De Nobelprijs voor Natuurkunde van 2024 werd toegekend aan Geoffrey Hinton en John Hopfield voor hun baanbrekende werk op het gebied van kunstmatige neurale netwerken. Hinton, vaak de “peetvader van de kunstmatige intelligentie” genoemd, suggereert dat AI binnenkort de menselijke intelligentie zal overtreffen. Wat betekent dit voor de gezondheidszorg?
De truc van het nabootsen van het menselijk brein
John Hopfield, emeritus hoogleraar aan Princeton University (VS), en Geoffrey Hinton, emeritus hoogleraar aan de Universiteit van Toronto (Canada), werden onderscheiden voor “fundamentele ontdekkingen en uitvindingen die machinaal leren met kunstmatige neurale netwerken mogelijk maken”. Het vroege werk van de wetenschappers werd de ruggengraat van generatieve AI-systemen zoals ChatGPT of Gemini. Sam Altman, de CEO van OpenAI, was een van Hintons studenten.
Hun AI-reis begon in de jaren 1980. Beide wetenschappers droegen bij aan de ontwikkeling van computersystemen die nabootsen hoe neuronen in het menselijk brein informatie uitwisselen. Hun werk maakte de weg vrij voor het moderne machinaal leren, een aanpak die het mogelijk maakte om nauwkeurige gezichtsherkennings- en vertaalsystemen te maken, later gevolgd door nog veel meer AI-systemen.
Hopfield ontwikkelde een netwerk dat patronen opslaat en opnieuw creëert met behulp van principes uit de natuurkunde, met name atomaire spinsystemen, om energie te minimaliseren en beelden te herkennen. Het netwerk past de waarden van de knooppunten aan om energie te besparen en opgeslagen afbeeldingen te herkennen, zelfs met onvolledige invoer. Hinton breidde dit idee uit tot de “Boltzmann machine”, die karakteristieke kenmerken in gegevens leert herkennen door gebruik te maken van concepten uit de statistische natuurkunde.
In de geneeskunde kunnen machine-learning toepassingen, die getraind worden op grote hoeveelheden data, bijvoorbeeld kankerletsels detecteren zonder dat het systeem geprogrammeerd hoeft te worden. Zodra AI de data krijgt, begint het namelijk zelfstandig patronen te herkennen, net als mensen, door informatie uit te wisselen tussen kunstmatige neuronen.
Waarom een Nobelprijs voor natuurkunde voor baanbrekende ontdekkingen in AI?
De beslissing om de Nobelprijs voor Natuurkunde toe te kennen aan AI-werk lijkt misschien ongebruikelijk. Het comité merkte echter op dat kunstmatige neurale netwerken een belangrijke rol hebben gespeeld op gebieden als deeltjesfysica en astrofysica.
“Het werk van de laureaten is al zeer waardevol gebleken. In de natuurkunde gebruiken we kunstmatige neurale netwerken op allerlei gebieden, zoals het ontwikkelen van nieuwe materialen met specifieke eigenschappen,” aldus Ellen Moons, voorzitter van het Nobelcomité voor natuurkunde.
Tegenwoordig maken machine-leersystemen deel uit van het dagelijks leven, van het vertalen van teksten met Google of DeepL tot interacties met AI-tools als ChatGPT en Perplexity. Aangezien er geen speciale Nobelprijscategorie voor AI is, werd de Natuurkundeprijs als de meest passende erkenning gezien.
Hintons gemiste voorspellingen voor de gezondheidszorg
Geoffrey Hinton haalde de krantenkoppen niet alleen met zijn innovaties, maar ook met zijn waarschuwingen voor de potentiële risico's van AI. Na zijn vertrek bij Google waarschuwde Hinton dat AI tot het verlies van banen zou kunnen leiden, ook in de gezondheidszorg. In 2016 voorspelde hij dat AI binnen vijf jaar radiologen zou vervangen - een bewering die nog niet is uitgekomen. Acht jaar later zijn radiologen nog steeds onmisbaar en speelt AI slechts een beperkte rol in hun werk.
Gevraagd naar de toekomst van AI na het ontvangen van de Nobelprijs, vergeleek Hinton de impact van AI met de industriële revolutie. Waar machines mensen hebben overtroffen in termen van fysieke kracht, gelooft hij dat AI ons binnenkort intellectueel zal overtreffen. Hij voorspelt dat we doorbraken zullen zien in de geneeskunde, vooral in de ontwikkeling van medicijnen en de opkomst van digitale assistenten, waaronder digitale artsen. Toch waarschuwt hij ook dat AI-systemen die intelligenter zijn dan mensen op een dag gevaarlijk kunnen worden.
“Ik hoop dat AI zal leiden tot enorme voordelen, tot een enorme toename in productiviteit en tot een beter leven voor iedereen. Ik ben ervan overtuigd dat het dat zal doen in de gezondheidszorg,” zei Hinton kort nadat hij had vernomen dat hij de Nobelprijs 2024 had gewonnen.
Geneeskunde zal het meest profiteren
Ondanks dat zijn voorspelling over AI en radiologen niet uitgekomen zijn, blijft Hinton voorzichtig optimistisch over de toekomst van AI in de gezondheidszorg. In een interview in 2023 met digitale gezondheidsexpert Eric Topol suggereerde hij dat binnen 10 tot 15 jaar AI-systemen regelmatig zullen worden gebruikt om second opinions te geven en artsen zouden kunnen overtreffen in specifieke aspecten van klinische besluitvorming.
Hinton gelooft dat zogenoemde large language modellen (LLM's) echt taken kunnen ‘begrijpen’ die verder gaan dan louter statistische analyse, wat aangeeft dat algemene kunstmatige intelligentie aan de horizon zou kunnen verschijnen. Hoewel sommigen sceptisch blijven over het feit dat machines beter zullen presteren dan artsen, maakt de snelle vooruitgang op het gebied van AI het steeds moeilijker om deze uitkomst te verwerpen. De uitdaging ligt nu in het reguleren van het gebruik van AI en het aanpakken van de ethische implicaties.
AI heeft de potentie om gepersonaliseerde behandelingen naar de dagelijkse dokterspraktijk te brengen. Met toegang tot patiëntgegevens zal AI - met name LLM's - artsen helpen om nauwkeurige diagnoses te stellen en beslissingen over behandelingen te nemen. Het biedt patiënten daarnaast een second opinion en verbetert hun begrip van medische aandoeningen. Een nieuwe golf van welzijns-AI-adviseurs zal inzicht bieden in gezondheidsrisico's en ons begeleiden bij dagelijkse beslissingen, zodat deze zijn afgestemd op onze gezondheidsdoelen.
Wanneer een AI-pionier als Hinton zijn bezorgdheid uit over de mogelijke gevaren, is het begrijpelijk dat je je ongemakkelijk voelt. Hinton blijft echter hoopvol over de toekomst van AI. Hij ziet een scenario voor zich waarin AI, die slimmer wordt dan mensen, kan fungeren als een “vriendelijke ouder” voor de mensheid, die mondiale crises zoals ecologische, economische en sociale uitdagingen aanpakt.
