Connecting Intelligence for Smarter Systems

Slimme systemen hebben sensoren (zintuigen), actuatoren en regelmogelijkheden (sensing, actuation, control). Ze kunnen een situatie "waarnemen", analyseren en op basis van de verkregen data beslissingen nemen op voorspelbare en adaptieve wijze. Deze acties komen "intelligent" over.

We herkennen "intelligentie" in het autonoom handelen van een systeem waarbij communicatie wordt gezocht met andere systemen (networking), energieverbruik wordt geregeld en zorg gedragen wordt voor interne stabiliteit.

De opbouw van een slim systeem bestaat meestal uit:

  1. sensoren voor het verwerven van signalen (signal acquisition)
  2. kanalen (vaak draadloos) om de informatie over te brengen
  3. een netwerk van data-verwerkende en regelende eenheden
  4. componenten om beslissingen over te brengen
  5. actuatoren die de opgedragen handelingen verrichten.

Connecting intelligence richt zich op het slimmer maken van systemen door kernen elk met hun eigen "intelligentie" te combineren. Niet elk systeem heeft namelijk dezelfde soort intelligentie. Levende wezens, en de mens in het bijzonder, zijn in staat om gezichten op basis van subtiele kenmerken te herkennen en zijn weinig gevoelig voor hoe en in welke stand dat gezicht zich presenteert. Ook kunnen die volledig onbekende situaties vaak sneller overzien en tot een aangepaste strategie besluiten dan slimme hardware die het vaak moet hebben van veel data met grote snelheid verwerken en analyseren.

Bij het combineren van levend organisme met slimme hardware kunnen we spreken van bionica. Hierbij wordt het organisme voorzien van sensoren voor permanente diagnose op afstand of met protheses voor beter bewegen, handelen of waarnemen. Een ander voorbeeld is ubiquitous communication waarbij een persoon rechtstreeks in contact blijft met elders opgeslagen data die bijvoorbeeld adequaat op het netvlies geprojecteerd wordt (een reparateur die kijkend naar het object aanwijzingen krijgt, of een onderzoeker die naar een gewenst document begeleid wordt). Individueel aangepast auto rijden, rampen bestrijding met zogenaamd electronic dust (autonome sensoren voor gebiedsexploratie), horen ook bij de talloze toepassingen van deze discipline in wording.

Mind-based control

Alle vakken van deze minor komen samen in het project "Mind-based control". In dit project leer je cognitieve processesn te modelleren en simuleren, zodat je deze processen beter leert voorspelllen. Zo'n cognitief model is een benadering van een enkel fenomeen, zoals patroonherkenning, geheugen, perceptie, of attentie. De modellen die behandelt worden zijn sterk door de bilogie geïnspireerd en gericht op inzicht in het menselijk brein. Uiteindelijk ga je deze modellen gebruiken om een echte mind-based controller te maken. Jouw actities zorgen ervoor dat het systeem dat jouw team ontwerpt het best denkbare resultaat kan behalen.

Nieuwsgierig naar het project? Kijk dan eens naar het onderstaande YouTube filmpje.

De vakken

Het programma bevat de ingrediënten die nodig zijn om de hierboven beschreven ambitie om slimmere systemen te maken door diverse intelligenties te combineren, dichterbij te brengen. Sensoren en actuatoren en hun inbedding in het systeem komen in de vakken sensor physics en actuation techniques aan bod. De nadruk ligt daarbij op principes om aspecten van de omgeving geschikt te kunnen aanleveren en de geëigende acties te laten plaatsvinden. Het vak ad-hoc networks behandelt het ad-hoc opbouwen van netwerken om bijvoorbeeld autonome systemen met elkaar te laten communiceren. De verificatie en analyse van wat zo'n netwerk kan, is het onderwerp van het vak performance modelling. Centraal staat het vak interconnect en neuroscience waar diverse docenten vanuit hun eigen vakgebied diverse kanten van intelligentie belichten. Massale feedback zoals die plaatsvindt in de cortex, opslaan door een verbindingsstructuur, leren zoals in de hersenen, waarnemen, aansturen, kortom vele aspecten van intelligent gedrag worden gepresenteerd volgens de modernste opvattingen in de wetenschap. Naast bovenstaande vakken bevat het programma ook een vaardigheden training waarin cognitieve processen gemodelleerd en gesimuleerd worden om deze beter te begrijpen en te voorspellen. Het ontwerp project aan het eind van de minor is een toepassing van mind-based control, dat wil zeggen, actuatie door simpelweg denken. Er is een grote variëteit aan mogelijkheden, maar alle komen neer op het beïnvloeden van de omgeving door acties te bedenken en zonder eigen handelingen in gang te zetten.

Voor wie?

Iedereen met een propaedeuse-diploma van de Techische Universiteit kan deze minor in zijn programma opnemen. Als voorkennis is de basis van calculus en kansrekening onontbeerlijk. Eventuele tekorten in signaalverwerking, regeltechniek en interface-elektronica worden verholpen door in plaats van de vakken sensor fysica (5CI30) en actuatie technieken (5CI31) het vak sensoren and actuatoren (5ES00) te volgen. In dit laatste vak worden de meer fysische aspecten vervangen zijn door adequate inleidingen in de genoemde vakken.