s moeten worden ingevoerd volgens Schultz.

Prof. dr. ir. Bart van Arem is betrokken bij het project vanuit de TU Delft. Hij geeft aan dat een zelfrijdende auto’s net zo werken als mensen. Een mens heeft ogen en een auto maakt gebruik van sensoren, radars en camera’s. Een zelfrijdende auto heeft geen oren maar maakt gebruik van communicatiesystemen. De computers van auto’s die zelfsturend zijn vormen als het ware het brein van de auto volgens Arem.

Bart van Arem is enthousiast over het project. Zelfrijdende auto’s zijn niet meer alleen science fiction het wordt volgens hem realiteit. Verschillende autofabrikanten willen vanaf 2020 auto’s op de markt brengen die zelfsturend zijn. Volgens Arem is er veel interesse in de industrie. Daarnaast zijn er verschillende onderzoeksprogramma’s in beweging gezet. Volgens hem kan het allemaal heel snel gaan.

Reactie Technisch Werken
De ontwikkelingen in de auto-industrie verlopen zeer snel. Dit heeft onder andere te maken met het feit dat veel landen en autofabrikanten tegelijkertijd bezig zijn met de optimalisering van bestaande technologieën. Daarnaast worden ook nieuwe technologieën ontwikkelt.  Verschillende auto’s zijn al uitgerust met een parkeerhulp of een file-assistent. Deze technieken worden voortdurend geoptimaliseerd.

De verwachting van minister Melanie Schultz dat binnen twintig jaar alle auto’s in Nederland zelfstandig zullen rijden is wel erg ambitieus. Er zijn een hoop mensen die moeten wennen aan de gedachte dat een auto meer taken van de bestuurder overneemt. Niet iedereen heeft zoveel vertrouwen in de techniek. Daarnaast speelt ook de veiligheid een rol. Auto’s kunnen doormiddel van apparatuur snel anticiperen op noodsituaties, er blijven echter situaties waarin menselijk handelen noodzakelijk blijft. Wanneer een auto met veel technische systemen is uitgerust kunnen bestuurders ‘lui’ worden en daardoor niet meer snel en accuraat handelen wanneer de situatie dat vereist.

Een auto die uitgerust is met verschillende technologische hoogstandjes kan mensen een veilig gevoel geven. Het is echter ook mogelijk dat deze systemen defect raken. Hierdoor kunnen alsnog ongelukken ontstaan. Veel systemen werken doormiddel van elektronica en software. Deze systemen zijn storingsgevoelig. Mensen moeten de systemen goed kunnen vertrouwen. Wanneer auto’s door fabrikanten worden teruggeroepen vanwege defecten zullen veel mensen sceptisch zijn over zelfsturende auto’s. De invoering van deze auto’s moet zeer zorgvuldig gebeuren.