[email protected] Avatar in …...TA4 DE TELEGRAAF zaterdag 28 december 2013 E en avatar als...
1
TA4 zaterdag 28 december 2013 DE TELEGRAAF E en avatar als verdachte. Rechercheurs worden straks geconfronteerd met een slimme digitale opponent voor het trai- nen van geavanceerde verhoortechnieken. Uitgerust met sensoren en geavanceerde psycholo- gische modellen is deze virtual hu- man een harde noot om te kraken. Avatar in verhoorkamer De acteur van vlees en bloed die bij de Nederlandse politie nog altijd wordt gebruikt als ’verdachte’, is in het Ameri- kaanse leger enkele jaren gele- den al aangevuld met een vir- tueel exemplaar. Met opmer- kelijke resultaten. Hoogste tijd dus voor onze eigen digita- le crimineel. Universiteit Twente-pro- movendus Merijn Bruijnes ontwikkelt in het kader van het nationale onderzoekspro- ject COMMIT binnen de vak- groep Human Media Interacti- on (HMI) deze avatar waarmee nu ook de Nederlandse recher- cheurs hun ondervragings- technieken kunnen verbete- ren. De wetenschapper ont- ving recentelijk een ’Best Pa- per Award’ voor een publicatie van zijn onderzoek. „Het trainen van recher- cheurs in verhoorsituaties is, mede door het inschakelen van betaalde acteurs, kostbaar en tijdrovend. Mijn virtual hu- man bestaat in feite uit niet veel meer dan een software- pakket, aangevuld met senso- ren als webcams en micro- foons.” Hij kan dan wel stukken goedkoper zijn, maar dat bete- vormt zeker een belangrijke aanvulling. Politiestudenten worden hierdoor efficiënter veel overwicht onder druk te zetten. Politiemensen moeten dat leren. De simulatie helpt om na te bootsen hoe een ge- sprek ontploft als je dat ver- keerd doet." Volledig ’bulletproof’ is de avatar nog niet. „Bij een on- dervraging zijn de interpreta- ties van lichaamshouding en gedrag in de verhoorruimte ook belangrijke factoren. De sensoren die dit kunnen detec- teren, zijn nog niet inge- bouwd, simpelweg omdat we daar de tijd niet voor hebben gehad. Uiteraard zal de ’vol- wassen’ virtual human ook over deze zintuigen beschik- ken." Het is niet de bedoeling dat deze avatar de geavanceerde verhoortraining van de politie compleet vervangt. „Maar het kent niet dat deze avatar een domme tegenstander is. Brui- jnes: „Ik bouw een virtuele persoon die in staat is sociale interacties op te zetten met mensen. Met webcams en mi- crofoons meet hij de verhoor- technieken van de leerling-on- dervrager. Hij maakt daarbij gebruik van spraakherken- ning, redenering en graphics. De ondervrager kan bijvoor- beeld intimiderend, afwach- tend of sympathiek overko- men. Dat heeft uiteraard ge- volgen voor de reactie van de virtuele verdachte, wiens ’softwarebrein’ continu leert van de vraagstelling." De verhoorder kan zelf kie- zen om een bepaalde gespreks- kant op te gaan. „De recher- cheur kan bijvoorbeeld expres fouten maken en daarvan le- ren. Als een gesprek ontspoort en er ’niet-coöperatieve ge- sprekken’ ontstaan, kan je er ook voor kiezen terug te gaan naar een eerder moment. Op die manier kan je zien wat bij- voorbeeld een agressieve on- dervragingsmethode of het ‘pappen en nathouden’ ople- vert.” Het systeem is deels geba- seerd op het communicatie- model van ’Leary’s Rose’. „Dat model toont dat het soms beter is om onderdanig te zijn, in plaats van de ander met MARK VELDKAMP Rechercheur traint op digitale verdachte TELEGRAAF BEWERKING: REDACTIE ILL getraind. Een training met een virtuele agent zorgt ervoor dat agenten beter voorbereid zijn op de oefeningen met de ac- teur. Ook kunnen politiemen- sen na de training hun skills onderhouden door met de vir- tuele agent te oefenen.” De politie is nauw betrok- ken bij het onderzoek van de wetenschapper en wil de tech- niek, die geschikt is voor aller- lei sociale trainingen, graag inzetten. Bruijnes: „Ik denk dat dit soort virtual humans de toekomst heeft. Dat geldt voor alle sociale trainingen. In de Verenigde Staten zijn dit soort simula- ties al heel normaal. Het Amerikaanse leger gebruikt ze om te communiceren met mensen uit andere culturen, zoals Afghanen. Het is hoe dan ook een waardevolle toe- voeging.” ■ LEARY’S ROSE Een communicatiemodel dat is voortgekomen uit psychologisch onderzoek (1957) van de Ameri- kaanse psycholoog Timothy Leary naar de werking van gedrag. Het mo- del zou laten zien welk gedrag door bepaald gedrag wordt opge- roepen en hoe gedrag te beïn- vloeden is. Op deze wijze kun- nen gedragspatronen geanaly- seerd worden en het eigen ge- drag bewust ingezet worden om de ander te beïnvloeden. De Roos van Leary typeert gedrag en verduidelijkt de werking van dat gedrag op anderen. Het gaat bij het model uitsluitend over de interactie tussen mensen; niet over hoe mensen qua karakter zijn. Daarbij stelt Leary dat ieder mens elke gedraging uit de roos in zich heeft en op gezette tijden binnen specifieke situaties inzet. Meer over deze onderwerpen en ander wetenschapsnieuws op WWW.KENNISLINK.NL WETENSCHAP [email protected] VRAAG Waarom hebben zeer be- smettelijke ziekten niet tot een wereldwijde uitroeiing van de mens geleid? Ebola bijvoorbeeld is toch voor iedereen dodelijk? ANTWOORD Bij uitbraken van dodelij- ke infectieziekten sterft niet iedereen die besmet is. Bij uitbraken van het ebolavi- rus bijvoorbeeld overleeft uiteindelijk 10 tot 50% van de patiënten de in- fectie. Een belangrij- ke reden hiervoor is dat mensen genetisch van elkaar verschil- len. Sommige mensen zijn op basis van hun genetische eigen- schappen minder ge- voelig voor bepaalde virussen en bacteri- en. Zij overleven niet alleen de infec- tie, maar geven deze eigenschappen ook weer door aan hun na- geslacht. Recent gene- tisch onderzoek heeft de factoren achter- haald die ooit bescher- ming boden tegen de pest, een bacteriële in- fectieziekte waaraan in de veertiende eeuw maar liefst een derde van de Euro- peanen is bezweken. Gelukkig beschikken we tegenwoordig over geavan- ceerde technologieën om adequaat te reageren op uit- braken van (nieuwe) dodelij- ke infectieziekten. Een mon- diaal netwerk van gezond- heidsorganisaties en onder- zoekers houdt de ontwikkelingen in het veld nauwlettend in de gaten. Nieuwe virussen worden ra- zendsnel geïdentificeerd en geïnfecteerde personen kunnen al in een vroeg stadi- um worden opgespoord met behulp van nieuwe, gevoeli- ge diagnostische tests. Hier- door kunnen ze snel behan- deld worden en maken ze meer kans te overleven. Indien nodig kunnen zie- ke en geïnfecteerde perso- nen in quarantaine worden geplaatst om verdere ver- spreiding te voorkomen. Zo lukte het in 2003 de dreiging van een wereldwijde epide- mie van het sars-coronavirus tijdig de kop in te drukken. Prof. dr. Frank van Kuppeveld Moleculaire virologie Universiteit Utrecht Twitter: @UniUtrecht Heeft u ook een vraag op wetenschappelijk gebied, dan kunt u deze sturen naar [email protected] GENETISCHE VERSCHILLEN ONZE REDDING VRAAG HET UNIVERSITEIT UTRECHT RUIMTE PIET SMOLDERS A an het eind van weer een jaar wil er nog wel eens een gedachte bij ons opborrelen die niks te maken heeft met onze dage- lijkse beslommeringen. De vluchtigheid van de tijd, zoals wij die beleven, springt daar- bij het meest in het oog. Maar bijna even voor de hand lig- gend is de vraag: wat is de betekenis van de mens bin- nen tijd en ruimte? Het heelal bestaat ongeveer 13,7 miljard jaar. Zon en aar- de zijn 4,5 miljard jaar oud en primitief leven op aarde ont- stond nadat onze planeet voldoende was afgekoeld, ongeveer 4 miljard jaar gele- den. Het leven verscheen eerst in de zee, daarna op het land en ten slotte in de atmo- sfeer. En nu zijn wij begon- nen in de ruimte door te drin- gen. Maar welke betekenis heeft het menselijk experi- ment op kosmische schaal? Miljarden en miljoenen jaren zijn moeilijk voorstelbaar. Laten we daarom in gedach- ten de leeftijd van het heelal terugbrengen tot drie jaar. Zo’n periode kunnen wij makkelijk overzien. Als het heelal drie jaar oud is, dan zijn zon en aarde (en de overige planeten) een jaar geleden ontstaan. Niet langer dan de eerste maand was de aarde ’woest en ledig’. Het leven ontstond in de zee, veroverde uiterst langzaam het land en pas drie weken geleden was er sprake van zoogdieren! De veelbespro- ken dinosauriërs ontstonden twee weken terug. Ruim vijf dagen geleden stierven ze uit, waarschijnlijk omdat een enorme meteoriet insloeg, die zeventig procent van alle levensvormen op aarde uit- wiste. Eén klein ratachtig zoogdiertje overleefde en resulteerde in de verre aap- achtige voorouders van de mens, een uur of vier gele- den. Minder dan een halfuur geleden leerde de mens met vuur omgaan. Nauwelijks meer dan een minuut geleden hield hij op met jagen en ging landbouw bedrijven en kort daarna samenscholen in ste- den. En ten slotte slechts één seconde geleden begon de industriële revolutie, die onze moderne maatschappij ople- verde. Dit verhaaltje maakt één ding duidelijk: wij zijn nog maar héél kort aanwezig op het aardse toneel. De dino’s, door ons vaak beschouwd als een minder succesvolle dier- soort, hebben het 100 miljoen jaar volgehouden op deze planeet. Homo sapiens, de wijze (?) mens, bestaat hoog- uit 100.000 jaar. Zijn wij een succesvol ex- periment van de natuur? Daar kunnen we niks zinnigs over zeggen. Wij bestaan nog maar een oogwenk. We zijn zeker nog bezig met evolutie, maar welke kant die op gaat is onduidelijk. Er zijn grote gevaren die onze soort bedreigen: een kosmische inslag op de aarde, milieurampen, gewapende conflicten. Alleen als we al die problemen eensgezind het hoofd bieden, zullen we ons kunnen verspreiden in het heelal. Zo zullen we mis- schien een nieuwe stap in de evolutie maken: die van ho- mo sapiens naar homo cosmi- cus: de kosmische mens. De nieuwe ruimtetelescoop Gaia, vorige week gelanceerd, moet de ei- genschappen, afstanden en snelheden van ten minste een miljard sterren in ons Melkwegstelsel driedimensionaal in beeld brengen. FOTO: ESA Homo cosmicus: volgende stap in evolutie? Dit jaar kwamen neurowe- tenschappers tot de ontdek- king dat er tijdens de slaap een grote opruimactie plaats heeft in de hersenen. De onderzoekers brachten bij muizen in beeld dat tij- dens de slaap een netwerk van kanaaltjes door de her- senen extra open gaat staan zodat er veel meer hersen- vloeistof door heen stroomt. Deze golf ruimt afvalproduc- ten op waaronder stoffen die verdacht worden bij Alz- heimer het brein te ‘verstop- pen’. Hiermee is nog niet ge- zegd dat slaaptekort een rol speelt bij deze ziekte voegt Science er aan toe. Elk jaar selecteert het gere- nommeerde wetenschappe- lijke tijdschrift Science de belangrijkste ontwikkelin- gen van het afgelopen jaar. Een selectie uit de genomi- neerden en de winnaar: DOORBRAKEN VAN 2013 Goedkoop en gemakkelijk te produceren, dat zijn de belang- rijke voordelen van een nieuwe materiaalsoort voor zonnecel- len. Een kind kan de was doen: grondstoffen oplossen, men- gen, uitstrijken en laten opdro- gen. Het resultaat: dunne laag- jes van zogenaamde perovskiet- kristallen. Voor zonnecellen van bijzonder hoge kwaliteit. Scien- ce koos het nieuwe materiaal vanwege de spectaculaire voor- uitgang in de efficiëntie waar- mee het zonlicht omzet in elek- triciteit. Vier jaar geleden een schamele vier procent, nu al vijf- tien. SIMPELE ZONNECEL In februari is de bron van kosmische straling eindelijk gevonden; het zijn explo- deren sterren, oftewel supernova’s. Wetenschap- pers stelde dat vast met de Fermi-ruimtetelescoop. Kosmische straling bestaat vooral uit protonen die met gigantische energieën op de aarde af komen. Om te bepalen waar ze van- daan komen keken ze niet naar de protonen zelf maar naar specifieke lichtdeel- tjes afkomstig van de bron van kosmische straling. KOSMISCHE STRALING E enmaal van de schrik be- komen werden er al snel nieuwe toepassingen ge- vonden. Maar de ’uitvinders’ van toen konden niet bevroe- den dat hun vuurwerk zo’n vlucht zou nemen. In China werd het knalvuurwerk al ge- bruikt om boze geesten te ver- drijven en in de middeleeu- wen vonden wij Europeanen dat je het explosief heel goed kon gebruiken in de oorlogs- voering. Opmerkelijk genoeg is de simpelste vuurwerktelg, het rotje, nog altijd razend popu- lair. Het bestaat uit niets meer dan buskruit verpakt in een kartonnen kokertje. Steek de lont aan en er vindt een reactie plaats waarbij veel koolstofdi- oxide en stikstof vrijkomt. Door de omzetting van vaste stoffen in gassen neemt de druk in het kokertje toe, totdat het met een flinke knal uit el- kaar spat. De pyrotechnische meng- sels (ofwel ‘sassen’) in sier- vuurwerk zijn niet alleen be- doeld om een zo hard mogelijk knal te geven. Ze zorgen vooral ook voor kleuren, vonken, rook en fluitende geluiden. De meeste kleuren die bij vuur- werk te zien zijn, ontstaan door emissie van licht door metalen of metaalverbindin- gen. Ook geluiden ontstaan door verbranding van stoffen. De schelle fluit van de gillende keukenmeiden wordt veroor- zaakt door een mengsel van chloraat en benzoaten. Het verbrandt laagje voor laagje, waardoor de reactieproducten in korte pulsen vrijkomen. Als die door een smal kartonnen pijpje geleid worden, ontstaat de schelle fluittoon. De meer dan 20 miljoen kilo vuurwerk die jaarlijks in Ne- derland en België de lucht in gaat, levert de nodige troep op. 90% is vast afval: papier, hout, kunststof en klei. De overige 10% bestaat uit roet, zwaveldi- oxide, stikstofoxiden en stof- deeltjes in de lucht en giftige metalen zoals koper, anti- moon, strontium en barium in de grond en het water. De Nederlandse organisatie voor Toegepast Natuurweten- schappelijk Onderzoek (TNO) heeft daarom gezocht naar al- ternatieven. Barium kan wor- den vervangen door boorver- bindingen. Volgens TNO krijg je dan dezelfde groene kleur. Verbindingen van calcium en lithium leveren respectieve- lijk oranje en roze op en zijn dus een alternatief voor de ro- de strontiumkleur. Metingen hebben uitgewe- zen dat de koperconcentratie in januari nauwelijks ver- hoogd is. We hebben dus meer last van de rode papiertjes op straat dan van de chemische reacties in de lucht. CHEMISCHE WONDERTJES IN DE LUCHT Antropologen denken dat het Chinese vuurwerk mo- gelijk bij toeval is ontdekt in Bangladesh. Bij het berei- den van voedsel werd bij gebrek aan zout regelmatig salpeter gebruikt als smaak- versterker. Als dit explosie- ve goedje per ongeluk niet in de kookpan maar in open vuur viel, ontbrandde het hevig. Vuurwerk bij toeval ontdekt Buskruit met bolletjes (sterren) die zorgen voor de kleuren Langzaam brandende lont Stok geeft stabiliteit tijdens de vlucht Buskruit voor de vlucht Vlot brandend lont Kartonnen omhulsel TEGEN TEGEN SAMEN SAMEN aanvallend aanvallend ONDER ONDER BOVEN BOVEN opstandig opstandig teruggetrokken teruggetrokken volgend volgend leidend leidend concurrerend concurrerend helpend helpend meewerkend meewerkend Een holografisch beeld van een virtuele verdach- te is nog een brug te ver. Aankomend rechercheurs moeten het voorlopig nog met een beeld- scherm doen. WAAROM WE SLAPEN AFWEERCELLEN TEGEN KANKER De doorbraak van 2013 volgens Science: het versterken van het eigen afweer- systeem van de patiënt om de strijd aan te gaan met kanker in het lichaam. Al in de jaren tachtig ontdekten Franse wetenschappers een nieuwe receptor aan de buiten- kant van een bepaald type afweercel, de T-cel. Tumor- immunoloog James Allison bedacht dat deze receptor een remmende werking heeft op afweercellen en ontwikkelde een antistof. Jaren later bleek dat deze antistof het afweersys- teem weer in staat stelt om tumorcellen op te ruimen.
Transcript of [email protected] Avatar in …...TA4 DE TELEGRAAF zaterdag 28 december 2013 E en avatar als...
TA4 zaterdag 28 december 2013DE TELEGRAAF
Een avatar als verdachte.Rechercheurs wordenstraks geconfronteerdmet een slimme digitaleopponent voor het trai-nen van geavanceerde
verhoortechnieken. Uitgerust metsensoren en geavanceerde psycholo-gische modellen is deze virtual hu-man een harde noot om te kraken.
Avatar in verhoorkamer
De acteur van vlees en bloeddie bij de Nederlandse politienog altijd wordt gebruikt als’verdachte’, is in het Ameri-kaanse leger enkele jaren gele-den al aangevuld met een vir-tueel exemplaar. Met opmer-kelijke resultaten. Hoogstetijd dus voor onze eigen digita-le crimineel.
Universiteit Twente-pro-movendus Merijn Bruijnesontwikkelt in het kader vanhet nationale onderzoekspro-ject COMMIT binnen de vak-groep Human Media Interacti-on (HMI) deze avatar waarmeenu ook de Nederlandse recher-cheurs hun ondervragings-technieken kunnen verbete-ren. De wetenschapper ont-ving recentelijk een ’Best Pa-per Award’ voor eenpublicatie van zijn onderzoek.
„Het trainen van recher-cheurs in verhoorsituaties is,mede door het inschakelenvan betaalde acteurs, kostbaaren tijdrovend. Mijn virtual hu-man bestaat in feite uit nietveel meer dan een software-pakket, aangevuld met senso-ren als webcams en micro-foons.”
Hij kan dan wel stukkengoedkoper zijn, maar dat bete-
vormt zeker een belangrijkeaanvulling. Politiestudentenworden hierdoor efficiënter
veel overwicht onder druk tezetten. Politiemensen moetendat leren. De simulatie helptom na te bootsen hoe een ge-sprek ontploft als je dat ver-keerd doet."
Volledig ’bulletproof’ is deavatar nog niet. „Bij een on-dervraging zijn de interpreta-ties van lichaamshouding engedrag in de verhoorruimteook belangrijke factoren. Desensoren die dit kunnen detec-teren, zijn nog niet inge-bouwd, simpelweg omdat wedaar de tijd niet voor hebbengehad. Uiteraard zal de ’vol-wassen’ virtual human ookover deze zintuigen beschik-ken."
Het is niet de bedoeling datdeze avatar de geavanceerdeverhoortraining van de politiecompleet vervangt. „Maar het
kent niet dat deze avatar eendomme tegenstander is. Brui-jnes: „Ik bouw een virtuelepersoon die in staat is socialeinteracties op te zetten metmensen. Met webcams en mi-crofoons meet hij de verhoor-technieken van de leerling-on-dervrager. Hij maakt daarbijgebruik van spraakherken-ning, redenering en graphics.De ondervrager kan bijvoor-beeld intimiderend, afwach-tend of sympathiek overko-men. Dat heeft uiteraard ge-volgen voor de reactie van devirtuele verdachte, wiens’softwarebrein’ continu leertvan de vraagstelling."
De verhoorder kan zelf kie-zen om een bepaalde gespreks-kant op te gaan. „De recher-cheur kan bijvoorbeeld expresfouten maken en daarvan le-ren. Als een gesprek ontspoorten er ’niet-coöperatieve ge-sprekken’ ontstaan, kan je erook voor kiezen terug te gaannaar een eerder moment. Opdie manier kan je zien wat bij-voorbeeld een agressieve on-dervragingsmethode of het‘pappen en nathouden’ ople-vert.”
Het systeem is deels geba-seerd op het communicatie-model van ’Leary’s Rose’.„Dat model toont dat het somsbeter is om onderdanig te zijn,in plaats van de ander met
MARK VELDKAMP
Rechercheurtraint opdigitaleverdachte
TELEGRAAF BEWERKING: REDACTIE ILL
getraind. Een training met eenvirtuele agent zorgt ervoor datagenten beter voorbereid zijn
op de oefeningen met de ac-teur. Ook kunnen politiemen-sen na de training hun skillsonderhouden door met de vir-tuele agent te oefenen.”
De politie is nauw betrok-ken bij het onderzoek van dewetenschapper en wil de tech-niek, die geschikt is voor aller-lei sociale trainingen, graaginzetten. Bruijnes: „Ik denkdat dit soort virtual humans
de toekomst heeft.Dat geldt voor allesociale trainingen.In de Verenigde
Staten zijn dit soort simula-ties al heel normaal. Het
Amerikaanse leger gebruiktze om te communiceren metmensen uit andere culturen,zoals Afghanen. Het is hoedan ook een waardevolle toe-voeging.”
■ LEARY’S ROSE
Een communicatiemodel dat isvoortgekomen uit psychologischonderzoek (1957) van de Ameri-kaanse psycholoog TimothyLeary naar de werkingvan gedrag. Het mo-del zou laten zienwelk gedrag doorbepaald gedrag wordt opge-roepen en hoe gedrag te beïn-vloeden is. Op deze wijze kun-nen gedragspatronen geanaly-seerd worden en het eigen ge-drag bewust ingezet worden omde ander te beïnvloeden.De Roos van Leary typeert gedragen verduidelijkt de werking vandat gedrag op anderen. Het gaatbij het model uitsluitend over deinteractie tussen mensen; nietover hoe mensen qua karakter
zijn. Daarbij stelt Leary dat iedermens elke gedraging uit de roosin zich heeft en op gezette tijdenbinnen specifieke situaties inzet.
Meer over deze onderwerpen enander wetenschapsnieuws opWWW.KENNISLINK.NL
WETENSCHAP
WET
ENSC
HA
P@
TELE
GR
AA
F.N
L
VRAAGWaarom hebben zeer be-
smettelijke ziekten niet toteen wereldwijde uitroeiingvan de mens geleid? Ebolabijvoorbeeld is toch vooriedereen dodelijk?
ANTWOORDBij uitbraken van dodelij-
ke infectieziekten sterft nietiedereen die besmet is. Bijuitbraken van het ebolavi-rus bijvoorbeeld overleeft
uiteindelijk 10 tot 50%van de patiënten de in-fectie. Een belangrij-ke reden hiervoor isdat mensen genetischvan elkaar verschil-len.
Sommige mensenzijn op basis van hungenetische eigen-schappen minder ge-voelig voor bepaaldevirussen en bacteri-en. Zij overlevenniet alleen de infec-tie, maar geven deze
eigenschappen ookweer door aan hun na-geslacht. Recent gene-tisch onderzoek heeftde factoren achter-haald die ooit bescher-ming boden tegen depest, een bacteriële in-fectieziekte waaraan
in de veertiende eeuw maarliefst een derde van de Euro-peanen is bezweken.
Gelukkig beschikken wetegenwoordig over geavan-ceerde technologieën omadequaat te reageren op uit-braken van (nieuwe) dodelij-ke infectieziekten. Een mon-diaal netwerk van gezond-heidsorganisaties en onder-zoekers houdt deontwikkelingen in het veldnauwlettend in de gaten.Nieuwe virussen worden ra-zendsnel geïdentificeerd engeïnfecteerde personenkunnen al in een vroeg stadi-um worden opgespoord metbehulp van nieuwe, gevoeli-ge diagnostische tests. Hier-door kunnen ze snel behan-deld worden en maken zemeer kans te overleven.
Indien nodig kunnen zie-ke en geïnfecteerde perso-nen in quarantaine wordengeplaatst om verdere ver-spreiding te voorkomen. Zolukte het in 2003 de dreigingvan een wereldwijde epide-mie van het sars-coronavirustijdig de kop in te drukken.
Prof. dr. Frank vanKuppeveldMoleculaire virologieUniversiteit UtrechtTwitter: @UniUtrecht
Heeft u ook een vraag opwetenschappelijk gebied,dan kunt u deze sturen [email protected]
GENETISCHEVERSCHILLENONZEREDDING
VRAA
G H
ET U
NIV
ERSI
TEIT
UTR
ECH
T
RUIMTE PIET SMOLDERS
Aan het eind van weereen jaar wil er nog weleens een gedachte bij
ons opborrelen die niks temaken heeft met onze dage-lijkse beslommeringen. Devluchtigheid van de tijd, zoalswij die beleven, springt daar-bij het meest in het oog. Maarbijna even voor de hand lig-gend is de vraag: wat is debetekenis van de mens bin-nen tijd en ruimte?
Het heelal bestaat ongeveer13,7 miljard jaar. Zon en aar-de zijn 4,5 miljard jaar oud enprimitief leven op aarde ont-stond nadat onze planeetvoldoende was afgekoeld,ongeveer 4 miljard jaar gele-den. Het leven verscheeneerst in de zee, daarna op hetland en ten slotte in de atmo-sfeer. En nu zijn wij begon-nen in de ruimte door te drin-gen. Maar welke betekenisheeft het menselijk experi-
ment op kosmische schaal?Miljarden en miljoenen jarenzijn moeilijk voorstelbaar.Laten we daarom in gedach-ten de leeftijd van het heelalterugbrengen tot drie jaar.Zo’n periode kunnen wijmakkelijk overzien.
Als het heelal drie jaar oud
is, dan zijn zon en aarde (ende overige planeten) een jaargeleden ontstaan. Niet langerdan de eerste maand was deaarde ’woest en ledig’. Hetleven ontstond in de zee,veroverde uiterst langzaamhet land en pas drie wekengeleden was er sprake vanzoogdieren! De veelbespro-ken dinosauriërs ontstondentwee weken terug. Ruim vijfdagen geleden stierven ze uit,waarschijnlijk omdat eenenorme meteoriet insloeg, diezeventig procent van allelevensvormen op aarde uit-wiste. Eén klein ratachtigzoogdiertje overleefde enresulteerde in de verre aap-achtige voorouders van demens, een uur of vier gele-den. Minder dan een halfuurgeleden leerde de mens metvuur omgaan. Nauwelijksmeer dan een minuut geledenhield hij op met jagen en ging
landbouw bedrijven en kortdaarna samenscholen in ste-den. En ten slotte slechts éénseconde geleden begon deindustriële revolutie, die onzemoderne maatschappij ople-
verde.Dit verhaaltje maakt één
ding duidelijk: wij zijn nogmaar héél kort aanwezig ophet aardse toneel. De dino’s,door ons vaak beschouwd als
een minder succesvolle dier-soort, hebben het 100 miljoenjaar volgehouden op dezeplaneet. Homo sapiens, dewijze (?) mens, bestaat hoog-uit 100.000 jaar.
Zijn wij een succesvol ex-periment van de natuur?Daar kunnen we niks zinnigsover zeggen. Wij bestaan nogmaar een oogwenk. We zijnzeker nog bezig met evolutie,maar welke kant die op gaat isonduidelijk.
Er zijn grote gevaren dieonze soort bedreigen: eenkosmische inslag op de aarde,milieurampen, gewapendeconflicten. Alleen als we aldie problemen eensgezind hethoofd bieden, zullen we onskunnen verspreiden in hetheelal. Zo zullen we mis-schien een nieuwe stap in deevolutie maken: die van ho-mo sapiens naar homo cosmi-cus: de kosmische mens.
De nieuwe ruimtetelescoop Gaia, vorige week gelanceerd, moet de ei-genschappen, afstanden en snelheden van ten minste een miljard sterrenin ons Melkwegstelsel driedimensionaal in beeld brengen. FOTO: ESA
Homo cosmicus: volgende stap in evolutie?
Dit jaar kwamen neurowe-tenschappers tot de ontdek-king dat er tijdens de slaapeen grote opruimactieplaats heeft in de hersenen.De onderzoekers brachtenbij muizen in beeld dat tij-dens de slaap een netwerkvan kanaaltjes door de her-senen extra open gaat staanzodat er veel meer hersen-vloeistof door heen stroomt.Deze golf ruimt afvalproduc-ten op waaronder stoffendie verdacht worden bij Alz-heimer het brein te ‘verstop-pen’. Hiermee is nog niet ge-zegd dat slaaptekort een rolspeelt bij deze ziekte voegtScience er aan toe.
Elk jaar selecteert het gere-nommeerde wetenschappe-lijke tijdschrift Science debelangrijkste ontwikkelin-gen van het afgelopen jaar.Een selectie uit de genomi-neerden en de winnaar:
DOORBRAKEN VAN 2013
Goedkoop en gemakkelijk teproduceren, dat zijn de belang-rijke voordelen van een nieuwemateriaalsoort voor zonnecel-len. Een kind kan de was doen:grondstoffen oplossen, men-gen, uitstrijken en laten opdro-gen. Het resultaat: dunne laag-jes van zogenaamde perovskiet-kristallen. Voor zonnecellen vanbijzonder hoge kwaliteit. Scien-ce koos het nieuwe materiaalvanwege de spectaculaire voor-uitgang in de efficiëntie waar-mee het zonlicht omzet in elek-triciteit. Vier jaar geleden eenschamele vier procent, nu al vijf-tien.
SIMPELEZONNECEL
In februari is de bron vankosmische straling eindelijkgevonden; het zijn explo-deren sterren, oftewelsupernova’s. Wetenschap-pers stelde dat vast met deFermi-ruimtetelescoop.Kosmische straling bestaatvooral uit protonen diemet gigantische energieënop de aarde af komen. Omte bepalen waar ze van-daan komen keken ze nietnaar de protonen zelf maarnaar specifieke lichtdeel-tjes afkomstig van de bronvan kosmische straling.
KOSMISCHESTRALING
Eenmaal van de schrik be-komen werden er al snelnieuwe toepassingen ge-
vonden. Maar de ’uitvinders’van toen konden niet bevroe-den dat hun vuurwerk zo’nvlucht zou nemen. In Chinawerd het knalvuurwerk al ge-bruikt om boze geesten te ver-drijven en in de middeleeu-wen vonden wij Europeanendat je het explosief heel goedkon gebruiken in de oorlogs-voering.
Opmerkelijk genoeg is desimpelste vuurwerktelg, het
rotje, nog altijd razend popu-lair. Het bestaat uit niets meerdan buskruit verpakt in eenkartonnen kokertje. Steek delont aan en er vindt een reactieplaats waarbij veel koolstofdi-oxide en stikstof vrijkomt.Door de omzetting van vastestoffen in gassen neemt dedruk in het kokertje toe, totdathet met een flinke knal uit el-kaar spat.
De pyrotechnische meng-sels (ofwel ‘sassen’) in sier-vuurwerk zijn niet alleen be-
doeld om een zo hard mogelijkknal te geven. Ze zorgen vooralook voor kleuren, vonken,rook en fluitende geluiden. Demeeste kleuren die bij vuur-werk te zien zijn, ontstaandoor emissie van licht doormetalen of metaalverbindin-gen. Ook geluiden ontstaandoor verbranding van stoffen.De schelle fluit van de gillendekeukenmeiden wordt veroor-zaakt door een mengsel vanchloraat en benzoaten. Hetverbrandt laagje voor laagje,waardoor de reactieproductenin korte pulsen vrijkomen. Alsdie door een smal kartonnenpijpje geleid worden, ontstaatde schelle fluittoon.
De meer dan 20 miljoen kilovuurwerk die jaarlijks in Ne-derland en België de lucht ingaat, levert de nodige troep op.90% is vast afval: papier, hout,kunststof en klei. De overige10% bestaat uit roet, zwaveldi-oxide, stikstofoxiden en stof-deeltjes in de lucht en giftigemetalen zoals koper, anti-moon, strontium en barium in
de grond en het water.De Nederlandse organisatie
voor Toegepast Natuurweten-schappelijk Onderzoek (TNO)heeft daarom gezocht naar al-ternatieven. Barium kan wor-den vervangen door boorver-
bindingen. Volgens TNO krijgje dan dezelfde groene kleur.Verbindingen van calcium enlithium leveren respectieve-lijk oranje en roze op en zijndus een alternatief voor de ro-de strontiumkleur.
Metingen hebben uitgewe-zen dat de koperconcentratiein januari nauwelijks ver-hoogd is. We hebben dus meerlast van de rode papiertjes opstraat dan van de chemischereacties in de lucht.
CHEMISCHE WONDERTJES IN DE LUCHTAntropologen denken dathet Chinese vuurwerk mo-gelijk bij toeval is ontdekt inBangladesh. Bij het berei-den van voedsel werd bijgebrek aan zout regelmatigsalpeter gebruikt als smaak-versterker. Als dit explosie-ve goedje per ongeluk nietin de kookpan maar in openvuur viel, ontbrandde hethevig.
Vuurwerkbij toevalontdekt
Buskruit metbolletjes (sterren)die zorgen voor de kleuren
Langzaam brandendelont
Stok geeft stabiliteittijdens de vlucht
Buskruit voorde vlucht
Vlot brandend lontKartonnenomhulsel
TEGENTEGEN SAMENSAMENaanvallendaanvallend
ONDERONDER
BOVENBOVEN
opstandigopstandig
teruggetrokkenteruggetrokken volgendvolgend
leidendleidendconcurrerendconcurrerend
helpendhelpend
meewerkendmeewerkend
Een holografischbeeld van een
virtuele verdach-te is nog een
brug te ver.Aankomend
rechercheursmoeten het
voorlopig nogmet een beeld-
scherm doen.
WAAROM WE SLAPEN
AFWEERCELLEN TEGEN KANKERDe doorbraak van 2013 volgensScience: het versterken van heteigen afweer-systeem van depatiënt om destrijd aan tegaan metkanker in hetlichaam. Al inde jaren tachtigontdektenFranse wetenschappers eennieuwe receptor aan de buiten-kant van een bepaald typeafweercel, de T-cel. Tumor-immunoloog James Allisonbedacht dat deze receptor eenremmende werking heeft opafweercellen en ontwikkeldeeen antistof. Jaren later bleekdat deze antistof het afweersys-teem weer in staat stelt omtumorcellen op te ruimen.
