Na het bedenken en ontwerpen van holografisch videovergaderen, interactieve dronezwermen (vliegende Lego) en het opvouwbare beeldscherm, gaat Roel Vertegaal (56) aan de slag met het meer interactief maken van kunstmatige intelligentie (AI). Taalgenerator ChatGPT staat nog maar aan het begin van allerlei AI-toepassingen, constateert Vertegaal. ‘Kunstmatige intelligentie, die snel beslissingen neemt en volstrekt privé en veilig is, bestaat nog niet. Daar doen we onderzoek naar.’

Human Media Lab

Vertegaal is sinds mei 2024 hoogleraar aan de faculteit der Natuurwetenschappen, Wiskunde en Informatica van de Radboud Universiteit Nijmegen. Hij bekleedt daar de leerstoel Mens-computer Interactie. In dit vakgebied werkte hij eerder als directeur onderzoek bij de Huawei Consumer Business Group deed hij hiervoor onderzoek naar mens-computer interactie en als hoogleraar aan Queen’s University in Ontario in Canada. Daar richtte Vertegaal het Human Media Lab op, dat sinds het voorjaar van 2024 in Nijmegen is gevestigd.

Dit toonaangevende lab richt zich met name op onderzoek naar interactieve systemen, die geïnspireerd zijn door de structuur en de functies van ons brein. ‘Daarmee kunnen we AI meer interactief maken en beter laten aansluiten op hoe onze hersenen werken’, verklaart Vertegaal. ‘Het gaat om systemen, die je helpen taken effectief uit te voeren.’

Nieuwsgierig kind

Vertegaal is geboren in Hazerswoude bij Leiden en was een nieuwsgierig kind. ‘Als jongetje van zeven bedacht ik een soort afstandsbediening voor de tv’, vertelt hij met een lach. ‘Ik gebruikte een lange metalen stok, daarmee kon ik vanaf de bank de geleidende knoppen op de tv bedienen. Een beetje zoals tegenwoordig op touch screen.’ Op het vwo was hij geïnteresseerd in exacte vakken, maar ook in talen, aardrijkskunde en economie. ‘Ik ben geen echte bèta, maar ik was een snelle leerling en verveelde me gauw op school.’

Vertegaal besluit muziek te gaan studeren aan het conservatorium in Utrecht. ‘Daar hadden ze indertijd al een Apple Macintosch-computer. Daar was ik als 17-jarige helemaal gek van, zo ben ik gaan programmeren. In Utrecht maakte ik ook al kennis met AI en algoritmes waarmee je muziek kunt genereren.’

De volgende stap is dat Vertegaal informatica gaat studeren aan de universiteit van Bradford in Engeland. Hij promoveert in Cognitieve Ergonomie aan de Universiteit van Twente en wordt hoogleraar Mens-computer Interactie aan de Queen’s Universiteit in Ontario, Canada.

Nieuwe interactietechnieken

Nieuwe interactietechnieken zijn nodig, omdat nieuwe technologieën vaak te weinig rekening houden met de interactie tussen mensen en hoe onze hersenen functioneren, vindt Vertegaal. Hij studeert in 1998 aan de Universiteit van Twente bijvoorbeeld af op zo’n nieuwe interactietechniek.

‘Bij video-vergaderen viel me op dat er veel onduidelijkheid ontstond, aangezien het onduidelijk was, wie aan het woord was en tegen wie iemand praatte. Dat komt omdat er via het beeldscherm geen oogcontact mogelijk was, waardoor deze non-verbale informatie wegvalt. Met behulp van eye trackers, waarmee mensen met een beperking hun computer kunnen aansturen, heb ik software ontwikkeld, die oogcontact tijdens video-vergaderen mogelijk maakt.’

Opvouwbare telefoon

Andere vindingen van Vertegaal zijn de aandachtdetectie in de iPhone en de opvouwbare telefoon, die Huawei op de markt heeft gebracht. Deze telefoon bestaat uit drie opvouwbare delen, die samen één beeldscherm vormen voorzien van een onzichtbaar raster met touch sensoren.

Als het aan de hoogleraar ligt, komen driedimensionale vormen weer terug, bijvoorbeeld in flexibele – lees: buigzame – beeldschermen. ‘Platte beeldschermen zijn beperkt. In de normale wereld heb je ook vormen. De opvouwbare telefoon is een eerste stap in die richting.’

Wetenschap loopt voor op praktijk

Het eerste prototype van de opvouwbare telefoon, de PaperFold, ontwerpt Vertegaal al in 2014 samen met student Antonio Gomes. De Huawei Mate XT is gebaseerd op dit prototype en komt pas in september 2024 op de markt. ‘Het duurt altijd zo’n tien tot twintig jaar voordat wetenschappelijke vindingen een product zijn, dat klaar is voor de markt’, meldt Vertegaal. ‘Zo ver loopt de wetenschap voor op de praktijk.’

Een in drieën uit te vouwen scherm voor een telefoon bedenken is één, daarna komen er nog veel meer stappen. ‘De eerste trifold, die nu op de markt is, is voorzien van een heel dun, volledig opvouwbaar en flexibel OLED-scherm’, vertelt Vertegaal. ‘Huawei heeft daarvoor een heel speciaal scharniermechanisme ontwikkeld, waardoor je het scherm plat kunt opvouwen zonder het te verkreukelen en kapot te maken.’

‘Vliegende lego’

Met onderzoekers en studenten van het Human Media Lab op Queens University en het Lego Creative Play Lab ontwikkelt Vertegaal zo’n zeven jaar geleden ‘vliegende lego’. De legoblokjes kunnen zelf vliegen, als een interactieve zwerm van gekleurde mini-drones. Door de mini-drones te voorzien van markers, die door een 3D camera worden gelezen, kunnen de mini-drones als een groep van pixels vliegen.

Vertegaal: ‘Met deze ‘next-level-lego’ hebben we laten zien dat het mogelijk is om beeldschermen te maken, die bestaan uit fysieke pixels, die je aan kunt raken en simpelweg in de lucht kunt boetseren.’

Verdwijnen menselijke interactie

Door de digitalisering van de moderne maatschappij zijn verschillende vormen van fysieke menselijke interactie verdwenen, stelt Vertegaal vast. Hij vraagt zich hardop af of de verruwing in de wereld daar mee te maken heeft.

‘Als je berichten typt in plaats van fysiek, van mens tot mens, te communiceren, zie je elkaar niet en kun je elkaars stemmen niet horen. Gelaatsuitdrukkingen en de toon van een stem geven veel informatie. Als mens zijn we geëvolueerd tot een wezen dat behoorlijk veel informatie haalt uit non-verbale communicatie. Dat ben je kwijt bij veel digitale technologie. Daarom moeten we simpelweg betere, interactieve technologieën ontwikkelen.’

Anti-technologieën

Nieuwe technologieën worden anti-technologieën genoemd, omdat ze problemen veroorzaakt door eerdere technologieën ongedaan proberen te maken, verklaart Vertegaal. Telefoonverslaving noemt de hoogleraar als voorbeeld van een ongewenst technologie-effect.

‘De aandachtgestuurde telefoon, die ik heb ontworpen, is daarop een antwoord. Met technologie, die registreert of je naar de telefoon kijkt, kun je bijvoorbeeld je meldingen verminderen, zodat ze minder interruptief zijn. Apple heeft dat al op zijn telefoons toegepast.’

Vertegaal begeleidt studenten in het Human Media Lab en doet met hen onderzoek naar nieuwe technologieën. ‘Als wetenschapper heb je als doel om met onderzoek gefinancierd door publiek geld en het bedrijfsleven kennis te ontwikkelen, die de wereld een betere plek maken.’