Uforudsigelige danske algoritmer er på vej

“Two Explosions in the White House and Barack Obama is injured”.

Sådan skrev nyhedsbureauet Associated Press den 23. april 2013 kl 13.07 på Twitter – og få sekunder efter var aktiemarkedet i frit fald. Et minut efter tweetet havde Standard and Poor’s 500-index tabt over 120 milliarder dollars i værdi. Langt størstedelen af verdens aktiehandler udføres nemlig af software, der er sat til at reagere på parametre som fx nyheder fra hele kloden. Klokken 13.10 kunne AP dog meddele, at tweetet var udsendt af syriske hackere som midlertidigt havde overtaget kontrollen med bureauets Twitter-konto, og alle handlerne blev rullet tilbage og kursen genetableret. Ved et tidligere såkaldt ‘flash crash’ i 2010 dykkede kursen endnu mere – omkring 1 billion dollars på bare 5 minutter – før markederne kom til fornuft og fik korrigeret niveauet. Det er aldrig blevet helt klart hvad der forårsagede dette kolossale og nær-katastrofale dyk, udover at det havde noget at gøre med de algoritmer, der udgør kernen i de automatiske handels-systemer.

Det er ikke alle algoritmer, der kan give kurstab i milliard-klassen – heldigvis – men de automatiserede aktiehandler er bare ét eksempel på, at software har overtaget en stor del af kontrollen med vores liv, også når det gælder websøgninger, computerspil eller andre mere hverdagslige forteelser. Som regel foregår det mere eller mindre skjult bag de glitrende overflader på vores mobilapps eller videotjenester, men efterhånden styres også alt fra elnet og trafiklys af algoritmer, og der er meget mere på vej. Derfor er algoritmer og den bagvedliggende matematik også et forskningsfelt i kolossal fremdrift.

Nyt forskningscenter i København skal gøre os klogere på algoritmerne

Den danske datalogi-professor Mikkel Thorup fra Datalogisk Institut på Københavns Universitet er en af verdens største begavelser, når det handler om at udvikle nye algoritmer.

For nylig blev det offentliggjort, at han skal stå i spidsen for et dansk algoritme-forskningscenter i den tunge internationale liga. BARC – Basic Algorithms Research Copenhagen – er etableret med 40 millioner kroner i posen fra VILLUM Investigator-programmet. Udover Mikkel Thorup tæller BARC allerede kapaciteter som hans kollega Stephen Alstrup fra KU, samt Thore Husfeldt og Rasmus Pagh fra Institut for Datalogi på IT-Universitetet. VILLUM FONDENs Investigator-program er kendetegnet ved at støtte forskere, snarere end forskningsprojekter, og det er en tilgang som er perfekt til Mikkel Thorups arbejde, mener han.

– “Hvis man kun ser på konkrete beskrivelser af forskningsprojekter og konkrete mål, svarer det til at man på forhånd bad en maler om at forklare hvordan et fremtidigt værk skulle se ud og hvordan det skulle fortolkes. Det er helt centralt at der også gives midler til forskere på baggrund af deres CV, erfaring og intuition,” siger Mikkel Thorup.

Der er heller ingen tvivl om at BARC skal lave grundforskning, der med Mikkel Thorups egne ord er ‘uforudsigelig’.

– “Det jeg prøver at forstå er hvilke typer af problemer computere effektivt kan løse. Jeg bliver ‘trigget’ hver gang nogen påpeger et problem vi ikke aner hvordan man skal løse. Jo større gabet er mellem det vi kan og det vi vil, jo mere spændende synes jeg det er,” siger han.

Ikke desto mindre viser det sig ganske ofte, at Mikkel Thorups forskning faktisk har en helt konkret anvendelse:

– “Selvom vi laver grundforskning kan vi nogle gange være heldige og opdage sammenhænge, som kan få enorme konsekvenser for verden.”

For relativt nylig publicerede Mikkel Thorup en videnskabelig artikel, der kort fortalt handler om at balancere belastningen på en række computere – eller, som Mikkel Thorup siger, om at “fordele bolde i spande med begrænset kapacitet på en hensigtsmæssig måde.” I udgangspunktet var det “bare” forskning, men en måned efter sin artikel fik han en mail fra streamingtjenesten Vimeo, der fortalte at de ville bruge resultatet til at løse en række ressourceproblemer og optimere belastningen af deres video-servere. Metoden vil også kunne bruges af blandt andre YouTube, siger Mikkel Thorup, men understreger igen at det ikke er hans mål i første omgang at hjælpe firmaer med at løse specifikke problemer:

-“Jeg prøver at udforme algoritmer så de ikke bare er svaret på hvad industrien har brug for nu og her, men har langt større anvendelighed i en bred sammenhæng.”

Stort, dansk potentiale, men vi er stadig på begynderstadiet

Der er altså sat fuld skrue på forskningen, og ambitionerne for det nye BARC-center er tårnhøje. Der er næpppe heller tvivl om, at der er meget på spil – både for forskere, for virksomheder og for alle os der lever i algoritmernes tid. Men hvilken rolle kan det nye center og den algoritmiske grundforskning spille i mere konkret, forretningsmæssig sammenhæng i Danmark? Markedsdirektør Mette Feifer fra Dansk Erhverv er ikke tvivl om at det kan få en stor effekt i danske virksomheder, også selvom det anvendelsesorienterede perspektiv ikke har førsteprioritet hos BARC-folkene.

– “De nye muligheder i algoritme-økonomien skal først omsættes til praktisk forretning ude i erhvervslivet – i dag er det for de fleste alene et spændende teoretisk perspektiv. Men vi ved jo, at udviklingerne i den digitale økonomi går hurtigt, og det er et spørgsmål om tid, før uendelig regnekraft på store datamængder kan blive en ”stang-vare“”, siger Mette Feifer, og fortsætter:

– “Et forskningscenter kommer ikke nødvendigvis til at bidrage med konkrete nye innovationer, der kan oversættes 1:1 til ny forretning. Men et stærkt forskningsmiljø kan i tæt samspil med danske virksomheder betyde, at dansk erhvervsliv griber nogle af de mange nye og spændende muligheder i machine learning og AI.”

Fra filmvalg til fremtidens automatiserede krigsmaskiner

Uanset om om det handler om videotjenester eller matematisk forskning, så er algoritmer altså er et komplekst og mangefacetteret fænomen, der rækker fra enkle opskrifter til noget man med en vis rimelighed kunne kalde kunstig intelligens. Det er i øvrigt også derfor professor Mikkel Thorup lige må nævne, at betegnelsen i dag er blevet ganske upræcis, og næsten er et slags “pop-ord,” som han siger. Algoritmer er basalt set bare opskrifter – instrukser i hvordan man løser en opgave. De kan være relativt enkle, som fx hvordan man bager et franskbrød, eller superavancerede matematiske komplekser der udgør ‘hjernen’ i en selvkørende bil. Men i takt med den eksplosive udvikling i datamængderne omkring os og i kraft af en række fremskridt i såkaldte ‘machine learning’ og ‘deep learning’ er algoritmerne altså blevet en uomgængelig del af verden, på godt og ondt.

BARCs noget særegne logo – med en tegneseriehund omkranset af ordene Basic Algorithms Research Copenhagen – er designet af Tore Husfeldt, en af de fire forskere som er med til at starte centret. “Vi synes det var sjovt at bruge lyden af forkortelsen BARC som ordet ‘bark’ på engelsk, der jo betyder at gø. Og så var det jo oplagt at have en hund som kendetegn. Vi havde også lyst til at være lidt arrogante og bjæffe lidt om vores nye center og vores store ambitioner,”siger Mikkel Thorup

Det er algoritmer som hjælper med at vælge en film, når vi sidder beslutningslammede foran Netflix’s uoverskuelige katalog, og det er algoritmer der sørger for at fremhæve præcis de sjoveste og mest rørende opdateringer fra familie og venner på Facebook. Og det er algoritmer, der vejleder os i trafikken når vi bruger GPS og korttjenester til at komme fra A til B.

Men det er også smarte, algoritmiske filtre på både Google som sørger for at vise os søgeresultater der præcis er tilpasset vores præferencer, men samtidig har den uheldige bieffekt at de lukker os inde i en filterboble, hvor vi aldrig møder modsatte meninger eller ligefrem risikerer at blive oversvømmet af deciderede løgnehistorier og ‘fake news’.

I den noget mere hårdtslående ende af algoritme-spektret finder vi også det amerikanske militærs eksperimentelle LRASM-prototype, et missil som er designet til at flyve og finde sine mål uden menneskelig indblanding. Missilet er kodet med en række parametre og potentielle mål, og har løbende adgang til et væld af data fra basen, men undervejs beslutter missilet selv hvilken rute der er optimal, og hvis der er flere mål ved vejs ende afgør det selv, hvilket af dem det vil ramme og fra hvilken vinkel.

Stadig flere spørgsmål end svar

Eksemplerne viser, at avancerede algoritmer er et område med både muligheder og udfordringer. På den ene side lover de kolossale potentialer i alt fra energiudnyttelse og bæredygtighed til personaliseret medicin. På den anden side risikerer vi at både forretning, politik og social interaktion bliver til et uigennemskueligt morads af maskindrevne beslutninger, som ikke levner os en chance for at skue systemerne efter i sømmene, hvis vi gerne vil vide præcis hvorfor vi fik tilbudt en indisk romantisk komedie på Netflix, fik afslag på en låneansøgning eller blev tromlet over af en selvkørende bil.

Både det amerikanske Pew Research Center og Scientific American har tacklet de helt store spørgsmål, hvis man har lyst til at læse videre. I mellemtiden kan man så være ganske tilfreds med at have et hold af danske algoritme-forskere i verdensklasse til både at udvikle nye og bedre algoritmer og gøre os allesammen klogere på fænomenet. Mikkel Thorup fra det nye forskningscenter BARC – Basic Algorithms Research Copenhagen – påpeger dog beskedent, at selvom han altså har lavet banebrydende forskning og hjulpet nogle af it-branchens helt tunge spillere med sine algoritmer, så er det meget få konkrete problemer han egentlig løser.

– “Det normale er, at man ikke kan finde svaret på det spørgsmål, man har stillet, så det er vigtigt at kunne skifte spor. Forskning er en meget dynamisk proces, og det er svært at fastlægge et mål på forhånd. Til gengæld oplever man nogle gange, at svaret pludselig dukker op helt af sig selv, mange år senere,” slutter han.