Wiskundige onvolmaaktheid

Wie dacht dat wiskunde een zuivere wetenschap was zonder veel praktisch nut, dwaalt. Meer en meer functies in de moderne wereld worden gestuurd door algoritmes.

Vooraleer Hollywood een film draait, kwantificeren wiskundigen duizenden factoren uit het script. De complexe samenhang tussen die factoren wordt dan door een computer vergeleken met andere films die een blockbuster werden. Alleen films die volgens dat algoritme genoeg winst maken, worden nog gedraaid. 

Een algoritme is geen geheimzinnig wetenschapsrecept, het is een beslissingsproces. Het eerste algoritme werd bedacht in de negende eeuw, door de Arabische geleerde Al Khwarizami, wiens naam verbasterd werd tot de huidige term. Vandaag beginnen mensen te interageren met algoritmes: tussen oneindig meer gegevens dan mensen kunnen overzien, kunnen alleen algoritmes verbanden bloot leggen. Bijvoorbeeld om formule 1-races te winnen: via film en geluidsgegevens analyseert men wanneer de concurrentie schakelt, op welk toerental enzovoort. Acht seconden voor een bocht krijgt een piloot doorgeseind hoe hij moet schakelen op basis van wie met welk rijgedrag het snelst door de bocht ging.

Algoritmes leggen patronen bloot

Nog veel complexer is het voorspellen van medische gegevens. Toch worden ook daarvoor algoritmes ontwikkeld, die patronen moeten blootleggen in de massa genetische en andere medische gegevens van patiënten. Die gegevens zijn zeer heterogeen: van gevoelens tot bloedwaarden en DNA-profielen. De wiskundige technieken om tussen al die gegevens verbanden te leggen, conclusies voor een medische diagnose te trekken en voorspellingen te doen over welke therapie tot welke resultaten zal leiden, staan nog in hun kinderschoenen. De toekomst is echter veelbelovend.

In de modellen worden alle medische data van patiënten, ook tekstverslagen, samengebracht en vergeleken om verbanden te zoeken die wijzen op een bepaalde diagnose. Het algoritme moet bijvoorbeeld niet alleen aangeven om welk type darmkanker het gaat (DNA en proteïnen), maar ook het succes van verschillende behandelingsmethodes en de beste mix van medicatie en radiotherapie voorspellen. In de praktijk blijken voorspellende algoritmes goed te werken, bij borstkanker bijvoorbeeld. Niet alleen de  gegevens die gebruikt worden, maar ook hoe de klinische data in het algoritme geïntegreerd worden, bepaalt de betrouwbaarheid van een prognose.

Uiteindelijk moet uit de resultaten van die wiskundige modellen wel een behandeling voorgesteld worden die waarschijnlijk de best mogelijke is voor een specifieke patiënt. Of een film een blockbuster wordt, blijkt geen enkel verband te hebben met de sterrenstatus van de hoofdrolspeler, wie de F1-race wint, wordt amper beïnvloed door de piloot, maar het resultaat van een medische behandeling hangt nog altijd in belangrijke mate af van de kennis, ervaring en competentie van de arts. Wiskundigen houden van algoritmes. Het is nog steeds de schoonheid van de onvolmaaktheid.

Johnny Van der Straeten

Gedelegeerd bestuurder

Bron: maguza.be