De Nanomotor

Afgelopen week werd de Nobelprijs uitgereikt aan hoogleraar Ben Feringa voor zijn onderzoek naar moleculaire nanomachines. Hij was eerste persoon die in 1999 een nanomotor bouwde, de kleinst mogelijke machines die er op aarde zijn. Op de schaal van miljoenste millimeters kunnen rotorbladen, asjes en aandrijving worden ‘gebouwd’ om energie te leveren. In 2011 bouwde Feringa een moleculaire ‘four-wheel drive’, een nano-auto die over een oppervlak kon bewegen.

In 1705 werd de eerste onafhankelijk werkende motor – de stoommachine – gebouwd, die uiteindelijk in 1764 door James Watt tot een goed en stabiel werkende machine werd doorontwikkeld. Dit was het begin van de industriële revolutie die de mens onafhankelijk maakte van natuurkrachten. Omdat de stoommachines groot waren, moest men – om van de energie gebruik te maken – zich rond de machine organiseren en ontstonden de eerste grootschalige fabrieken. Pas toen we zo’n vijftig jaar later de beschikking kregen over de elektrische generator en motor konden we deze op stoom gebaseerde energie distribueren. En konden we kleinschaliger fabrieken bouwen.

Moleculaire schaal
Op dit moment zijn we op een tijdstip beland dat we zowel actuatoren – de nanomotor – als intelligentie – minuscule chips – op moleculaire schaal kunnen bouwen. Alles wat nodig is om zelfstandig levende ‘wezens’ te realiseren. We kunnen nu piepkleine apparaatjes door het menselijk lichaam laten reizen om bijvoorbeeld kankercellen op te sporen of bepaalde medicijnen op de plaats van bestemming te brengen. Daar is die minuscule energie en intelligente aansturing voor nodig.

Amerikaanse onderzoekers hebben twee jaar geleden een nanomotortje gebouwd die vijftien uur zelfstandig kon draaien met 18.000 toeren per minuut en paste in een menselijke cel. Hiermee kon men gedoseerd biochemische stoffen afgeven. Ze worden ook wel moleculaire motoren genoemd omdat met atomen als koolstof, zuurstof, stikstof en waterstof een as en lagers worden gebouwd waarna de as onder invloed van licht of elektronen in beweging wordt gebracht. Werktuigbouwkunde op moleculaire schaal.

Internet of Things
Nu we op deze schaal intelligentie en vermogen kunnen realiseren, is het begrijpelijk dat de explosie van het internet der dingen evident is. We kunnen zowel dode als levende natuur additionele intelligentie geven en de data daarvan gebruiken. Het is bijna onvoorstelbaar hoe dat de komende decennia onze wereld zal veranderen. En welllicht ook wel angstwekkend, want in hoeverre kunnen we als individuele mens nog de baas blijven over onze omgeving?

De ontwikkelingen op dit gebied zijn niet tegen te houden, dus we hebben nog het nodige ethische huiswerk te doen de komende jaren. Als je minuscule, onafhankelijke cellen in het lichaam kunt brengen, kun je er goede, maar natuurlijk ook slechte dingen meedoen. En zijn dit soort minuscule objecten überhaupt nog te traceren? Niet alleen om ons heen, maar zelfs diep in ons? Sciencefiction komt op die manier wel heel erg dichtbij.

Kunstmatige intelligentie
ElonMusk, de man achter de Tesla en raketbedrijf SpaceX, waarschuwde in 2014 al dat kunstmatige intelligentie waarschijnlijk de grootste bedreiging voor ons bestaan wordt. Met die techniek kunnen we volgens hem demonen oproepen die we wellicht niet meer kunnen bezweren. Ook anderen waarschuwen herhaaldelijk voor dit gevaar.Stephan Hawking schreef dat “…als we slagen in het scheppen van kunstmatige intelligentie,zou dat de grootste gebeurtenis zijn in de geschiedenis van de mens. Helaas zou het ook de laatste kunnen zijn, tenzij we leren hoe we risico’s moeten vermijden…”

Immers als we super-intelligentie weten te creëren, dan is de mens niet meer de slimste en dus machtigste soort op aarde. Dit soort intelligentie is de financiële markten dan altijd te snel af, kan veel beter uitvinden dan mensen, kan beter mensen manipuleren dan menselijke leiders en kan zelfs wapens ontwikkelen die wij niet meer begrijpen.

Kunstmatig intelligente vliegende gekken
Er zijn allang wapensystemen die zelfstandig in staat zijn mensen te herkennen en te doden. De Britse drone Taranis heeft geen menselijke tussenkomst nodig om een doelwit te selecteren en uit te schakelen. De Verenigde Naties maakt zich serieus zorgen en vergadert regelmatig over deze ‘Lethal’ Autonomous Weapons Systems’ (LAWS). Sommige landen zeggen dat soort wapens permanent verboden en verbannen moeten worden.

Andere landen, zoals Nederland, vinden dat onder streng toezicht dit soort wapens mag worden ingezet. Toch is dat een vreemde situatie, want stel de drone gaat iets té zelfstandig aan het werk en je probeert hem neer te schieten; grote kans dat de drone dat zoveel eerder in de gaten geeft en makkelijk kan ontsnappen. Totdat zijn energiebron is uitgeput, heb je dan best een gevaarlijke ‘gek’ rondvliegen.

Einde van de wereld?
Al eeuwen voorspellen velen dat de wereld aan zijn eigen ontwikkelingen ten onder zal gaan. Is het niet door verwarming, klimaatverandering, vervuiling of kometen dan wel door eigen techniek die onbeheersbaar wordt. Er is de paradox dat elke beschikbare kunstmatige intelligentie door ons niet meer als angstaanjagend wordt ervaren. We hebben Siri, we hebben Watson en nog veel meer intelligentie om ons heen gebouwd. Daar hebben alleen maar nut van, en weinig angst voor.

Net als het kunnen splitsen van atomen de wereld voorgoed veranderd heeft, met zowel CO2 vrije energie maar ook de huiveringwekkende atoombom, zo zullen kunstmatige intelligentie en kleine moleculair aangedreven nanomotortjes de wereld wederom voorgoed veranderen. In goede en slechte zin. De groei van het aantal technische toepassingen kunnen we niet tegenhouden. Er blijft weinig anders over dan dat we (weer) zullen moeten zorgen er met elkaar verstandig mee om te blijven gaan.

Zorgwekkend
Het zou mooi als op bestuurlijk niveau wat meer technische deskundigheid zou komen om dit soort ontwikkelingen vanuit de techniek inhoudelijk te kunnen overzien. Bijna geen burgemeester in Nederland heeft een bèta-achtergrond en van alle bestuurders bij de overheid is slechts 11,6 procent bèta. En als we CBS en Adviesraadvoor Wetenschap, Techniek en Innovatie niet meetellen, heeft nog slechts 3 procent een bèta-achtergrond.

Dat is zorgwekkend, want veel grote maatschappelijke uitdagingen vragen een interdisciplinaire aanpak waarbij zowel beschikbare technologie alshet juist inzetten van techniek een grote rol spelen. Terwijl gelukkig het aantal studenten bèta-techniek de laatste jaren weer fors stijgt, neemt het aantal bestuurders met een bèta-achtergrond nog steeds af. Zonder vakinhoudelijke bestuurders houden we ontsporende ICT-projecten en blijven we grote risico’s lopen op het gebied van waterveiligheid, energievoorziening, (cyber-) veiligheid en (big) data infrastructuren. Een trieste, maar helaas reële werkelijkheid.

Door: Hans Timmerman, CTO Dell EMC Nederland