Linux is een uitstekend alternatief voor je oude XP-machine om weer veilig op internet te kunnen. In dit artikel leggen we alles uit over Ubuntu, een heel toegankelijke Linux-variant.

Er zijn nog altijd veel vooroordelen over Linux als alternatief voor Windows. Het zou te moeilijk zijn, er bestaan niet veel programma's en amper hardwaredrivers voor enzovoort. Sommige van die vooroordelen waren een jaar of tien geleden misschien wel gerechtvaardigd, maar tegenwoordig valt dat allemaal best mee als je de juiste Linux-distributie kiest.

01 Distributie

Hier begint voor velen al de verwarring: 'Linux-distributie'? Terwijl Windows enkel door Microsoft uitgegeven wordt, is Linux een open en vrij aanpasbaar besturingssysteem. Het wordt daardoor door meerdere partijen aangeboden, die elk hun eigen versie hebben. Zo'n versie noemen we een distributie, ook wel 'distro' genoemd. Het is een verzameling software bestaande uit het Linux-hart (de kernel), drivers, basissoftware en allerlei andere software, allemaal op elkaar afgestemd.

Elke distributie maakt zijn eigen keuzes over de software die opgenomen wordt. Daardoor kunnen twee Linux-distributies er compleet anders uitzien, helemaal anders werken en volledig verschillende software bevatten. Het voordeel is dat er voor ieder wat wils is. Het nadeel is dat je als beginner wellicht door de bomen het bos niet meer ziet. Maar dáár gaan we je dus bij helpen.

©PXimport

De Linux-distributie openSUSE richt zich meer op ervaren computergebruikers.

02 Keuzevrijheid

Een bekende distributie is openSUSE, die heel wat keuzevrijheid aan de gebruiker geeft en daardoor heel geschikt is voor ervaren computergebruikers die het uiterste uit hun systeem willen halen. Maar heel wat zaken verlopen niet zo gebruiksvriendelijk als in Ubuntu, vooral als het om multimedia gaat. Verder heb je nog Fedora, dat zich richt op het aanbieden van de nieuwste technologieën uit de Linux-wereld. Het nadeel van die innovativiteit is dat je sneller tegen problemen aanloopt.

Wie heel veel belang hecht aan stabiliteit, kiest het best voor Debian. Die distributie neemt alleen software op die uitgebreid getest is. Het nadeel is dat alle aanwezige software minstens een jaar oud is en je dus niet van de nieuwste functies kunt genieten. Een populariteitspoll voor Linux-distributies vind je op deze website.

©PXimport

In de populariteitspoll van DistroWatch staat Ubuntu steevast in de top drie.

03 De Mac van de Linux-distributies

In dit artikel kiezen we voor de bekendste Linux-distributie: Ubuntu. Deze distributie wordt door het bedrijf Canonical ontwikkeld en krijgt weleens de naam 'Mac van de Linux-distributies' omdat de nadruk op gebruiksgemak en eye-candy ligt. Als je eventjes wat tijd investeert om met de interface te leren werken, ben je er zo in thuis. Doordat deze distributie zo populair is, kun je er ook bij de meeste Linux-software op vertrouwen dat het ook op Ubuntu werkt.

Ubuntu is dus een toegankelijk alternatief voor Windows. Heb je nog een oude computer met Windows XP draaien, dan installeer je daar beter Ubuntu op. Het is een veilig besturingssysteem met relatief beperkte systeemvereisten. De stap van Windows XP naar Ubuntu is overigens niet zo groot als je zou denken. Als je nu naar Windows 8 zou overstappen, zou je ook opschrikken hoe anders het uiterlijk en de werking van Windows is. Dan kun je dus net zo goed naar een volledig ander besturingssysteem overschakelen, dat ook nog eens gratis is.

04 Software installeren

Een belangrijk verschil met Windows, is de manier waarop je software installeert. In Windows ben je gewend om elk programma van een website te downloaden. Om te updaten moet je ook naar die website, of maak je gebruik van de ingebouwde updatefunctie. In al die stappen kan er heel wat mislopen. Je komt op de verkeerde website terecht en downloadt per ongeluk malware, je programma's blijven niet up-to-date en zitten na een tijdje vol beveiligingslekken enzovoort. In Ubuntu zoek en installeer je alle software daarentegen in het Ubuntu softwarecentrum: de programma's worden dan automatisch van internet gedownload. Updaten verloopt ook centraal.

©PXimport

Nooit meer op allerlei obscure websites naar programma's zoeken dankzij het Ubuntu softwarecentrum.

©PXimport

Het Updatebeheer werkt niet alleen Ubuntu zelf bij, maar ook alle programma's die je via het Ubuntu softwarecentrum hebt geïnstalleerd.

Andere Ubuntu-smaken

Naast de standaard Ubuntu-versie met de standaarddesktop genaamd Unity, zijn er nog zeven andere officiële 'smaken' van Ubuntu. Enkele van die smaken verschillen vooral in de desktopomgeving die ze installeren en de standaardtoepassingen. Met Ubuntu GNOME krijg je GNOME 3, de desktopomgeving die nog het meest lijkt op Unity en er de rechtstreekse concurrent van is. Kubuntu installeert KDE 4, een omgeving die vooral interessant is voor powerusers of voor mensen die graag een interface hebben die wat met de klassieke Windows-interface overeenkomt.

Xubuntu maakt gebruik van Xfce, een gebruiksvriendelijke maar toch heel configureerbare desktopomgeving. Tot slot is er Lubuntu, dat de lichtgewicht desktopomgeving LXDE gebruikt, die minder zwaar is op oudere computers. De alternatieve desktops zijn ook achteraf te installeren via de pakketten ubuntugnome-desktop, kubuntu-desktop, xubuntu-desktop en lubuntu-desktop. Andere smaken zijn Edubuntu (met een collectie educatieve software), Ubuntu Studio (om multimedia te creëren), Mythbuntu (om van je pc een mediacenter te maken) en Ubuntu Kylin (de officiële Chinese versie).

05 Partities en directory's

Een ander verschil waar je tegenaan loopt zijn de namen voor je partities. In Windows heten de partities van je harde schijven en andere opslagmedia C:, D:, E: enzovoort tot en met Z:. De schijfletters A: en B: zijn historisch gezien gereserveerd voor diskettestations en worden dus niet meer gebruikt. De partitie van het Windows-systeem dat je draait, heet altijd C:. D: en E: worden vaak aan eventuele dvd- of cd-drom-drives toegekend, maar dat hoeft niet. Netwerkschijven krijgen vaak schijfletters aan het eind van het alfabet.

In Linux krijgen partities geen opeenvolgende letters, maar complexere namen. Moderne schijven, inclusief SATA-schijven, SSD's en usb-sticks, krijgen de namen sda, sdb, sdc enzovoort. Een SD-kaartje dat je in een kaartlezer steekt, krijgt dan weer een naam als mmcblk0. Voor een partitie voeg je een nummer aan de schijf toe, bijvoorbeeld sda1, en bij SD-kaartjes komt er nog een p voor het extra nummer, zoals mmcblk0p1. Een dvd- of cd-rom-drive krijgt nog een andere naam, zoals sr0.

©PXimport

Ubuntu kent geen schijfletters zoals C: en D:, maar gebruikt partitienamen zoals sda en sr0.

06 Praktijk

In de praktijk krijg je niet met die partitienamen te maken, maar met directory's van het bestandssysteem. De partitie waarop je Linux hebt geïnstalleerd, wordt aangekoppeld op /, wat het root-bestandssysteem genoemd wordt (te vergelijken met C: onder Windows). De persoonlijke mappen van de verschillende gebruikers staan in de directory /home, bijvoorbeeld /home/koen als je gebruikersnaam Koen is.

Verwijderbare opslagmedia worden aangekoppeld onder /media in een subdirectory met je gebruikersnaam, zoals /media/koen/UUI voor een usb-stick met de naam UUI. De oplettende lezer zal ondertussen al wel gemerkt hebben dat namen van directory's in Linux door een / gescheiden worden en niet door een \ zoals in Windows.

©PXimport

De persoonlijke map heeft een andere naam dan gebruikelijk is in Windows, en heet hier /home/koen.

Systeemvereisten

Aan welke vereisten moet je computer voldoen voor Ubuntu? Een goede vuistregel is: op een computer die Windows XP, Vista, 7 of 8 draait, zal Ubuntu minstens even vlot draaien. Twijfel je, probeer dan de opstartbare cd eens uit. Houd er wel rekening mee dat Ubuntu draaien vanaf een dvd of usb-stick, trager gaat dan vanaf een harde schijf of SSD. Canonical raadt systemen aan met minimaal een 1GHz-processor (Intel Celeron of hoger), 1 GB RAM (maar liever 2 GB) en een videokaart met 3D-versnelling en 256 MB VRAM die een scherm van minimaal 1024 bij 768 pixels aanstuurt.

Het besturingssysteem vraagt ongeveer 5 GB harde-schijfruimte. De systeemvereisten verschillen wel wat voor andere Ubuntu-smaken. Zo vraagt Ubuntu GNOME 1,5 GB RAM en 7 GB harde-schijfruimte, terwijl Xubuntu toekomt met slechts 512 MB RAM en Lubuntu in principe zelfs nog op een Pentium II met 128 MB RAM draait.

07 Downloaden

Ubuntu is gratis te downloaden. Kies daar voor Ubuntu 14.10 en kies rechts in het uitklapmenu de juiste versie: 32-bit of 64-bit. De 32bit-versie is enkel interessant als je Ubuntu op een oude pc wilt installeren met minder dan 2 GB RAM. Voor een moderne pc met 64bit-processor kies je 64-bit. Op het gebied van functionaliteit zijn beide versies identiek. Klik op Download om het iso-bestand te downloaden. Daarna krijg je een vraag om een gift te doen via PayPal, dat is optioneel. Klik op Not now, take me to the download als je niet wilt betalen.

Het iso-bestand is een kopie van een dvd-rom. Je kunt je computer ermee opstarten door het bestand naar een dvd te schrijven. Dubbelklik daarvoor in de Verkenner van Windows 8 op het iso-bestand, selecteer de juiste schijfletter van je dvd-schrijver, vink Schijf controleren na branden aan en klik op Branden. In oudere Windows-versies gebruik je het programma CDBurnerXP. Download het programma. Als alles goed gaat, kun je na het branden je computer van deze dvd opstarten en zo Ubuntu op je harde schijf installeren. Tijdens het opstarten moet je eventueel op F12 of Esc drukken om de opstartvolgorde van je schijven aan te passen.

©PXimport

De website van Ubuntu biedt diverse versies van de Linux-distributie aan.

08 Usb-stick

Wil je de installatie liever vanaf een usb-stick uitvoeren, dan kan dat ook. Download daarvoor het programma Universal USB Installer van ct.link.ctw.nl/pdl en voer het uit. Steek een lege usb-stick met minstens 2 GB ruimte in je pc, start Universal USB Installer op en kies Ubuntu uit de lijst in stap 1. Selecteer in stap 2 het iso-bestand dat je in de vorige stap gedownload hebt. In stap 3 selecteer je de schijfletter van je usb-stick. Controleer of het de juiste schijfletter is, want de inhoud wordt overschreven! Klik tot slot op Create, waarna je nog bevestigt dat de schijf geformatteerd wordt. Daarna maakt het programma van je usb-stick een opstartbaar installatiemedium voor Ubuntu.

09 Ubuntu uitproberen

Om Ubuntu uit te proberen, hoef je het besturingssysteem niet onmiddellijk op je harde schijf te installeren. Je kunt je computer eenvoudigweg van het opstartmedium opstarten en Ubuntu 'live' uitproberen. Daarvoor kies je in het eerste scherm van het Ubuntu-installatieprogramma als taal Nederlands en klik je dan op de knop Ubuntu uitproberen. Je krijgt nu een werkend Ubuntu-systeem te zien dat je kunt uitproberen om te zien of het besturingssysteem je bevalt. Besluit je uiteindelijk toch om Ubuntu op je harde schijf te installeren, klik dan linksboven op het icoontje van de harde schijf met het Ubuntu-logo om het installatieprogramma te starten.

©PXimport

Met Universal USB Installer creëer je een opstartbare usb-stick om Ubuntu te installeren.

Installatie

10 Draadloos netwerk

Als je geen verbinding met internet hebt, wordt je eerst gevraagd om een draadloos netwerk te selecteren. Geef daaronder het wachtwoord van je draadloze netwerk in en klik op Verbind. Als je geen draadloze netwerken te zien krijgt, dan heeft Ubuntu waarschijnlijk geen driver voor je wifi-kaart. Probeer dan de installatie zonder netwerkverbinding of sluit even een ethernetkabel aan om verder te kunnen.

©PXimport

11 Voorbereiden

De volgende stap bestaat vooral uit controles: het installatieprogramma controleert of je harde schijf voldoende vrije ruimte bevat, of je computer op het elektriciteitsnet aangesloten is (hang je laptop even aan de stroom) en of je computer verbonden is met internet. Dat laatste is niet absoluut noodzakelijk tijdens de installatie, maar het maakt het wel mogelijk om onmiddellijk de nieuwste beschikbare versies van de softwarepakketten te downloaden, zodat je systeem na installatie gelijk up-to-date is. Je kunt hier ook aanvinken dat je mp3-codecs wilt installeren. Klik op Verder.

©PXimport

12 Installatietype

In de volgende stap controleert Ubuntu of er al een besturingssysteem op de harde schijf staat. Zo ja, dan krijg je de vraag of je het bestaande systeem (bijvoorbeeld Windows) wilt overschrijven, of Ubuntu naast het bestaande systeem installeren. Je hebt ook de keuze om de installatie van Ubuntu te versleutelen, zodat anderen je bestanden niet kunnen inzien. We raden je aan om die optie aan te vinken. Een andere optie is LVM (logisch volumebeheer), die automatisch ingeschakeld wordt als je voor versleuteling kiest. Klik na je keuze op Installeer nu.

©PXimport

13 Beveiligingssleutel

Als je voor versleuteling van je Ubuntu-systeem gekozen hebt, krijg je de vraag om een beveiligingssleutel (wachtwoord) te kiezen. Elke keer dat je je computer opstart, moet je die sleutel invoeren. Iemand die je sleutel niet kent, kan niet aan je bestanden als je computer gestolen wordt. Je moet in deze installatiestap je sleutel twee keer ingeven ter bevestiging. Onthoud deze sleutel goed, want als je hem vergeet, is je Ubuntu-systeem met alle bijbehorende bestanden die je daarin opgeslagen hebt niet meer bereikbaar. Klik daarna op Installeer nu.

©PXimport

14 Aanpassingen wegschrijven

Je krijgt nog één keer de kans om te stoppen. Het installatieprogramma toont je welke partities het zal aanmaken en formatteren. Alle gegevens op je schijf zullen hierna gewist worden, denk dus nog eens goed na of je zeker bent van je installatie. Twijfel je of heb je per ongeluk gekozen voor het vervangen van Windows door Ubuntu in plaats van de installatie van Ubuntu naast Windows, klik dan op Terug, waarna je de kans krijgt om een ander installatietype te kiezen. Ben je zeker van je keuze, klik dan op Verder.

©PXimport

15 Tijdzone

Terwijl het installatieprogramma op de achtergrond zijn werk doet, komen er nu nog enkele vensters aan de beurt voor wat instellingen. Als eerste kies je je tijdzone. Als je met internet verbonden bent, dan detecteert het installatieprogramma je locatie automatisch en vult die al in. Controleer of deze correct is. Wil je je locatie veranderen, typ dan een grote stad in je buurt in of klik op de kaart aan waar je je ongeveer bevindt. Klik op Verder om je locatie te bevestigen.

©PXimport

16 Toetsenbordindeling

In de volgende stap kies je je toetsenbordindeling. Als je een azerty-toetsenbord hebt (gebruikelijk in België), zul je misschien eerder tijdens de installatie al gemerkt hebben dat je toetsenbordindeling verkeerd stond. Pas in deze stap kun je dit wijzigen. Kies de juiste indeling en typ in het tekstveld een tekstje in om te kijken of de indeling klopt. Weet je niet welke toetsenbordindeling hebt, dan kun je die laten bepalen met een klik op Toetsenbordindeling vaststellen. Voor een Nederlands toetsenbord kies je de standaardwaarde English (US, international with dead keys). Klik op Verder.

©PXimport

17 Gebruiker

In de volgende stap dien je wat gegevens in te voeren. Niet alleen je naam, maar ook de naam die je computer in je lokale netwerk krijgt. Daarnaast kies je ook een gebruikersnaam. Die mag geen spaties bevatten en bestaat traditioneel uit kleine letters. Kies ook een sterk wachtwoord en bevestig dat. Als je in stap 2 geen versleuteling van je Ubuntu-systeem gekozen hebt, kun je hier nog altijd kiezen om enkel je persoonlijke map te versleutelen. Klik tot slot op Verder.

©PXimport

18 Installeren

Daarna begint de effectieve installatie. Onderaan krijg je de voortgang van de installatie te zien. Ondertussen toont het installatieprogramma in enkele vensters allerlei informatie over de mogelijkheden van Ubuntu en de meegeleverde software. Lees de vensters gerust eens door terwijl je wacht, want er staat interessante informatie in. Je wordt er onder andere verwezen naar deze website waar je vragen kunt stellen als je tegen problemen loopt.

©PXimport

19 Voltooid

Wanneer de installatie voltooid is, krijg je een melding. Je kunt de live-dvd nog altijd blijven uitproberen, maar wijzigingen en bestanden die je downloadt, blijven niet bewaard. Klik daarom op Nu herstarten om naar je vers geïnstalleerde Ubuntu te herstarten. Haal de dvd of usb-stick uit je computer om te voorkomen dat je opnieuw van het installatiemedium opstart. Als alles goed gaat, krijg je uiteindelijk het aanmeldvenster van Ubuntu te zien, die de naam toont die je tijdens de installatie ingevuld hebt.

©PXimport

20 Bureaublad

Heb je eenmaal je wachtwoord in het aanmeldvenster ingevuld en op Enter gedrukt, dan krijg je het bureaublad van Ubuntu te zien. Als hulpmiddel toont Ubuntu je eerst een lijst met sneltoetsen. Die lijst kun je overigens op elk moment later oproepen door de Super-toets (die met het Windows-icoontje) ingedrukt te houden. Neem de lijst eens aandachtig door op een moment dat je daar tijd voor hebt, want er zitten heel wat handige sneltoetsen tussen.

©PXimport

21 Updatebeheer

Linksonder in de Starter krijg je na een tijdje waarschijnlijk het icoontje van een A te zien met erom twee pijlen in een cirkel. Dat is het icoontje van het Updatebeheer. Dubbelklik erop om alle beschikbare updates te bekijken. Klik op Nu installeren om Ubuntu bij te werken. Wil je het liever later doen, klik dan op Herinner me er later aan. Met een klik op Instellingen krijg je de opties te zien, zoals wanneer Ubuntu op updates controleert en hoe vaak dat weergegeven wordt.

©PXimport

Software en drivers installeren

22 Opensourcesoftware

Ubuntu draait geen Windows-programma's. Dat wil niet zeggen dat je al je bestaande software vaarwel moet zeggen. Veel van de programma's die je nu gebruikt, zullen ook draaien op Unbuntu. Veel opensource-programma's zijn te installeren via het Ubuntu softwarecentrum en sommige zijn zelfs in de standaardinstallatie al aanwezig. Denk maar aan de browser Firefox, het e-mailprogramma Thunderbird, de mediaspeler VLC, het kantoorpakket LibreOffice, het beeldverwerkingsprogramma GIMP of het 3D-ontwerpprogramma Blender. Gebruik je die software onder Windows al, dan hoef je aan het gebruik ervan onder Ubuntu al niet meer te wennen.

Bestaat je favoriete Windows-software niet voor Ubuntu, dan moet je een alternatief zoeken. Met de juiste zoektermen vind je in het Ubuntu softwarecentrum wel snel iets. Je kunt links ook de categorieën van software doorbladeren. Kijk ook naar de gemiddelde beoordeling die gebruikers aan de software geven.

23 Je bestanden overzetten

Van Windows naar Ubuntu overstappen is uiteraard geen kwestie van enkel de juiste software installeren. Je hebt onder Windows vast ook heel wat documenten die je naar Ubuntu wilt overzetten. De eenvoudigste manier om dat te doen is met een externe schijf. Kopieer de bestanden van je Windows-computer naar een externe usb-schijf en sluit die daarna op je Ubuntu-computer aan. Ubuntu koppelt de schijf automatisch aan en opent een venster met de bestanden.

©PXimport

Zet de bestanden van je Windows-pc via een externe usb-schijf over naar Ubuntu.

Open dan een ander venster door in de Starter links op het icoontje Bestanden te klikken en kies de map waarnaar je je bestanden wilt overzetten. Selecteer de bestanden op je externe schijf en versleep ze naar hun nieuwe locatie, waarna Ubuntu ze kopieert. Zet zo één voor één al je mappen (Afbeeldingen, Documenten, Muziek, Video's etc.) over. Ben je klaar, rechtsklik dan op het icoontje van je externe schijf onderaan in de starter en kies Veilig verwijderen, waarna je de schijf kunt afkoppelen.

Een andere manier om je bestanden over te zetten, is via het netwerk. Zorg dat je Windows- en Ubuntu-pc op hetzelfde netwerk aangesloten zijn en deel onder Windows de benodigde bestanden. Klik dan in het bestandsbeheer van Ubuntu onderaan links op Het netwerk doorbladeren. Na een tijdje krijg je je Windows-werkgroep te zien. Klik erop en kies vervolgens je Windows-computer. Vul de gebruikersnaam en het wachtwoord van je Windows-computer in en klik op Verbinden. Daarna kun je de gewenste bestanden naar je Ubuntu-schijf kopiëren. Klik op het Eject-icoontje naast de Windows-share in de bestandsbeheerder om de verbinding te verbreken.

©PXimport

Ubuntu kan aan je Windows-bestanden als je ze op je netwerk deelt.

24 Drivers

Tot slot wil je wellicht nog je randapparatuur aan de praat krijgen. Ubuntu bevat voor veel apparaten al drivers, zodat ze out-of-the-box werken. Om bijvoorbeeld een printer te laten werken, sluit je die eerst aan en schakel je het apparaat in. Open het programma Afdrukbeheer en klik dan op Toevoegen. Je printer zal nu links in de lijst verschijnen. Is hij via usb aangesloten, dan verschijnt hij bovenaan. Om netwerkprinters te zien, moet je eerst op Netwerkprinter klikken. Selecteer je printer en klik op Volgende. Ubuntu zoekt dan naar de juiste driver en laat je afhankelijk van het model nog wat opties instellen. Druk op het einde een testpagina af om te zien of het gelukt is.

©PXimport

Een printer toevoegen is zo gebeurd.

25 Weigerende drivers

Werkt bijvoorbeeld je wifi-verbinding toch niet, zoek dan uit om welke chipset het gaat en start op Google een zoektocht met die naam naar een oplossing. Vaak hoef je alleen maar een extra driver te installeren. Zo volstaat het voor de BCM4311-chipset in onze oude Dell-laptop om in Ubuntu softwarecentrum het pakket firmware-b43-installer te installeren en bcmwl-kernel-source te verwijderen. Na een herstart werkt ons draadloos netwerk met de nieuwe driver.

©PXimport

Voor sommige hardware moet je nog extra firmware of drivers installeren.

26 Werkend systeem

Ondertussen heb je een werkend Ubuntu-systeem met allerlei software, heb je toegang tot je documenten en werkt hopelijk al je randapparatuur. Je kunt nu dus met Ubuntu aan de slag als alternatief voor Windows. Hoe alles werkt, leer je al doende. Om je wat op weg te helpen, geven we in deel vier van dit artikel nog enkele handige tips en verwijzen we je naar software die je wellicht kunt gebruiken.

Vijf jaar ondersteuning met Ubuntu 14.04 LTS

In dit artikel maken we gebruik van de recentste versie van Ubuntu. Dat is versie 14.10 die op 23 oktober 2014 is uitgebracht. Die wordt echter maar negen maanden ondersteund en om de zes maanden komt er een nieuwe versie uit. Als je niet elk jaar je Ubuntu-systeem wilt upgraden om beveiligingsupdates te blijven krijgen, kun je een LTS-versie (Long Term Support) overwegen, die Canonical vijf jaar lang van updates voorziet. Elke twee jaar komt er een nieuwe LTS-versie uit.

De recentste is Ubuntu 14.04 LTS (codenaam Trusty Tahr). Het nadeel is dat je na een tijdje met verouderde versies van alle software zit, omdat je enkel beveiligingsupdates krijgt, dus geen updates met nieuwe functionaliteit. Voor Firefox heeft Canonical een uitzondering gemaakt: daarvan krijg je wel nieuwe versies. De LTS-versies krijgen zo nu en dan ook een update met Hardware Enablement Stacks, die ondersteuning voor nieuwe hardware toevoegen.

Dagelijks hoor en lees je over artificiële intelligentie (AI). Daarbij worden vaak termen als neuraal netwerk en deep learning gebruikt. In dit artikel vertellen je hier meer over en gaan we ook zelf met AI aan de slag. We doen dit via TensorFlow Playground en Google Teachable Machine.

Het begrip artificiële intelligentie verwijst naar de mogelijkheid om zelfstandig kennis op te nemen, problemen op te lossen en beslissingen te nemen, net zoals een mens. Het woord ‘artificieel’ duidt erop dat deze vorm van intelligentie door mensen is ontworpen en door computers of machines wordt uitgevoerd en dus niet door een biologisch brein.

Veel AI-toepassingen, zoals beeld- en spraakherkenning en taalverwerking, maken hierbij gebruik van zogenoemde neurale netwerken. Deze zijn namelijk uitstekend geschikt voor het herkennen van complexe patronen in grote hoeveelheden ongestructureerde data.

Zo’n digitaal neuraal netwerk (DNN) is gebaseerd op de werking en structuur van het menselijke brein, maar het blijft niet meer dan een abstracte vereenvoudiging. Het menselijke brein is tenslotte (vooralsnog) aanzienlijk complexer, flexibeler en vooral ook energiezuiniger met een maximaal verbruik van circa 20 watt. Ons brein is bovendien superieur in creativiteit, contextueel begrip en emotionele verwerking. 

Digitaal neuraal netwerk

Een digitaal neuraal netwerk (DNN) werkt net als het biologisch brein met neuronen (zie bovenstaand tekstkader). Alleen in een DNN gaat het hierbij om wiskundige rekeneenheden die informatie verwerken. Elk neuron ontvangt invoer, vermenigvuldigt deze met een gewicht om de relevantie te bepalen en telt daar een compensatiewaarde, de zogeheten bias, bij op. Samen vormen deze gewichten en biases de ‘parameters’. GPT-4 bevat er naar schatting 1,7 biljoen.

De informatie stroomt door een of meer verborgen lagen tussen de invoer- en uitvoerlaag. Elke verborgen laag verwerkt de gegevens verder, waardoor complexere patronen worden herkend. Hiervoor gebruikt elk neuron een zogeheten activatiefunctie, die bepaalt of en in welke mate de uitvoer wordt doorgegeven. Zonder activatiefuncties zou het netwerk alleen eenvoudige wiskundige verbanden leren, zoals rechte lijnen, terwijl het nu ook met complexe, gebogen of gelaagde patronen overweg kan.

Een eenvoudig digitaal neuraal netwerk, met één verborgen laag.

Sturing en zelflering

Mensen sturen het DNN indirect aan door het bepalen van het aantal lagen, het aantal neuronen per laag en het type activatiefunctie. Verder kiezen ze hoe het netwerk moet leren, bijvoorbeeld door te bepalen hoeveel data het ziet en hoe complex de gegevens zijn, hoe vaak het leert en hoe groot de aanpassingen mogen zijn. Tijdens deze training worden de parameters automatisch aangepast door het netwerk om optimaal patronen te herkennen en voorspellingen te doen.

Vereenvoudigd komt het hierop neer: nadat het netwerk een voorspelling heeft gedaan, wordt berekend hoe ver deze afwijkt van de juiste waarde, waartoe het netwerk tijdens de training toegang heeft. Deze afwijking wordt vervolgens teruggestuurd door het netwerk, van de uitvoer- naar de invoerlaag. Onderweg berekent het netwerk hoeveel elke verbinding (gewicht) en extra waarde (bias) heeft bijgedragen aan de fout. Daarop past het netwerk de parameters aan om de fout kleiner te maken. Dit proces herhaalt zich vele malen, zodat het netwerk steeds accurater wordt. Dit principe wordt ‘backpropagation’ genoemd (letterlijk: achterwaartse terugkoppeling) en maakt dat het netwerk grotendeels zelflerend is.

©Vallabh soni - stock.adobe.com

Backpropagation: het netwerk stuurt zelf bij op basis van de vastgestelde afwijking.

TensorFlow Playground

Spelen met werking DNN

Het wordt interessanter wanneer je zelf experimenteert met de principes en werking van een DNN. Ga naar https://playground.tensorflow.org. Hier herken je de lagen met neuronen: een invoerlaag, twee verborgen lagen en een uitvoerlaag. Bij DATA is al een specifieke dataset geselecteerd. Zodra je op Run (het pijltje) klikt, probeert het netwerk het patroon in de gekozen dataset te herkennen. Het resultaat verschijnt onder Output.

Hoe langer je het proces laat lopen, hoe hoger het aantal trainingscycli (hier epochs genoemd) en hoe accurater de ruimte-indeling of dataclassificatie in de output: blauwe achtergrond voor blauwe punten en oranje achtergrond voor oranje punten. Omdat het standaard om een eenvoudig datapatroon gaat, zal de Training loss waarschijnlijk 0.000 zijn. Dit betekent dat het netwerk het patroon vrijwel meteen correct herkent op basis van de ingestelde parameters, zodat er nauwelijks of geen backpropagation nodig is.

Met de standaardinstellingen kan dit neurale netwerk moeiteloos overweg.

Verdere aansturing

Je kunt het netwerk flink uitdagen door enkele instellingen aan te passen. We geven je enkele mogelijkheden die zeker leerzaam kunnen zijn. Activeer in de invoerlaag bijvoorbeeld alleen de bovenste eigenschap X1. Het netwerk classificeert dan uitsluitend op basis van de horizontale posities van de punten. Voor de derde dataset (linksonder) kan dit voldoende zijn, maar voor andere niet. Probeer het gerust zelf uit. Je zult ook merken dat hoe meer features je inschakelt, hoe meer informatie het netwerk gebruikt en hoe beter het complexe patronen kan herkennen.

Verhoog eens Noise (ruis) met de schuifknop om het leerproces te bemoeilijken. De datapunten worden hierdoor minder gestructureerd, wat je meteen terugziet in de Output. Verminder nu eens het aantal neuronen (via de minknop boven elke laag) om het netwerk minder complexe beslissingen te laten nemen. Minder verborgen lagen verlaagt eveneens de capaciteit om diepere datapatronen te leren.

Nog steeds te makkelijk? Verlaag dan de Learning rate naar bijvoorbeeld 0.0001. Een lagere leerratio betekent tenslotte kleinere stappen bij het aanpassen van de gewichten (wat zich hier visueel vertaalt als minder snel aangepaste lijndiktes tussen de neuronen), waardoor het netwerk langzamer leert.

Experimenteer gerust verder met andere, ook meer geavanceerde instellingen om het netwerk – en jezelf – uit te dagen.

Met deze instellingen wordt de training van het neurale netwerk nagenoeg onmogelijk.

Deep learning

Een DNN is een van de meest effectieve methoden of algoritmen binnen machine learning (ML), waarbij computers leren van data zonder ze expliciet te moeten programmeren. Het is vooral geschikt voor complexe taken zoals beeldherkenning, spraakherkenning en taalverwerking.

Eenvoudige ML-modellen hebben meestal een of enkele verborgen lagen. Bij een complexere architectuur met meerdere verborgen lagen, die in staat is complexere patronen en relaties te herkennen, spreekt men van deep learning (DL). Deep learning is daarmee een subonderdeel van machine learning, al is het onderscheid niet altijd scherp te maken.

Bij DL gebruikt het neurale netwerk logischerwijze meer parameters, wat meteen ook een grotere hoeveelheid data vereist om het effectief te kunnen trainen. Meer data en parameters vereisen uiteraard ook meer rekenkracht, waarvoor vaak talrijke gpu’s (Graphics Processing Units) of gespecialiseerde processors als Googles TPU’s (Tensor Processing Units) nodig zijn.

Een Google TPU op een PCIe-kaart.

Google Teachable Machine

Experimenten met AI

Het zal je nauwelijks verbazen dat je, behalve geavanceerde kennis, frameworks als TensorFlow of PyTorch nodig hebt om een DL-model te ontwikkelen. Wil je hier desondanks toch mee experimenteren, dan biedt Googles Teachable Machine een uitstekende omgeving. Dit project heeft namelijk een interface waarmee je zonder technische expertise toch een AI-model kunt trainen.

Het platform is gebaseerd op DL-technieken en gebruikt neurale netwerken om patronen en kenmerken in diverse datasets te herkennen. Het werkt met voorgetrainde modellen, maar je kunt ook eigen gegevens toevoegen om een aangepast model te trainen. Na training kun je het model exporteren in verschillende formaten en inzetten in een web-app, mobiele app of op toestellen als Raspberry Pi, Arduino of IoT-apparaten.

Via deze GitHub-pagina vind je talrijke leuke projecten met Teachable Machine (van Bananameter tot Snake Game), evenals tutorials. Maar laten we nu vooral zelf aan de slag gaan met een bescheiden project.

Dit model heeft meteen door dat deze banaan overrijp is.

Starten met project

Surf naar https://teachablemachine.withgoogle.com. Hier leer je een computer trainen om je eigen afbeeldingen, geluiden en houdingen te herkennen. Klik op Aan de slag om een nieuw project te starten en kies uit drie modelopties: Projectafbeelding, Audioproject of Project met houdingen.

Wij nemen het eerste model als voorbeeld. Dit opent een venster waarin je kunt kiezen tussen een Model voor standaard afbeelding (kleur, 224 × 224 pixels) of een Model voor ingesloten afbeelding (grijswaarden, 96 × 96 pixels). Dit laatste, een embedded model, is geschikt voor microcontrollers. Wij kiezen hier voor het wat grotere standaardmodel.

Teachable Machine laat je uit drie grote trainingsmodellen kiezen.

Dataset en klassen aanmaken

Je komt nu terecht op een webpagina waar je eerst je dataset moet aanmaken. In dit geval bestaat deze uit afbeeldingen. Je deelt deze op in twee of meer categorieën, die je ook labelt. Teachable Machine heeft standaard twee categorieën (klassen), maar via +Een klasse toevoegen kun je eenvoudig meer klassen toevoegen.

Het aantal klassen dat je nodig hebt, hangt af van je project. Voor het onderscheiden van bijvoorbeeld QR-codes en zebrapatronen volstaan twee klassen (QR en Zebra). Wil je echter overrijpe, rijpe en rauwe bananen classificeren, dan heb je er minstens drie nodig. Zorg eerst dat het juiste aantal klassen beschikbaar is. Via de knop met drie stippen verwijder je desnoods overtollige klassen. Klik bij elke klasse op het potloodicoon en geef de categorie een zinvolle naam.

Daarna voeg je data toe aan elke klasse via de knop Uploaden of Webcam. Bij gebruik van de webcam moet je de pagina toegang geven tot de aangekoppelde camera. Door op Ingedrukt houden om op te nemen te klikken, stuur je continu snapshots naar Teachable Machine. De afbeeldingen verschijnen vervolgens in de betreffende klasse.

Vul je dataset met voldoende en gevarieerde afbeeldingen, via webcam en/of uploads.

Trainen en testen

Zodra je voldoende en gevarieerde data hebt toegevoegd, kun je het AI-model trainen. Klik op Model trainen om direct te starten of pas eerst enkele instellingen aan via het pijlknopje bij Geavanceerd. Hier kun je Tijdvakken, Batchgrootte en Leersnelheid aanpassen, vergelijkbaar met Epochs, Batch size en Learning rate in TensorFlow Playground. Klik op het vraagteken voor meer uitleg. Bij Geavanceerde opties kun je in een apart venster interessante statistieken over het trainingsproces bekijken. Na afloop verschijnt de melding Model getraind.

Klik rechts op Voorbeeld bekijken, zet Invoer op AAN en kies of je via Webcam of Bestand data wilt aanleveren. Wij kozen voor Webcam en testten met verschillende afbeeldingen van QR-codes en zebra’s. Bij Uitvoer toont Teachable Machine een percentage dat de zekerheid van de classificatie weergeeft.

Een QR-code op de rug van een zebra: daar heeft Teachable Machine niet van terug.

Export

Als alles goed werkt en je het model buiten de Teachable Machine-omgeving wilt gebruiken, klik je op Model exporteren. Kies voor Tensorflow.js, selecteer Downloaden en klik op Mijn model downloaden. Pak het gedownloade zip-bestand uit in een lege submap \my_model. Deze bevat een drietal bestanden, maar niet je trainingsdata. Dit komt doordat de neurale netwerkarchitectuur, geoptimaliseerde gewichten en modelconfiguratie kunnen volstaan voor nieuwe voorspellingen.

Ga vervolgens naar het tabblad Javascript, klik op Kopiëren en plak de code in een teksteditor, zoals Kladblok of Notepad++. Sla dit op als een html-bestand in de map net boven de submap \my_model.

Om lokaal te kunnen testen zonder browserfoutmeldingen zet je eerst een eenvoudige webserver op. Wij gebruikten de gratis Abyss Web Server (voor Windows, macOS en Linux). Plaats het html-bestand samen met de submap \my_model in de standaardmap C:\Abyss Web Server\htdocs. Dubbelklik erop om het in je browser te starten. Als het goed is, kun je nu meteen je AI-model testen. Succes.

Je kunt het model bijvoorbeeld testen via een lokale webserver.

Bij ID.nl zijn we gek op producten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt. Een paar keer per week speuren we daarom binnen een bepaald thema naar zulke deals. Ben je op zoek naar een goede bluetooth-speaker voor mee op vakantie? Wij zochten vijf modellen voor je uit voor minder dan 90 euro.

Een draagbare bluetooth-speaker is superhandig als je graag muziek luistert, waar je ook bent. Je koppelt ze in een paar seconden aan je telefoon of tablet, en je kunt meteen je favoriete playlist afspelen – zonder gedoe met kabels of ingewikkelde installatie. Gewoon aanzetten, verbinden en gaan met die beat. Wij zochten vijf modellen voor buiten voor je op, voor minder dan 90 euro.

JBL FLIP 6

Deze Flip 6 van JBL neem je makkelijk overal mee naartoe, maar produceert ondanks zijn compacte formaat toch flink wat geluid. Hij is klein genoeg om in je tas te gooien, maar als je hem aanzet, komt er verrassend veel bas en helderheid uit. Perfect voor op het strand, in het park of gewoon thuis op de keukentafel. Hij kan tegen een stootje – letterlijk – en is helemaal waterdicht. Dus regen of zwembad? Geen probleem. De batterij gaat zo'n 12 uur mee, dus je komt wel een dagje door. En heb je een vriend die ook een JBL-speaker heeft? Dan kun je ze koppelen voor dubbel zoveel geluid.

💪 Gewicht: 941 gram
🌊 Waterdicht: IP67
🔊 RMS-vermogen: 10 watt
🔋 Speelduur: 12 uur

Marshall Willen

De Marshall Willen valt op: niet alleen qua geluid, maar ook door z'n iconische rock-'n-roll-uiterlijk. Hij past makkelijk in je jaszak en maakt indruk met z'n kraakheldere geluid. Ondanks z'n formaat krijg je verrassend veel punch. De accu gaat gerust een hele dag mee en je kunt 'm gewoon meenemen onder de douche of in de regen – hij is namelijk waterdicht. Wat ook fijn is: hij heeft een handige clip waarmee je 'm ergens aan kunt hangen. Ideaal voor onderweg of op de fiets.

💪 Gewicht: 476 gram
🌊 Waterdicht: IP67
🔊 RMS-vermogen: 10 Watt
🔋 Speelduur: 15 uur

Sony ULT Field 1

De Sony ULT Field 1 is compact, makkelijk te dragen en zit verrassend goed in elkaar. Wat echt opvalt is de bas: lekker diep en vol. En als je dat niet genoeg vindt, zet je gewoon de ULT-knop aan voor nog wat extra power. Hij is water- én stofdicht, dus je hoeft 'm niet te sparen. De batterij houdt het een uur of 12 vol, wat prima is voor een dagje buiten. Gewoon een fijne, robuuste speaker die doet wat je nodig hebt.

💪 Gewicht: 650 gram
🌊 Waterdicht: IP67
🔊 RMS-Vermogen: 30 Watt
🔋 Speelduur: 12 uur

Ultimate Ears WONDERBOOM 4

De WONDERBOOM 4 is klein, rond en vrolijk, maar klinkt alsof-ie twee keer zo groot is. Zet hem in het midden van de kamer of je picknickkleed en iedereen hoort even goed wat er speelt, dankzij 360° geluid – en dat werkt verrassend goed. Hij is waterdicht én kan drijven, dus hij mag mee in bad of op een bootje, zolang je 'm maar niet lang onder water houdt. De batterij gaat ongeveer 14 uur mee, en als je er twee hebt, kun je stereo afspelen. Kortom: klein ding, groot geluid, nul zorgen.

💪 Gewicht: 420 gram
🌊 Waterdicht: IP67
🔊 RMS-Vermogen: niet opgegeven
🔋 Speelduur: 14 uur

Denver BTG-615

Denver is misschien nog niet zo bekend als de grote merken, maar deze 15 Watt BTG-615 verrast zeker. Voor een speaker onder de 50 euro krijg je een stevig geluid en een leuke lichtshow dankzij de ingebouwde leds. Perfect voor feestjes in je woonkamer of buiten op het balkon. Hij is spatwaterdicht, dus een beetje regen overleeft-ie wel. De batterij gaat zo'n 5 uur mee - dat is wel een stuk minder dan de andere hier besproken modellen, maar in principe voldoende voor een middagje muziek. En met een handvat bovenop neem je hem zo mee. Geen poespas, gewoon een leuke speaker die doet wat je verwacht.

💪 Gewicht: 2 kg
🌊 Waterdicht: IPX5
🔊 RMS-Vermogen: 15 Watt
🔋 Speelduur: 5 uur