Search

Algoritmen helpen om op grote schaal beslissingen te nemen. Het is echter lastig om achteraf toe te zien op de kwaliteit van deze beslissingen. Toezicht zou zich met name moeten richten op het wordingsproces van algoritmes: de stappen die genomen worden om te komen van probleemomschrijving tot een geimplementeerd algoritme. In dit proces worden immers de principiele keuzes gemaakt die bepalend zijn voor de manier waarop het algoritme zal handelen en de wijze waarop het uitwerking heeft op de maatschappij. Door deze keuzes expliciet en onder de juiste overwegingen te maken verkleint het risico op misdragingen. Toezichthouders en ontwikkelaars van algoritmen tezamen kunnen hier een handreiking voor opstellen.

Algoritmen besturen en bepalen meer en meer de besluitvorming van overheid, bedrijfsleven en personen over personen. Besluitvorming met rechts-gevolgen voor de betrokkenen moet volgens de AVG transparant en verklaarbaar zijn. Wat betekenen die eisen voor de ontwikkeling en toepassing van algoritmen? Is regulering realistisch, zijn algemene beginselen een beter idee of worden we “slaves to the Algorithm”?

Het is inmiddels een cliché dat de kunstmatige intelligentie van de robot het privaatrecht voor uitdagingen plaatst. Een minder platgetreden pad betreft de vraag op welke wijze de smartrobot – de meest geavanceerde variant in de robotfamilie - doorwerkt in het fiscaal-juridische verhaal. Onduidelijk ook is de impact van zijn mogelijke rechtspersoonlijkheid, een aanduiding die een nieuw hoofdstuk zou toevoegen aan het fiscale verhaal. De Nederlandse inbreng aan die discussie is nog beperkt. Met dit artikel hoop ik een aandeel te kunnen leveren aan het denken. De bijdrage start met een korte geschiedenis van de door de mens gecreëerde slimme machine die eerst uitsluitend in fictie leeft, maar inmiddels onze werkelijkheid heeft betreden. De aanwezigheid van deze autonome smartrobot biedt voordelen, maar brengt ook juridische en ethische risico’s met zich mee voor de samenleving. Voortbordurend op vragen gerezen op het gebied van het aansprakelijkheidsrecht is voorgesteld om aan deze slimme machine rechtspersoonlijkheid te verlenen. Deze robot transformeert dan van rechtsobject in een rechtssubject met eigen rechten en plichten. Een voor fiscalisten relevante vraag is of deze civielrechtelijke kwalificatie ook zou moeten gelden in het fiscale recht. Zou de smartrobot, die momenteel kwalificeert als een bedrijfsmiddel, aangemerkt moeten worden als een belastingplichtig rechtssubject voor een nieuw in te voeren robotbelasting? Kan de opbrengst van een dergelijke heffing de nadelige invloed van de komst van de smartrobot op de werkgelegenheid en de sociale zekerheid verzachten? Het artikel onderzoekt eerst de praktische implicaties van een dergelijke robotbelasting waarbij zal blijken dat daarbij niet alleen aanzienlijke afbakeningsproblemen optreden, maar dat ook de vaststelling van de heffingsgrondslag van een directe robotbelasting dubieus is. Aansluitend wordt getoetst of een dergelijke heffing kan worden gerechtvaardigd door ofwel de aard en de grondslagen van het belastingrecht, ofwel een instrumentalistische benadering. Ik zal onderbouwen waarom een robotbelasting op alle voornoemde gebieden een doodlopende weg blijkt te zijn. Nu bovendien de voordelen van de inschakeling van deze technologieën toekomen aan de eigenaar/gebruiker van deze smartrobot, ligt het voor de hand om de fiscale focus op deze groep in de samenleving te richten. Ik zal daarom voorstellen om een van de privileges van deze groep, de mogelijkheid tot oppotten van ingehouden winsten, te doorbreken. Een korte conclusie sluit het geheel af.

Algoritmen besturen en bepalen meer en meer de besluitvorming van overheid, bedrijfsleven en personen over personen. Besluitvorming met rechts-gevolgen voor de betrokkenen moet volgens de AVG transparant en verklaarbaar zijn. Wat betekenen die eisen voor de ontwikkeling en toepassing van algoritmen? Is regulering realistisch, zijn algemene beginselen een beter idee of worden we “slaves to the Algorithm”?

Het is inmiddels een cliché dat de kunstmatige intelligentie van de robot het privaatrecht voor uitdagingen plaatst. Een minder platgetreden pad betreft de vraag op welke wijze de smartrobot – de meest geavanceerde variant in de robotfamilie - doorwerkt in het fiscaal-juridische verhaal. Onduidelijk ook is de impact van zijn mogelijke rechtspersoonlijkheid, een aanduiding die een nieuw hoofdstuk zou toevoegen aan het fiscale verhaal. De Nederlandse inbreng aan die discussie is nog beperkt. Met dit artikel hoop ik een aandeel te kunnen leveren aan het denken. De bijdrage start met een korte geschiedenis van de door de mens gecreëerde slimme machine die eerst uitsluitend in fictie leeft, maar inmiddels onze werkelijkheid heeft betreden. De aanwezigheid van deze autonome smartrobot biedt voordelen, maar brengt ook juridische en ethische risico’s met zich mee voor de samenleving. Voortbordurend op vragen gerezen op het gebied van het aansprakelijkheidsrecht is voorgesteld om aan deze slimme machine rechtspersoonlijkheid te verlenen. Deze robot transformeert dan van rechtsobject in een rechtssubject met eigen rechten en plichten. Een voor fiscalisten relevante vraag is of deze civielrechtelijke kwalificatie ook zou moeten gelden in het fiscale recht. Zou de smartrobot, die momenteel kwalificeert als een bedrijfsmiddel, aangemerkt moeten worden als een belastingplichtig rechtssubject voor een nieuw in te voeren robotbelasting? Kan de opbrengst van een dergelijke heffing de nadelige invloed van de komst van de smartrobot op de werkgelegenheid en de sociale zekerheid verzachten? Het artikel onderzoekt eerst de praktische implicaties van een dergelijke robotbelasting waarbij zal blijken dat daarbij niet alleen aanzienlijke afbakeningsproblemen optreden, maar dat ook de vaststelling van de heffingsgrondslag van een directe robotbelasting dubieus is. Aansluitend wordt getoetst of een dergelijke heffing kan worden gerechtvaardigd door ofwel de aard en de grondslagen van het belastingrecht, ofwel een instrumentalistische benadering. Ik zal onderbouwen waarom een robotbelasting op alle voornoemde gebieden een doodlopende weg blijkt te zijn. Nu bovendien de voordelen van de inschakeling van deze technologieën toekomen aan de eigenaar/gebruiker van deze smartrobot, ligt het voor de hand om de fiscale focus op deze groep in de samenleving te richten. Ik zal daarom voorstellen om een van de privileges van deze groep, de mogelijkheid tot oppotten van ingehouden winsten, te doorbreken. Een korte conclusie sluit het geheel af.

Kunstmatige intelligentie gaat ons werk transformeren. Ook juristen ontkomen er niet aan. Als je tot voor kort het maken van een contract wilde automatiseren, moest je alle opties en keuzes vooraf bedenken en in het model stoppen. Je kreeg dus als resultaat wat je erin stopte, niets meer, niets minder. Nu voer je een zelflerend algoritme een grote stapel contracten en vindt het zelf zijn weg in alle relevante opties en bijbehorende bepalingen die ervaren advocaten door de jaren hebben bedacht. Het algoritme als neerslag van onze collectief opgebouwde contextuele ervaring in het opstellen van contracten, als dat maar geen banen gaat kosten.

Kunstmatige intelligentie gaat ons werk transformeren. Ook juristen ontkomen er niet aan. Als je tot voor kort het maken van een contract wilde automatiseren, moest je alle opties en keuzes vooraf bedenken en in het model stoppen. Je kreeg dus als resultaat wat je erin stopte, niets meer, niets minder. Nu voer je een zelflerend algoritme een grote stapel contracten en vindt het zelf zijn weg in alle relevante opties en bijbehorende bepalingen die ervaren advocaten door de jaren hebben bedacht. Het algoritme als neerslag van onze collectief opgebouwde contextuele ervaring in het opstellen van contracten, als dat maar geen banen gaat kosten.

Kunstmatige intelligentie gaat ons werk transformeren. Ook juristen ontkomen er niet aan. Als je tot voor kort het maken van een contract wilde automatiseren, moest je alle opties en keuzes vooraf bedenken en in het model stoppen. Je kreeg dus als resultaat wat je erin stopte, niets meer, niets minder. Nu voer je een zelflerend algoritme een grote stapel contracten en vindt het zelf zijn weg in alle relevante opties en bijbehorende bepalingen die ervaren advocaten door de jaren hebben bedacht. Het algoritme als neerslag van onze collectief opgebouwde contextuele ervaring in het opstellen van contracten, als dat maar geen banen gaat kosten.

Objectives: To demonstrate that novice dosimetry planners efficiently create clinically acceptable IMRT plans for head and neck cancer (HNC) patients using a commercially available multicriteria optimization (MCO) system.Methods: Twenty HNC patients were enrolled in this in-silico comparative planning study. Per patient, novice planners with less experience in dosimetry planning created an IMRT plan using an MCO system (RayStation). Furthermore, a conventionally planned clinical IMRT plan was available (Pinnacle(3)). All conventional IMRT and MCO-plans were blind-rated by two expert radiation-oncologists in HNC, using a 5-point scale (1-5 with 5 the highest score) assessment form comprising 10 questions. Additionally, plan quality was reported in terms of planning time, dosimetric and normal tissue complication probability (NTCP) comparisons. Inter-rater reliability was derived using the intra-class correlation coefficient (ICC).Results: In total, the radiation-oncologists rated 800 items on plan quality. The overall plan score indicated no differences between both planning techniques (conventional IMRT: 3.8 +/- 1.2 vs. MCO: 3.6 +/- 1.1, p = 0.29). The inter-rater reliability of all ratings was 0.65 (95% CI: 0.57-0.71), indicating substantial agreement between the radiation-oncologists. In 93% of cases, the scoring difference of the conventional IMRT and MCO-plans was one point or less. Furthermore, MCO-plans led to slightly higher dose uniformity in the therapeutic planning target volume, to a lower integral body dose (13.9 +/- 4.5 Gy vs. 12.9 +/- 4.0 Gy, p Conclusions: MCO planning enables novice treatment planners to create high quality IMRT plans for HNC patients. Plans were created with vastly reduced planning times, requiring less resources and a short learning curve.

Het belangrijkste onderwerp van het proefschrift van Ünver Ciftci is de dynamica van chemische reacties bij roterende moleculen. De wiskundige studie is van praktisch belang omdat rotaties bijna altijd een rol spelen in reacties van moleculen. In hoofdstuk twee bekijken we een systematische en natuurlijke constructie van canonieke coöordinaten voor de gereduceerde ruimte van een co-raakbundel met daarop een vrije Lie-groep actie. De canonieke coördinaten stellen ons in staat om Poincaré-Birkhoff normaalvormen in relatieve evenwichten te berekenen via standaard algoritmen. We bestuderen in detail een simpel mechanisch systeem met symmetriën. Als voorbeelden berekenen we Poincaré-Birkhoff normaalvormen voor een Lagrange gelijkzijdige driehoek configuratie van een drie lichamen systeem met een Morse potentiaal en een dubbele bolslinger. Vervolgens laten we in hoofdstuk drie zien hoe de constructie, van structuren die bepalend zijn voor de reactie dynamica, in de fase ruimte gegeneraliseerd kan worden naar het geval van een drie lichamen systeem dat gereduceerd is met betrekking tot een rotatie symmetrie. Daarna analyseren we in detail de rotatie reactie dynamica van een HCN molecuul. In hoofdstuk vier laten we een nieuw type flessenhals zien die kinetische in plaats van confugurationele veranderingen van moleculen veroorzaakt. In hoofdstuk vijf stellen wij voor om de met betrekking tot translatie symmetrie gereduceerde configuratie ruimte van een drie atomig systeem, op te vatten als de gereduceerde holonomie bundel met een geïnduceerde mechanische connectie.

Optische telescopen hebben detectoren die gevoelig zijn voor individuele fotonen die het detectoroppervlak raken. Hiermee kan de helderheid van een lichtbron aan de hemel gemeten worden. Optische telescopen zijn gevoelig voor fotonen met een golflengte tussen de 400 nanometer (paars) en 700 nanometer (rood), maar ook op andere golflengtes zijn fascinerende dingen aan de hemel zichtbaar. Om ook straling op andere golflengtes waar te nemen, waaronder rontgenstraling, gammastraling, ultraviolet, infrarood en radiogolven, gebruiken astronomen verschillende andere typen telescopen. Van al deze typen straling beslaat het radiogebied het grootste golflengtebereik, van ongeveer 1 millimeter tot honderden meters (zie figuur 7.1). Radiogolflengtes worden waargenomen met radiotelescopen, waarmee astronomische kennis kan worden vergaard die ontoegankelijk is op elk ander golflengtegebied. Een voorbeeld hiervan is de vorming van de eerste objecten in het vroege universumen hun invloed op het intergalactischmedium, iets wat zelfsmet demeest geavanceerde optische telescopen niet kan worden waargenomen. Zodoende spelen radiotelescopen een cruciale rol in fundamenteel astronomisch onderzoek en hebben bijgedragen aan de ontdekking van quasars, pulsars, zwarte gate en vele andere astronomische objecten. De eerst radio antenne ontvanger werd in 1933 geconstrueerd door de Amerikaanse elektrotechnisch ingenieur Karl Jansky, met als doel het opsporen van bronnen voor telefooninterferentie. Hij ontdekte een radiosignaal met onbekende bron dat zichzelf dagelijks herhaalde, waarmee hij uiteindelijk het centrum van de Melkweg kon traceren. Voortbouwend op zijn werk werden vele schotelvormige radiotelescopen ontworpen, de eerste daarvan was een schotel van 9 meter in 1935 gemaakt door Grote Reber, een andere Amerikaanse elektrotechnisch ingenieur. Toenemende eisen aan de resolutie maakte schotelvormige antennes onpraktisch, waarmee de weg werd vrijgemaakt voor radio-interferometrische telescopen met meerdere ontvangers. Elk van deze ontvangers was nog steeds een schotelvormige radiotelescoop, maar door een array van zulke telescopen te linken ontstaat een virtuele telescoop die veel groter is dan elk van de aparte schotels. Het gebruik van een array van antennes heeft als extra voordeel dat door slim combineren van de signalen van de aparte antennes de hoeveelheid ruis drastisch kan worden gereduceerd. De eerste radio-interferometer werd in 1946 geconstrueerd door Marin Ryle en had slechts twee stuurbare dipoolantenneswiens onderlinge afstand kon vari˘A≪ren tussen de 17 en 240meter. Sindsdien zijn er vele radio-interferometers gebouwd. Prominente voorbeelden zijn de Very Long Baseline Array (VLBA, zie figuur 7.2), een van ’s werelds grootste radio-interferometers met 25 meter grote schotelvormige ontvangers in voornamelijk Noord Amerika en de LOw Frequency ARray (LOFAR, zie figuur 7.3), een array van ongeveer 1000 kilometer met bijna 20000 dipool antenne-ontvangers verspreid over voornamelijk Nederland.

In zijn proefschrift beschrijft Fred Kiwanuka technieken waarmee informatici 3D-beelden beter kunnen verwerken. Het onderzoek is onder meer van belang voor het verbeteren van medische beeldvormingstechnieken.

Dit proefschrift betreft gedistribueerde algoritmes voor interacterende autonome agenten. We heroverwegen een subklasse van stochastische matrices, de Sarymsakov klasse van stochastische matrices, en verkennen de relatie met andere bekende klassen van stochastische matrices. De klassieke voorwaarden aangaande de convergentie van producten van stochastische matrices zijn heroverwogen en een nieuwe noodzakelijke en voldoende voorwaarde zijn voorgesteld door gebruik te maken van de Sarymsakov matrices. De voorwaarden zijn toegepast om een asynchroon implementatie probleem voor een gedistribueerd coördinatie algoritme op te lossen, wat ervoor zorgt dat een groep agenten overeenstemming bereikt. Gebruik makend van de theorie van structurele balans, welke zijn oorsprong vindt in de studie van sociale netwerken, onderzoeken we gedistribueerde algoritmes in aanwezigheid van positieve en negatieve koppelingen. Aangetoond is dat de toestand van het systeem polariseert of convergeert naar een afgesproken waarde van nul. Naast het bestuderen van het systeem dan overeenstemming bereikt of polariseert, hebben we drie mechanismes onderscheiden die kunnen leiden tot clustering gedrag in gedistribueerde gekoppelde netwerken. Meer inzicht is verkregen door het beheersbaarheid probleem en het cluster synchronisatie problemen van meerdere- agent systemen gezamenlijk te bestuderen. Die meerdere-agent systemen die niet beheersbaar zijn in eindige tijd, realiseren cluster synchronisatie wanneer de tijd naar oneindig gaat. Bovendien onderzoeken we het klok synchronisatie probleem in gedistribueerde netwerken met communicatie tijdsvertragingen en leiden we voorwaarden af voor de asymptotische synchronisatie fouten.

In zijn proefschrift beschrijft Fred Kiwanuka technieken waarmee informatici 3D-beelden beter kunnen verwerken. Het onderzoek is onder meer van belang voor het verbeteren van medische beeldvormingstechnieken.

Optische telescopen hebben detectoren die gevoelig zijn voor individuele fotonen die het detectoroppervlak raken. Hiermee kan de helderheid van een lichtbron aan de hemel gemeten worden. Optische telescopen zijn gevoelig voor fotonen met een golflengte tussen de 400 nanometer (paars) en 700 nanometer (rood), maar ook op andere golflengtes zijn fascinerende dingen aan de hemel zichtbaar. Om ook straling op andere golflengtes waar te nemen, waaronder rontgenstraling, gammastraling, ultraviolet, infrarood en radiogolven, gebruiken astronomen verschillende andere typen telescopen. Van al deze typen straling beslaat het radiogebied het grootste golflengtebereik, van ongeveer 1 millimeter tot honderden meters (zie figuur 7.1). Radiogolflengtes worden waargenomen met radiotelescopen, waarmee astronomische kennis kan worden vergaard die ontoegankelijk is op elk ander golflengtegebied. Een voorbeeld hiervan is de vorming van de eerste objecten in het vroege universumen hun invloed op het intergalactischmedium, iets wat zelfsmet demeest geavanceerde optische telescopen niet kan worden waargenomen. Zodoende spelen radiotelescopen een cruciale rol in fundamenteel astronomisch onderzoek en hebben bijgedragen aan de ontdekking van quasars, pulsars, zwarte gate en vele andere astronomische objecten. De eerst radio antenne ontvanger werd in 1933 geconstrueerd door de Amerikaanse elektrotechnisch ingenieur Karl Jansky, met als doel het opsporen van bronnen voor telefooninterferentie. Hij ontdekte een radiosignaal met onbekende bron dat zichzelf dagelijks herhaalde, waarmee hij uiteindelijk het centrum van de Melkweg kon traceren. Voortbouwend op zijn werk werden vele schotelvormige radiotelescopen ontworpen, de eerste daarvan was een schotel van 9 meter in 1935 gemaakt door Grote Reber, een andere Amerikaanse elektrotechnisch ingenieur. Toenemende eisen aan de resolutie maakte schotelvormige antennes onpraktisch, waarmee de weg werd vrijgemaakt voor radio-interferometrische telescopen met meerdere ontvangers. Elk van deze ontvangers was nog steeds een schotelvormige radiotelescoop, maar door een array van zulke telescopen te linken ontstaat een virtuele telescoop die veel groter is dan elk van de aparte schotels. Het gebruik van een array van antennes heeft als extra voordeel dat door slim combineren van de signalen van de aparte antennes de hoeveelheid ruis drastisch kan worden gereduceerd. De eerste radio-interferometer werd in 1946 geconstrueerd door Marin Ryle en had slechts twee stuurbare dipoolantenneswiens onderlinge afstand kon vari˘A≪ren tussen de 17 en 240meter. Sindsdien zijn er vele radio-interferometers gebouwd. Prominente voorbeelden zijn de Very Long Baseline Array (VLBA, zie figuur 7.2), een van ’s werelds grootste radio-interferometers met 25 meter grote schotelvormige ontvangers in voornamelijk Noord Amerika en de LOw Frequency ARray (LOFAR, zie figuur 7.3), een array van ongeveer 1000 kilometer met bijna 20000 dipool antenne-ontvangers verspreid over voornamelijk Nederland.

Dit proefschrift betreft gedistribueerde algoritmes voor interacterende autonome agenten. We heroverwegen een subklasse van stochastische matrices, de Sarymsakov klasse van stochastische matrices, en verkennen de relatie met andere bekende klassen van stochastische matrices. De klassieke voorwaarden aangaande de convergentie van producten van stochastische matrices zijn heroverwogen en een nieuwe noodzakelijke en voldoende voorwaarde zijn voorgesteld door gebruik te maken van de Sarymsakov matrices. De voorwaarden zijn toegepast om een asynchroon implementatie probleem voor een gedistribueerd coördinatie algoritme op te lossen, wat ervoor zorgt dat een groep agenten overeenstemming bereikt. Gebruik makend van de theorie van structurele balans, welke zijn oorsprong vindt in de studie van sociale netwerken, onderzoeken we gedistribueerde algoritmes in aanwezigheid van positieve en negatieve koppelingen. Aangetoond is dat de toestand van het systeem polariseert of convergeert naar een afgesproken waarde van nul. Naast het bestuderen van het systeem dan overeenstemming bereikt of polariseert, hebben we drie mechanismes onderscheiden die kunnen leiden tot clustering gedrag in gedistribueerde gekoppelde netwerken. Meer inzicht is verkregen door het beheersbaarheid probleem en het cluster synchronisatie problemen van meerdere- agent systemen gezamenlijk te bestuderen. Die meerdere-agent systemen die niet beheersbaar zijn in eindige tijd, realiseren cluster synchronisatie wanneer de tijd naar oneindig gaat. Bovendien onderzoeken we het klok synchronisatie probleem in gedistribueerde netwerken met communicatie tijdsvertragingen en leiden we voorwaarden af voor de asymptotische synchronisatie fouten.

Het belangrijkste onderwerp van het proefschrift van Ünver Ciftci is de dynamica van chemische reacties bij roterende moleculen. De wiskundige studie is van praktisch belang omdat rotaties bijna altijd een rol spelen in reacties van moleculen. In hoofdstuk twee bekijken we een systematische en natuurlijke constructie van canonieke coöordinaten voor de gereduceerde ruimte van een co-raakbundel met daarop een vrije Lie-groep actie. De canonieke coördinaten stellen ons in staat om Poincaré-Birkhoff normaalvormen in relatieve evenwichten te berekenen via standaard algoritmen. We bestuderen in detail een simpel mechanisch systeem met symmetriën. Als voorbeelden berekenen we Poincaré-Birkhoff normaalvormen voor een Lagrange gelijkzijdige driehoek configuratie van een drie lichamen systeem met een Morse potentiaal en een dubbele bolslinger. Vervolgens laten we in hoofdstuk drie zien hoe de constructie, van structuren die bepalend zijn voor de reactie dynamica, in de fase ruimte gegeneraliseerd kan worden naar het geval van een drie lichamen systeem dat gereduceerd is met betrekking tot een rotatie symmetrie. Daarna analyseren we in detail de rotatie reactie dynamica van een HCN molecuul. In hoofdstuk vier laten we een nieuw type flessenhals zien die kinetische in plaats van confugurationele veranderingen van moleculen veroorzaakt. In hoofdstuk vijf stellen wij voor om de met betrekking tot translatie symmetrie gereduceerde configuratie ruimte van een drie atomig systeem, op te vatten als de gereduceerde holonomie bundel met een geïnduceerde mechanische connectie.

Optische telescopen hebben detectoren die gevoelig zijn voor individuele fotonen die het detectoroppervlak raken. Hiermee kan de helderheid van een lichtbron aan de hemel gemeten worden. Optische telescopen zijn gevoelig voor fotonen met een golflengte tussen de 400 nanometer (paars) en 700 nanometer (rood), maar ook op andere golflengtes zijn fascinerende dingen aan de hemel zichtbaar. Om ook straling op andere golflengtes waar te nemen, waaronder rontgenstraling, gammastraling, ultraviolet, infrarood en radiogolven, gebruiken astronomen verschillende andere typen telescopen. Van al deze typen straling beslaat het radiogebied het grootste golflengtebereik, van ongeveer 1 millimeter tot honderden meters (zie figuur 7.1). Radiogolflengtes worden waargenomen met radiotelescopen, waarmee astronomische kennis kan worden vergaard die ontoegankelijk is op elk ander golflengtegebied. Een voorbeeld hiervan is de vorming van de eerste objecten in het vroege universumen hun invloed op het intergalactischmedium, iets wat zelfsmet demeest geavanceerde optische telescopen niet kan worden waargenomen. Zodoende spelen radiotelescopen een cruciale rol in fundamenteel astronomisch onderzoek en hebben bijgedragen aan de ontdekking van quasars, pulsars, zwarte gate en vele andere astronomische objecten. De eerst radio antenne ontvanger werd in 1933 geconstrueerd door de Amerikaanse elektrotechnisch ingenieur Karl Jansky, met als doel het opsporen van bronnen voor telefooninterferentie. Hij ontdekte een radiosignaal met onbekende bron dat zichzelf dagelijks herhaalde, waarmee hij uiteindelijk het centrum van de Melkweg kon traceren. Voortbouwend op zijn werk werden vele schotelvormige radiotelescopen ontworpen, de eerste daarvan was een schotel van 9 meter in 1935 gemaakt door Grote Reber, een andere Amerikaanse elektrotechnisch ingenieur. Toenemende eisen aan de resolutie maakte schotelvormige antennes onpraktisch, waarmee de weg werd vrijgemaakt voor radio-interferometrische telescopen met meerdere ontvangers. Elk van deze ontvangers was nog steeds een schotelvormige radiotelescoop, maar door een array van zulke telescopen te linken ontstaat een virtuele telescoop die veel groter is dan elk van de aparte schotels. Het gebruik van een array van antennes heeft als extra voordeel dat door slim combineren van de signalen van de aparte antennes de hoeveelheid ruis drastisch kan worden gereduceerd. De eerste radio-interferometer werd in 1946 geconstrueerd door Marin Ryle en had slechts twee stuurbare dipoolantenneswiens onderlinge afstand kon vari˘A≪ren tussen de 17 en 240meter. Sindsdien zijn er vele radio-interferometers gebouwd. Prominente voorbeelden zijn de Very Long Baseline Array (VLBA, zie figuur 7.2), een van ’s werelds grootste radio-interferometers met 25 meter grote schotelvormige ontvangers in voornamelijk Noord Amerika en de LOw Frequency ARray (LOFAR, zie figuur 7.3), een array van ongeveer 1000 kilometer met bijna 20000 dipool antenne-ontvangers verspreid over voornamelijk Nederland.

Dit proefschrift betreft gedistribueerde algoritmes voor interacterende autonome agenten. We heroverwegen een subklasse van stochastische matrices, de Sarymsakov klasse van stochastische matrices, en verkennen de relatie met andere bekende klassen van stochastische matrices. De klassieke voorwaarden aangaande de convergentie van producten van stochastische matrices zijn heroverwogen en een nieuwe noodzakelijke en voldoende voorwaarde zijn voorgesteld door gebruik te maken van de Sarymsakov matrices. De voorwaarden zijn toegepast om een asynchroon implementatie probleem voor een gedistribueerd coördinatie algoritme op te lossen, wat ervoor zorgt dat een groep agenten overeenstemming bereikt. Gebruik makend van de theorie van structurele balans, welke zijn oorsprong vindt in de studie van sociale netwerken, onderzoeken we gedistribueerde algoritmes in aanwezigheid van positieve en negatieve koppelingen. Aangetoond is dat de toestand van het systeem polariseert of convergeert naar een afgesproken waarde van nul. Naast het bestuderen van het systeem dan overeenstemming bereikt of polariseert, hebben we drie mechanismes onderscheiden die kunnen leiden tot clustering gedrag in gedistribueerde gekoppelde netwerken. Meer inzicht is verkregen door het beheersbaarheid probleem en het cluster synchronisatie problemen van meerdere- agent systemen gezamenlijk te bestuderen. Die meerdere-agent systemen die niet beheersbaar zijn in eindige tijd, realiseren cluster synchronisatie wanneer de tijd naar oneindig gaat. Bovendien onderzoeken we het klok synchronisatie probleem in gedistribueerde netwerken met communicatie tijdsvertragingen en leiden we voorwaarden af voor de asymptotische synchronisatie fouten.

Het belangrijkste onderwerp van het proefschrift van Ünver Ciftci is de dynamica van chemische reacties bij roterende moleculen. De wiskundige studie is van praktisch belang omdat rotaties bijna altijd een rol spelen in reacties van moleculen. In hoofdstuk twee bekijken we een systematische en natuurlijke constructie van canonieke coöordinaten voor de gereduceerde ruimte van een co-raakbundel met daarop een vrije Lie-groep actie. De canonieke coördinaten stellen ons in staat om Poincaré-Birkhoff normaalvormen in relatieve evenwichten te berekenen via standaard algoritmen. We bestuderen in detail een simpel mechanisch systeem met symmetriën. Als voorbeelden berekenen we Poincaré-Birkhoff normaalvormen voor een Lagrange gelijkzijdige driehoek configuratie van een drie lichamen systeem met een Morse potentiaal en een dubbele bolslinger. Vervolgens laten we in hoofdstuk drie zien hoe de constructie, van structuren die bepalend zijn voor de reactie dynamica, in de fase ruimte gegeneraliseerd kan worden naar het geval van een drie lichamen systeem dat gereduceerd is met betrekking tot een rotatie symmetrie. Daarna analyseren we in detail de rotatie reactie dynamica van een HCN molecuul. In hoofdstuk vier laten we een nieuw type flessenhals zien die kinetische in plaats van confugurationele veranderingen van moleculen veroorzaakt. In hoofdstuk vijf stellen wij voor om de met betrekking tot translatie symmetrie gereduceerde configuratie ruimte van een drie atomig systeem, op te vatten als de gereduceerde holonomie bundel met een geïnduceerde mechanische connectie.

In zijn proefschrift beschrijft Fred Kiwanuka technieken waarmee informatici 3D-beelden beter kunnen verwerken. Het onderzoek is onder meer van belang voor het verbeteren van medische beeldvormingstechnieken.

Computermodel ondersteunt bij onderzoek naar kanker Meerlaagse modellen van complexe relaties worden steeds belangrijker in biomedisch onderzoek. De hoge complexiteit maakt het gebruik van computers noodzakelijk bij het analyseren van deze relaties. Omdat er meestal geen duidelijke hypotheses over de verwachte relaties bestaan, zijn traditionele biostatistische methodes ongeschikt. Dit proefschrift introduceert een framework dat de groepering van meerlaagse objecten optimaliseert. Met behulp daarvan kunnen de objecten volgens gegeven classificaties worden gegroepeerd. Tijdens het promotieonderzoek werd het framework toegepast op borstkankeronderzoek. Daaruit werd duidelijk dat het kan dienen als cognitief ondersteuningssysteem voor biomedisch onderzoek. Het bleek mogelijk om op intuïtieve manier met de modellen om te gaan. Het ondersteuningssysteem maakt het mogelijk om hypotheses te genereren over biomedische relaties, die vervolgens gecontroleerd kunnen worden met traditionele biostatistische methoden.

Tijdens dit onderzoek hebben we gekeken naar de invloed van storing door menselijke apparatuur op radioastronomie. Radiosterrenwachten zoals Westerbork kunnen de hemel met een enorme gevoeligheid en resolutie in kaart brengen. Vaak bestaan zulke sterrenwachten uit een aantal grote schotelantennes. Echter, nieuwe technologische ontwikkelingen hebben ervoor gezorgd dat op lage frequenties vele kleine antennes efficiënt gecombineerd kunnen worden tot een grote schoteltelescoop. LOFAR is een nieuwe, deels-Nederlandse supertelescoop die gebruik maakt van dit principe. Deze telescoop bestaat uit tientallen velden gevuld met vele antennetjes, verspreid over Nederland en omringende landen. Het centrum van LOFAR bevindt zich in de buurt van het Drentse dorp Exloo. Radiotelescopen worden meestal in zeer afgelegen gebieden geplaatst, omdat menselijke apparatuur storing veroorzaakt. Het bouwen van een radiotelescoop op afgelegen locaties is echter niet goedkoop. LOFAR is een nieuwe weg ingeslagen en bevat antennevelden op diverse plaatsen in ons druk bevolkte land. Een belangrijke vraag was daardoor of de storing van menselijke apparatuur niet schadelijk zou zijn voor LOFAR-observaties. In dit proefschrift beantwoorden we deze vraag. We hebben volledig geautomatiseerde technieken ontworpen om storing te verwijderen. Met deze nieuwe technieken weten we de storing op zeer accurate wijze te scheiden van het hemelsignaal. We analyseren de gefilterde data en concluderen dat, na toepassing van deze technieken, we in staat zijn om zeer gevoelige hemelkaarten te maken met LOFAR. Daarmee lijkt het dus een goede keuze geweest te zijn om LOFAR in Nederland te bouwen.

Groeperen en classificeren op basis van prototypen is een specifiek onderwerp binnen de gebieden van het machinale leren en kunstmatige neurale netwerken. Het kan toegepast worden voor data mining, statistische data-analyse, patroonherkenning en informatiewinning. Datapunten, die in werkelijkheid tot verschillende groepen of klassen behoren, kunnen overlappen waardoor ze niet eenduidig gescheiden kunnen worden. Het overlappen van data wordt fuzziness genoemd, en verwijst naar de probabilistische of possibilistische toekenningen van datapunten aan groepen of klassen. Het kan gezien worden als leren met onzekerheden. In dit proefschrift worden een aantal gecontroleerde en ongecontroleerd methoden - specifiek c-Means, Learning Vector Quantization, Self Organizing Maps, Neural Gas and Affinity Propagation - uitgebreid om om te kunnen gaan met dit soort fuzziness. Hoewel een aantal van de genoemde methoden al varianten heeft die om kunnen gaan met fuzzy data, betreffen de voorgestelde aanpassingen verschillende verdere aspecten, zoals het groeperen van median data, het gebruik van divergenties als nabijheidsmaten en relevance learning. Daarnaast worden verschillende maten gebruikt om fuzzy classificatie en fuzzy groeperen te evalueren.

Groeperen en classificeren op basis van prototypen is een specifiek onderwerp binnen de gebieden van het machinale leren en kunstmatige neurale netwerken. Het kan toegepast worden voor data mining, statistische data-analyse, patroonherkenning en informatiewinning. Datapunten, die in werkelijkheid tot verschillende groepen of klassen behoren, kunnen overlappen waardoor ze niet eenduidig gescheiden kunnen worden. Het overlappen van data wordt fuzziness genoemd, en verwijst naar de probabilistische of possibilistische toekenningen van datapunten aan groepen of klassen. Het kan gezien worden als leren met onzekerheden. In dit proefschrift worden een aantal gecontroleerde en ongecontroleerd methoden - specifiek c-Means, Learning Vector Quantization, Self Organizing Maps, Neural Gas and Affinity Propagation - uitgebreid om om te kunnen gaan met dit soort fuzziness. Hoewel een aantal van de genoemde methoden al varianten heeft die om kunnen gaan met fuzzy data, betreffen de voorgestelde aanpassingen verschillende verdere aspecten, zoals het groeperen van median data, het gebruik van divergenties als nabijheidsmaten en relevance learning. Daarnaast worden verschillende maten gebruikt om fuzzy classificatie en fuzzy groeperen te evalueren.

Tijdens dit onderzoek hebben we gekeken naar de invloed van storing door menselijke apparatuur op radioastronomie. Radiosterrenwachten zoals Westerbork kunnen de hemel met een enorme gevoeligheid en resolutie in kaart brengen. Vaak bestaan zulke sterrenwachten uit een aantal grote schotelantennes. Echter, nieuwe technologische ontwikkelingen hebben ervoor gezorgd dat op lage frequenties vele kleine antennes efficiënt gecombineerd kunnen worden tot een grote schoteltelescoop. LOFAR is een nieuwe, deels-Nederlandse supertelescoop die gebruik maakt van dit principe. Deze telescoop bestaat uit tientallen velden gevuld met vele antennetjes, verspreid over Nederland en omringende landen. Het centrum van LOFAR bevindt zich in de buurt van het Drentse dorp Exloo. Radiotelescopen worden meestal in zeer afgelegen gebieden geplaatst, omdat menselijke apparatuur storing veroorzaakt. Het bouwen van een radiotelescoop op afgelegen locaties is echter niet goedkoop. LOFAR is een nieuwe weg ingeslagen en bevat antennevelden op diverse plaatsen in ons druk bevolkte land. Een belangrijke vraag was daardoor of de storing van menselijke apparatuur niet schadelijk zou zijn voor LOFAR-observaties. In dit proefschrift beantwoorden we deze vraag. We hebben volledig geautomatiseerde technieken ontworpen om storing te verwijderen. Met deze nieuwe technieken weten we de storing op zeer accurate wijze te scheiden van het hemelsignaal. We analyseren de gefilterde data en concluderen dat, na toepassing van deze technieken, we in staat zijn om zeer gevoelige hemelkaarten te maken met LOFAR. Daarmee lijkt het dus een goede keuze geweest te zijn om LOFAR in Nederland te bouwen.

Computermodel ondersteunt bij onderzoek naar kanker Meerlaagse modellen van complexe relaties worden steeds belangrijker in biomedisch onderzoek. De hoge complexiteit maakt het gebruik van computers noodzakelijk bij het analyseren van deze relaties. Omdat er meestal geen duidelijke hypotheses over de verwachte relaties bestaan, zijn traditionele biostatistische methodes ongeschikt. Dit proefschrift introduceert een framework dat de groepering van meerlaagse objecten optimaliseert. Met behulp daarvan kunnen de objecten volgens gegeven classificaties worden gegroepeerd. Tijdens het promotieonderzoek werd het framework toegepast op borstkankeronderzoek. Daaruit werd duidelijk dat het kan dienen als cognitief ondersteuningssysteem voor biomedisch onderzoek. Het bleek mogelijk om op intuïtieve manier met de modellen om te gaan. Het ondersteuningssysteem maakt het mogelijk om hypotheses te genereren over biomedische relaties, die vervolgens gecontroleerd kunnen worden met traditionele biostatistische methoden.

Computermodel ondersteunt bij onderzoek naar kanker Meerlaagse modellen van complexe relaties worden steeds belangrijker in biomedisch onderzoek. De hoge complexiteit maakt het gebruik van computers noodzakelijk bij het analyseren van deze relaties. Omdat er meestal geen duidelijke hypotheses over de verwachte relaties bestaan, zijn traditionele biostatistische methodes ongeschikt. Dit proefschrift introduceert een framework dat de groepering van meerlaagse objecten optimaliseert. Met behulp daarvan kunnen de objecten volgens gegeven classificaties worden gegroepeerd. Tijdens het promotieonderzoek werd het framework toegepast op borstkankeronderzoek. Daaruit werd duidelijk dat het kan dienen als cognitief ondersteuningssysteem voor biomedisch onderzoek. Het bleek mogelijk om op intuïtieve manier met de modellen om te gaan. Het ondersteuningssysteem maakt het mogelijk om hypotheses te genereren over biomedische relaties, die vervolgens gecontroleerd kunnen worden met traditionele biostatistische methoden.

Tijdens dit onderzoek hebben we gekeken naar de invloed van storing door menselijke apparatuur op radioastronomie. Radiosterrenwachten zoals Westerbork kunnen de hemel met een enorme gevoeligheid en resolutie in kaart brengen. Vaak bestaan zulke sterrenwachten uit een aantal grote schotelantennes. Echter, nieuwe technologische ontwikkelingen hebben ervoor gezorgd dat op lage frequenties vele kleine antennes efficiënt gecombineerd kunnen worden tot een grote schoteltelescoop. LOFAR is een nieuwe, deels-Nederlandse supertelescoop die gebruik maakt van dit principe. Deze telescoop bestaat uit tientallen velden gevuld met vele antennetjes, verspreid over Nederland en omringende landen. Het centrum van LOFAR bevindt zich in de buurt van het Drentse dorp Exloo. Radiotelescopen worden meestal in zeer afgelegen gebieden geplaatst, omdat menselijke apparatuur storing veroorzaakt. Het bouwen van een radiotelescoop op afgelegen locaties is echter niet goedkoop. LOFAR is een nieuwe weg ingeslagen en bevat antennevelden op diverse plaatsen in ons druk bevolkte land. Een belangrijke vraag was daardoor of de storing van menselijke apparatuur niet schadelijk zou zijn voor LOFAR-observaties. In dit proefschrift beantwoorden we deze vraag. We hebben volledig geautomatiseerde technieken ontworpen om storing te verwijderen. Met deze nieuwe technieken weten we de storing op zeer accurate wijze te scheiden van het hemelsignaal. We analyseren de gefilterde data en concluderen dat, na toepassing van deze technieken, we in staat zijn om zeer gevoelige hemelkaarten te maken met LOFAR. Daarmee lijkt het dus een goede keuze geweest te zijn om LOFAR in Nederland te bouwen.

Groeperen en classificeren op basis van prototypen is een specifiek onderwerp binnen de gebieden van het machinale leren en kunstmatige neurale netwerken. Het kan toegepast worden voor data mining, statistische data-analyse, patroonherkenning en informatiewinning. Datapunten, die in werkelijkheid tot verschillende groepen of klassen behoren, kunnen overlappen waardoor ze niet eenduidig gescheiden kunnen worden. Het overlappen van data wordt fuzziness genoemd, en verwijst naar de probabilistische of possibilistische toekenningen van datapunten aan groepen of klassen. Het kan gezien worden als leren met onzekerheden. In dit proefschrift worden een aantal gecontroleerde en ongecontroleerd methoden - specifiek c-Means, Learning Vector Quantization, Self Organizing Maps, Neural Gas and Affinity Propagation - uitgebreid om om te kunnen gaan met dit soort fuzziness. Hoewel een aantal van de genoemde methoden al varianten heeft die om kunnen gaan met fuzzy data, betreffen de voorgestelde aanpassingen verschillende verdere aspecten, zoals het groeperen van median data, het gebruik van divergenties als nabijheidsmaten en relevance learning. Daarnaast worden verschillende maten gebruikt om fuzzy classificatie en fuzzy groeperen te evalueren.

Mijn thesis presenteert een aantal extensies van het Learning Vector Quantization algoritme gebaseerd op het concept van adaptive similarity measures. Deze manier van metric learning kan gebruikt worden in een grote verscheidenheid aan applicaties. In het eerste deel van deze thesis worden applicaties van Content Based Image Retrieval op dermatologische afbeeldingen, supervised dimension reduction en advanced texture learning bij image analysis besproken. Het gedetailleerde onderzoek naar dimensionality reduction komt uitgebreid aan bod in de tweede helft van de thesis. We stellen een algemeen framework voor dat de aanpassing van verschillende methoden voor dimension reduction voor explicit mappings vergemakkelijkt. Hiermee wordt naast rechtstreekse out-of-sample extensies ook het theoretische onderzoek naar de generalisatie-eigenschappen van dimension reduction mogelijk. Dit concept wordt ge"illustreerd op verschillende unsupervised en supervised examples. Verder wordt een nieuwe techniek voor efficient unsupervised non-linear dimension reduction voorgesteld die de concepten van fast online learning en optimalisatie van divergenties combineert. In contrast met de meeste niet-lineaire technieken, waarvan de computationele inspanningen kwadratisch toenemen met het aantal punten, heeft de voorgestelde methode lineaire complexiteit. Tot slot worden drie op divergentie gebaseerde algoritmes gegeneraliseerd en onderzocht op het gebruik van willekeurige divergenties.

Mijn thesis presenteert een aantal extensies van het Learning Vector Quantization algoritme gebaseerd op het concept van adaptive similarity measures. Deze manier van metric learning kan gebruikt worden in een grote verscheidenheid aan applicaties. In het eerste deel van deze thesis worden applicaties van Content Based Image Retrieval op dermatologische afbeeldingen, supervised dimension reduction en advanced texture learning bij image analysis besproken. Het gedetailleerde onderzoek naar dimensionality reduction komt uitgebreid aan bod in de tweede helft van de thesis. We stellen een algemeen framework voor dat de aanpassing van verschillende methoden voor dimension reduction voor explicit mappings vergemakkelijkt. Hiermee wordt naast rechtstreekse out-of-sample extensies ook het theoretische onderzoek naar de generalisatie-eigenschappen van dimension reduction mogelijk. Dit concept wordt ge"illustreerd op verschillende unsupervised en supervised examples. Verder wordt een nieuwe techniek voor efficient unsupervised non-linear dimension reduction voorgesteld die de concepten van fast online learning en optimalisatie van divergenties combineert. In contrast met de meeste niet-lineaire technieken, waarvan de computationele inspanningen kwadratisch toenemen met het aantal punten, heeft de voorgestelde methode lineaire complexiteit. Tot slot worden drie op divergentie gebaseerde algoritmes gegeneraliseerd en onderzocht op het gebruik van willekeurige divergenties.