6 sciencefictionsnufjes die (bijna) werkelijkheid zijn

In Back to the Future II verplaatst hoofdpersonage Marty McFly zich gezwind met een hoverboard, een skateboard dat laag boven de grond zweeft. Een Amerikaanse uitvinder lijkt er nu  in geslaagd om zo’n toestel daadwerkelijk na te bouwen. En er zijn wel meer gadgets en ontwikkelingen uit de sciencefictionwereld die waarheid worden.

Vele creatievelingen probeerden de voorbije decennia zo’n hoverboard te maken. Maar alle pogingen liepen wel ergens spaak. Of de aandrijving mankeerde, of het sturen lukte niet, of het board kon geen zware gewichten in de lucht houden, of fabrikanten gebruikten special effects in hun promofilmpje om het board toch maar echt te doen lijken.

1. Het hoverboard
De Amerikaanse uitvinder Greg Henderson (niet te verwarren met zijn wielrennende naamgenoot) heeft nu toch, zo lijkt het, een veelbelovend ontwerp in elkaar geflanst. Zijn Hendo maakt gebruik van het maglev-principe, vooral bekend van de Japanse magneettreinen. De motor in het toestel creëert een magnetisch veld dat reageert met de ondergrond (opgelet: dat moet vooralsnog wel een geleidend oppervlak zijn), waardoor een tweede magnetisch veld ontstaat. Dat het apparaat wel degelijk een persoon omhoog houdt en in beweging brengt, blijkt uit onderstaand filmpje. Verderop in dit artikel lees je ook welke snufjes die ooit letterlijk sciencefiction waren, tegenwoordig toch niet meer zo ver weg zijn.

2. Hyperslaap

Tijdens een jarenlange ruimtereis is elke methode om voedsel, energie en vooral zuurstof te besparen meer dan welkom. Zowel Dr. Heywood Floyd in 2001: A Space Odyssey als Ellen Ripley in Alien dompelen zich daarom onder in een langdurige rusttoestand, een soort van winterslaap – hyperslaap, zoals het in Alien genoemd wordt.

De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA pompte in de jaren 1950 heel wat geld in onderzoek naar de schijndood, waarbij de biologische processen van het lichaam op ‘pauze’ worden gezet – ook wel torpor genoemd. Kleine zoogdieren zoals marmotten, grondeekhoorns, buideldieren en vleermuizen schakelen elke winter hun metabolisme voor 98 procent uit. Bij grotere dieren zoals beren is er geen sprake van een totale shutdown, maar eerder van een sluimerende stand-bytoestand. Zo’n langdurige slaap zou ideaal zijn voor ruimtereizen naar andere planeten.

Langeafstandsruimtereizen zijn één ding, maar ook in de medische wereld kan een ‘winterslaap’ goed van pas komen: het zou levens kunnen redden, bijvoorbeeld van mensen die het slachtoffer zijn van een hartaanval of vergiftiging, of bij uitbreiding elke kritieke medische toestand waarbij elke seconde van tel is. Als het lichaam in de pauzestand kan, kunnen ook giftige stoffen zich niet langer verspreiden.

Maar in de praktijk ligt dat niet zo simpel. Bij een lichaamstemperatuur onder 33 graden begint de hartslag te sputteren, en rond 25 graden kan het hart helemaal stoppen met werken. Een team van het UMC Groningen onderzoekt of we sommige eigenschappen van winterslapers kunnen overzetten op mensen. Zo zijn er bepaalde moleculen en enzymen die cryopreservatie – bewaring onder koude omstandigheden – mogelijk maken. De onderzoekers vermoeden dat sommige daarvan via onze laatste gemeenschappelijke voorouder ook in de menselijke cellen te vinden zijn.

In 2004 werd winterslaapgedrag vastgesteld bij maki-apen - en wij delen 98 procent van onze genen met hen

In 2004 werd voor het eerst winterslaapgedrag vastgesteld bij primaten, meer bepaald bij een Malagassische maki. We delen 98 procent van onze genen met maki’s, dus het zou wel heel toevallig zijn mochten alle benodigde eigenschappen voor winterslaap in de overige twee procent zitten.

Inmiddels zijn wetenschappers erin geslaagd om niet-winterslapende dieren in een winterslaap te brengen. De stof 5 AMP – waardoor muizen in winterslaap gaan – bracht ook andere proefdieren in torpor. Nadien ontwaakten ze zonder orgaanschade. De weg lijkt dus open te liggen voor tests op mensen, al kan het nog jaren duren voor de eerste resultaten er zijn. Trouwens, veel winterslapers vertonen na hun torpor alzheimerachtige symptomen. Als ook astronauten daarmee kampen, vraag je natuurlijk om problemen.

3. Superintelligente software

Het ruimteschip in 2001: A Space Odyssey wordt gecontroleerd door HAL 9000, een computer die praat en (emotionele) intelligentie vertoont. En in de film Her knoopt het hoofdpersonage een relatie aan met zijn slimme pc.

De huidige intelligente computersystemen – Google Now, Apples Siri – hebben nog niet zo’n vernuft. Maar sommige specialisten voorspellen dat we dergelijke systemen rond 2030 wél kunnen hebben. De start-up Viv Labs werkt aan een softwaresysteem genaamd Viv, dat complexe vragen zou beantwoorden en in staat zou zijn zelfstandig te leren.

4. Breincontrole

In het legendarische boek 1984 (verschenen in ‘49), waarin George Orwell een dystopische Big Brother-maatschappij schetst, worden mensen met ‘verkeerde’ gedachten letterlijk gebrainwasht. Ook in Anthony Burgess’ A Clockwork Orange (ook bekend vanwege de Kubrick-verfilming) wordt het brein van het hoofdpersonage bijgewerkt om hem zijn agressieve gedrag af te leren. En wat gedacht van de Jedi Mind Tricks in Star Wars, die het mogelijk maken om iemands gedachten te beïnvloeden?

De wetenschap staat inmiddels zover dat breincontrole ook in het echt mogelijk is. Neurowetenschapper Rajesh Rao van de universiteit van Washington probeerde in 2013 om via EEG-elektrodes op het hoofd patronen te distilleren van hersengolven, en die patronen door te sturen naar een tweede proefkonijn. De techniek werd eerst succesvol uitgetest op ratten, en wat later lukte ook hersencommunicatie tussen ratten en mensen. Zes proefpersonen werden toen via een EEG-muts gekoppeld aan een verdoofde rat en slaagden erin om via hun hersenactiviteit onder meer de staart van de rat in beweging te brengen.

Zes proefpersonen slaagden erin via hun hersenactiviteit de staart van een rat te bewegen

Nog straffer werd het toen Rao samen met een collega een computerspel bediende. Rao had een EEG-muts op en zag enkel het scherm van het spel, terwijl zijn collega een metalen spoel voor magnetische stimulatie droeg en alleen maar een knop kon indrukken. Rao beeldde zich in dat hij zijn hand bewoog. Speciale software ving de hersenactiviteit op die daaruit voortkwam, en stuurde die door naar de spoel op het hoofd van zijn collega. Die bewoog daardoor onbewust zijn hand, waardoor hij een knop indrukte en in het computerspel een kogel afschoot.

Ook bij latere experimenten en met andere proefpersonen werkte die brain-to-braincommunicatie. Van échte telepathie of brainwashing is voorlopig nog geen sprake, en misschien maar best ook: de gevolgen zouden enorm zijn, getuige de malafide toepassingen in 1984 en A Clockwork Orange.

5. Onzichtbaarheid

Bij Harry Potter-adepten doet hij ongetwijfeld een belletje rinkelen: de onzichtbaarheidsmantel. Dat illustere kledingstuk maakt degene die hem over het lijf gooit onzichtbaar. Ideaal voor heimelijk uitstapjes. Vele onderzoeksinstellingen zoeken een manier om mensen onzichtbaar te maken. Het concept is dan ook geweldig fascinerend.

Drie jaar geleden wisten Texaanse onderzoekers microgolven onzichtbaar te maken. Dat deden ze met een ultradun metamateriaal, bestaande uit koper (20 micrometer) en een polycarbonaat vlies (66 micrometer), dat de inkomende radiogolven ‘om de tuin leidt’.

Een paar jaar eerder waren wetenschappers er al in geslaagd een voorwerp tweedimensionaal onzichtbaar te maken. Ze brachten een laagje goud aan op een gebogen lens. Parallel lopende lichtstralen werden om het goud heen geleid, zoals water rond een steen. En onlangs bedachten onderzoekers een systeem waarbij vier optische lenzen een object verbergen. Die lenzen worden in twee paren achter elkaar opgesteld, op een welbepaalde afstand, opdat hun focuspunten elkaar precies in het midden raken. De ruimte tussen de twee paar lenzen wordt daardoor onzichtbaar voor wie door de lenzen heen kijkt.

Het systeem is relatief simpel, en in principe kan iedereen het thuis maken. Toch zijn de wetenschappers naar eigen zeggen de eersten die met het idee op de proppen kwamen en het in de praktijk uittestten. Een echte onzichtbaarheidsmantel, of iets wat daarvoor moet doorgaan, is nog niet voor morgen, maar het systeem kan in theorie wel veel groter worden dan de bescheiden testopstelling.

6. Multifunctionele tatoeages

Begin jaren 2000 liep in de VS twee seizoenen lang de tv-serie Dark Angel, van de hand van James Cameron (Titanic, Avatar). Max Guevara, Jessica Alba’s personage in de serie, heeft in haar nek een tatoeage van een twaalfcijferige barcode. Ook in de films Alien³ van David Fincher en 12 Monkeys van Terry Gilliam komen dergelijke tatoeages voor, die de mens reduceert tot een gecodeerd object.

Zo erg is het er in de realiteit niet aan toe, maar het technologiebedrijf Motorola is wel van plan om een soortgelijk systeem te commercialiseren. Zijn Biostamps zijn een soort uitrekbare elektronische tatoeages die bijvoorbeeld de gebruiker van een mobiele telefoon identificeren. Ze zijn opgebouwd uit siliconen en bevatten piepkleine elektrische circuits en sensoren. Op termijn zouden ze, zo stelt Motorola, wachtwoorden en vingervlugge swipes moeten vervangen. Dankzij de Biostamps zou identiteitsdiefstal, een vaak voorkomend probleem in de telecommunicatie-industrie, erg moeilijk worden.

Het systeem is bedacht door het Amerikaanse bedrijf MC10, dat zich specialiseert in dergelijke elastische elektronica. Professor Todd Coleman, drijvende kracht achter MC10, ontwierp ook tijdelijke tatoeages die je op het voorhoofd kleeft om breinactiviteit op te vangen. Daarmee kan je bijvoorbeeld drones of elektronische apparaten besturen.

Dit artikel verscheen eerder in Eos februari 2015.