Scene fra filmen The Matrix, 1999

Virkelighedens videnskab bag The Matrix

I filmserien The Matrix er mennesker reduceret til batterier, der dyrkes af robotter og lever hele livet i en computergenereret simulation. Virkelighedens teknologiske fremskridt viser at fremtidsdystopien allerede er mulig.

I filmserien The Matrix er mennesker reduceret til batterier, der dyrkes af robotter og lever hele livet i en computergenereret simulation. Virkelighedens teknologiske fremskridt viser at fremtidsdystopien allerede er mulig.

Alamy

1. Mennesker kan fungere som batterier

I The Matrix holdes mennesker fanget og nedsunket i væske, hvorfra kropsvarme bliver høstet som energi, der driver robotterne.

Udenfor filmlærredet har forskere udviklet såkaldte termoelektriske anordninger såsom armbånd, ringe og høreapparater, der tapper kroppens varme som energikilde.

VIDEO: Se hvordan en ring drevet af kropsvarme fungerer

I fx et ur udnytter teknologien temperaturforskelle, der får elektronerne i den ene af et stykke metal til at bevæge sig hurtigere gennem opvarmning fra huden. Elektronerne søger mod metallets køligere ende og danner en elektrisk strøm som i et mikroskopisk batteri.

Med såkaldte halvledere kan flere af disse batterier kædes sammen og producere en spænding på 1 volt for hver kvadratcentimeter hud. Spændingen er nok til at drive ure og fitnesstrackere.

Mennesker er dog generelt dårlige batterier. En menneskekrop genererer ganske vist omkring 80 watt gennem kropsvarme, men at afbrænde menneskets daglige kalorieindtag ville frigive væsentligt mere energi.

2. Kunstig intelligens er allerede ondsindet

Stephen Hawking, Elon Musk og Bill Gates har advaret om, at fremtidens kunstigt intelligente supercomputere vil vende sig mod os, som i The Matrix.

Da Microsoft i 2016 lancerede chatbotten Tay, gik der under 24 timer, før hendes svar var racistiske og ondskabsfulde.

Skepsissen bunder i, at menneskehedens mål er svære at sætte på formel.

Kunstigt intelligente systemer kaldes også agenter, der har et fastsat mål. Typisk er systemerne oplært gennem machine learning, der fodrer agenten med enorme mængder data, som den finder mønstre i.

Grafik viser processen bag machine learning

Machine learning gør gennem seks trin en agent bedre til at løse en opgave. Først bliver mulighederne observeret (1) og vurderet ud fra et fastsat mål (2). Så bliver mulighederne testet (3) med et resultat til følge (4). Målene justeres (5) ud fra erfaringerne. Processen gentages (6).

Mønstrene bliver til forudsigelser, der bliver efterprøvet som løsning, fx en kræftkur. Løsningens effekt bliver inddraget i databanken, og gør agenten klogere.

Problemerne opstår, hvis fremtidens kunstige superintelligenser, bliver bevidste. Så vil agenterne bekæmpe kræft, selvom processen koster menneskeliv, og modarbejde alt, der strider mod målet, fx hvis forskere vil slukke for maskinen.

VIDEO: Sådan tager kunstige intelligenser onde beslutninger

Nutidens svage AI-systemer har allerede vist sine skyggesider. Fx har YouTubes algoritme spredt misinformation og hadtale ved at anbefale tiltagende mere ekstreme videoer.

Principper bag udvikling af kunstig intelligens

I forsøget på at få AI på bølgelængde arbejder IT-ingeniører med en række retningslinjer, der hedder alignment. Én tilgang er at agenten (blå prik) deler sit mål med så mange mennesker (grønne prikker) som muligt. En anden tilgang definerer agentens mål ud fra et forsøg på at lave et retfærdigt samfund for alle, hvor agenten ikke kender sin plads i samfundet. En tredje tilgang bruger en rangordning af befolkningens valg – fx fra parlamentsvalg og indkøb – til at udpege agentens mål.

3. The Matrix kan gemme sig i Universets mindste byggesten

I The Matrix er Jorden overtaget af robotter, mens de fleste mennesker lever i en simuleret virkelighed, lykkeligt uvidende om klodens sande tilstand. I 2003 fremsatte den britiske filosof Nick Bostrom en teori om, at vores virkelighed ligeledes er en computersimulation.

Bostroms tese er, at hvis kvantecomputere som forudsagt i Moores lov fordobler deres regnekraft hver 20. måned, så vil fremtidens mennesker kunne drive adskillige simulationer af deres forfædres liv. Simulationerne vil være så detaljerige, at de simulerede individer har bevidsthed, men uden at kende sandheden om deres virkelighed.

Med andre ord: Hvis vi hævder, at vi får uanet computerkraft, kan vi ikke samtidig afvise, at vi er karakterer i et computerspil.

Nick Bostroms tese kan ikke modbevises, og har derfor fået opbakning fra nogle af klodens fremmeste hjerner, herunder Elon Musk og Neil deGrasse Tyson.

VIDEO: Derfor kan astrofysikere ikke afvise The Matrix

Ifølge forskere fra University of Washington vil vi kunne løfte sløret for et eventuelt simuleret univers med kvantecomputere. Moderne supercomputere kan kun simulere en model af Universet på størrelse med en atomkerne. Men fremtidige, større simulationer kan vise et langt større udsnit, der efterligner elementarpartiklerne – atomernes byggesten – i fire dimensioner.

I så stor en model kan forskerne fx simulere rumtiden, men selv de stærkeste fremtidige simulationer vil indeholde spor af en underliggende gitterstruktur. Forskernes beregninger viser, at strukturen vil komme til udtryk som en øvre grænse for intensiteten i den kraftigste kosmiske stråling. Grænsen kan observeres, hvis strålingen ikke spreder sig i alle retninger, som forventet.

De kosmiske stråler med ultrahøj energi rammer sjældent Jorden, så simulationens signaturer kan blive svære at spotte.

Telescope Array i Utah

500 detektorer udgør Telescope Array i Utah, der søger efter kosmiske stråler, som kan afsløre en fejl i simulationen.

© John N. Matthews / Wikimedia Commons

For nogle forskere besvarer simulationshypotesen Fermi-paradokset: Hvis der er 300 mio. beboelige planeter i Mælkevejen alene, hvorfor er vi så aldrig blevet kontaktet af rumvæsner? Fordi vi er forsøgsdyr i deres computerspil.

4. Tankens kraft manipulerer computerspil

Hovedpersonen Neo stopper kugler og bøjer skeer med tankens kraft. I virkelighedens verden ville Neo have et hjerne-computer-interface, der allerede findes i flere modeller.

Når en tanke suser gennem hovedet, sender ioner – positivt ladede atomer – på hjernecellernes overflade signalet videre ved at afgive elektroner. Med såkaldt elektroencefalografi eller EEG, opfanger en chip elektronerne og oversætter dem til den handling, hjernesignalet skulle udløse i kroppen.

Makakaber har fx lært at spille computerspillet Pong med den indopererede hjernechip The Link.

VIDEO: Se aben Pager styre en computer med tankens kraft

Aberne lærte først at kontrollere et joystick og blev belønnet med banansmoothie hver gang de flyttede markøren hen på et lysende felt. The Link optog hjerneaktiviteten imens og med tiden overtog hjernechippen joystickets rolle.

Firmaet Neuralink vil bruge chippen til at lære mennesker nye egenskaber øjeblikkeligt – præcis som Neo gør i The Matrix – ved at generere kunstige hjernesignaler.

VR-headset med indbygget EEG

Firmaet Wearable Sensing producerer et VR-headset, der kan lade brugeren vælge en genstand i et computerspil ved hjælp af målinger af hjernens elektriske aktivitet.

© Wearable Sensing

Fremtidens simulationer opsluger virkeligheden

Allerede nu skaber moderne virtual reality-headset en næsten fotorealistisk oplevelse, uden dog at overbevise hjernen helt. Teknologiens næste udviklingstrin kaldes fx simulated reality eller full dive-VR og her vil hjernen ikke kunne skelne mellem virkelighed og simulation. Mens computerkraften øges og grafikken bliver bedre, gennemfører Facebook og HTC allerede forsøg med VR-spil styret med hjernens nervesignaler.

Nu: Augmented reality

Augmented reality-teknologi lægger et digitalt 3D-lag ovenpå på virkeligheden, som brugeren kan manipulere på forskellige måder, ofte gennem en smartphone eller briller. Forskellen mellem virkelighed og digital genstand er synlig.

Nu: Virtual reality

Nutidens førende VR-headset gengiver en detaljerig version af virkeligheden, mens heldragter og særlige løbeplatforme yderligere stimulerer bevægelses- og sanseapparatet. Kroppen sanser samtidig også virkeligheden, og illusionen er ukomplet.

Fremtiden: Simulated reality

Næste udviklingstrin er simulated reality, hvor det grafiske output er umuligt at skelne fra virkeligheden, mens bevægelserne bliver skabt i spillet ved målinger af hjernesignaler. Samtidig sender elektroder på hovedet signaler tilbage, der stimulerer kroppens sanseapparat.

5. Lam bliver dyrket i pose

Vidtstrakte marker af kapsler med menneskefostre dækker den golde Jord i The Matrix. I vores virkelighed findes alle de nødvendige teknologier til på samme måde at dyrke et menneske fra undfangelse til fødsel.

Lam i kunstig livmoder

Et lam født ca. syv uger for tidligt – svarende til i 22.-24. uge for mennesker – blev i 2017 videreudviklet i 28 dage i en kunstig livmoder.

© Partridge et.al.

Med stamceller nedsunket i en cocktail af hjælpestoffer kan en håndfuld laboratorier verden over sammenstykke alle brikker til et menneske, der derefter udvikler sig præcis som i naturen. Af etiske årsager må det kunstige foster ikke udvikle sig længere end til ca. 22 dage.

Et naturligt foster må kun udforskes i laboratoriet, indtil det er 14 dage gammelt. Kunstige fostre gør det muligt for forskerne at følge udviklingen frem til dag 21. I fremtiden regner forskerne med at kunne dyrke fostre med bankende hjerte.

© Shutterstock

1. dag i laboratoriet = 1. uge i virkeligheden

Koloni af stamceller lægges i kemikaliebad
Forskere opdyrker en cellekoloni af ca. 400 fosterstamceller, der enkeltvis bliver puttet ned i en væskefyldt fordybning. Væsken indeholder en cocktail af stoffer, der bl.a. får stamcellerne til at dele sig hurtigere.

© Shutterstock

2. dag i laboratoriet = 2. uge i virkeligheden

Stamceller klumper sig sammen
Signalstoffer i cocktailen starter en proces, hvor stamcellerne samles i en kugleformet cellestruktur, der ligner et tidligt fosterstadie, kaldet en blastocyst. Stadiet indtræffer i livmoderen 14 dage efter befrugtningen har fundet sted.

© Naomi Moris/University of Cambridge

3. dag i laboratoriet = 3. uge i virkeligheden

Celleklump afslører vigtigt fosterstadie
Stamcellerne omorganiserer sig til en aflang klump, der ligner det hidtil uudforskede gastruleringsstadie. Her deler fostret sig i tre forskellige celletyper, der senere bliver hhv. nerver, muskler og organer.

© Shutterstock

Fremtiden?

Nye celler puster liv i hjernen og hjertet
Om fem-ti år regner forskerne med at kunne tilføje celler, som efterligner moderkagens funktion og får organer som hjerne og hjerte til at vokse. Lykkes det, vil de kunstige menneskefostre leve længe nok til, at man kan registrere hjerteslag.

For andre arter er reglerne mere lempelige. Fx har forskere udviklet musefostre halvvejs igennem deres drægtighed, og udviklingen kunne have fortsat, hvis de var koblet på en kunstig moderkage, der kunne levere næring og ilt.

En type kunstig livmoder er blevet udviklet til at nære for tidligt fødte lam, indtil de var klar til at blive født. Forskernes håb er, at teknikken vil kunne hjælpe ekstremt for tidligt fødte børn i de uger, hvor lungerne og hjertet færdigudvikles.

Foster lever videre i kunstig livmoder
© thetimes.co.uk

Menneskefoster kan gro i plastik-livmoder

En kunstig livmoder har hjulpet for tidligt fødte lammefostre over de afgørende uger, hvor lungerne og hjernen udvikler sig og de er særligt sårbare overfor luftbårne sygdomme. Forskerne håber at kunne teste teknologien på mennesker født i 22.-24. uge, hvor op mod 90 procent af de ekstremt for tidligt fødte babyer dør.

Væske efteraber fostervand

Livmoderen består af en plastikpose fuld af en fostervandslignende væske, der indeholder elektrolytter. Posen bliver gennemstrømmet af ny væske konstant, og en varmeplade holder temperaturen på 37 grader.

Slanger sikrer ilt

Navlesnoren er koblet på et netværk af slanger, der fra hjertet sender blodet til en iltningsmaskine, der ligesom en moderkage ilter blodet. Cirkulationen foregår helt uden pumper, der kan skade kroppens kredsløb.

Drop leverer næring

Når fosterets blod recirkuleres, tilføjer et drop de nødvendige næringsstoffer som kulhydrater, aminosyrer og fedtstoffer, foruden insulin, der øger fosterets vækst. Medicin kan også doseres efter behov.