Hoe laat je robots (en mensen) samenwerken?

RUG hoogleraar Netwerken en Robotica Ming Cao heeft deze week een ERC Consolidator Grant van 2 miljoen euro ontvangen. Zijn doel is om algoritmen te ontwerpen die autonome robots helpen samen te werken. Maar dezelfde algoritmen zijn bruikbaar om het besluitvormingsproces van mensen te sturen.

Autonome robots en netwerksystemen krijgen op dit moment veel aandacht. Zelfrijdende auto’s zijn een voorbeeld van een intelligent systeem waarmee een autonoom systeem is te maken. De auto’s besluiten zelf hoe snel ze rijden, kijken of er geen gevaar is en passen zich aan de omgeving aan terwijl de menselijke bestuurder rustig achterover leunt. Maar om een groot aantal zelfrijdende auto’s op een stuk snelweg te laten rijden zou het goed zijn wanneer ze met elkaar kunnen ‘praten’, onderling informatie uitwisselen en daarop reageren.

‘Daarom bestudeer ik de evolutionaire dynamiek in netwerken van autonome systemen’, legt Ming Cao uit. Autonome systemen nemen zelf besluiten over hoe te reageren op veranderingen in de omgeving. Maar in een netwerk van zulke systemen hebben alle individuele beslissingen een effect op elkaar. ‘Dit soort processen wordt beschreven door Speltheorie’, zegt Cao. ‘Het doel van de autonome systemen is voorgeprogrammeerd, maar de manier waarop ze dat doel bereiken ligt niet vast. De systemen nemen hierover zelf beslissingen.’

Cao zal de wiskunde van de Speltheorie en Controletheorie gebruiken om een algoritme te ontwikkelen dat netwerken van autonome systemen in staat stelt een oplossing te vinden die optimaal is voor het totale netwerk. Neem de zelfrijdende auto: ‘Iedere ochtend staan forensen in de file, omdat veel auto’s dezelfde route willen nemen. Om de filedruk te verminderen zou het goed kunnen zijn als een deel van de forensen een alternatieve route neemt die misschien iets meer tijd kost, maar de opstoppingen vermindert.’

De algoritmes die Cao wil ontwerpen binnen zijn ERC project moeten evoluerende netwerken opleveren die zo’n geoptimaliseerde uitkomst kunnen vinden. ‘Over vijf jaar hoop ik een theoretisch model te hebben gemaakt waarmee je dit soort netwerken kunt ontwerpen. Iedereen kan dit dan gebruiken om hun eigen toepassingen te maken. We zullen deze algoritmen testen op de autonome robots in ons lab.’

En de algoritmen zijn ook toepasbaar op menselijk gedrag. Niet om hun gedrag te controleren, maar te beïnvloeden. ‘Mensen zijn immers ook autonome wezens, dus de wiskunde die hun besluitvorming beschrijft vertoont overeenkomsten met die voor autonome robots.’ Cao werkt binnen de RUG dan ook samen met socioloog Andreas Flache en theoretisch bioloog Franjo Weissing. Het algoritme zou bijvoorbeeld te gebruiken zijn om maatregelen te optimaliseren die bedoeld zijn om duurzame keuzen van consumenten te bevorderen, of de filedruk tijdens de spits te verminderen.

Cao zal vier promovendi aanstellen, elk voor vier jaar en heeft daarnaast geld om vijf jaar lang een postdoc in dienst te nemen. Dit stelt hem in staat zijn onderzoeksgroep, die nu bestaat uit zeven promovendi en een postdoc, verder uit te bouwen.

Zie ook Elektronen opzuigen met zuur