Wiskundige Ann Dooms: ‘Mijn onderzoek kan zo in de les esthetica’

Met zuivere wiskunde werkt Ann Dooms mee aan de grote vraagstukken van onze digitale samenleving. ‘Kunnen we medische of andere gevoelige data toevertrouwen aan de Googles van deze wereld?’

Wat hebben big data en eeuwenoude schilderijen met elkaar gemeen? Ze maken deel uit van het werkterrein van professor Ann Dooms, founding mother van de onderzoeksgroep Digitale Wiskunde aan de VUB, een unieke studie in België. Wie haar nog niet aan het werk heeft gezien tijdens een van haar talloze lezingen over beelden en wat je ermee kan aanvangen, heeft Dooms misschien gespot in het Canvasprogramma De herontdekking van de wereld. Daarin bezingt ze de lof van Alan Turing, de computerwetenschapper avant la lettre die de Enigmacode van de nazi’s kraakte. Patronen zoeken in complexe getallenreeksen, het was ook wat Dooms als kind graag deed.

ANN DOOMS: Van jongs af was ik gefascineerd door wiskunde en ik was er ook goed in. Het heeft volgens mij te maken met het objectieve ervan. Wiskunde is juist of fout, terwijl veel andere vakken subjectiever werden beoordeeld. Ik ben iemand die graag de puntjes op de i zet.

Toen ik in mijn laatste jaar secundair onderwijs naar de infodagen van het onderwijs ging, wist ik zeker dat ik iets met wiskunde of wetenschappen wilde doen. Het werd wiskunde, omdat dat meer deuren openhield voor later en niet meteen naar een specifiek beroep leidt zoals computerwetenschapper of ingenieur. Wiskunde zit in alles en tegelijk is het geen afgewerkt product. Twee zaken die me altijd al hebben gefascineerd.

U doctoreerde in de algebra, maar vandaag bent u vooral actief in de toegepaste wiskunde.

DOOMS: Na mijn doctoraat kriebelde het om iets praktischer te doen. Ik voelde me enerzijds fier dat ik aan iets werkte dat haast te moeilijk was om uit te leggen, maar anderzijds was ik daar niet meer tevreden mee. Het werd voor mij steeds belangrijker om te kunnen uitleggen waarmee ik bezig ben en mensen het belang te laten zien van mijn onderzoek.

Daarom heb ik een postdoctoraat gedaan in de ingenieurswetenschappen, rond beeldverwerking en -beveiliging. Dat laatste is niet evident, want van zodra je beelden kunt zien, kun je ze ook kopiëren. Iemand met een wiskundig profiel zoals ik kan echter foto’s of video’s onzichtbaar watermerken, zodat de koper of eigenaar van een beeld altijd traceerbaar is, ook na het kopiëren. Zo’n watermerk zit onder andere in de films die je in de bioscoop gaat bekijken. Verspreiding van films op het internet die in de cinemazaal zijn gefilmd is tot op vandaag één van de grootste verliesposten van de Hollywoodstudio’s. Het aanwezige watermerk leidt hen naar de cinema’s waar ze geen goed oog in het zeil houden.

Hoe kijkt u, onder andere vanuit uw ervaring met het beveiligen van beelden, naar het privacydebat en de omgang van grote bedrijven met onze persoonlijke gegevens?

DOOMS: Daar probeer ik allereerst mensen een spiegel voor te houden. Ik word regelmatig Sherlock Dooms genoemd, omdat ik zoveel te weten kan komen over mensen door gewoon te googelen.

Voor mij als wiskundige is dat een moeilijk debat, omdat er veel meer bij komt kijken dan alleen technologie. Het is ook een sociaal en juridisch verhaal. Ik wil niet enkel ideeën faciliteren, maar ook zelf oplossingen aanreiken om de spreidstand tussen privacy en veiligheid te vergemakkelijken. Als ik technieken ontwikkel om teksten of beelden beter te beschermen, weet ik dat ik eigenaars van dat materiaal help, maar ook dat mensen met slechte bedoelingen die technieken kunnen gebruiken. Daarom gaat privacy voor mij niet boven alles. Je hebt een evenwicht nodig waarin je rekening moet houden met veel factoren. De overheidsdiensten kunnen daarin een belangrijke rol spelen zonder dat dat moet neigen naar Big Brothertoestanden.

Hoe groot is de rol van uw onderzoek daarin?

DOOMS: Een goed voorbeeld binnen het privacydebat is cloud computing. In het huidige big data-verhaal heeft men heel wat rekenkracht nodig om data in daadwerkelijke waarde om te zetten. Bedrijven zouden kunnen gebruik maken van de gigantische serverparken van de Googles en Amazons van deze wereld, maar de vraag is of ze aan hen privacy-gevoelige informatie zoals medische en financiële data kunnen toevertrouwen. Wij werken daarom aan een systeem dat het mogelijk maakt om berekeningen uit te voeren op geëncrypteerde data. Dan pas zal cloud computing echt van de grond komen.

Helpen zulke actuele toepassingen en vraagstukken om jongeren voor wiskunde te laten kiezen?

DOOMS: De laatste jaren wordt het pijnlijk duidelijk dat Vlaamse studenten steeds minder voor wiskunde kiezen. Pijnlijk, want in Nederland groeit het aantal wiskundestudenten elk jaar. Hier weten weinigen dat je voor een felbegeerde job als data scientist best wiskunde hebt gestudeerd. Dat duidelijk maken is de reden waarom ik wiskunde zo vaak mogelijk in de media probeer te krijgen.

Het lage aantal studenten dat kiest voor wiskunde, heeft impact op de uitstroom naar ons wiskundeonderwijs. Als je wiskunde niet van een wiskundige krijgt, maar van een ingenieur, is de kans groot dat je eerder ook een ingenieursopleiding dan een wiskundeopleiding zal volgen. De toekomst zal uitwijzen hoe groot dat effect is op onze maatschappij.

In het secundair onderwijs is er sinds enkele jaren het STEM-programma, waarin wetenschappen, techniek en wiskunde sterker aan bod komen.

DOOMS: Men vergeet hierin helaas heel vaak de M van mathematics. In alle initiatieven die men rond STEM neemt, gaat men wiskunde als een evidentie zien omdat veel jongeren nu al zes, zeven of acht uur wiskunde hebben. Omdat men daarom minder op wiskunde inzet, komt ze nog meer op de achtergrond. Ik vrees dat veel scholen die een STEM-richting invoeren, trouwens zullen knabbelen aan de wiskunde-uren.

Ik denk dat STEM vooral in andere vakken moet geïntegreerd worden. Ik onderzoek bijvoorbeeld oude schilderijen door ze om te zetten in getallenreeksen. Door berekeningen hierop bieden we hulp bij het restaureren. Dat kan zo in de les geschiedenis of esthetica.

U werkt niet alleen met oude kunstwerken, maar ook met de digitale beelden waarmee we elke dag worden geconfronteerd. Kunnen wij uit uw werk leren hoe we daarmee kunnen omgaan?

DOOMS: ‘Maar heel weinig mensen zijn er zich van bewust hoeveel er soms geknoeid wordt met beelden. Dat wordt in tijden van alternative facts alleen maar duidelijker. Ik geef hiervan altijd voorbeelden in mijn voordrachten, zoals dat van een foto van een succesvolle proeflancering van kernraketten die enkele jaren geleden de voorpagina’s haalde. Het beeld was echter vervalst: één raket was niet afgegaan, maar er werd vrij amateuristisch een rookpluim bij gephotoshopt. Toch viel het niet meteen op. We denken vaak dat enkel foto’s van modellen worden gephotoshopt, maar het kan even gemakkelijk met harde nieuwsbeelden.’

‘Op dit moment wil ik vooral awareness creëren, omdat er nog geen pasklare software is om beelden die bewerkt zijn te factchecken. Een probleem hierbij is dat sommige bewerkingen wel nuttig zijn, bijvoorbeeld om een video minder opslagruimte te laten innemen of de kleuren op een foto mooier te laten uitkomen. Een computer automatisch laten besluiten of een bewerking goed- of kwaadwillig is aangebracht, is niet makkelijk.’

Is een wereldwijde internationale dag een goede manier om meer vrouwen in de exacte wetenschappen te krijgen?

DOOMS: ‘Absoluut. Iedereen, jongens en meisjes, spiegelt zich af aan rolmodellen. Die kunnen interesses – die moeten er uiteraard altijd zijn – aanwakkeren, zeker bij meisjes. Daar zitten we met een onevenwicht, zeker in de uitstroom naar een wetenschappelijke carrière.’

Hoe komt dat volgens u?

DOOMS: ‘Het familiale aspect blijft daar meespelen. Veel mannen, ook de mijne, spelen steeds meer een prominente rol in het gezinsleven, maar enkel vrouwen kunnen kinderen dragen en baren. Een zwangere vrouw is nu eenmaal een paar maanden niet aan het werk in de bloei van haar carrière. Voor mij persoonlijk was dat niet evident, ook niet toen ik weer aan het werk ging en tussendoor nog steeds ’s nachts flesjes moest geven en luiers verversen. Ook hier kunnen succesvolle wetenschappers met een gezin als rolmodel fungeren, want in een mannenwereld als de wetenschap stuit je vaak op onbegrip. In de praktijk blijft bijvoorbeeld het toewijzen van een job in de academische wereld een zaak van cv’s vergelijken op kwantiteit of internationale mobiliteit en dan vallen die gezinsaspecten in het niet.’

‘Ik was daarom verontwaardigd dat minister Crevits (Hilde, minister van Onderwijs, CD&V, nvdr.) zich onlangs liet ontvallen dat kinderen zindelijk moeten zijn voor ze naar school gaan. Ik begrijp absoluut de problematiek, maar wat is dan haar oplossing, vraag ik me af. Je kan die kinderen niet nog langer in de crèche houden, want er is nu al een ellenlange wachtrij eer je een opvangplaats voor een baby kan bemachtigen. Dan maar even ouderschapsverlof opnemen? Dat zit er helaas niet in, in de academische wereld. Eerst moet je al het uitzonderlijke geluk hebben een vaste job te hebben kunnen bemachtigen, maar dan nog kan je niet zomaar je gespecialiseerde lessen en doctoraatsstudenten aan een collega toevertrouwen. Mijn gezin komt op de eerste plaats, maar ik wil ook een mooie carrière uitbouwen en andere vrouwen motiveren dit pad te volgen. Aan onze ministers om aandacht te besteden aan deze problematiek!’