De Ingenieur december 2017

T EC H N I E K M A A K T J E W E R E L D

DE INGENIEUR nummer 12 | jaargang 129 | december 2017

Het beste van 2018 Dit worden de technische trendsetters

DÜSSELDORF, 20 T/M 24 FEBRUARI

8

POWER YOUR BUSINESS

METALWORKING

Vooruitblik 2018 Voor al wie wil dat het goed draait.

20e internationale beurs voor metaalbewerkingstechnologieën

KIVI helpt ingenieurs bij hun professionele groei en continue professionele ontwikkeling, biedt de mogelijkheid om maatschappelijke uitdagingen gezamenlijk aan te pakken en streeft ernaar om het profiel van ingenieurs en de impact van hun werk te verhogen. Om dit te realiseren heeft KIVI verschillende instrumenten ontwikkeld, zoals de OPD-tool, de Chartership Structuur, drie leerstoelen, coaching, vele activiteiten en het online platform www.deingenieur.nl. Graag blikken we vooruit naar wat 2018 voor KIVI in petto heeft.

We worden nog steeds dagelijks verrast door de grote interesse die bedrijven en professionals hebben in het Chartered Engineertraject en we zijn blij dat zij op deze manier kwaliteit borgen en continue professionele ontwikkeling blijven nastreven. Ruim 100 ingenieurs zijn thans op weg naar de kwalificatie van Chartered Engineer (CEng) of Incorporated Engineer (IEng). Inmiddels zijn er reeds 50 CEng en 7 IEng titels uitgegeven.

De 4 TU’s werken met KIVI samen om een cursusaanbod te bieden aan professionals, in het kader van de Chartered Engineerkwalificatie en continue professionele ontwikkeling.

Het komende jaar verwachten we opnieuw veel kennisuitwisseling binnen onze KIVI Chairs, waar een wisselwerking plaatsvindt tussen excellent onderzoek en professionals in het werkveld. Doe mee aan het onderzoek en verrijk uw eigen werk! De drie KIVI Chairs zijn: Big Data Science (TU Delft), Architecture in Health (HAN) en Dynamics Based Maintenance (UTwente). Als KIVI-lid kunt u ook altijd suggesties aanleveren voor nieuwe onderzoeksgebieden.

DIT IS DE SPIL!

Op 21 maart 2018 wordt de Dag van de Ingenieur georganiseerd op de Rijksuniversiteit Groningen. We mogen dan voor de vierde keer de Prins Friso Ingenieursprijs en de KIVI Academic Society Award uitreiken.

Afgelopen jaar gingen deze onderscheidingen naar respectievelijk dr. ir. Rick Scholte, founder en managing director bij Sorama B.V., en Nobelprijswinnaar prof. dr. Ben Feringa.

METALWORKING

In januari wordt de Online Professional Development (OPD) tool gelanceerd. Met deze tool krijgen alle KIVI-leden de mogelijkheid om op een eenvoudige manier hun professionele ontwikkeling bij te houden. Verder realiseert KIVI in 2018 via de website een portal naar de bibliotheken van technische universiteiten, te beginnen met de Technische Universiteit Delft. Zo krijgen KIVI-leden online toegang tot heel veel academische kennis.

QUALITY AREA MEDICAL AREA MOULDING AREA ADDITIVE MANUFACTURING AREA ORGANISATOR:

VERTEGENWOORDIGING IN HET BUITENLAND:

VDW – Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken e.V.

Fairwise B.V.

Tel.: +49 69 756081-0 Fax: +49 69 756081-74

Tel.: +31 70 350-1100 Fax: +31 70 358-4061

metav@vdw.de

info@fairwise.nl

Meer informatie: www.metav.de

Natuurlijk blijven wij u ook in 2018 de service bieden die u van ons gewend bent. Zo zijn er onze ingenieurscoaches, die o.a. kunnen helpen bij vragen over een nieuwe carrièrestap, rondom het beginnen van een start-up of de weg wijzen in het ondernemerschap. Door deel te nemen aan de bijna dagelijks georganiseerde inspirerende activiteiten van onze meer dan 50 afdelingen, blijft u up-to-date over de laatste ontwikkelingen op het gebied van technologie en innovatie. En uiteraard blijven we doorgaan met het delen van prachtige engineering foto’s via ons @KIVI_NL Instagramaccount.

Dank voor uw participatie en steun en tot ziens in 2018!

Een beurs van

Koninklijk Instituut Van Ingenieurs

illustratie Dutch Mountains

12 TOPPERS 2018 Waar andere tijdschriften in hun decembernummer graag terug­ blikken op wat er het afgelopen jaar allemaal is gebeurd, richten wij onze blik op de toekomst. Welke doorbraken zijn er kómend jaar te verwachten? Een greep uit het aanbod: 3D-geprinte bloedvaten, ­supersnelle wifi dankzij infrarood licht en ouderen in de gaten houden zonder camera’s.

27 AIRCO 2.0

Met zijn installatie Lichthouders won kunstenaar Jonas ­Vorwerk de Foederer Talent Award 2017 van het Eindhovense GLOW-festival. De Ingenieur bezocht zijn atelier.

38 GELD EN GEKTE ‘Je beseft pas hoe bijzonder het is wanneer je eruit stapt.’ ­Antonio García Martínez doet een boekje open over zijn oude werkplek: Silicon Valley.

50 ECO-INTERNET De internetgebruiker heeft het niet door, maar googelen, ­streamen en Facebooken gaat gepaard met een enorm energieverbruik. Kan dat wat minder?

T EC H N I E K M A A K T J E W E R E L D

DE INGENIEUR nummer 12 | jaargang 129 | december 2017

Lees het laatste technieknieuws op www.deingenieur.nl facebook.com/deingenieur.nl @de_ingenieur DeIngenieur

Het beste van 2018 Dit worden de technische trendsetters

42 ZEBROZWERM De nieuwste toevoeging aan het arsenaal aan zwermrobots: de zespotige Zebro’s, die onder meer moeten helpen met het op­ sporen van landmijnen en het vinden van rijp fruit in grote kassen.

Ook in Eureka: een infuus verwerkt in een vest, een ‘oortje’ dat oververhitting bij brandweerlieden tegengaat en meer.

illustratie Pepijn Barnard

EUREKA

jaargang 129 nummer 12 december 2017

30 LUISTERLICHT

illustratie Peter Welleman

INHOUD

Koelen met warmte: het klinkt niet als het meest logische idee.

Toch is dat wat de nieuwe machine van het Enschedese bedrijf SoundEnergy doet. En daar is vanuit onverwachte hoeken ­belangstelling voor.

2 Geknipt 3 Punt 4 Focus 5 Giesen 12 Het beste van 2018 26 Möring 27 Warmtekoeling 30 Joris Vorwerk 34 Mariëlle Stoelinga 37 Inbox 38 Quote 41 Podium 41 To do 42 Eureka 47 Keller 50 Zuinig internet 54 Media 58 Voorwaarts 60 Kopstuk 62 Het nieuwe werken 64 Passie

COLOFON

GEKNIPT

ABONNEMENTEN Leden van het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) ontvangen De Ingenieur uit hoofde van hun lidmaatschap.

Abonnement voor niet-leden (inclusief btw): • magazine € 128,50 per jaar • digitaal € 69,- per jaar • losse nummers € 15,- (inclusief verzending) Abonnementen worden tot wederopzegging aangegaan en ten minste voor de vermelde periode. Het abonnement kan na deze periode per maand worden opgezegd. U kunt uw opzegging het beste via onze website doorgeven: www.deingenieur.nl/lezersservice ABONNEESERVICE DE INGENIEUR Ga voor (cadeau)abonnementen, adreswijzigingen en het laten nazenden van niet ontvangen nummers naar het webformulier op de site, te vinden onder het kopje ‘Abonneeservice’. www.deingenieur.nl adres Postbus 30424, 2500 GK Den Haag e-mail abonneeservice@ingenieur.nl tel. 070 39 19 850 (bereikbaar op maandag, ­dinsdag, donderdag en vrijdag van 9 tot 14 uur)

DE INGENIEUR ALS PDF Abonnees die De Ingenieur willen downloaden als pdf-bestand, ­kunnen daarvoor terecht op de website: www.deingenieur.nl/pdf

REDACTIE ir. Frank Biesboer (hoofdredacteur), ir. Jim Heirbaut, drs. Jean-Paul Keulen (eindredacteur), ir. Judith Robbe-Oomen (eindredacteur), Marc Seijlhouwer MSc VORMGEVING Hannie van den Berg Grafische Vormgeving & DTP, Houten

REDACTIEADRES Prinsessegracht 23 2514 AP Den Haag Postbus 30424 2500 GK Den Haag tel. 070 391 9885 e-mail redactie@ingenieur.nl website www.deingenieur.nl ADVERTENTIES KIVI Barbara Gemen tel. 070 391 9875 e-mail barbara.gemen@kivi.nl Delia Appelman, tel. 070 391 9851 e-mail delia.appelman@kivi.nl

De Ingenieur verschijnt 12 maal per jaar.

DRUK Bariet Ten Brink, Meppel

© Copyright 2017 Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, via internet of op welke andere wijze dan ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Niet in alle gevallen is na te gaan of er op de illustraties in dit nummer nog copyright rust.

Waar er nog verplichtingen zijn tot het betalen van auteursrecht is de uitgever bereid daar alsnog aan te voldoen.

ISSN 0020-1146

LIDMAATSCHAP KONINKLIJK INSTITUUT VAN INGENIEURS Het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) is de beroepsvereniging voor hoger opgeleide technici in Nederland. Iedereen die hoger technisch onderwijs volgt, heeft gevolgd of een sterke affiniteit heeft met techniek, kan lid worden van KIVI. Leden ontvangen vanuit het lidmaatschap technologietijdschrift De Ingenieur. Kijk voor meer lidmaatschapsvoordeel op www.kivi.nl/lidmaatschap.

CONTRIBUTIE 2017 Regulier lidmaatschap: € 137,50 Afgestudeerd in 2016/2017: € 69,Studentlidmaatschap: € 44,Seniorlidmaatschap: € 108,De contributie voor leden in het buitenland is gelijk aan die voor leden woonachtig in Nederland.

Een lidmaatschapsjaar loopt van 1 januari tot en met 31 december.

Bij lidmaatschappen die in de loop van het jaar ingaan, wordt de ­contributie naar rato berekend. Aanmelden voor het lidmaatschap kan via www.kivi.nl/lidworden.

OPZEGGEN LIDMAATSCHAP Het lidmaatschap wordt jaarlijks automatisch verlengd. Beëindiging van het lidmaatschap kan per het einde van het kalenderjaar. Er geldt een opzegtermijn van ten minste één maand; een schriftelijke opzegging per brief of e-mail dient uiterlijk 1 december in ons bezit te zijn. Na ontvangst van de opzegging en eventueel verschuldigde contributie verstuurt de ledenadministratie een bevestiging.

CORRESPONDENTIEADRES Koninklijk Instituut Van Ingenieurs t.a.v. Ledenadministratie Postbus 30424 2500 GK Den Haag tel 070 391 98 80 ledenadministratie@kivi.nl

­

‘Voor een duurzame energievoorziening is fundamenteel ­onderzoek essentieel, maar dat is niet altijd makkelijk te ­financieren in het huidige subsidieklimaat, waar het draait om toepasbaarheid en samenwerking met het bedrijfsleven.’

Laetitia Ouillet, de nieuwe directeur van Strategic Area Energy van de TU Eindhoven, probeert ruimte te vinden voor het verkennen van de ­volgende stap van de energietransitie (Slash).

‘Ik zou graag zien dat robots ons helpen met fysiek werk zoals smartphones ons helpen met computerwerk. Maar zover zijn we echt nog lang niet.’

Daniela Rus, hoogleraar informatica aan het Massachusetts Institute of Technology, pleit voor een meer realistische discussie over wat robots wel of niet kunnen (NRC Handelsblad).

‘Mijn brein is niet ontworpen voor de taal van spiritualiteit, ­l­iefde en schoonheid. Ik raak er zelfs door geïrriteerd. Ik ben een ingenieur; ik versta de taal van feiten en wetenschap.’

GoogleX-topman Mo Gawdat analyseerde als data-analist zijn sombere ­buien en ontdekte een formule voor geluk (Het Financieele Dagblad).

‘Je moet uitglijders van bouwers misschien niet gelijk ­bestraffen maar belonen. Innoveren betekent immers dat je ­fouten mag maken.’

Bouwadvocaat Jelle Otten pleit voor een cultuurverandering in de bouw (NRC Handelsblad).

‘In een welkome uitbraak van realisme maken ruimtevaart­ organisaties en raketbedrijven plannen voor een bemande maanbasis. Dat lijkt het modieuze maar absurde idee dat we eerst Mars moeten koloniseren op de lange baan te schuiven.’

Wetenschaps- en technologiejournalist Paul Marks is blij dat de maan weer in beeld is gekomen als eerstvolgende reisdoel voor de bemande ruimtevaart (New Scientist).

‘De weerstand groeit tegen bedrijven die rotzooi in je mond stoppen. Laten we ons ook verzetten tegen techbedrijven die rotzooi in ons hoofd stoppen.’

Franklin Foer, journalist en auteur van het boek Ontzielde wereld, vindt dat burgers in het geweer moeten komen tegen bedrijven als Google en Facebook (de Volkskrant).

‘Ik hoop dat de intelligente machines van de toekomst een ­mechanisme hebben om mensen op afstand te houden die te veel genegenheid voor hun bot tonen.’

Nell Watson, expert op het gebied van kunstmatige intelligentie aan de Singularity University, over de neiging van mensen om zich met robots te identificeren (NRC Handelsblad).

Traditioneel is kernfusie vooral het terrein van natuurkundigen. We hebben nu echter het punt bereikt waarop ingenieurs de hoofdrol moeten gaan spelen, zegt Marco de Baar, hoofd fusie­ onderzoek bij het NWO-instituut DIFFER.

‘INGENIEURS AAN ZET BIJ KERNFUSIE’

Prof.dr. Marco de Baar is hoofd fusieonderzoek bij het Dutch Institute for Fundamental Energy Research (DIFFER).

fusie-onderzoek kent bijvoorbeeld engineering grants toe: elk jaar krijgen zo’n twintig ingenieurs een beurs om twee jaar onderzoek te doen. Maar daarna moeten ze toch de competitie aangaan met iemand die het reguliere carrièretraject heeft door­ lopen – en dat blijkt lastig.

Bovendien zijn ingenieurs die aan een kernfusie­ reactor hebben gewerkt, gewild bij hightechbedrijven als BMW en ASML. Dat zag je bijvoorbeeld bij de Duitse fusiereactor Wendelstein 7-X. Daar werkten tientallen ervaren ingenieurs met veel kennis van zaken. ­Iedereen in het veld begreep dat die mensen behouden moesten blijven voor het vakgebied. Maar door de sterke industriële pull aan deze specialisten zijn ze toch allemaal elders beland.

De kernfusiegemeenschap moet zich dus anders ­organiseren. Zelf zijn we bezig met een nationaal programma waarin een grote rol is weggelegd voor de TU’s. Eindhoven doet veel met materialen en ­regeltechniek, Delft heeft materiaalkennis en een ­eigen reactorinstituut, en Twente is goed met super­ geleidende magneten. Als het ons in Nederland lukt om die partijen nauw bij het onderzoek te betrekken, heeft dat internationaal ongetwijfeld impact en krijgt ons initiatief hopelijk navolging.

En dat is ook echt nodig. De testreactor ITER wordt nu gebouwd met voornamelijk ­bestaande ingenieurskennis. Maar we werken ook al aan de volgende stap: DEMO, een fusiereactor die continu energie moet gaan produceren. Hoe langer we daarmee bezig zijn, hoe duidelijker het wordt dat we daarbij voor vragen komen te staan die van een geheel andere orde zijn. Daarvoor hebben we echt geavanceerde ingenieurskunde nodig. Als de fusiegemeenschap zich dat niet realiseert, zal die er nooit in slagen om een geoptimaliseerde reactor te bouwen. illustratie Joost Stokhof

PUNT

Er zit een weeffout in het vakgebied dat zich bezighoudt met kernfusiereactoren. Van origine draaide dat veld om fundamentele plasmafysica. Daar is een gemeenschap omheen ontstaan met een carrièretraject dat standaard is binnen de wetenschap: eerst word je Master of Science, dan promoveer je, daarna krijg je een postdocpositie en dan kun je groeps­ leider worden. Ingenieurs zitten nauwelijks in dat circuit, terwijl ze heel hard nodig zijn.

Aanvankelijk was de grote vraag binnen het fusie­ onderzoek: hoe gedraagt een plasma zich? Daar ­weten we inmiddels genoeg over om een reactor te kunnen bouwen. We hebben een redelijk goed beeld van wat voor turbulentie we in een plasma kunnen verwachten, wanneer instabiliteit in het plasma ontstaat en hoe we moeten ingrijpen.

Op een gegeven moment moet je dan durven ­zeggen: dit is goed genoeg, klaar is Kees, nu gaan we een reactor bouwen. Dan komt het aan op ­regeltechniek, materiaalkunde, elektrotechniek ­enzovoort. En daar heb je geen fysici voor nodig, maar ingenieurs.

Het veld begrijpt inmiddels dat er een nieuwe ­kennismix nodig is. Het Europese programma voor

december 2017 | de ingenieur 12 | 3

Vloeibaar kristal in ruiten

Programma helpt politie

Windtunnel van 27 m

illustratie Peter Welleman

Lees het laatste ­technieknieuws op www.deingenieur.nl

TEST MET OPGELOSTE WATERSTOF

Voor de test is een kleine reactor gebouwd waar de H2Fuel in wordt gespoten. Elk natriumboorhydridemolecuul in de oplossing bevat vier waterstofatomen. Om die los te maken, is een activator nodig, verdund zoutzuur, die eveneens wordt ingespoten. Het natriumboor bindt vervolgens zuurstof uit het water, zodat daaruit ook waterstof wordt vrijgemaakt. Die waterstof wordt vervolgens afgevoerd, net als het resterende natriumboorzuur. De reactor staat op Plant One, de faciliteit voor chemische experimenten in het Rotterdamse Botlekgebied.

Het gebruik van ultrapuur water, qua zuiverheid vergelijkbaar met het water dat in de chipindustrie wordt gebruikt, is essen­ tieel voor het rendement van het proces. Verontreinigingen moeten namelijk zo veel mogelijk worden voorkomen.

Het voornaamste doel van H2Fuel is om waterstof gemakkelijker hanteerbaar te maken als energiebron voor transport. In gasvorm is voor een beetje voorraad waterstof een zwaar drukvat nodig, terwijl de H2Fuel bij atmosferische druk een gewone vloeistof is. Vervolgens wordt met de vrijgemaakte waterstof in een brandstofcel elektriciteit geproduceerd voor de aandrijving, bijvoorbeeld van een voertuig. ‘Met een tank van 50 l H2Fuel halen we zo’n 1000 km’, ­aldus directeur Rob de Kraa van de H2Fuel Holding.

onder redactie van Marc Seijlhouwer MSc redactie@ingenieur.nl m.m.v. ir. Frank Biesboer en ir. Jim Heirbaut

Auto met drie tanks Een van de doelen van de test op Plant One is aantonen dat met natriumboorhydride op een veilige manier waterstof is vrij te maken. ‘Wie we er ook over spreken, ze vinden onze H2Fuel zó fantastisch dat ze het proces eerst willen zien voordat ze het echt geloven.’ Verder wordt de testreactor vooral gebruikt om

4 | de ingenieur 12 | december 2017

te zorgen dat met software de hoeveelheid waterstof die vrijkomt precies is te reguleren. ‘We gaan variëren met de ­inspuitdruk, de druk in de reactor, de ­dosering van de stoffen en dergelijke.’

De Kraa verwacht dat de eerste reeks tests begin komend jaar zal zijn voltooid.

Grootschalig gebruik van de H2Fuel vereist wel aanpassing van de auto. Die krijgt een brandstofcel, de reactor en drie tanks: een voor de natriumboorhydride, een voor de activator en een voor het afgewerkte natriumboorzuur. ‘Bij het tanken gaan de hydride en activator erin en het zuur eruit, dat dan elders wordt opgewerkt. Dat lijkt omslachtig, maar we hebben dan wel een brandstof die duurzaam is geproduceerd, gemakkelijk is toe te passen en bij gebruik geen enkele schadelijke emissie achterlaat.’ (FB) foto H2Fuel

FOCUS

Afgelopen week is een test begonnen waarbij met de ­nieuwe vloeibare brandstof H2Fuel waterstof wordt geproduceerd. De waterstof zit in H2Fuel opgeslagen in natriumboor­ hydride dat is opgelost in ultrapuur water. De test moet aantonen dat deze waterstof er veilig uit te halen is.

In deze proefreactor vol met sen­so­ren wordt met behulp van verdund zoutzuur waterstof vrijgemaakt uit natriumboorhydride.

ROBOTVALK GETEST OP VLIEGVELD

Vliegvelden hebben vaak last van vogels die in de omgeving broeden of tijdelijk verblijven. Van een botsing met een kleine vogel voelt een vliegtuig niet zoveel, maar ganzen van 2 kg of meer die op de cabine botsen of in de straal­ motor terechtkomen, kunnen tot grote problemen leiden. Vandaar dat vliegvel­ den mensen in dienst hebben om vogels te verjagen met harde geluiden; ook ter bescherming van de vogels zelf.

De Robird is een radiografisch bestuur­ bare robotvogel die daarbij kan helpen.

Van half juli tot eind oktober voerde Clear Flight Solutions op het Canade­

Luchtgevechten Tijdens de tests trokken twee mensen van Clear Flight Solutions dagelijks op met de bioloog van het vliegveld. Die kent de omgeving op zijn duimpje en weet precies welke vogels er te ver­ wachten zijn. Dienden zich vogels aan die voor problemen konden zorgen, dan liet de piloot de Robird opstijgen om die met nagebootst dierlijk gedrag te verjagen.

‘Het is echt zaak om het gedrag van een valk na te doen’, vertelt Nijenhuis. ‘Soms leidt dit zelfs tot spectaculaire lucht­

MEER BANEN VOOR INGENIEURS

foto Clear Flight Solutions

se vliegveld tests uit. ‘We analyseren ­momenteel de resultaten, maar hebben al gezien dat de Robird effect heeft’, zegt ing. Nico Nijenhuis, CEO van het bedrijf. ‘Groepen ganzen die kwamen aanvliegen in een verboden gedeelte van het vliegveld hebben we met onze robotvogel van koers laten veranderen.

Ook vogels op de grond kunnen we verjagen.’

De Robird, een robotvogel die echte vogels de stuipen op het lijf jaagt.

gevechten met een buizerd, een valk of een rode wouw. Die winnen we meest­ al, omdat onze batterij twaalf minuten meegaat en de echte vogel daarvóór al uitgeput afdruipt.’

Edmonton International Airport is en­ thousiast en wil in het voorjaar verder werken met de Robird. In Nederland mogen drones en robotvogels nog niet op vliegvelden vliegen, maar regels zijn in de maak. (JH)

GIESEN illustratie Matthias Giesen

Een robotvogel kan effectief zijn bij het verjagen van echte vogels op een vliegveld. Dat laat een maandenlange test zien met de Robird van het Nederlandse Clear Flight Solutions op het vliegveld van Edmonton, Canada. Nooit eerder werd een robot op een vliegveld gebruikt om vogels te verjagen.

Tot 2022 zal de vraag naar ingenieurs op de Nederlandse arbeidsmarkt jaarlijks groeien met 3,4 %.

Dat voorspelt het nieuwste rapport van het Research Centre for Education and the Labour Market (ROA) van de Universiteit Maastricht. Ook bij andere technische beroepsgroepen, zoals automonteurs en elektriciens, zal de vraag groeien. In totaal krijgt de technische sector er de komende zes jaar bijna 100 000 banen bij.

Over de hele linie groeit de arbeidsmarkt de komende zes jaar met 1 %. Dat er relatief meer vraag is naar technische beroepen, komt onder andere door de bouwsector, die na de crisis aantrekt. Ook het aantal arbeidsplaatsen in de ICT, voor het ROA een andere categorie dan techniek, neemt toe. De vraag naar programmeurs stijgt met 1,1 % per jaar.

Opvallend is dat jaarlijks slechts 2 % van de ingenieurs vervangen moet worden omdat ze de arbeidsmarkt verlaten. Dat het aantal ingenieursvacatures volgens ROA harder zal stijgen, laat zien hoezeer de sector groeit. In de ICT, waar de werknemers relatief jong zijn, is de vervangingsvraag overigens nog ­lager dan in de technische beroepen. (MS) december 2017 | de ingenieur 12 | 5

De impact van ons dagelijks gebruik Wat voor effect heeft ons consumeren op het milieu? Onlangs publiceerde Babette Porcelijn daarover het boek De verborgen impact, waarin ze laat zien dat niet alleen het gebruik van een smartphone, televisie of voertuig energie kost, maar dat het maken en transporteren ervan vaak nog een veel groter effect heeft. Porcelijn liet door het adviesbureau CE Delft uitzoeken wat die verborgen impact is, en hoe het zit met het watergebruik en de hoeveelheid plastic die erbij komt kijken.

Verborgen

Top tien

Van alle producten heeft een vijfde van de impact te maken met het dagelijks gebruik, de rest met alles wat eraan vooraf ging. Die zien we niet, maar is er wel.

Verrassend is dat in de top tien van wat we dagelijks gebruiken, spullen de grootste impact hebben.

De impact-top tien van de gemiddelde Nederlander: Spullen

27%

21% zichtbare impact

CO 2

Vlees

CO 2

Wonen

Auto

79% onzichtbare impact

Plantaardig, vis en drinken

27%

Vliegen

24%

Kleding en textiel

Plasticvervuiling, ter indicatie

Landgebruik en ontbossing

Landgebruik en ontbossing Zuivel en eieren

Watergebruik, ter indicatie

Diverse soorten vervuiling

Diverse soorten vervuiling CO2

Verborgen uitstoot broeikasgassen

CO2

Uitstoot broeikasgassen tijdens gebruik

Badkamer

Verborgen uitstoot broeikasgassen

OV

Uitstoot broeikasgassen tijdens gebruik

Laptop

Verschil met andere slimme apparaten

De laptop is een extreem voorbeeld van die verborgen impact: de mijnbouw van de grondstoffen en de productie tellen veruit het zwaarst, het gebruik veel minder.

Vergeleken met andere slimme apparaten gebruikt een laptop maar relatief weinig; tenminste, om zichzelf van energie te voorzien. De verborgen impact van het gebruik zit hier vooral in het browsen op internet, streaming en het synchroniseren van bestanden met de cloud.

Impact tijdens de levensloop van een laptop:

Energiegebruik van slimme spullen Thuis mijnbouw en productie

transport

verpakking

Opwarming van de aarde

gebruik

afdanken

11% computers

Dataverkeer 14% telecom

1% tablet, smartphone

Giftige stoffen Fijnstof Aantasting biodiversiteit

31% datacenters

43% (smart-)tv en gameconsole

DE VERBORGEN IMPACT | 226 Blz. | â‚Ź 22,50

6 | de ingenieur 12 | december 2017

illustratie Ymke Pas

FOCUS

FOCUS

FABRIEK VOOR LCD-GLAS GEOPEND

tekst Marc Seijlhouwer MSc

De fabriek gaat volgens technologie- en chemiebedrijf Merck als eerste ter wereld grote ruiten met lcd-technologie produceren. Met een druk op de knop (of na een signaaltje van sensoren) worden deze ruiten troebel (voor meer privacy) of zonwerend (voor klimaatbeheersing). Na nog een druk op de knop is het glas net als eerst niet te onderscheiden van een normale ruit.

De ruiten bevatten liquid crystals, die ook in lcd-schermen zitten. Merck kent de techniek achter deze vloeibare kristallen goed, want het bedrijf levert ze al jaren aan producenten van lcd-apparatuur.

Lagere airco-kosten ‘Over vijf jaar is dit soort smart glass gemeengoed’, voorspelt bedrijfsleider dr.ir. Casper van Oosten. ‘Of het allemaal onze technologie zal zijn in de kozijnen?

Dat ligt onder andere aan het succes van deze fabriek.’

Het gebouw in Veldhoven draagt zorg voor de eerste en cruciale fase van de productie van het lc-glas. Hier worden ­panelen van maximaal 3,5 bij 1,6 m gemaakt. Met die grootte wordt dit slimme glas geschikt voor bijvoorbeeld kantoorgebouwen.

De voordelen van het glas zijn groot, zo blijkt uit labonderzoek. Op basis van een veldstudie door TNO/ECN berekende Merck dat een besparing van 20 tot 30 % op energieverbruik mogelijk is, doordat het glas zich aanpast aan de hoeveelheid licht (en dus warmte) die binnenvalt.

‘Met dit glas is er geen zonwering meer nodig die altijd dicht zit’, zegt Van Oosten. ‘Daardoor hoeft het licht minder vaak aan. Ook verkoelt het glas altijd als de zon fel naar binnen schijnt, waardoor de kosten voor airco lager worden.’

Merck produceert glas op basis van de vraag. Een medewerker laat weten dat

er al een rij orders klaarstaat om te produceren, hoewel Van Oosten geen concrete namen kan noemen. Het enige wat hij erover kwijt wil: ‘Het zijn klanten in heel Europa en in de VS.’ Maar is lcd-technologie dan niet te duur voor iets simpels als kantoorruiten? ‘Uiteindelijk hopen we dat mensen inzien dat onze liquid crystal windows niet ­alleen kostenbesparingen opleveren op raambekleding, maar ook op energie’, zegt Van Oosten. ‘Bovendien komt er meer natuurlijk daglicht binnen, wat een positief effect heeft op de productiviteit van werknemers.’ Wel richt Merck zich voorlopig op de bovenkant van de markt, omdat alles op maat moet worden ­gemaakt.

Zo simpel mogelijk Het produceren van de lcd-ruiten is een hightech-aangelegenheid. Naar voorbeeld van de vele lcd-fabrieken in Azië, die vooral zijn bedoeld voor displays, zorgt Merck ervoor dat twee glaslagen een paar micrometer van elkaar zijn ­gescheiden. De afstand moet overal ­dezelfde zijn, anders zullen de vloeibare kristallen niet gelijkmatig zijn verdeeld en ontstaan er vlekken. Zitten de ruiten

eenmaal op elkaar, dan worden ze in een vacuümkamer gezet. Het glas wordt gedipt in vloeibare kristallen, het vacuüm wordt opgeheven en de ruit zuigt zich vol met het magische goedje. Na te zijn ­uitgehard, is hij klaar voor gebruik.

Dit proces borduurt voort op wat Van Oosten met anderen bedacht in 2007, toen hij promoveerde aan de TU Eind­ hoven. Daarna begon hij een start-up, bouwde een pilot-ruitje voor Schiphol en trok de aandacht van Merck. Tien jaar later is hij de baas van een fabriek van 12 000 m2 groot.

‘Het is een complex proces, maar wel simpeler dan bij televisies en beeld­ schermen’, zegt Van Oosten. ‘Daar moet je veel meer lagen aanbrengen. Hier houden we het zo simpel mogelijk. Eerst hadden we bijvoorbeeld het idee om de tegengehouden zonne-energie terug te winnen. Dat bleek te complex om commercieel haalbaar te zijn’, vertelt hij.

Dat betekent overigens niet dat die ­ideeën voorgoed weg zijn. ‘Er zal nog een heleboel geïnnoveerd worden aan de techniek van smart glass. Dat gaat de komende jaren gebeuren. Maar onze focus ligt eerst op het leveren van een product waar nu dringend behoefte aan is.’

foto Bart van Overbeeke/Merck

In Veldhoven opende Merck eind november een fabriek voor het maken van liquid crystal windows. Deze ruiten geven met behulp van lcd-technologie meer privacy en betere klimaatbeheersing in kantoorpanden.

Een medewerker van Merck controleert twee glaslagen die net op elkaar zijn geplaatst om er een liquid crystal window van te maken.

december 2017 | de ingenieur 12 | 7

FOCUS

ROTERENDE TERMINAL Kunnen vliegtuigen makkelijker worden afgehandeld op een luchthaven? Ja, dacht architect Thomas Rau, en kwam met de Turnaround Terminal. In plaats van de gebruikelijke pier met langszij de vliegtuigen is deze terminal een ronddraaiend dockingstation waarmee het vliegtuig langs verschillende zones komt.

De eerste zone dient om passagiers te ­laten uitstappen en de bagageruimte leeg te halen, de tweede om het vliegtuig schoon te maken en te tanken, en als laatste is er de zone waar passagiers en bagage aan boord gaan.

Rau ontwikkelde het idee in een samenwerkingsverband met vliegveldontwerper NACO, bouwbedrijf VolkerWessels, installatiebedrijf Imtech en de luchthaven Schiphol. Het idee is afgelopen week gepresenteerd op de ACI Airport Exchange Conference & Exhibition in Muscat, Oman.

Een van de voordelen van het concept is dat er aanzienlijk minder gebouwen, ­apparatuur en oppervlak nodig zijn. Het roterende concept zorgt volgens Rau, bekend van zijn circulaire architectuur, dat infrastructuur intensiever wordt benut.

De ronddraaiende terminal kan alleen functioneren als de afhandeling verregaand wordt geautomatiseerd. De Turn­ around Terminal is letterlijk een logistieke machine; het gedockte vliegtuig beweegt in een vast tempo van de ene naar de volgende zone. In die tijd moeten alle nodige handelingen zijn volbracht. Wachten op passagiers die te laat komen, is er bijvoorbeeld niet meer bij.

Voor de luchthaven is een bijkomend voordeel dat er veel minder elkaar ­kriskras passerende bewegingen op de grond nodig zijn. Bovendien hoeven ­reizigers minder ver te lopen en zal de afhandeling van het vliegtuig ook sneller gaan.

De partners van de Turnaround Terminal hopen dat hun concept in een van de snel groeiende luchthavens in het Midden­Oosten zal worden toegepast. ‘Maar Vliegveld Lelystad zou ook nog steeds kunnen’, aldus Rau.

tekst ir. Frank Biesboer illustratie Rau

8 | de ingenieur 12 | december 2017

FOCUS

december 2017 | de ingenieur 12 | 9

FOCUS

Een nieuw programma geeft opsporingsdiensten de mogelijkheid om snel enorme hoeveelheden foto’s te doorzoeken. Daardoor kunnen rechercheurs in de cruciale uren na een arrestatie eerder aanwijzingen vinden.

Eind november promoveerde dr.ir. Paul van der Corput aan de TU Eindhoven op de interactieve visualisatie van grote beeldcollecties, een project waar het Nederlands Forensisch Instituut (NFI) en de Politie ook aan meewerkten. Een resultaat daarvan is het programma PICTuReVis, dat grote hoeveelheden foto’s snel indeelt op onderwerp, locatie en tijdstip.

Met die informatie zijn patronen in gegevensbanken te herkennen. ‘Stel bijvoorbeeld dat de politie telefoons van meerdere verdachten in beslag heeft genomen en wil kijken of er overeenkomsten zijn. Met de hand honderdduizenden of miljoenen foto’s doorzoeken is dan geen optie. Dit gereedschap helpt om foto’s met soortgelijke inhoud of locatie te herkennen. Mogelijk leiden die dan tot nieuwe aanwijzingen’, vertelt Van der Corput.

Om zover te komen, moeten de foto’s eerst door een beeldherkenningsalgoritme. Dat bepaalt in hoeverre elke foto lijkt op de ruim 13 000 concepten die het

algoritme kent. Elk concept krijgt een getal tussen 0 (hier lijkt het beeld helemaal niet op) tot 1 (deze foto bevat bijna zeker dit concept). ‘Zo ontstaat een grote databank van getallen, die we koppelen aan de personen en locaties op de foto’s en de tijdstippen waarop ze zijn genomen.’ Het programma visualiseert die gegevens met grafiekjes die de relevantie en gelijkenis van een beeld aangeven.

Het NFI testte het programma en liet Van der Corput weten tevreden te zijn. ‘Ik mocht de tests niet zelf doen, omdat de gegevens die het NFI gebruikte ­vertrouwelijk zijn. Maar mijn eigen onderzoek én de feedback van het NFI laten zien dat het systeem goed werkt.’

Gids voor opsporingsdiensten Van der Corput benadrukt wel dat PICTuReVis niet is bedoeld om hard bewijs te vinden. ‘Het is eerder een gids voor opsporingsdiensten, zodat die sneller weten waar ze op zoek kunnen gaan naar meer bewijs.

Als de politie een verdachte arresteert, er is vaak maar beperkte tijd om de in beslag genomen data te analyseren. Met dit programma kun je in een mum van tijd aanwijzingen zoeken in beelden.’

Het programma is niet geschikt om volledig automa-

foto Paul van der Corput

CRIMINELEN OPSPOREN VIA FOTO’S

Screenshot uit het pro­ gramma PICTuReVis, dat grote hoeveelheden beeld­ materiaal kan analyseren.

Op deze manier kan de politie overeenkomsten vinden tussen verdachten of verdachte acties opsporen.

ZAK GAAT KLOTSEN VAN LADING TANKWAGEN TEGEN Tankwagens die maar voor de helft zijn gevuld met vloeistoffen, zijn gevoeliger voor ongelukken en verbruiken meer brandstof door het heen en weer klotsen van de lading. Om daar iets tegen te doen, ontwierp een Twentse promovendus de Cairbag.

illustratie Universiteit Twente/Erik Eenkhoorn

Vroeger zaten tankwagens met melk, brandstof of chemicaliën meestal hele-

10 | de ingenieur 12 | december 2017

maal vol, maar door de trend van kleinere voorraden en just-in-time-levering rijden er nu veel van dit soort wagens rond die maar voor een deel zijn gevuld. Als een tank niet vol is, gaat de vloeistof klotsen als de vrachtwagen optrekt, remt of de bocht om gaat.

Nu zijn daar wel maatregelen tegen bedacht: bij gevaarlijke vloeistoffen moeten in de tank zogeheten slingerschotten zit-

Deze schets illustreert de werking van het Cairbag-systeem, dat ervoor zorgt dat de lading van een tankwagen niet meer heen en weer kan klotsen.

ten. Dat zijn wanden met gaten erin die de voorwaartse beweging van de vloeistof vertragen bij remmen. ‘Maar die schotten geven geen zijwaartse stabiliteit, waardoor de kans op kantelen in een bocht aanwezig blijft. Ook absorberen ze een deel van de bewegingsenergie van de vloeistof, waardoor de vrachtwagen minder zuinig rijdt’, zegt dr.ir. Erik Eenk­hoorn van Accede in Hengelo.

Voor dit probleem bedacht Eenkhoorn de Cairbag, een opblaasbare zak van rubber of kunststof die de lege ruimte boven de vloeibare lading inneemt. Door een kleine overdruk van 50 millibar houdt de zak de vloeistof op zijn plaats. Dankzij het ontwerp is de Cairbag altijd vormvast tijdens het transport, waardoor de vloeistof geen ruimte heeft om te gaan bewegen.

Dat is veiliger en tegelijk levert het de chauffeur een brandstofbesparing op van 5 tot 6 %. ‘Voor mij is dit zo logisch als wat. Je moet een lading vastzetten op de trailer, zodat bij optrekken en remmen de

FOCUS

TU/E KRIJGT LANGE WINDTUNNEL De TU Eindhoven heeft een nieuwe windtunnel die wordt gebruikt voor allerlei onderzoeksgebieden: van wielrenners die hun houding willen verbeteren tot de onderlinge invloed van windturbines in grote windparken.

foto Bart van Overbeeke

tisch een compleet crimineel netwerk in kaart te brengen. ‘Dat zou natuurlijk heel verleidelijk zijn: je kijkt of één verdachte foto’s van andere verdachten op zijn telefoon heeft en concludeert vervolgens dat ze samenwerken. Maar foto’s bevatten ook veel ‘ruis’ die zorgt voor verbindingen die er misschien niet echt zijn. Daardoor zou je valse connecties ontdekken en dat werkt contraproductief.’ (MS)

De windtunnel is op drie manieren bijzonder. Ten eerste is hij de enige bij een Nederlandse universiteit die de luchtstroming in de buurt van het aardoppervlak kan simuleren. Ten tweede is de testsectie met 27 m be­ hoorlijk lang, waardoor hij plaats biedt aan bijvoorbeeld grote maquettes van windparken of de wielerploeg van LottoNL-Jumbo, die de ideale volgorde zoekt voor de ploegentijdrit (zie foto).

Tot slot is de meetapparatuur opval­ lend. ‘De meeste tunnels hebben maar één krachtensensor die vaak op een vaste plek staat. Wij hebben er negen gebouwd die we volledig vrij kunnen verplaatsen’, vertelt prof.dr.ir. Bert Blocken, hoogleraar bij de faculteit

Bouwkunde van de Eind­hovense universiteit en gespecialiseerd in luchtstromen rond gebouwen en in de sport.

Zo’n krachtensensor, of balans, meet de horizontale krachten op een voorwerp in de luchtstroming. In de nieuwe tunnel gebeurt dat met een nauwkeurigheid van 0,001 N. De lucht kan snelheden bereiken tot 33 km/s. Daarvoor zorgen ventilatoren met een gezamenlijk vermogen van 225 kW. De windtunnel en de meet­ apparatuur hebben ruim 1,3 miljoen euro gekost.

‘We hebben tal van mooie projecten op de rol staan, zoals het analyseren van de robuustheid van ventilatie­ systemen van gebouwen bij asbest­ renovatie’, zegt Blocken. ‘Maar ook het meten aan spoilers voor vrachtwagens, die het brandstofverbruik moeten terugbrengen. In een windtunnel creë­ ren we een gecontroleerde omgeving; iets wat buiten, in de atmosfeer, niet kan.’ (JH)

krachten direct worden overgedragen.

Dat doe je met een vaste lading ook, maar dan met spanbanden.’

Grotere aantallen Volgens Eenkhoorn is de Cairbag eenvoudig in gebruik. ‘De chauffeur hoeft er weinig aan te doen; hij werkt automatisch. Een regelkast stuurt de pneumatiek aan, zodat de juiste overdruk wordt bereikt. Bij het lossen van een deel van de lading loopt de druk terug en springt de pomp vanzelf aan om de zak verder op te pompen.’

Eenkhoorn promoveerde eind november aan de Universiteit Twente op zijn bevindingen. Inmiddels produceert Accede de Cairbag per stuk. In de toekomst moet het product in grotere aantallen in licentie worden geproduceerd. Daarvoor moeten dan wel eerst de regels veranderen, want nu zijn slingerschotten nog verplicht en is er geen plaats voor de Cairbag. (JH)

Wielrenners van LottoNL-Jumbo in de nieuwe windtunnel van de TU Eindhoven.

december 2017 | de ingenieur 12 | 11

DEZE TECHNIEKEN ZORGEN KOMEND JAAR VOOR DOORBRAKEN

DIT BRENGT 2018

De Ingenieur blikt in dit laatste nummer van 2017 vooruit op het nieuwe jaar en presenteert een selectie van ­toepassingen die in 2018 zullen doorbreken. Het aantal toegekende wereldbolletjes geeft de ingeschatte ­maatschappelijke impact van de technieken weer. teksten ir. Frank Biesboer, ir. Jim Heirbaut en Marc Seijlhouwer MSc

12 | de ingenieur 12 | december 2017

illustratie Ampyx Power

Energievliegtuig Het idee om met een vlieger aan een kabel ­elektriciteit op te wekken leek jarenlang in ­hobbysferen te blijven hangen. In 2018 komt daar verandering in. Het Nederlandse Ampyx Power introduceert een energievliegtuig met een spanwijdte van 12 m, dat 250 kW piek­ vermogen kan leveren.

Wie wel eens heeft gevliegerd, weet dat de wind een flinke kracht kan uitoefenen op het touw.

Kitesurfers kunnen er helemaal over meepraten.

Die kracht is te gebruiken voor het opwekken van elektriciteit.

Het Nederlandse Ampyx Power bedacht daarvoor een nieuwe aanpak: laat een vliegtuigje aan een kabel een achtje door de lucht vliegen. De trekkracht van de wind brengt daarbij een generator in beweging. Op bepaalde momenten is het nodig de vlieger actief een beetje binnen te halen, maar dit kost veel minder stroom dan er wordt opgewekt. Het voordeel van deze aanpak boven traditionele windturbines is dat er veel minder materiaal nodig is voor het opwekken van energie. Bovendien zweeft het energievliegtuig in hogere luchtlagen, honderden meters van de grond, waar de wind harder waait.

Dat dit bijzondere idee kan werken, toonde Ampyx Power al aan met de AP2, een vliegtuig van 5,5 m breed en een piekvermogen van 25 kW. ‘Het stapje groter is belangrijk, omdat we willen aantonen dat de aansturing van het vliegtuig, via roer, flaps en sensoren, robuust en betrouwbaar werkt, zodat het toestel maandenlang in de lucht kan blijven’, zegt directeur dr. Richard Ruiterkamp.

Virtuele windtunnel Voor het grotere toestel, de AP3, zijn de inge­ nieurs van Ampyx Power op zoek naar de ideale vorm voor het opwekken van zo veel mogelijk

Impressie van de AP3, het energievliegtuig dat Ampyx Power in 2018 gaat testen, terwijl het landt op een drijvend platform.

stroom. Het is dus zeker niet zo dat simpelweg een ‘verkeersvliegtuig op schaal’ aan de kabel is te hangen. ‘Nee, want dat is qua vorm helemaal geoptimaliseerd om op kruissnelheid net voldoende lift te leveren om toestel plus passagiers en lading in de lucht te houden – let wel, met een minimale luchtweerstand om het brandstofverbruik zo laag mogelijk te houden. Wij hebben een heel ander doel, want ons toestel moet zo veel mogelijk lift hebben om hard aan de kabel te trekken.

Daarbij is de luchtweerstand van ondergeschikt belang’, legt Ruiterkamp uit.

Op zoek naar de ideale vorm deed Ampyx Power talloze berekeningen met computational fluid dynamics-software, een soort virtuele windtunnel waarmee luchtstromen rond een voorwerp worden bere-

‘Voor het bouwen van een dergelijk toestel bestaat geen handboek’ kend. Het ontwerpproces is allesbehalve rechttoe, rechtaan. ‘Voor het bouwen van een dergelijk vliegtuig bestaat geen handboek. Dat zijn wij nu aan het schrijven.’

Autopiloot Ampyx Power bouwt het AP3-toestel met een bedrijf in Breda. Ze maken momenteel de mallen waarmee straks de onderdelen van de romp van het toestel worden vervaardigd uit licht en sterk ­composietmateriaal.

Als het vliegtuig klaar is, breekt een belangrijke fase aan: het identificeren van de parameters van het toestel. Ruiterkamp: ‘We hebben natuurlijk het hele toestel al doorgerekend, maar in de praktijk zit je er altijd een paar procent naast. Hoe stabiel is het ding in de lucht? Hoe reageert het op snelle stuurbewegingen? Daarvoor gaan we een programma doorlopen. Eerst door op de grond heel snel te taxiën, daarna gaan we verder in de lucht. Met deze testvluchten genereren we input voor de autopiloot van het systeem. Die moet eigenlijk iets heel simpels gaan doen, namelijk aan een kabel het toestel rond een ideale lijn houden. Of het toestel daarbij achtjes of rondjes vliegt, is eigenlijk niet zo relevant.’

Zijn de voor 2017 geselecteerde technieken het afgelopen jaar inderdaad doorgebroken? Check het hier: www.deingenieur.nl/balans2017

december 2017 | de ingenieur 12 | 13

Wereldwijd netwerk voor een prikkie Met het Low Power Global Area Network, een initiatief van de start-up Magnitude Space, is volgend jaar overal op aarde een netwerk beschikbaar voor het versturen van korte ­berichten. Bijvoorbeeld door koeien.

‘Van het aardoppervlak heeft zo’n 10 % goede netwerkdekking met gsm en dergelijke, 90 % heeft niets, of alleen voor heel veel geld’, stelt ir. Coen Janssen, afgestudeerd bij de ­faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek aan de TU Delft. Met zijn start-up Magnitude Space wil Janssen dat veranderen. ‘Medio volgend jaar ­lanceren we de satelliet waarmee overal op aarde een netwerk beschikbaar komt.’ Het zogeheten Low Power ­Global Area Network is wel een

foto iStock

HET BESTE VAN 2018

bescheiden netwerk, benadrukt Janssen. Een paar keer per dag, ­wanneer een modem op aarde zicht heeft op de satelliet, kan op zijn best een sms- of Twitter-­bericht worden verstuurd. Berichten ­ontvangen kan de ­modem niet.

Waarom zo’n netwerk, terwijl via satelliettelefoon van overal ter wereld met familie is te skypen? ‘Dat kost je dan wel vele dollars per minuut. Wij bieden onze verbinding, inclusief modem en antenne, aan voor drie dollar per jaar, waarbij je elke dag één bericht kunt versturen.’

Low power betekent niet alleen dat de modem heel weinig energie nodig heeft – minder dan 2 mW/bit – maar ook low cost is. Janssen zoekt toepassingen waar die lage kosten doorslaggevend zijn. ‘Denk aan het lokaliseren van vrachtwagons, containers of koeien die vrij rond­ lopen. De eigenaar heeft genoeg aan een ­berichtje eens in de zoveel tijd.’

Janssen ontwikkelde het communicatieprotocol samen met zijn kompaan drs. Maarten Engelen. ‘We baseerden dat op een protocol dat de Europese ruimtevaartorganisatie ESA gebruikt voor zijn geostatio-

VERZAMELGEBOUW MET LEVENDE INDELING In vrijwel alles moet het gebouw The Dutch Mountains ­anders zijn dan wat gebruikelijk is bij een plek voor ­wonen, werken, overnachten, ontmoeten en confereren.

‘We leveren geen gebouw, maar een dienstenpakket met een schil eromheen.’ Komend jaar start de uitvoering.

illustraties Dutch Mountains

Voor The Dutch Mountains heeft de architect nog geen definitief ontwerp gemaakt en een uitgewerkt bestek is er ook nog niet. Toch zitten partijen rond de tafel die meestal pas worden ingeschakeld als de plannen in grote lijnen klaar zijn.

Want behalve de initiatiefnemers van architectenbureau ­Studio Marco Vermeulen, adviesbureau UrbanXchange en ontwikkelbureau BLOC zijn ook technologiebedrijf Dell, instal-

latiebedrijf Spie en bouwinnovator Off Road Innovations vertegenwoordigd. En net zo goed hadden schoonmaak­bedrijf Asito en B ­ eveco Gebouwautomatisering er ook bij kunnen zijn, want zij zijn eveneens partners. ‘Met wat ons voor ogen staat, hebben we iedereen vanaf het begin van de ontwikkeling nodig’, is de eensluidende uitleg. ‘Want als je de gebruiker van het gebouw centraal stelt, dan zijn de i­nstallaties die ­zorgen voor connectiviteit of comfort net zo belangrijk als een niet-lekkend dak.’

The Dutch Mountains komt te liggen in Veldhoven, waar het snelwegenknooppunt met de A2 het stedelijk gebied doorkruist. Aan weerszijden zijn daar de High Tech Campus en de campus van chipmachinefabrikant ASML te vinden. ‘We willen

Schets van het gebouw The Dutch Mountains, zoals het te zien zal zijn vanaf de snelweg.

14 | de ingenieur 12 | december 2017

HET BESTE VAN 2018

naire satellieten, die de communicatie zo energiezuinig moeten doen.’

De belangrijkste uitdaging was dat de satelliet die Magnitude Space gaat lanceren met een grote snelheid rond de aarde vliegt. ‘We moeten dus compenseren voor dopplereffecten, het veranderen van de signaal­ frequentie wanneer de satelliet naar de waarnemer toevliegt of juist ervandaan.’

Slaapstand

Vrij rondlopende koeien kunnen straks via het Low Power Global Area Network eens per dag hun positie doorgeven aan de boer.

De start-up bouwde zelf de modem, formaat creditcard. ‘De meeste tijd staat die in slaapstand. Alleen wanneer de satelliet binnen de ­zichthoek van 18° overvliegt, maakt de modem contact. Van bladeren of golfplaat heeft het signaal geen last. De data, bijvoorbeeld locatie­ gegevens, worden opgeslagen en verstuurd zodra de satelliet overvliegt.’ Het ruimtevaartuig wordt gebouwd samen met het Delftse Hyperion Technologies en ISIS – Innovative Solutions in Space, ­bedrijven gespe­cialiseerd in de ontwikkeling van kleine satellieten.

een werklandschap creëren voor mensen die gedijen in de moderne kenniseconomie en die behoefte hebben aan een verblijfsruimte voor maximaal een jaar. Het gebouw moet zorgen voor interactie, kennisdelen, communityvorming. We willen de s­ pirit van Brainport erin stoppen’, zo leggen de partijen aan tafel elkaar aanvullend uit.

Neem de trap maar Het gebouw krijgt de vorm van een 440 m lange uitgerekte ovaal; alleen de uiteinden gaan de hoogte in. ‘Horizontaliteit bevordert onderling contact.’ De ovaal omzoomt de binnentuin, die op die manier is afgeschermd van de overlast van de snelweg en op zijn zijn beurt bijdraagt aan de luchtkwaliteit, ook in het gebouw. Het terrein maakt verder deel uit van de omliggende wijk.

Het totale o ­ ppervlak wordt zo’n 80 000 m², met verblijfseenheden, werkruimtes, hotelkamers en vergaderzalen. ‘In het gebouw zullen continu zo’n 1500 tot 2000 mensen aanwezig zijn. Het wordt een smart ­city op zich.’

De gebruiker centraal is een van de leidende concepten van The Dutch Mountains. ‘Alles wat we aanbieden, moet zich zo veel ­mogelijk voegen naar waar de gebruikers behoefte aan hebben.’

Dat kan individueel gericht zijn; zo stellen zelflerende installaties klimaat en licht in op wat de bewoner aangenaam vindt. De werkplek is digitaal en gebruikt data-analyse om het zo gemakkelijk mogelijk te maken. Heeft een gebruiker vervoer nodig, dan zorgt het gebouw daarvoor. En wie veel aan zijn conditie wil doen, zal merken dat de roltrap niet omhooggaat, alsof die wil zeggen: neem de trap maar.

Maar ook op algemener niveau voegt het gebouw zich naar de ­gebruikers. Is er een belangrijke conferentie, dan veranderen ­kantoorruimtes in hotelkamers. Het gebouw krijgt een levende ­indeling die zich – binnen bepaalde grenzen – kan voegen naar wat er op dat moment nodig is. ‘The Dutch Mountains moet uit­ nodigen tot verblijven, werken en ontmoeten, maar hoe dat in

de praktijk gaat functioneren weten we niet. Flexibiliteit is dus ­essentieel.’ Praktisch leidt dat er bijvoorbeeld toe dat alle installaties in de vloer of het plafond worden gestopt. ‘Dat maakt het ­verplaatsen van wanden een stuk gemakkelijker.’

Minstens zo belangrijk in het gebouwconcept is dat het ‘super­ circulair’ moet zijn, zowel op het gebied van materialen en energie­­gebruik als wat betreft de bijbehorende mobiliteit. Los van wat bij de bouw uiteindelijk precies wordt gerealiseerd – het casco wordt waarschijnlijk van hout – is het belangrijkste dat het gebouw zichzelf kan gaan verbeteren. ‘De gevel wordt energieproducerend.

Als er over vijf jaar een techniek is met een veel hoger rendement, dan moet die gemakkelijk zijn aan te brengen.’

Behalve nieuwe bouwtechnieken vereist dat een businessmodel dat er anders uitziet dan gebruikelijk. ‘Het gebouw krijgt niet een gevel, maar een dienst die ervoor zorgt dat het gebouw er goed uitziet, isoleert en energie produceert, en daar wordt dan in de ­exploitatie voor betaald. Dat maakt het voor de leverancier aantrekkelijk om de gevel te vernieuwen als dat meer oplevert.’

En zo gaat het met alle diensten. ‘Een schoonmaakbedrijf is gewend dat het wordt betaald voor zijn dienst. Maar wij zijn nu al met Asito in gesprek, omdat het bedrijf ook schoonmaakrobots wil inzetten, en daar moet het gebouw zich wel voor lenen.’

Iedereen rond de tafel realiseert zich dat tussen innovatie en een verdienmodel een constante spanning zit. ‘Partijen die in het gebouw investeren, doen dat vooral om hun kennis te laten groeien.

Ze zijn duidelijk met iets anders bezig dan het leveren van het ­zoveelste ding dat ze toch al kennen.’

Dit artikel is gebaseerd op een gesprek met de initiatiefnemers drs. Huub Kloosterman van adviesbureau UrbanXchange, architect ir. Marco Vermeulen en mr. Lennart Graaff van ontwikkelbureau BLOC, en met Kenny Pool van technologiebedrijf Dell, Jacco S­ aaman MSc van installatiebedrijf Spie en bouwinnovator ir. Monique Donker PDEng van Off Road Innovations.

december 2017 | de ingenieur 12 | 15

HET BESTE VAN 2018

Kweekweefsel met bloedvaten Het is al langer een grote wens van biomedisch onderzoekers: grote stukken levend weefsel printen die goed doorbloed zijn. Onderzoekers van de Universiteit Twente denken nu te weten hoe dat moet en in 2018 gaan ze het doen.

Bij complexe botbreuken of na kanker kan er bij een patiënt een flink stuk bot weg zijn. Soms is dat zo veel dat het lichaam het niet meer zelf kan laten aangroeien. Wanneer dat het geval is, ontstaat een inwendig litteken in het bot, wat veel pijn geeft en in het ergste geval zelfs kan leiden tot amputatie.

Om dat te voorkomen, wil universitair docent dr. Jeroen Leijten samen met onderzoekers van zijn afdeling Developmental BioEngineering aan de Universiteit Twente een structuur maken die precies in zo’n gat in een aangetast bot past. Het materiaal moet de aangroei van nieuw bot uit stamcellen stimuleren en zo gecompliceerde botbreuken op een goede manier laten genezen.

De grootste uitdaging daarbij is het maken van een stuk botweefsel met een goede doorbloeding. Botcellen kunnen immers alleen in leven blijven als ze zuurstof en voeding krijgen aan­ gevoerd. ‘In mijn vakgebied is het allang gelukt om platte stukjes weefsel en holle structuren te printen’, vertelt Leijten. ‘Maar echt een weefsel met een behoorlijke dikte maken, dat lukt niet.

Tot nu toe was er namelijk geen goede oplossing om bloedvaten in die gekweekte weefsels te krijgen.’

Fijne lijntjes

illustratie Su Ryon Shin/W. Schreiner et al.

Hij denkt nu echter een oplossing te hebben. Het begint met een hydrogel, materiaal A, dat een consistentie heeft als een puddinkje. Met een dunne, holle naald kunnen de onderzoekers ­midden in die gel fijne lijntjes trekken met mate-

riaal B, in drie dimensies. ‘Zo kunnen we als het ware de structuur van bloedvaten natekenen, zelfs inclusief vertakkingen.’

Maar het gaat nog een stapje verder dan alleen een driedimensionale tekening, want hiervan is echt een structuur met holle vaatjes te maken. Waar materiaal B de gel raakt, ontstaat namelijk via een chemische reactie een stevig materiaal: de wand van een hol, synthetisch bloedvat. Het deel van materiaal B dat niet heeft gereageerd – de ­binnenkant van het vat – is vervolgens weg te spoelen.

Nu is de ‘geprinte’ structuur klaar om te veranderen in echt bot. De matrix van hydrogel begint stamcellen van de patiënt aan te trekken en zet die aan om te veranderen in botcellen. ‘Daarbij spelen de chemie van de gel alsook de mechanische eigenschappen een rol; samen stu-

‘Ze sturen stamcellen actief aan om gezond nieuw bot te maken’ ren ze stamcellen actief aan om gezond nieuw bot te maken’, aldus Leijten. De gehele structuur is dooraderd met bloedvaatjes, zodat de levende cellen voldoende zuurstof en voedsel krijgen. Zo moet uiteindelijk een mooi nieuw stuk bot ontstaan dat bij een patiënt is te implanteren.

Onverwachte dingen De ideeën zijn er dus. Is het alleen nog een kwestie van de stappen uitvoeren? ‘Min of meer’, aldus Leijten. ‘We hebben de afgelopen jaren alle puzzelstukjes verzameld, maar nu moeten we uitvogelen hoe de puzzel in elkaar moet. We hebben nog vragen genoeg. Bijvoorbeeld: hoe dicht moeten de vaatjes op elkaar zitten? En hoe krijgen we geprinte bloedvaten het beste aangesloten op de bloedvaten in ons lichaam? We hebben er alle vertrouwen in dat het printen in onze labomgeving wel zal lukken, maar welke onverwachte dingen komen naar boven als we zo’n stuk geprint weefsel voor het eerst implanteren? Al deze spannende vraagstukken gaan we komend jaar onderzoeken.’

Links: bloedvaten vormen een vertakte structuur. Midden: schematische weer­ gave van het print­ proces, waarbij een naaldje materiaal deponeert midden in een hydrogel. Rechts: na het printen blijft in de hydrogel een ver­ takte structuur over.

16 | de ingenieur 12 | december 2017

foto Olivier de Gruijter

Een robot werkt aan de onderkant van de metalen brug. Links zijn de voltooide gol­ vende zijkanten van de constructie te zien.

BRUG UIT 3D-PRINTER In de lawaaiige werkplaats van softwarebedrijf MX3D werken robotarmen aan de eerste geprinte metalen brug van Nederland. Volgend jaar is de constructie af en moet hij over een gracht in Amsterdam liggen.

MX3D presenteerde in 2015 het eerste ontwerp voor een metalen, geprinte brug. Het was een minimaal geraamte, ontworpen door een computerprogramma. ‘Het bleek echter moeilijk om te berekenen of zo’n brug stevig genoeg zou zijn. Dat kostte te veel rekenkracht; ons programma kon het niet aan’, vertelt ing. Daan Goedkoop van MX3D. Er kwam een nieuw ontwerp, met plaatmateriaal als basis, en daarmee lukte de berekening wel. ­Inmiddels is de brug bijna af.

Massief stuk In de werkplaats van MX3D lassen robots continu staaldraden aan elkaar. Zo creëren ze elegant golvende handleuningen, ornamenten en andere brugonderdelen. Op dit moment ligt een groot deel van de brugonderdelen bij een externe lasser. ‘We zouden het zelf kunnen doen’, zegt Goedkoop, ‘maar voor de goedkeuring van de brug is het beter om de laatste assemblage door een erkende lasser uit te laten voeren.’ Na het in elkaar zetten zal de brug één massief stuk zijn, zonder bouten of moeren.

‘Het printen geeft ons ontwerpvrijheid, maar het levert ook ­allerlei vragen op. De draagkracht van de brug is bijvoorbeeld ingewikkelder te berekenen.’ Ook het printproces zelf was soms wat onvoorspelbaar. ‘Als je staal met een hoge tempe­ratuur deponeert, gebeuren er allerlei onverwachte ­dingen. Je moet dat c­ onstant in de gaten houden en je ­

proces aan­passen om zoiets groots als een brug te bouwen.

Metaalprinten is niet nieuw, maar de brug is wel een uniek ­project in de wereld van 3D-printers. Tot nu toe maken metaalprinters vooral reserveonderdelen of kunstobjecten. Voor MX3D is de brug niet eens het belangrijkste product. ‘We zijn een ­softwarebedrijf. De brug is bedoeld als showcase en leerproject, om ons 3D-printerprogramma te perfectioneren.’ De lasprint­ armen vereisen namelijk ingewikkelde programmatuur om naar behoren te werken. ‘Als de arm draait, mag hij bijvoorbeeld niet

‘Als je staal met een hoge temperatuur deponeert, gebeuren er allerlei onverwachte dingen’ door het object gaan dat hij aan het printen is. En hij moet ­rekening houden met het gedrag van het metaal. Dat kan ­krimpen, er kan een lijntje verkeerd liggen, enzovoorts.’

Als de brug eenmaal ligt, zal hij volhangen met sensoren. De spanning op de brug, trillingen en verplaatsing worden geregistreerd, net als de temperatuur en de luchtkwaliteit. Die infor­ matie moet betere ontwerpen van toekomstige printbruggen mogelijk maken.

december 2017 | de ingenieur 12 | 17

HET BESTE VAN 2018

Kanaalwater verwarmt woningen Het Mer­wedekanaal gaat voor een groot ­nieuwbouwproject in de Utrechtse wijk Kanaleneiland zowel warmte als koelte leveren.

‘Oppervlaktewater is een tot nu toe onbenutte energiebron.’

Eigenlijk spande het erom of het Merwedekanaal als energiebron mocht dienen voor een nieuwbouwwijk in het Utrechtse Kanaleneiland. Want langs het gebied waar de wijk moet komen, loopt al een leiding van de stadsverwarming. ‘Onze businesscase kwam er toch gunstiger uit’, zegt Barry Scholten MBe, businessontwikkelaar ­Energie en Waterbeheer van adviesbureau ­ IF Technology. ‘En dat komt doordat we met het water van het Merwedekanaal niet alleen warmte leveren, maar ook koelte bieden.’

Het project schoot daarmee in de roos. De gemeente Utrecht wil namelijk dat de 5500 woningen op de nieuwbouwlocatie geen gas­

aansluiting hebben. Voor de winter is dus een andere warmtebron nodig. Tegelijk wil de gemeente het ontstaan van een stedelijk hitte-­ eiland in de zomer voorkomen, waardoor er behoefte is aan koeling.

Hoe werkt het systeem? Het water van het Merwedekanaal wordt, zodra de temperatuur ervan boven de 12 °C komt, met pompen langs een warmtewisselaar gevoerd. De zo verkregen warmte wordt op­geslagen in een warmte- en koudeopslagsysteem (WKO) voor gebruik in de winter. Het afgekoelde water zorgt eenmaal terug in het Merwede­

‘We bieden tegelijkertijd koelte’ kanaal voor een temperatuurdaling van 2 à 3 °C. ‘Een idee is om een deel van het 6 °C koelere water via een nieuwe watergang door de wijk te laten stromen voor extra verkoeling.’

In de nieuwbouwwijk krijgt elk woonblok zijn eigen warmtepomp die de watertemperatuur uit de warmte- en koudeopslag opkrikt tot de

STOFFENSCHEIDER

De hal waarin Wieland Textiles op een industrieterrein in het Noord-Hollandse Wormerveer plastic zakken vol oude kleding laat uitsorteren, is gigantisch. Mannen manoeu­ vreren vorkheftrucks met lading door de hal; achter de lopende banden zitten met name vrouwen die met vliegensvlugge armbewegingen kledingstukken in een van 24 gaten gooien.

Het bedrijf koopt allerlei partijen afgedankte kleding op van verschillende organisaties en bedrijven, van het Leger des Heils tot de eigenaren van de kledingcontainers op straat. De medewerkers sorteren die kleren eerst op ­functie, waarna collega’s verderop alle broeken, shirts en blouses beoordelen op kwaliteit. Het beste gaat naar ­vintage-kledingzaken, de iets mindere kwaliteit naar Oost-Europa. De minste kwaliteit kleding, daar kunnen ze in landen in Afrika vaak nog wel wat mee.

‘Maar er is ook een behoorlijk grote stroom kleding die te slecht is om opnieuw te worden gedragen. Het aandeel daarvan groeit ook nog eens, doordat de grote kleding­ fabrikanten steeds slechtere kleding maken’, v­ ertelt

18 | de ingenieur 12 | december 2017

foto Circle Economy

De kledingindustrie is een van de meest vervuilende industrieën. Daarom willen bedrijven stoffen en vezels opnieuw g ­ ebruiken. Maar daar gaat een belangrijke stap aan vooraf: het scheiden van het textiel op samenstelling. Daaraan werkt een groepje bedrijven, onder de noemer Fibersort.

De stoffensorteermachine van het Fibersort-project.

zomer verlagen temperatuur oppervlaktewater door onttrekken warmte

gebruikelijke temperatuur van 50 °C voor verwarming. ‘Dat gebeurt met een rendement van 400 tot 500 %.’

winter

gemaal

gebruiker met warmtevraag

warm oppervlaktewater

Gemaal Voor IF Technology is het Utrechtse project het grootste waar het oppervlaktewater wordt benut om woningen van warmte te voorzien. ‘Oppervlaktewater is een tot nu toe onbenutte energiebron.’ Het kwam voort uit een inventarisatie die Scholten maakte voor het Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden, dat ongeveer het gebied van de provincie Utrecht beslaat. ‘In het gebied kunnen we met het oppervlaktewater in een kwart van de warmtevraag van woningen en kantoren voorzien.’

Een ander project dat Scholten onder handen heeft, bevindt zich in Katwijk. ‘Daar gaan we een bestaand gemaal gebruiken om het water te ­verpompen.’ Dat gemaal draait nu alleen als er

verkoeling in stedelijke gebieden

woningen verwarmd met warmte uit bodem

bodemenergiesysteem

wateroverlast dreigt, maar zorgt straks ook voor een continue stroming voor de warmteafgifte.’ Het gemaal krijgt op die manier een extra functie, wat gunstig is voor het waterschap. ‘Het gemaal vormt zo ook een inkomstenbron door de levering van de warmte.’ De mogelijk­ heden om dit ook elders toe te passen, zijn volgens Scholten legio.

­ rojectmanager ir. Lucie Ackerman van de Belgische machip nebouwer Valvan Baling Systems. ‘Van een klein deel worden poetsdoeken gemaakt, maar er is een flinke stroom die Wieland Textiles moet dumpen, en dat kost geld. Veel l­iever zou het bedrijf deze afgedankte kleding verkopen aan een bedrijf dat textiel recyclet. Die bestaan, maar het was tot nu toe erg moeilijk om kledingstukken van allemaal andere sa-

‘In plaats van een mens gaat een robot de kledingstukken uit elkaar halen en op de lopende band plaatsen’ menstelling te scheiden. Daar proberen wij verandering in de brengen.’

Binnen het Fibersort-project heeft Valvan Baling Systems in Wormerveer een machine in elkaar gezet die kledingstukken één voor één scant en aan de hand van de samenstelling het textiel in een bepaalde mand deponeert. Een lopende band beweegt elk kledingstuk over een lamp. Een spectrometer vangt het licht op dat weerkaatst, en levert een golflengtespectrum. Dit is een soort vingerafdruk van de

s­ amenstelling van de stof. Bij puur katoen hoort het ene spectrum, bij een mengsel van katoen en polyester een ander. ‘We hebben de machine zelf getraind; dat was nog een flinke klus.’

Vormeloos In 2018 wil het Fibersort-consortium, onder leiding van het bedrijf Circle Economy, aantonen dat de machine goed de verschillende soorten textiel kan sorteren, en dat op voldoende snelheid. Daarna volgen er nog een paar aanpassingen aan de machine: in plaats van een mens gaat een robot de kledingstukken uit elkaar halen en op de lopende band plaatsen. Ackerman: ‘Dat klinkt logisch, want het is een dom klusje. Maar kledingstukken zijn voor een robot behoorlijk lastig om mee om te gaan. Ze zijn vormeloos en variëren nogal in volume en gewicht, zodat het moeilijk is om een robot te leren wat één kledingstuk is. Ook blijven ze ­regelmatig in elkaar haken.’

Verder wil Wieland Textiles graag samenwerken met textielrecyclingbedrijven. Die kunnen oud textiel grofweg op twee manieren uit elkaar halen: mechanisch of chemisch. Respectievelijk trekken ze daarbij de vezels uit elkaar of lossen ze de vezels echt op om er later nieuwe vezels van te trekken.

‘Komend jaar willen we uitvinden hoe goed we met onze machine verschillende stoffen kunnen scheiden. En dan hopen we van textielrecyclingbedrijven te horen of de kwaliteit van die stoffen voldoende is voor hen’, aldus Ackerman. Dat zou namelijk laten zien dat de scheiding van de verschillende stoffen door de sorteermachine goed genoeg was.

december 2017 | de ingenieur 12 | 19

illustratie Defacto Stedenbouw bewerking De Ingenieur

HET BESTE VAN 2018

foto Willyam Bradberry

Gedragscode voor robots Kunstmatige intelligentie en robots bepalen voor een steeds groter deel ons leven, maar de indus­ trie eromheen is nauwelijks gereguleerd. Volgend jaar komt daar voorzichtig ­verandering in.

Wie is verantwoordelijk voor een ongeluk met een zelfrijdende auto? De fabrikant? De maker van de software? Of de bestuurder, omdat hij toch had moeten opletten? Dat is een van de ­ingewikkelde vragen die zich opdringen, nu intelligente apparaten en robots een belangrijk deel van onze wereld gaan uitmaken.

Een ander voorbeeld: stel dat je een hypotheek

‘Iedereen moet hiervoor strijden’ wilt nemen, maar dat die wordt geweigerd omdat een intelligent algoritme van de bank bepaalt dat je de lening waarschijnlijk niet volledig kunt terugbetalen. Kun je daar dan iets aan doen?

Vanaf volgend jaar wel. De Europese Unie eist met de Global Data Protection Regulation dat beslissingen genomen door kunstmatige intelligentie transparant moeten zijn: elke burger moet kunnen begrijpen hoe een algoritme iets besloot.

Vanaf mei 2018 is dit voor elk bedrijf verplicht.

20 | de ingenieur 12 | december 2017

‘De EU is nu hard aan het nadenken welke informatie je moet geven.

De hele structuur van een algoritme uitleggen is én voor de ­burger niet nuttig én voor bedrijven ongewenst; het computerprogramma is immers hun broodwinning’, vertelt dr. Virginia Dignum, universitair hoofddocent ICT aan de TU Delft. ‘Daarom denken mensen nu na over de beste vorm van transparantie en manieren om technologie verantwoord te ontwikkelen.’

Dignum werkt onder meer mee aan standaarden voor de industrie, opgesteld door ingenieursorganisatie IEEE. ‘In het verleden heeft IEEE dat bijvoorbeeld ook gedaan voor wifi, zodat dat overal ter wereld hetzelfde werkt. Nu moet dat ook voor kunst­matige intelligentie gebeuren, zodat deze techniek zich verantwoord en veilig kan ontwikkelen.’

Scharreleieren Volgend jaar verwacht IEEE met de eerste standaarden te komen.

Die zullen vervolgens in ontwikkeling blijven naarmate de technologie verandert. Ondertussen ziet Dignum dat bedrijven zelf ook steeds vaker werk maken van ethische robots en ethische kunstmatige intelligentie. ‘Het is net als met scharreleieren: door als supermarkt alleen nog eieren van blije kippen te verkopen, kom je ethischer over.

Zo zal het ook met kunstmatige intelligentie gaan. Bedrijven willen graag goed voor de dag komen met diensten met kunstmatige intelligentie die privacy beschermen en zo min mogelijk ongewenste ­vooroordelen hebben.’

Of het genoeg is om een vloedgolf aan goedkope, onverantwoorde kunstmatige intelligentie te voorkomen? ‘Iedereen moet hiervoor ­strijden; dan lukt het. Bedrijven, burgers, overheden en ngo’s moeten samen de toekomst van kunstmatige intelligentie bepalen’, besluit ­Dignum.

HET BESTE VAN 2018

VERVANGENDE HARTKLEP VAN EIGEN CELLEN Mensen met een afwijking aan een hartklep moeten nu nog om de paar jaar onder het mes. Het Nederlands-Zwitserse bedrijf ­Xeltis brengt daar verandering in met een vervangende hartklep.

Die is gemaakt van een materiaal waarin het lichaam geleidelijk levende cellen laat groeien. Zo ontstaat een volledig lichaams­ eigen klep, waardoor mogelijk minder operaties nodig zijn.

zaam begint het lichaam het polymeer af te breken. Zo ontstaat geleidelijk een werkende hartklep uit levende cellen. Als dit proces is a­ fgerond, blijft er een volledig lichaamseigen hartklep over.

‘De hoop is dat zo’n klep een l­even lang meegaat.’

Als een kind wordt geboren met een niet goed functionerende pulmonale hartklep, gaat er iets mis met de bloedtoevoer naar de longen. Zo iemand krijgt nu meestal een vervangende klep van dierlijk weefsel.

Dit is niet ideaal, omdat dit een lichaamsvreemd voorwerp is, waardoor het sneller slijt en vaak na een paar jaar vervangen moet worden.­Beter zou zijn om een hartklep in te brengen van lichaamseigen materiaal, bedachten onder meer onderzoekers van de TU Eindhoven. Op die kennis bouwt het Nederlands-Zwitserse Xeltis nu voort.

Xeltis maakt eerst een vervangende klep van een zogeheten supra­ moleculair polymeer, een speciaal soort polymeer waarvan de eigenschappen instelbaar zijn. Van dit materiaal spint het bedrijf flinterdunne vezeltjes, om daarmee een poreuze structuur op te bouwen. ‘De gaatjes zijn groot genoeg om er cellen in te laten passen, maar klein genoeg om te voorkomen dat ze er direct doorheen schieten’, vertelt dr.ir. Martijn Cox, Chief Technology Officer van Xeltis. Cox promoveerde in 2009 op onderzoek naar de hartkleppen en richtte het bedrijf QTIS/e op, dat in 2012 samenging met Xeltis.

In de poriën nestelen zich steeds meer lichaamseigen cellen en lang-

Voldoening Na vele tests in het lab zijn nu de eerste kleppen ingebracht bij twaalf patiëntjes, in verschillende hartcentra ter wereld. Cox woonde de eerste operatie bij waarbij ‘zijn’ klep werd in­gebracht bij een patiënt. ‘Dat zal ik nooit meer vergeten. Iets waar ik tien jaar aan heb gewerkt, maakt nu een persoon beter. Maar het was ook spannend, want je kunt niet meer terug.’

Komend jaar krijgen nog enkele tientallen kinderen de hartklep van Xeltis. ‘We willen meer gegevens verzamelen over de effectiviteit en de veiligheid van onze klep.’ Op basis hiervan kunnen instanties de klep certificeren als een nuttig en veilig medisch product, dat vervolgens over een paar jaar op de markt kan komen. T­ egelijk werkt Xeltis aan andere soorten vervangende hartkleppen, zoals een aortaklep voor volwassenen.

Linksboven een hartklep van Xeltis vlak na implantatie.

illustraties Xeltis

Zwevend in de bloedbaan komen allerlei bloedcellen langs, die zich nestelen in de poriën van de structuur. Dat proces is te zien op de illustraties aan de rechterkant.

De vezels van de kunststof (in wit) maken langzaamaan plaats voor de lichaamseigen cellen. Het resultaat is een hartklep die uit eigen cellen bestaat.

december 2017 | de ingenieur 12 | 21

illustraties Sensara

HET BESTE VAN 2018

OUDERENMONITOR Zorgverleners en familie willen graag zicht hebben op hoe het de zelfstandig wonende oudere vergaat, zeker als er sprake is van ­ouderdomskwalen. Sensara maakt dat ­mogelijk zonder camera’s of wearables: ­enkele b ­ ewegingssensoren en een zelf­ lerend algoritme volstaan.

Slaapt moeder wel goed? Zorgt vader dat hij voldoende eet? Het zijn vragen over zelfstandig thuiswonende ouderen die zorgverleners en vooral de familie bezighouden. Het klassieke antwoord is dan: hang camera’s in de woning en geef de oudere een alarmknop. ‘Beide voldoen niet’, zegt Maarten van Marle MSc van start-up Sensara. ‘Want wees eerlijk: wie wil zich de ­hele dag laten begluren? En wat als je valt en die alarmknop ligt op tafel?’

‘Niemand wil zich de hele dag laten begluren’ Daarom maakt Sensara gebruik van vijf of acht bewegingssensoren die afwijkend gedrag signaleren. ‘Is er bijvoorbeeld plotseling veel toiletbezoek, dan kan dat wijzen op een urineweg­ infectie. Blijft de koelkast een dag lang dicht, dan wordt er kennelijk niet gegeten. Is de oudere actief in de nacht, dan kan er sprake zijn van verschuiving van het dag-nachtritme.’

De technologie vindt zijn oorsprong in een vijftien jaar durend onderzoek van TNO. ‘Daarbij werden testwoningen volgehangen met alle mogelijke sensoren. Het waren er zestig in totaal; allemaal bedoeld om ongewoon gedrag te registreren. Uiteindelijk bleek dat het monitoren van een paar profielen van gedragsverandering volstaat en dat enkele bewegingssensoren voldoende zijn om die te registreren. Ook wezen de tests uit dat camera’s daar weinig aan toevoegen en dat we die dus kunnen weglaten.’

Is ergens het Sensara-systeem geïnstalleerd, dan heeft het twee weken nodig om het gedrag van de oudere te leren kennen. ‘Het is dus geen generiek, maar een zelflerend systeem.’ Daarna

22 | de ingenieur 12 | december 2017

De app van Sensara signaleert afwijkend gedrag van een zelfstandig thuiswonende oudere.

signaleert Sensara losse afwijkingen en trend­gedrag. ‘Dan moet je denken aan gaandeweg minder bezoek, minder eten, minder naar het toilet gaan.’ Bij het in gebruik nemen van het systeem bepaalt de oudere samen met de zorgverlener of de familie wie via de app ­toegang heeft tot welke data.

Vergoeding Voor de thuiszorgorganisatie maakt de monitoring het werk een stuk gemakkelijker. ‘Het terugdraaien van de verschuiving van het dag­-nachtritme kost de thuiszorg bijvoorbeeld al gauw 64 uur werk.

Nu zien de verpleegkundigen het aankomen en kunnen ze tijdig ­ingrijpen.’

Voor de toepassing van Sensara leverde zorgverzekeraar CZ afgelopen maand een belangrijke doorbraak: die gaat het systeem vergoeden.

‘Dat maakt de businesscase voor thuiszorgorganisaties een stuk ­aantrekkelijker.’

HET BESTE VAN 2018

Autonome auto rijdt in Eindhoven Volgend jaar gaat het echt gebeuren: normale auto’s op de openbare weg die helemaal autonoom van A naar B rijden. Eindhoven krijgt de primeur, aldus start-up Amber Mobility.

In 2018 zal er een auto zelfstandig door Eindhoven rijden. Dat is de belofte van start-up Amber Mobility. Het autodeelbedrijf uit de ­lichtstad onderscheidt zich van concurrenten door te garanderen dat er altijd een auto klaarstaat op een verhuurplek.

Bedrijven als ABN AMRO en EY, die de diensten van Amber Mobility (gaan) gebruiken, willen dat hun medewerkers altijd naar een klant toe kunnen rijden wanneer dat nodig is. Op dit moment betekent dat vooral dat in de ­parkeergarages bij de bedrijven voldoende auto’s moeten staan. Auto’s die er te veel staan op locatie A moeten naar plek B. Dat verplaatsen brengt veel loonkosten met zich mee, want iemand moet naar de auto toe, hem terugrijden en weer naar huis.

Amber Mobility zou graag zien dat die auto’s zichzelf naar de juiste locatie rijden. Daarom werken de oprichters, allemaal afkomstig van de opleiding Automotive aan de TU Eindhoven, samen met hardwareproducent NVIDIA en onderzoeksinstituut TNO aan een wagenpark van autonome auto’s. Ze bouwen zelfrijdende software in in hun BMW i3’s. En daarnaast passen ze de hardware – radar, lidar, video­ camera’s – aan om de auto genoeg oren en ogen te geven om zelfstandig te kunnen rijden.

Perfecte testbaan Komend jaar beginnen de eerste proeven. Die zullen, geeft COO Joep Sloot toe, nog wel een mens achter het stuur moeten hebben. ‘De regels verplichten dat op dit moment nog. Maar die persoon zal niets doen: het zal een zelfrijdende auto zijn met iemand om in te grijpen als het echt nodig is.’

illustratie Amber Mobility

Sloot heeft al de perfecte Eindhovense straat in gedachten: tussen het station en het vliegveld ligt een busbaan, die ooit bedoeld was voor een autonome bus. Die ging niet door, waardoor er een perfecte testbaan beschikbaar is voor de eerste ritjes van een autonome auto.

Sloot hoopt dat het daarna snel verdergaat. ‘Er komt een Experimenteerwet in Nederland om autonome proeven meer ruimte te geven. Als die volgend jaar door de Eerste en de Tweede Kamer komt, zouden we in 2019 zonder bestuurder ­kunnen rijden.’ Om de veiligheid te waarborgen zullen de onbemande auto ’s nachts met lage ­snelheid rondrijden. Als ze dan in de berm of tegen een vangrail rijden, is er alleen materiële schade. ‘Hopelijk krijgen we daardoor eerder ­toestemming om autonoom te rijden.’

‘Bezit is niet meer zo in trek bij de jongere generatie’ Het ontwikkelen van autonome auto’s, is dat het waard om wat loonkosten te besparen? Sloot denkt van wel. ‘Het is de enige manier om een dienst als de onze schaalbaar te maken. Anders rijzen de loonkosten na een tijdje de pan uit. Door een deel van je wagenpark autonoom te maken, garandeer je dat er altijd auto’s beschikbaar zijn zonder dat het op de lange termijn veel meer kost.’

Volgens Sloot en collega’s is de garantie dat er een voertuig beschikbaar is essentieel om autodelen populair te maken. ‘Bezit is niet meer zo in trek bij de jongere generatie. Kijk naar Spotify en Netflix: je hoeft geen kasten vol dvd’s meer te hebben, maar bent wel zeker dat je iets kunt ­kijken als je daar zin in hebt. Zo werkt het met onze auto’s straks ook.’

Er moet nog een hoop gebeuren voordat die zelfrijdende auto’s overal zijn. Maar het bedrijf is er van overtuigd dat deze aanpak de snelste weg is naar (deels) autonome wagens. ‘Onbemande auto’s zonder personeel zijn minder risicovol en flexibeler. Als er ergens een ingewikkelde verkeerssituatie is, kunnen ze simpelweg omrijden.

Dat soort voordelen helpt om technologie eerder gereed te maken.’

De deelauto van de toekomst, aldus het Eindhovense auto­deelbedrijf Amber Mobility.

december 2017 | de ingenieur 12 | 23

HET BESTE VAN 2018

TOOL VOOR VERDUURZAMING GEBOUWEN Vastgoedbeheerders vinden het lastig te bepalen welke maatregelen ze het beste kunnen kiezen om hun gebouwen duurzamer te maken. Daarom introduceert ingenieursbureau Royal HaskoningDHV komend jaar de aanpak FastLane, die de visie van experts combineert met adviessoftware. Daarmee wordt snel k ­ iezen voor de beste oplossing mogelijk.

‘Om de gebouwde omgeving energiezuiniger te krijgen, moeten we een slag maken met wat er al staat’, zegt ing. Rinus Vader MSc, Leading Professional bij Royal HaskoningDHV. ‘Duurzame nieuwbouw lijkt me vanzelfsprekend, maar in 2050 hebben we nog steeds 90 % van de voorraad die er nu al staat, en die is niet ­duurzaam.’ De meeste vastgoedbeheerders willen ook wel, want duurzame gebouwen zijn toekomstbestendig. Maar waar te beginnen? Isoleren, zonnepanelen, een warmtepomp – wat levert het meeste op? ‘De praktijk is nu dat leveranciers de eigenaar met een stapel folders bestoken, met allemaal prachtige maatregelen. Maar dat geeft nauwelijks richting.’

Royal HaskoningDHV heeft daarom een hulpmiddel ontwikkeld: ­FastLane. De tool is bedoeld om het keuzeproces te stroomlijnen; vandaar de naam, die overigens een werktitel is. ‘We hebben een bibliotheek van meer dan honderd mogelijke maatregelen. En als er iets nieuws komt, dan zetten we dat er ook in.’

De eerste stap is een schouw van het gebouw. ‘Daarin leggen we alles vast wat van invloed kan zijn op het energieverbruik, van de kruipruimte tot en met de installaties.’

Rond de tafel De volgende stap is dat er een groep experts bij elkaar komt om te bepalen wat zinnige maatregelen zijn. Hoezo experts in het tijdperk van kunstmatige intelligentie? ‘Het is een illusie te ­denken dat het expertoordeel is te vervangen door algoritmes; daarvoor is zo’n portefeuille met gebouwen veel te complex. Zo moesten we bij een eerste test de gemeente Gouda adviseren over de aanpak van zowel een modern archief als het historische stadhuis als een kinderboerderij. Dat lukt je niet met software.’

Bovendien, benadrukt Vader, ‘ik zet die experts rond de tafel, ­zodat ze elkaar uitdagen en met inventieve oplossingen komen.

De standaardaanpak kiezen, dat is wat we juist niet genoeg ­vinden.’

Is eenmaal duidelijk wat zinvol is, dan gaat de software aan de slag. ‘Die rekent uit wat voor het bereiken van een bepaald doel de meest kosteneffectieve oplossingen zijn.’ Blijkt dat er gaandeweg minder budget beschikbaar is, of dat de opdrachtgever veel waarde hecht aan een bepaalde ambitie, dan kan de software het advies snel aanpassen. ‘Het programma laat ook zien wat het

Internet via infrarood licht Hoe meer mensen zich in een ruimte bevinden, hoe langzamer een draadloos netwerk wordt. De TU Eindhoven wil dat oplossen met internet via infrarood licht.

foto Groman123

Internet is sneller dan ooit dankzij de komst van glasvezel. Door data via infrarood licht te versturen, zijn ongekende snelheden mogelijk. Er is alleen een grote bottleneck: wifi. Want het internet kan met nog zo’n hoge datasnelheid de meterkast binnenkomen, via de router gaat het binnenshuis tergend langzaam door de lucht. Vooral als er meer-

Glasvezelkabels en een infrarode beamer moeten razendsnel internet mogelijk maken.

24 | de ingenieur 12 | december 2017

dere mensen op het netwerk zitten, laat de snelheid vaak te wensen over.

Prof.dr.ir. Ton Koonen van de TU Eindhoven heeft een oplossing: wifi via infrarood licht. ‘Je kunt in principe een ledlamp laten knipperen met een hoge frequentie en op die manier data versturen: lamp uit is een 0, lamp aan is een 1. Knipper miljoenen keren per seconde en je kunt op aardige snelheid een signaal overbrengen. Maar je moet natuurlijk wel je ledverlichting aanzetten. Door infrarood licht te gebruiken, kun je de supersnelle technieken benutten die we al van glasvezel ­kennen. Bovendien ben je dan onafhankelijk van je ledlamp, die je dan zo fel kunt laten schijnen als je wilt. Wij zien infra­rood immers niet.’

In het systeem van Koonen krijgt elk apparaat zijn eigen, toegewijde infrarode straal. Daardoor is er nooit snelheidsverlies, want iedereen heeft zijn eigen bundel en hoeft die capaciteit niet met een ander te delen. Dit in tegenstelling tot wifi, waarbij de capaciteit van de router met iedereen binnenshuis moet worden gedeeld. En omdat een lichtsignaal uit de glasvezelkabel is op te splitsen in honderden verschillende bundels met aparte golflengtes, is het aantal mensen dat gebruik kan

illustratie Royal HaskoningDHV

HET BESTE VAN 2018

effect van de ene maatregel op de andere is. Zo kunnen we met de opdrachtgever nagaan wat de consequenties zijn, ook financieel, van verschillende keuzes.’

De volgende stap is om, als maatregelen eenmaal zijn uit­

maken van een glasvezelsignaal groter dan bij wifi. Honderd keer sneller internetten dan met wifi, is de belofte van Koonen. Onderzoek van dr.ir. Joanne Oh, uit de groep van Koonen, haalde hiermee dit jaar de internationale pers.

Richtsysteem Er zijn nog een paar belangrijke horden te nemen.

Koonen heeft een manier gevonden om de infrarode lichtbundels elk op aparte apparaten in de kamer te richten. Het licht uit de glasvezel wordt door een zogeheten golflengtendemultiplexer opgedeeld in aparte golflengtes in een eigen kanaaltje. Vanuit dat kanaaltje valt elk lichtsignaal op een specifieke plek op een lens, waardoor het als lichtbundel afbuigt richting een specifieke positie. ‘Hoe meer aparte golflengtes we gebruiken, hoe fijnmaziger we de bundels kunnen ­mikken. We werken nu aan een zelflerend programma dat apparaten ziet in de ruimte en aan de hand daarvan het juiste signaalkanaal gebruikt.’

Dat richtsysteem werkt zonder bewegende delen, om het geheel schaalbaar te houden. ‘Stel dat je met spiegeltjes de stralen de goede richting op stuurt. Als je dan twintig apparaten in een ruimte hebt, moet je ook twintig spiegels in een

gevoerd, te monitoren of de prestaties voldoen aan de ­verwachtingen. ‘FastLane leert zo in de praktijk. En we weten dan ook of leveranciers of fabrikanten inderdaad leveren wat ze beloven.’

infraroodkastje installeren. Op een gegeven moment gaat dat niet meer.’

Hoewel het richten nu is geregeld, is nog niet precies uitgewerkt hoe het systeem een laptop of telefoon daadwerkelijk lokaliseert.

Ook uploaden is een probleem: omdat infrarode berichten nog niet makkelijk zijn terug te sturen vanuit een computer, gaat dat nog op de ouderwetse en langzame radiomanier. Het lab van Koonen heeft inmiddels al wel een eerste, wat complexe opzet, bedacht.

Eén horde is echter nooit te overwinnen: licht gaat niet door muren of andere massieve objecten heen. Er is dus altijd een zichtlijn nodig tussen de bron en een apparaat. Daardoor moet er dus in elke kamer een aparte infraroodzender komen. En als je van kamer naar kamer loopt, valt het signaal weg. Levert dat geen problemen op? ‘Dit systeem is niet bedoeld als totale vervanging van wifi. Ik wil alleen een alternatief ­bieden dat voor een hoop apparaten beter is en grote bandbreedtes biedt voor bijvoorbeeld ultrasnelle downloads of high-definition videostreaming, zodat wifi weer ruimte krijgt en kan worden gebruikt voor telefoons en het aanstormende internet der dingen’, besluit Koonen. |

Deze selectie van technische toepassingen kwam tot stand met inbreng van AMS, Brainport Eindhoven, High Tech Campus, Holst Centre, KIVI-vakafdelingen, KWR, Novel Twente, Royal Has­ koningDHV, RVO, TTW, TKI’s, TNO, TU Delft, TU Eindhoven, Universiteit Twente en Wageningen UR.

december 2017 | de ingenieur 12 | 25

GELE AUTOOTJES

MÖRING

Ik was honderd meter de snelweg op, toen de motor vermogen verloor en een display ‘Motor management service spoed’ zei.

Motor management. Dat kan van alles betekenen.

Het beschrijft in ieder geval niet mijn functie als ­bestuurder van de auto. Wat ik doe met het gaspedaal, stelt blijkbaar niets voor. Ergens m ­ anagede een handjevol chips het wat en hoe. Ik ben er alleen maar om een beetje aan het stuur te draaien, en over een paar jaar zal dat ook niet meer nodig zijn. Ik vind dat een verschrikkelijke gedachte, maar ik zie ook wel in dat autorijden in deze tijden vaak niet veel meer is dan een stuur vasthouden en wachten tot we er zijn.

Het was een koude, grijze dag. Ik stond in enkelhoog nat gras tussen de A28 en wat weilanden met koeien, die er ook niets aan konden doen. De ANWB was onderweg en ik kon de voortgang van mijn redding volgen via een app. Ik geloof dat ik nooit eerder pechhulp had gevraagd en nu drong voor het eerst tot mij door hoe bijzonder het is dat je voor een verwaarloosbaar bedrag altijd verzekerd bent van technische bijstand. Ondanks die app en bemoedigende digitale geruststellingen had dat op een geruststellende manier iets ouderwets. De melkboer die langs de deuren gaat, de groente- en fruitman met zijn kar, de zakken kolen die door het huis naar achteren worden gedragen als de herfst aanbreekt – het is allemaal weg. Maar de gele autootjes zijn er nog.

Toen zo’n geel autootje was gearriveerd, plugde de ANWB-man zijn lezer in en constateerde dat het de brandstoftoevoer was. Ik kon naar de dichtstbijzijnde garage rijden. Over de vluchtstrook, met een knipperlichtend ANWB-wagentje achter mij, want harder dan zestig ging het niet.

Motor management. Spoed. De hele wereld staat op zijn kop, omdat robots ons werk overnemen. Alles is AI en meedenkende computer, maar als het om interfaces gaat, leven we in het jaar nul. Als het apparaatje van de ANBW’er kan zeggen dat het met de brandstoftoevoer heeft te maken, waarom kan dat dan niet op een schermpje? ‘Brandstofdruk laag. Rijd rustig door. Zoek garage.’ Het is geen rocket science.

Marcel Möring is schrijver, bekend van romans als In Babylon (1997), Dis (2006), Louteringsberg (2011) en Eden (2017).

Mijn nieuwe wasmachine kan wassen, drogen en stomen, maar het heeft me een week gekost om erachter te komen hoe ik die afzonderlijke functies kan inschakelen. Hij kan wel leuke liedjes afspelen bij het aanzetten en als hij klaar is, en heeft licht­

26 | de ingenieur 12 | december 2017

effecten rond de draaiknop voor de programma’s, maar de interface lijkt nog het meest op het schrift van de Maya’s. Zou er een wet zijn die beschrijft dat de ‘harde’ kant van de techniek harder voortschrijdt dan de ‘zachte’ kant en dat die laatste schoksgewijs en op afstand volgt?

Communicatie, het is moeilijk. Neem de #metoo­ toestand. Millennia evolutie en beschaving en de wrijving tussen de seksen is nog steeds groot. Joe Jackson zong in de jaren tachtig: If there’s war ­between the sexes, there will be no people left.

Ik vraag me af hoe het daarmee is in de wereld van de techniek. Je hoort vooral berichten uit de wereld van cultuur en politiek – zeg maar: de zachte kant – maar in de harde wereld zal het toch niet veel anders zijn?

Toen ik na mijn huiveringwekkende ritje over de vluchtstrook en een toeristische binnendoorroute aankwam bij de garage, wachtte mij een aan­­­­ge­ name verrassing. Het was een echte.

Er gaat iets vertrouwen­ wekkends uit van een ­monteur met vieze handen en olievegen op zijn overall

Ik heb jarenlang auto’s ingeleverd bij garages waar je de sleutel afgeeft aan een balie, waarna de ­wagen verdwijnt in iets dat nog het meest lijkt op een ziekenhuis. Hier werd ik echter te woord gestaan door een monteur en ik kon zelfs de werkplaats inlopen om even mee te kijken. Ik geloof niet dat er nog veel mensen zijn die daar behoefte aan hebben nu auto’s bijna net zoveel IT als mechanica zijn, maar ik vind het fijn. Er gaat iets vertrouwenwekkends uit van een monteur die vieze handen heeft en olievegen op zijn overall. Ook dat is een vorm van communicatie. Het zegt: wij zijn met die auto bezig geweest, met onze handen. Het is natuurlijk symbolisch, maar dat is communicatie vaak. Ik vraag me wel eens af hoe dat moet als robots en AI werkelijk zo belangrijk worden als iedereen denkt.

illustratie SoundEnergy

De koelmachine Thermo Acoustic Energy Converter (THEAC-25) van SoundEnergy, zoals die bij klanten komt te staan.

AKOESTISCHE GOLVEN VERVANGEN AIRCO

Warmtekoeling Het Enschedese bedrijf SoundEnergy heeft een manier gevonden om te koelen met de warmte van de zon of met industriële restwarmte. Daarmee worden akoestische golven opgewekt die warmte van A naar B verplaatsen en per saldo dus werken als koelmachine. ‘Met ons systeem is een gebouw veel directer en efficiënter te koelen.’ tekst ir. Jim Heirbaut

E

en tuinbouwbedrijf uit Dubai gaat water uit de lucht halen om gewassen te irrigeren. Een in Nederland gemaakte machine koelt daarvoor vochtige lucht af tot een graad of vijf, waardoor waterdamp condenseert en er water overblijft. De tuinder is de launching customer van SoundEnergy, dat de machine net naar Dubai heeft verscheept. Het Enschedese be­­ drijf bouwde eerder al verschillende prototypen van deze Thermo Acoustic Energy Converter (THEAC-25), maar dit is de eerste machine op ware grootte.

Als alles naar behoren functioneert, is de klant van plan nog drie machines af te nemen.

De werking van de THEAC-25 is gebaseerd op natuurkundige principes

die al decennia bekend zijn bij wetenschappers: warmte afkomstig van de zon kan gas afwisselend laten inkrimpen en uitzetten en zo akoestische golven opwekken die de warmte van A naar B verplaatsen en per saldo dus werken als koelmachine. SoundEnergy is er als eerste in geslaagd om deze belofte ook in de praktijk waar te maken.

Geen lek Het systeem van SoundEnergy werkt op een vergelijkbare manier als een stirlingmotor, maar dan zonder zuiger.

Die motor verplaatst ook warmte van de ene naar de andere plaats, zodat het op de eerste plek koeler wordt. De THEAC-25 heeft een paar grote voor-

delen ten opzichte van zo’n motor: er zitten geen bewegende delen in, die steeds opnieuw moeten worden ge­­ smeerd en die kapot kunnen, en hij gebruikt geen schadelijke gassen. Het gas waar de akoestische golven doorheenlopen, is argon, wat onschadelijk en niet al te duur is. ‘Trouwens, als je ons systeem eenmaal hebt gevuld, hoef je het nooit meer bij te vullen, mits je geen lek hebt’, zeggen Kees de Blok en dr.ir. Pawel Owczarek, die samen het wetenschappelijk geweten van het bedrijf vormen. Dankzij de afwezigheid van bewegende delen heeft de machine een verwachte levensduur van dertig jaar.

Het is een slim principe dat op veel verschillende plaatsen een toepassing december 2017 | de ingenieur 12 | 27

foto SoundEnergy

illustratie SoundEnergy

Opengewerkte tekening van de Thermo Acoustic Energy Converter (THEAC-25). De machine bestaat uit vier druk­ vaten met daarin zogeheten thermoacoustic energy converters (TAEC’s). Twee van deze TAEC’s zijn geconfigureerd als warmtemotor en twee als warmtepomp. Ze zijn gekoppeld met akoestische golfgeleiders (buizen). De interne warmtewisselaars worden aangesloten op drie circuits: een hogetemperatuurcircuit (rood) voor de warmtetoevoer van de collectoren of de restwarmte, een warmteafvoercircuit bij omgevingstemperatuur (groen) en een koudecircuit (blauw) gekoppeld aan de te koelen toepassing, zoals een gebouw, koelruimte of industrieel proces.

kan hebben. Vooral op locaties waar de zon overvloedig schijnt – denk aan de landen rond de evenaar en in woestijngebieden – komt de machine goed tot zijn recht. SoundEnergy krijgt dan ook veel aanvragen uit landen als Dubai, Pakistan, Mexico en India. Zo is een bedrijf uit Indonesië geïnteresseerd in de machine van Sound­Energy, omdat die tot -40 °C koelt. Het bedrijf wil er ­schilferijs voor de visserij mee maken, waarin vers gevangen vis een paar dagen is te bewaren.

SoundEnergy werkt overigens aan een versie die zelfs tot ­-160 °C moet kunnen koelen.

De warmtebron hoeft trouwens niet per se de zon te zijn; ook restwarmte uit de industrie werkt goed. Vooral lucht met een temperatuur tussen

100 en 300 °C, waar normaal gesproken geen ­toepassing voor is, is geschikt om de thermo-akoestische machine van SoundEnergy aan te drijven. ‘De juiste warmte heb je eigenlijk overal waar gas of diesel wordt verbrand’, stelt CEO Herbert Berkhout van SoundEnergy. ‘Denk aan een bakkerij, waar uit de gasovens lucht van pakweg 200 °C komt.

Die verdwijnt nu in de buitenlucht, terwijl een eindje verderop het kantoortje van de bakkerij zit, dat vaak wordt gekoeld met een airco op elektriciteit. Met een installatie van ons kan die airco eruit. Want die maakt uit de restwarmte van de ovens koele lucht voor de kantoren.’

Baggerschepen Dat de belofte van hun machine groot is, wisten de mensen van Sound­ Energy al. Toch hebben ze zich regelmatig verbaasd over de onverwachte hoeken waaruit belangstelling kwam voor hun systeem. Zo meldden zich bedrijven uit de scheepvaart, die in warme landen wer-

BUIZEN GEVEN WARMTE DOOR Hoe werkt de thermoakoestische koelmachine van SoundEnergy? Het koelproces begint altijd met een warmtebron, bijvoorbeeld zonnestralen die olie in vacuümbuiscollectoren op het dak van een gebouw opwarmen tot zo’n 160 °C. Deze warmte wordt naar een interne warmte­ wisselaar gevoerd. Een tweede interne warmtewisselaar, gescheiden van de eerste door een zogeheten regenerator, voert deze warmte bij een lage omgevingstemperatuur weer af.

Het steeds weer opwarmen en afkoelen van het gas op een specifieke plek in de buizen van het apparaat zorgt ­ervoor dat het gas daar afwisselend inkrimpt en uitzet. En zo ontstaat een staande akoestische golf.

De warmtebron pompt ook energie in de golf, waardoor de amplitude ervan bij elk rondje een beetje groter wordt. Het temperatuurverschil tussen de bron en de warmteafvoer bepaalt de versterkingsfactor van de akoestische golf. ‘Dat

28 | de ingenieur 12 | december 2017

gaat exponentieel. Je kunt het vergelijken met een microfoon die je voor de luidspreker houdt: het geluid gaat dan rondzingen’, zegt Kees de Blok van SoundEnergy. Uiteindelijk wordt de golfamplitude stabiel, waardoor die alleen nog maar afhankelijk is van het toegevoerd vermogen.

De akoestische golf die op deze manier ontstaat in de buizen, is niet hoorbaar, maar hij blijkt wel in staat om warmte te verplaatsen – precies wat een koelkast ook doet.

Voor alle duidelijkheid: er stroomt netto geen gas door de buizen van de THEAC-25. ‘De akoestische golf is het door­ geven van impuls. Ken je die kogeltjes aan een touwtje die elkaar aanstoten? Daar lijkt het op’, zegt De Blok. In vergelijking met geluid bezitten de golven in de THEAC-25 zo’n miljoen keer meer energie: de golven bevatten zo’n 100 kW/m² aan vermogen. Vandaar dat de buizen van de machine een degelijke, op het eerste gezicht wat overgedimensioneerd ontwerp hebben.

De proof-of-concept-versie van de Thermo Acoustic Energy Converter (THEAC-25), die bij SoundEnergy in Enschede staat.

ken met baggerschepen. Die doen aan boord nog alles met elektriciteit opgewekt met dieselgeneratoren. ‘Omdat het in die landen zo heet en vochtig is, wil je de ruimtes waar mensen werken, koelen met airconditioning. Dat gaat dus van diesel naar generator naar stroom naar koeling. Wij kunnen direct koelen met de uitlaatwarmte van de dieselgenerator of met de warmte die we met vacuümbuiscollectoren oogsten uit zonlicht. Dat is veel efficiënter.’ Volgens SoundEnergy zou de thermoakoestische koeler op een schip ook niet misstaan. ‘Ze schrikken daar niet zo van wat buizenwerk.’

Ook voor het koelen van woningen kan het principe werken. De voorwaarde is wel dat het gebouw hooguit een paar verdiepingen hoog is en veel dakoppervlak heeft, voor het plaatsen van de vacuümbuiscollectoren die de zonnewarmte vangen. ‘Wij geloven er niet in dat woningen straks volledig elektrisch worden. Met ons systeem is een gebouw veel directer en efficiënter te koelen. Dat maakt het een aanvulling op zonnepanelen.’

Afgelegen plekken Verder ligt het voor de hand om datacenters te koelen met de thermo­ akoestische techniek. Ook hier geldt de voorwaarde dat er een groot plat dak is. Het apparaat van SoundEnergy is verder te gebruiken om in de industrie restwarmte van 120 °C een beetje te verhitten tot zo’n 140 °C of meer. Daardoor is die warmte opnieuw te gebruiken in het eigen industriële proces. Een bedrijf hoeft dan minder energie in te kopen en bespaart zo op de kosten.

Omdat veel potentiële klanten aan de andere kant van de wereld zitten, werkt SoundEnergy met lokale bedrijven die onderdelen voor de machine leveren. Mocht de interesse in een bepaalde hoek van de wereld verder groeien, dan zal het bedrijf ook staal van lokale markten, bijvoorbeeld in India, gaan betrekken. ‘Ons apparaat heeft geen lastige, extreme toleranties; wel een paar bijzondere onderdelen die op specificatie moeten worden gemaakt.’ Qua onderhoud is het apparaat niet ingewikkeld; er komt geen gecertificeerde monteur aan te pas.

Het Enschedese bedrijf is nog lang niet klaar met het werk aan zijn machine. In een recent patent heeft het zijn ideeën vastgelegd om ook met restwarmte van lagere temperaturen te ­kunnen werken. Daarnaast heeft het bedrijf een compacter herontwerp gemaakt, waarbij de vaten in de lengterichting van de buizen staan. Verder staan kleinere versies van de koelmachine op de rol, met een vermogen van 2, 5 of 10 kW. Die zijn vooral bedoeld voor het koelen van woningen. Berkhout: ‘En met die van 2 kW is gsm-­ apparatuur te koelen die op afgelegen plekken staat. Daar hebben ze in India wel oren naar.’ | december 2017 | de ingenieur 12 | 29

JONAS VORWERK MAAKT AUDIOSAMPLES ZICHTBAAR

Luisteren naar li

De installatie Lichthouders van Jonas Vorwerk trok vele tienduizenden bezoekers tijdens het Eindhovense lichtkunstfestival GLOW. Dat de installatie niet interactief was, vormt een uitzondering in zijn werk. Vorwerk nodigt het publiek graag uit om te spelen en te musiceren. tekst Fabian Takx

M

idden in de RDM Maker­ space in Rotterdam staat een cirkelvormig object met een diameter van een meter of drie. Het is de kleinste van drie objecten die zijn opgebouwd uit steigerdelen en waaraan ledlampjes zijn bevestigd. Samen vormen ze de installatie Lichthouders, het meest recente project van Jonas Vorwerk 30 | de ingenieur 12 | december 2017

(39). Half november was deze installatie te zien tijdens het lichtkunstfestival GLOW in Eindhoven. Op het terrein van de Nutsbedrijven Regio Eindhoven (NRE), een van de hoofdlocaties van GLOW, stonden de Lichthouders op de footprints van drie gashouders die daar vroeger waren te vinden.

Tijdens het bezoek aan zijn werk­ ruimte eerder deze herfst is hij nog

druk met de installatie bezig. Hoeveel lampjes denkt hij in totaal nodig te hebben voor de Lichthouders, die een hoogte hebben van 3 m en waarvan de diameter oploopt tot 26 m? ‘Iets van 2600’, schat hij met een twinkeling in zijn ogen, alsof hij het zelf ook maar nauwelijks kan bevatten. Het zou een race tegen de klok worden om de installatie op tijd af te krijgen. Geluk-

foto De Ingenieur

chtspel

Bezoekers van de Lichthouders laten zich onderdompelen in licht- en geluidseffecten.

kig keeg hij hulp van twee muziek- en geluidsdesigners die zich ­Walvisnest noemen. Het werk was op tijd klaar: vele tienduizenden bezoekers gingen tijdens GLOW de Lichthouders binnen en lieten zich onderdompelen in voortdurend wisselende composities van licht en geluid.

Met de Lichthouders won Vorwerk de Foederer Talent Award 2017 van het GLOW-festival. De jury was zeer gecharmeerd van zijn grote

Gezamenlijk vormen de klanken een onvoorspelbare compositie inspiratiebron: de eerste jaren van de Nederlandse elektronische muziek. Daarin speelde Dick Raaymakers een vooraanstaande rol.

Raaymakers, die later een gevierd componist en theatermaker zou worden, werkte van 1954 tot 1960 bij het Philips NatLab. Met band­ recorders en andere, al dan niet zelfgemaakte geluidsapparatuur vormde hij daar klanksequenties, die nu audioloops zouden heten.

Daarnaast maakte hij grafische weergaven van de patronen die hij produceerde. Vorwerk, die eveneens als dj werkt, treedt in zijn voetsporen door met licht­effecten zijn audiosamples als het ware zichtbaar te maken.

Straatmeubilair De installatie Lichthouders is niet interactief; daarvoor is GLOW met meer dan een half ­miljoen bezoekers eenvoudigweg te groot. Het ­project is daarmee een uitzondering binnen het ­oeuvre van Vorwerk, want zijn werk nodigt ­vrijwel altijd uit tot publieksparticipatie.

In zijn werkruimte staat een van zijn vroege installaties, Windorgel uit 2009. Het bestaat uit zestien metalen staven in een raamwerk, met onder elke staaf een sensor. Als Vorwerk de stekker in het stopcontact doet, is door tegen de staven te duwen een eigen rammelend muziekstuk te componeren. Maar, zoals de naam al aangeeft, ook de elementen kunnen de staven in beweging december 2017 | de ingenieur 12 | 31

foto Fabian Takx

foto Aad Hoogendoom

Het kinetische kunstwerk Mobile uit 2014.

zetten en elektronische tonen laten weerklinken. Gezamenlijk vormen die klanken een onvoorspelbare compositie. De voorgeprogrammeerde digitale klanken blijven constant veranderen, zegt Vorwerk. ‘Alleen als je varieert, blijft het interessant.’

Vrijwel al zijn werk nodigt het publiek uit om te spelen, te musiceren en deel te nemen. Zo maakte hij samen met architect Chantal Vos BDes Lichtbos en Muziekbos. Lichtbos is een mobiele installatie van tien identieke vierkante aluminium zitobjecten van 2 bij 2 m, waaruit telkens een jonge boom omhoog priemt. Dit alternatieve straatmeubilair reageert op beweging, en licht op als je er dichterbij komt of erop gaat ­zitten. Zo past Lichtbos, dat dit jaar te zien was op het Tiendplein in Rotterdam, uitstekend in Happy Streets, een Rotterdams project om het straatbeeld te vergroenen en verlevendigen.

Muziekbos bestaat uit achttien aluminium palen met sensoren die bij nadering of aanraking elektronische klanken voortbrengen. Elke paal, ofwel boom, heeft een eigen geluid. Zo kan de bezoeker zijn eigen soundscape creëren, maar hij of zij kan ook samen met anderen ‘musiceren’.

Ook het meer recente werk Loops illustreert die speelse benadering. Het bestaat uit vijf grote aluminium cirkelvormige objecten die zijn voorzien van een kleiner metalen wiel. Wie daaraan 32 | de ingenieur 12 | december 2017

Jonas Vorwerk in zijn werkplaats op de oude RDM-werf in Rotterdam.

draait, zet verschillende audioloops en lichteffecten in gang. Sneller of langzamer, vooruit of terug, de bezoeker ontpopt zich als een soort orgeldraaier die voorprogrammeerde samples afspeelt in een tempo dat hij zelf bepaalt. Als anderen dat ook doen, vormen ze een orkest dat een volstrekt onvoorspelbare symfonie ten gehore brengt – een groot succes op festivals, zeker bij kinderen.

Vrijplaats Hij is geen whizzkid die alles van computers weet, vertelt Vorwerk in de voormalige scheepswerf in Rotterdam. Veel heeft hij zichzelf ­moeten aanleren. Zijn mts-opleiding werktuigbouwkunde, die hij in Eindhoven deed, is hooguit handig als hij iets moet lassen. Daarna

foto Max Dereta

De installatie Loops bestaat uit vijf grote, cirkelvormige objecten van aluminium, die zijn voorzien van een kleiner metalen wiel. Wie daaraan draait, zet audioloops en lichteffecten in gang.

s­ tudeerde hij af aan de Willem de Kooning Academie voor Beeldende kunst en Vorming in Rotterdam, met als afstudeerrichting Autonoom.

Zijn specialisatie Interactieve Multimedia verkeerde toen nog in de experimentele fase. ‘We zaten met vier mensen in een kelder’, vertelt hij. ‘Voor de docenten was het allemaal ook nieuw en spannend. Het was een soort vrijplaats.’

Onze sluimerende scheppingsdrift wil hij aan het werk zetten Voor zijn audiosamples laat hij zich door alles en iedereen inspireren, zegt hij, van Frank Zappa via de hedendaagse elektronische muziek tot de geluiden van de straat. Met het open-source-platform Arduino kan hij de meetgegevens van de sensoren omzetten in voorgeprogrammeerd licht en geluid. Behoedzaam, alsof het een zeldzaam insect is, houdt hij de fragiele hardware tussen zijn vingers. De benodige techni-

sche kennis doet hij op via de open source community. ‘Tegenwoordig is het delen van kennis en muziekfragmenten steeds gangbaarder. Patenten, daar doen mensen als Elon Musk van Tesla niet aan. Ze willen dat iedereen van hun kennis kan profiteren en er verbeteringen in kan aanbrengen.’

Dat hij ook inspiratie heeft opgedaan bij voorlopers in de moderne kinetische kunst, blijkt uit het werk Mobile uit 2014. Alleen al de titel geeft aan dat het een ode is aan de eerste echte kinetische kunstenaar: de Amerikaan Alexander Calder. Diens mobiles zijn fragiele sculpturen die als ­vleugels van vlinders reageren op elk zuchtje wind. Bij Vorwerk komen daar de nodige lichten geluids­effecten en digitale programmering bij.

Zijn installaties zijn niet bedoeld voor in het museum, zoals veel werk van Calder, maar voor buiten, tot vermaak voor iedereen. Want dat is wat Vorwerk met zijn installaties wil: onze sluimerende scheppingsdrift aan het werk zetten. | december 2017 | de ingenieur 12 | 33

RUIMTE MAKEN VOOR CYBERVEILIGHEID IN RISICOMODELLEN

Optimale combinatie Big data en cyberveiligheid spelen een steeds grotere rol bij technische risicoanalyses. Mariëlle Stoelinga, hoogleraar Kwantitatieve Risicoanalyse in Softwaresystemen aan de Radboud Universiteit Nijmegen, probeert big-dataanalyses en cyberdreigingen te integreren in risicomodellen. ‘De risico’s van fysieke en cyberdreigingen zijn nu niet goed tegen elkaar af te wegen.’ tekst dr.ir. Christian Jongeneel

H

et is niet moeilijk om grote rampen aan te wijzen die zijn terug te voeren op kleine technische misrekeningen.

Zo was de explosie van de spaceshuttle Challenger het gevolg van een rubberen ring met beperktere temperatuurtoleranties dan gedacht. En in augustus 2013 leidde een programmeerfout ertoe dat een elektriciteitscentrale in de Amerikaanse staat Ohio zichzelf uitschakelde, waarna een hele reeks van systeemgevolgen binnen enkele uren de sluiting van 256 centrales ­veroorzaakte. Tientallen miljoenen mensen en bedrijven in de Verenigde Staten en Canada kwamen daardoor zonder stroom te zitten.

Het voorkomen van dit soort calamiteiten is een goede reden om vooraf aan risicoanalyse te doen, maar niet de enige. Door de risico’s in kaart te brengen, de kans erop te bepalen en de

34 | de ingenieur 12 | december 2017

gevolgen in te schatten, is technologie ook efficiënter te beheren. Zo’n analyse kan dan bijvoorbeeld leiden tot preventief onderhoud of tot het beter ontwerpen van systemen. Die Amerikaanse stroomstoring zou namelijk nooit zo wijdverspreid zijn geraakt als het systeem expliciet was ontworpen om het uitvallen van één centrale te doorstaan. Nu zorgde een kleine ­misser voor een sneeuwbaleffect in het netwerk.

Het vakgebied rond technische ­risicoanalyses maakt een sterke groei door. Prof.dr. Mariëlle Stoelinga, onlangs benoemd tot hoogleraar Kwantitatieve Risicoanalyse in Software­systemen aan de Radboud Universiteit ­Nijmegen, ziet daarvoor ruwweg drie oorzaken. ‘Systemen worden steeds complexer’, zegt Stoelinga, die ook wetenschappelijk directeur is van de masteropleiding Risico-

management aan de Universiteit Twente. ‘Je kunt niet innoveren ­zonder risico’s te nemen – denk aan zelf­rijdende auto’s die verongelukken en aan ­drones die het vliegverkeer hinderen – maar je wilt de veiligheid wel waarborgen. Daarnaast hebben mensen minder tolerantie voor risico’s, hoewel de veiligheid de afgelopen decennia al aanzienlijk is verbeterd.

De maatschappij is veiliger geworden en dat willen we zo houden. Wat ook nog speelt, is dat we met steeds meer grote installaties zitten waarvan de veroudering ons noopt tot de analyse of we de levensduur moeten verlengen of ze juist moeten stilleggen.’

Hackers De toepasbaarheid van risicoanalyse ­ is breed, van zelfrijdende auto’s en operatierobots tot chemische fabrieken en civiele constructies als tunnels

foto © Thea van den Heuvel/DAPh

Mariëlle Stoelinga: ‘Je kunt niet inno­ veren zonder risico’s te nemen.’

en bruggen. ‘Het leuke van dit vak is dat het zo multidisciplinair is’, zegt Stoelinga opgetogen. ‘Enerzijds komt er veel kennis bij kijken van specifieke vakgebieden, anderzijds ontwikkel je analysemethoden die breed toepasbaar zijn.’

Twee ontwikkelingen in het ICT-domein hebben een grote invloed op vrijwel alle technische systemen: big data en cyberveiligheid. ­Sen­soren zitten tegenwoordig overal in en leveren hoeveelheden ­ge­­gevens die voor mensen niet meer zijn te analyseren. Bovendien is elk systeem verbonden met internet, soms zelfs zonder dat de eigenaren het weten. Big data levert informatie voor betere ­analyses; hackers voeren de dreiging juist op.

Met name de integratie van cyberdreigingen in risicomodellen staat nog in de kinderschoenen, stelt Stoelinga. ‘De relatie tussen fysieke en cyberdreigingen willen we in kaart brengen. Door de risicomodellen die voor beide bestaan te combineren in één model kunnen we er voor zorgen dat ze integraal zijn te bekijken. Nu zie je vaak,

zeker in technische omgevingen, dat een cybermaatregel met negatieve gevolgen voor de fysieke veiligheid onmiddellijk terzijde wordt geschoven, omdat de risico’s niet goed tegen elkaar zijn af te wegen en het fysieke domein dan altijd voorrang krijgt.’

Levend systeem Om het beeldend te maken, hanteert Stoelinga het voorbeeld van een extra slot op de voordeur: dat is goed tegen inbrekers, maar vormt een extra barrière voor ontsnapping in geval van brand.

Wie puur denkt in termen van brandveiligheid, besluit dat slot niet te plaatsen: liever wat spullen gestolen dan omkomen in het vuur. Een integrale afweging leidt allicht tot een compromis in de december 2017 | de ingenieur 12 | 35

foto Tjitske Sluis

De gele blokken op deze sporen bij station Utrecht Centraal behoren tot het Europese spoorbeveiligings­ systeem ERTMS. Als dat straks wordt uitgerold, zullen de modellen voor het spooronderhoud die de onderzoeksgroep van Mariëlle Stoelinga ontwikkelde op de schop moeten.

vorm van een draaiknop op het slot in plaats van een sleutel. De inbraakveiligheid is daarmee fors verhoogd, terwijl de extra barrière in geval van brand minimaal is.

Een van de concrete onderzoeken die Stoelinga momenteel onder handen heeft, is onderhoud aan het spoor. De afgelopen vier jaar werkte haar onderzoeksgroep aan modellen die mogelijke fouten in talloze componenten logisch aan elkaar knopen. Dat leidt tot beter inzicht in cruciale componenten binnen het

De kunst is om alle data in één bruikbaar model te krijgen

s­ ysteem. Managers kunnen dan besluiten tot maatregelen, bijvoorbeeld de installatie van ­s ensoren om die componenten te monitoren, of extra preventief onderhoud. ‘Om de betrouwbaarheid van systemen te verhogen, moet je ze of beter ontwerpen, of beter onderhouden, of de context veranderen waarin ze worden gebruikt.

Meestal zal het een combinatie van alle drie zijn.

De vraag is dan wat de optimale combinatie is’, legt Stoelinga uit.

Inmiddels is een vervolgproject van start gegaan dat het spooronderhoud moet optimalise36 | de ingenieur 12 | december 2017

ren door de modellen met big data te combineren. Aan gegevens geen gebrek; er is data beschikbaar over belasting door goederentreinen, temperatuurverschillen, remgedrag, vormen van bochten, noem maar op. De kunst is al die data in één bruikbaar model te krijgen. Daarbij geldt uiteraard: hoe complexer het model, hoe dieper het inzicht, maar hoe lastiger het is om te bouwen.

Het spoor is bovendien een voorbeeld van een levend systeem, dat continu om nieuwe analyse vraagt. Er worden immers voortdurend wijzigingen aangebracht en nieuwe componenten toegevoegd, zoals het Europese spoorbeveiligingssysteem ERTMS. Door de uitrol daarvan, die als het meezit over enkele jaren begint, zal het door Stoelinga en haar groep ontwikkelde model ongetwijfeld geheel op de schop moeten – nog los van de cyberveiligheidsvragen die ERTMS met zich meebrengt.

Wachtwoorden De uitdaging is om overzicht te houden over alle modellen, big-­dataanalyses en cyberdreigingen. Dat kan onder meer met simulaties, kleinschalige experimenten en continue monitoring of de voorspelde waarden kloppen. Uiteindelijk gaat het erom dat de wetenschappers met voldoende overtuiging de resultaten kunnen presenteren aan beleidmakers. Vertrouwen speelt dan een doorslaggevende rol, want degenen die de knopen doorhakken, hebben zelf maar een globaal begrip van de onderliggende modellen. ‘De essentie van risicoanalyse is dat je vertelt: als dit gebeurt, zijn dit de consequenties’, zegt Stoelinga.

‘Bijvoorbeeld: als je op die plek een woonwijk bouwt, moet je rekening houden met eens in de duizend jaar een grote overstroming. Let wel, alleen aan dat ene getal heb je nog weinig. Je moet ook aangeven welke aannames eraan ten grondslag liggen.’

En als de technische risicoanalyse in orde is, is er ook nog de ­menselijke factor om rekening mee te houden. Op elk systeem een wachtwoord zetten dat de gebruiker wekelijks moet veranderen, is theoretisch een goed idee, maar de praktijk leert dat mensen daarop reageren door gemakkelijke wachtwoorden te kiezen of het op een geeltje aan hun monitor te hangen. Om maar aan te geven: je kunt de technische risico­analyse nog zo piekfijn in orde hebben, de mens houdt altijd het laatste woord. |

ANTONIO GARCÍA MARTÍNEZ BESCHRIJFT DE GEKTE VAN SILICON VALLEY

‘Waar zijn de Google De wereld draait voor een aanzienlijk deel op de ­platforms van bedrijven als Google, Facebook en Apple.

Die ontstonden in een klein hoekje van de VS: ­Silicon ­Valley. Antonio García Martínez verklaart waar dat succes v­ andaan komt en waarom Europa achterblijft.

‘Het ­kapitalisme van Silicon Valley is echt een levens­

QUOTE

houding, bijna een religie.’

tekst ir. Jim Heirbaut foto Elmer van der Marel

T

ijdens zijn promotie in de natuurkunde aan de University of California, Berkeley knapte Antonio García Martínez MSc af op de academische wereld. Hij ging op Wall Street aan het werk en maakte na een paar jaar de ongewone overstap naar Silicon Valley, het gebied met hightechbedrijven rond San Jose in Californië. Hier begon García Martínez een paar start-ups en kende enig succes voor hij werd weggekocht door Facebook. Daar schreef hij slimme software voor advertenties. Al snel klom hij op naar het niveau waarop hij af en toe vergaderde met CEO Mark Zuckerberg zelf.

Over zijn avonturen in Silicon Valley schreef hij de beststeller Chaos Monkeys, in het Nederlands uitgebracht als Start-upmania, met als ondertitel Geld en gekte in Silicon Valley. Daarin bekijkt hij het technologiewereldje met een kritische blik en een flinke dosis humor. García Martínez, die onlangs in Nederland was als hoofdspreker op het SingularityU-congres, praat snel en denkt al net zo snel. Terwijl hij zijn zinnen ­formuleert, schieten zijn ogen heen en weer.

U ging van Wall Street naar Silicon Valley. Zag u daartussen parallellen?

‘Ja, veel. Software is eating the world is een gevleugelde uitdrukking in Silicon Valley. Hele stukken van de waardeketen zijn inmiddels geautomatiseerd en in software gegoten. Dat is natuurlijk ook gebeurd in de financiële wereld. Bij het verhandelen van financiële producten stonden eerst jonge mannen tegen elkaar te schreeuwen, nu praten computers met

38 | de ingenieur 12 | december 2017

­ lkaar. Toen ik in Silicon Valley ging werken aan e ­systemen voor online advertenties, trof ik ongeveer dezelfde technologieën aan.’

Dat moet u even uitleggen.

‘In beide gevallen probeer je de menselijke psychologie te modelleren, namelijk de perceptie die ­iemand heeft van waarde. Bij Goldman Sachs op Wall Street ging dat over de waarschijnlijkheid dat een bedrijf zijn schuld zal terugbetalen aan de bank.

Bij online adverteren heb je een fractie van een seconde iemands aandacht en wil je weten wat de kans is dat diegene op je advertentie klikt. Die problemen lijken behoorlijk op elkaar. De advertenties die je te zien krijgt op een website, zijn het ­resultaat van razendsnelle veilingen die voortdurend achter de schermen plaatsvinden. Eigenlijk wordt jouw aandacht verkocht aan de adverteerder die er op dat

s van Europa?’

Soms komen er echt rare dingen bovendrijven, zoals het bedrijf Juicero, dat 130 miljoen dollar aan investeringen ophaalde voor een apparaatje dat vruchtensap uit een zakje kneep (in september ging de stekker uit het bedrijf, red.). Dat laat volgens mij zien dat een hoop investeerders niet echt zelf nadenken, maar gewoon ook instappen als er eenmaal een bekende hoofdinvesteerder zich aan een bedrijf verbindt.’

Wat is de belangrijkste factor voor een succesvolle start-up? Het juiste idee bedenken?

‘Dat denken mensen vaak, maar goede ideeën zijn er genoeg. Je bent ook nooit de enige met een bepaald idee. Ik denk dat je succes vooral afhangt van het team; van de juiste mensen voor de beginfase van je bedrijfje die dat goede idee ook echt kunnen uitvoeren. Daarvoor moeten hun persoonlijkheden elkaar aanvullen en ze moeten elkaar helemaal vertrouwen, ook in stressvolle situaties. Anders valt de boel uit elkaar wanneer het lastig wordt. In mijn boek vergelijk ik het met een huwelijk, maar dan zonder de seks.’

moment het meeste voor over heeft, en dat gebeurt duizenden keer per seconde. Het is ongelooflijk, maar zo werkt het. Een van de redenen ­waarom ik mijn boek heb geschreven, is omdat veel mensen niet ­weten hoe internet wordt betaald. Ze denken dat het een gratis dienst is, maar uiteindelijk betalen de gebruikers het zelf met hun klikgedrag. ­There’s no free lunch. Er zit een hele hoop technologie achter en ik heb een deel daarvan mogen bouwen.’

Wat voor wereld trof u aan in Silicon Valley?

‘Er hangt altijd een sfeer van positiviteit, van onbeperkte mogelijkheden.

De mensen werken er onredelijk hard; hebben echt allemaal oogkleppen op. Zolang je eraan meedoet, voelt dat helemaal niet raar; je gaat er bijna vanzelf in mee. Je beseft pas hoe bijzonder het is wanneer je er uitstapt.

Het geld klotst er vaak tegen de plinten, tenminste als je de juiste contacten hebt. Maar het is niet zo dat het geld altijd op de juiste plekken terecht­ komt. Het inzamelen van geld voor investeringen voelt vaak meer als een populariteitswedstrijd. Het gaat erom wie je kent en of ze je aardig en cool vinden – het lijkt wel alsof je weer terug bent op de middelbare school.

En wat moet je juist niet doen als startend bedrijf?

‘Een beetje interessant zitten doen en zeggen dat je in stealth mode zit, dat je in het geheim aan iets ­geweldigs werkt. Dat is echt stom, want als je écht een goed idee hebt, dan moet je het gewoon uitvoeren. En praat erover met mensen die je hoog acht, want hun feedback kan je product alleen maar beter maken.’

Waarom lijken alle succesvolle technologie­ bedrijven uit Silicon Valley te komen en blijft Europa achter?

‘Twee dingen. Ten eerste is het ecosysteem met durfkapitaal in Silicon Valley veel verder ontwikkeld.

Er zijn simpelweg veel meer mensen die geld uit­ delen. Ten tweede is de aard van het geld anders.

Het kapitalisme van Silicon Valley is echt een levens­ houding, bijna een religie. Stel dat je een van de eerste tweehonderd medewerkers van Google bent, dan kom je daar met een fijne zak geld uit. De gemiddelde Europeaan zou het dan een tijdje rustig aan gaan doen: een villa kopen in Marbella en meer tijd doorbrengen met zijn vrouw en kinderen. Maar december 2017 | de ingenieur 12 | 39

QUOTE

foto Anthony Quintano

Facebook-CEO Mark Zuckerberg ‘maakt een periode van bezinning door’, volgens Antonio García Martínez.

brengt. Dat moet beter, vindt hij. Het laat zien dat hij zijn oorspronkelijk standpunten aan het heroverwegen is, en dat lijkt me een goede zaak.’

in Silicon Valley zeg je dan: fuck that! En je stopt die miljoenen meteen in een eigen start-up of je wordt met dat geld een angel investor, een durfkapitaalverstrekker. Al het geld dat is verdiend met succesvolle bedrijven, stoppen we op deze manier terug in het ecosysteem. Dat levert weer een berg nieuwe, interessante bedrijven op – en af en toe een debiel bedrijf dat sap uit een plastic zakje wil persen, haha. Begrijp me goed, in Europa hebben jullie echt goede, hoogopgeleide ingenieurs en in veel landen een door de overheid opgezet start-up-ecosysteem, met meetups en bootcamps enzovoort – aan jullie zakelijke jargon ligt het niet. Ik was er zelf ­onderdeel van in Barcelona. Maar de vraag is of het werkt. Want waar zijn jullie Googles? Vergis je niet, Amerikanen zijn eigenlijk gek. Als ze ergens voor gaan, dan gaan ze er ook helemaal voor. In mijn start-up besteedde ik

‘Facebook neemt een kwart tot een derde van het hele internet in’ elk uur dat ik wakker was aan mijn bedrijf. Naar huis gaan om zes uur was er echt niet bij. Ik zie in Europa niet hetzelfde niveau van meedogenloosheid. Dat is ook best logisch, want in Europa is het leven in het algemeen van hogere kwaliteit en je hebt er een sociaal vangnet. Als je bedrijf niet slaagt, heb je toch nog een prettig leven. In de Verenigde Staten is het veel harder: gaat je bedrijf op de fles, dan sta je op straat, soms ook letterlijk.’

In hun techno-optimisme lijken de ondernemers van Silicon Valley de ethiek nog wel eens uit het oog te verliezen.

‘Voor een deel klopt dat. Maar mensen daar zijn echt niet allemaal moreel corrupt, wat soms wordt gedacht. Wel zijn die techneuten vaak bedwelmd door hun eigen techno-optimisme, waardoor ze denken dat elk cool nieuw product het waard is om op de markt te brengen, gewoon omdat het kan.

Ze hanteren vaak twee argumenten. Ten eerste dat technologie altijd voor goede en kwade doeleinden wordt gebruikt. En ten tweede: als wij het niet uitvinden, doet iemand anders het wel. Technici in de Valley denken vaak niet zo goed na over de maatschappelijke gevolgen van wat ze doen. Dat zie je bijvoorbeeld bij Facebook, dat recentelijk veel kritiek krijgt (over fake news en beïnvloeding van de Amerikaanse verkiezingen door Rusland, red.). Daardoor maakt Zuck (Facebook-CEO Mark Zuckerberg, red.) nu een periode van bezinning door. In een recente blogpost biedt hij zijn excuses aan voor het feit dat Facebook soms mensen meer verdeelt dan bij elkaar 40 | de ingenieur 12 | december 2017

Google, Facebook en Amazon zijn zo machtig geworden. Moeten we de macht van die bedrijven niet een beetje inperken?

‘Ik kan me persoonlijk niet zo druk maken over wat bedrijven met mijn data doen. Maar ook hier zie je weer een groot verschil tussen hoe Europanen en Amerikanen ertegen aankijken. Ja, die bedrijven verdienen geld met jouw data en jouw clicks, maar nogmaals: jij hebt niet betaald voor het gebruik van hun diensten. Mensen realiseren zich niet hoe duur het is om Facebook te runnen. Het platform neemt een kwart tot een derde van het hele internet in. Als ik mensen vraag hoe je dat dan helemaal opnieuw zou moeten opzetten, wordt het altijd stil. We hebben nu simpelweg geen beter businessmodel voorhanden.

Bovendien werkt Facebook in de VS samen met de ­over­heid bij het opsporen van online bully’s en gevaarlijke pedofielen; ­types die je echt niet online met je kinderen wilt laten praten.’

U bent zelf geen techondernemer meer. U woont op een zeilboot bij San Francisco, geeft lezingen over de hele wereld, schrijft artikelen en heel soms adviseert u een bedrijf. Al plannen voor een volgend boek?

‘Mijn eerste boek heeft het goed gedaan in de VS. Mijn agent en uitgever zitten dus alweer aan me te trekken voor een volgend boek. Dat zal gaan over ­automatisering en kunstmatige intelligentie, en de grote verschuivingen die daardoor zullen ontstaan.

Want die ontwikkelingen gaan onze economie helemaal ondersteboven gooien en wel veel sneller dan de politiek kan bijbenen. Neem het beroep van vrachtwagenchauffeur. Dat is in twintig staten van de VS het meest voorkomende beroep, maar zal over een jaar of vijf gewoon verdwenen zijn. Een vriend van me werkt bij het bedrijf Starsky Robotics, dat nu al in Florida vrachtwagens test zonder een mens achter het stuur. Die rijden autonoom en worden gemonitord. Een mens kan de besturing dan op afstand overnemen. Dat is wel een fijnere baan, want het ­leven van een chauffeur is behoorlijk zwaar. Maar snel voortschrijdende automatisering is een reëel ­probleem. Om een miljard mensen te voeden, heb je straks nog maar een miljoen mensen nodig. Dus wat gaan we doen met die andere 999 miljoen mensen?

Een basisinkomen is maar een deel van de oplossing, want mensen hebben nu eenmaal behoefte aan het gevoel dat hun inbreng zinvol is en aan orde en regelmaat. Dat houdt me momenteel bezig.’ |

PODIUM

VANESSA EVERS

Dr.ir. Carlo van de Weijer is directeur van het strategisch onderzoeksgebied Smart Mobility aan de TU Eindhoven en tevens werkzaam bij TomTom.

CHRIS VAN ’T HOF

PETER-PAUL VERBEEK

CARLO VAN DE WEIJER

OPWAAIEND STOF In de jaren negentig begon ik mijn carrière bij TNO Wegtransportmiddelen. Voordeel daarvan was dat ik mocht samenwerken met Jouke van der Weide. Hij is een visionair op het gebied van verbrandingsmotoren – en nog steeds de aardigste man die ik ken, maar dat terzijde. Hij voorzag door de sterke daling van uitlaat­gassen een toekomstige discussie over emissies die niet uit de uitlaat komen, zoals remstof en bandenstof. Nu zijn de motoren sindsdien inderdaad extreem veel schoner geworden, maar het is nog opvallend stil rond vervuiling uit andere bronnen dan de uitlaat. Toch denk ik dat dit niet lang meer zal duren.

U zou bij een aankomende bandenwissel eens een weegschaal moeten meenemen om te controleren wat de nieuwe banden meer wegen dan de oude. Dat scheelt kilo’s per band. De banden van een auto verliezen per kilometer ongeveer 0,1 tot 0,2 gram aan gewicht, bij een vrachtwagen is dat bijna 1 g. Dat betekent dat er zo’n ­ 20 miljoen kg bandengruis in allerlei gradaties in de omgeving achterblijft. Een deel als fijnstof – sommige schattingen lopen voorbij de limiet die voor uitlaatgassen geldt – maar ook een deel als microplastics die in de bodem verdwijnen of die via het oppervlaktewater uiteindelijk in zee belanden. Dat zet de discussie over rubberkorrels op kunstgrasvelden in een ander daglicht. Wat betreft dat fijnstof: over het algemeen zijn slijtagedeeltjes

groter en daarmee minder schadelijk dan deeltjes uit een verbrandingsproces. Daar staat tegenover dat banden veel schadelijke componenten bevatten die ook in de omgeving terechtkomen.

En dan produceren auto’s ook nog remstof en veroorzaken ze opwaaiend stof. De schattingen lopen voorbij de orde van grootte van de hoeveelheid die uit de uitlaat komt.

Dat geldt dus ook voor een elektrische auto. Misschien is het feit dat die nauwelijks mechanisch remt door zijn regeneratief remvermogen uiteindelijk wel het grootste milieuvoordeel voor elektrische voertuigen. Treinen produceren eveneens een significante hoeveelheid remstof, ijzerslijpsel en koper- en loodstof van de bovenleiding en pantograaf. Treinen rijden dus allesbehalve emissieloos, zoals in menig reclamespot wordt beweerd.

Limieten voor al deze slijtage-emissies zijn er echter niet, voornamelijk om het erg lastig is om deze uitstoot te meten. Dat klinkt een beetje als de man die in het donker zijn sleutels verliest en besluit om honderd meter verderop te zoeken, omdat daar wel een lantaarnpaal staat.

Toch kunnen het RIVM en TNO zich mijns inziens alvast voorbereiden op Kamervragen over remstof, bandengruis, bovenleidingslijpsel en opwaaiend stof. Het opwaaiend stof zal zeker stof doen opwaaien.

TO DO

t/m 1 maart 2018

Altijd al willen zien hoe een 3D-printer ­metaal print? De komende paar maanden kunt u op de NDSM-werf in Amsterdam­Noord een kijkje nemen bij MX3D. Dit ­bedrijf maakt daar met negen 3D-printende robotarmen een voetgangersbrug, die over een tijdje over een Amsterdamse gracht komt te liggen. De brug wordt ­helemaal van metaal, met vormen die je met ‘gewone’ technieken nooit zou k­ unnen maken. (Zie ook pagina 16.)

Individuele bezoekers kunnen op vrijdagmiddag zo terecht bij MX3D. ­Groepen moeten zich opgeven via mx3d.com/contact.

MX3D Visitors Center, NDSM-plein 27, ­Amsterdam, elke vrijdag van 12.00 tot 16.00 uur

EXTREEM JACHT | 11 januari

illustratie Damen Shipyards

GEPRINTE BRUG |

De SeaXplorers zijn expeditiejachten die locaties kunnen bezoeken variërend van de polen tot de tropen. Er zijn inmiddels vijf modellen, in lengte variërend van 55 tot 100 m, met ruimte voor twaalf tot dertig gasten. De jachten werden ontworpen door scheepsbouwer Damen, in samenwerking met AMELS, EYOS Expeditions en AZURE Yacht Design & Naval Architects. Product Director Yacht Support ir. Mark Vermeulen vertelt over de SeaXplorers tijdens een lezing, georganiseerd door de KIVI-­afdeling Maritieme Techniek.

Lezing Comfort on the Rocks, TU Delft ­faculteit 3mE, Delft, do 11 januari 2018 tekst drs. Jean-Paul Keulen en Marc Seijlhouwer MSc

december 2017 | de ingenieur 12 | 41

foto’s Wellsun

EUREKA

DE PRODUCTONTWERPEN VAN MORGEN

ZONWERENDE GEVEL

tekst ir. Jeroen Akkermans en ing. Paul Schilperoord

Het Delftse verhuisbedrijf Mondial Movers heeft deze herfst een bijzondere zonwerende gevel ­gekregen: de zogeheten Lumiduct. In de 10 m ­hoge glazen constructie draaien transparante ­panelen mee met de zon. De grotendeels glazen panelen bevatten circa tweehonderd piepkleine zonnecellen die loodrecht invallend zonlicht – de voornaamste oorzaak van lichthinder en van op­ warming van een gebouw – omzetten in elek­ triciteit.

‘Bijzonder is dat zonlicht dat door de atmosfeer en de ­omgeving wordt verstrooid ongehinderd langs de zonnecellen het gebouw ingaat’, zegt ­ ir. Stan de Ridder van start-up Wellsun, dat de ­Lumiduct ontwikkelde. ‘De intensiteit van dit daglicht is meestal ruim voldoende om in te ­werken.’

De gebruikte optiek – spiegeltjes, lensjes en licht­ geleiders – is ontwikkeld door de Canadese zonne­ panelenproducent Morgan Solar en focusseert loodrecht invallend licht op de kleine zonnecellen.

Tegelijkertijd stuurt de optiek alles wat onder an­ dere hoeken binnentreedt langs de zonnepanelen.

De opbrengst van de panelen komt volgens ­Well­sun in de buurt van standaardzonnepanelen die verticaal aan een gevel zijn bevestigd. ‘Per

42 | de ingenieur 12 | december 2017

vierkante meter gevel wekt de Lumiduct jaarlijks 65 kWh op. Met normale zonnepanelen is dat zo’n 80 kWh.’ Het opsluiten van de panelen tussen twee grote glazen wanden, wat de Lumiduct een soort aqua­ rium maakt, krikt de energieopbrengst verder op.

Langs de cellen, die een rendement van 30 % heb­ ben, loopt een luchtstroom, opgewekt door een ventilator. Die lucht warmt op en stroomt vervol­ gens door een warmtewisselaar verderop in het aquarium. ‘Deze warmte is bijvoorbeeld te benut­ ten voor het op temperatuur brengen van een ­boiler of kan via absorptiekoeling het gebouw koelen’, aldus De Ridder. ‘De glazen platen zorgen er verder voor dat er geen vuil aankoekt op de ­panelen en bieden bescherming tegen de wind.’

Wellsun werkt intensief samen met de Radboud Universiteit Nijmegen en de TU Eindhoven. Beide universiteiten hebben modellen ontwikkeld die onder meer voorspellen wat de energieopbrengst is van de panelen en het effect op het binnen­ klimaat. Om de modellen te testen, is de gevel van Mondial Movers dit najaar volgehangen met sensoren. ‘Met de gevalideerde modellen willen we in de toekomst de verwachte effecten op een gebouw doorrekenen.’ (JA)

foto’s Laurens Kinkelaar

ZESPOTIGE ZWERMBOTS Zebro is een zespotige looprobot, ontwikkeld door universitair hoofddocent dr.ir. Chris Verhoeven en zijn robotteam van de TU Delft. Zwermen van deze autonome robots kunnen samen een groot gebied verkennen, bijvoorbeeld om overlevenden van een aardbeving op te sporen.

De poten van Zebro bestaan uit twee C-vormige uitsteeksels.

Doordat die uitsteeksels ronddraaien, kan de robot over ruw terrein lopen. Dit door het Amerikaanse bedrijf Boston Dyna­ mics bedachte loopprincipe koppelde Verhoeven aan het idee van zwermrobotica, waarin de robots samenwerken als dieren.

‘Mieren werken bijvoorbeeld met heel simpele regels’, vertelt Mattijs Otten, masterstudent industrieel ontwerpen aan de TU Delft. ‘Ze lopen niet te ver uiteen en niet te dicht op ­elkaar om tussen hen in bijvoorbeeld eten te kunnen ontdekken. ­Vinden ze eten, dan gaan ze hard roepen. Zo kunnen ook zwermen van honderden Zebro’s een groot gebied bestrijken. Vindt een Zebro iets, dan kunnen de dichtstbijzijnde robots dat bevestigen. Zo ontstaat er een heel betrouwbare meting en vormt de zwerm een pad naar de locatie.’

Verhoeven en zijn team bouwden de afgelopen jaren verschillende prototypen van Zebro, maar de essentiële stap van opschalen naar een zwerm ontbrak. Otten maakte daarom als ­afstudeeropdracht een nieuw ontwerp. Dat maakt de looprobot geschikt voor serieproductie. Aangezien Zebro nog volop in ­ontwikkeling is, moest het ontwerp van Otten ruimte bieden om verder te experimenteren. ‘Daarom heb ik de Zebro modulair opgebouwd, waarbij de meeste onderdelen als LEGO-stenen in elkaar zijn te klikken. De basis is een doosvormige behuizing waarin aparte modules zijn te bevestigen. Zo heeft Zebro zes loopmodules met elk hun eigen elektromotor en aansturing.

Gaat er een kapot, dan blijft de rest werken. Ontwikkelen we een betere loopmodule, dan kunnen we ze gewoon omwisselen’, geeft Otten als voorbeeld.

Boven op de behuizing zitten twee aansluitingen voor sensormodules. Die bieden allerlei mogelijkheden, waaronder het lokaliseren van overlevenden na een aardbeving, het detecteren van mijnen en het ruiken van rijp fruit in grote kassen. ‘We zijn nu bezig om een module te maken waarmee de robots elkaar in de zwerm kunnen lokaliseren. Op dit moment zijn de robots individueel namelijk wel slim, maar opereren ze nog niet echt als groep.’

Het ontwerp van Van Otten is al in een kleine serie van tien ­Zebro’s gebouwd. ‘Alle onderdelen zijn ontworpen voor serieproductie middels spuitgieten en extruderen, maar via 3D­­printen en lasersnijden zijn ook kleine aantallen prima te ­maken’, zegt Otten. ‘Deze eerste serie biedt een goed platform om de komende jaren op door te ontwikkelen.’ (PS)

december 2017 | de ingenieur 12 | 43

foto’s Alissa Rees

EUREKA

INFUUSVESTJE Bij een langdurige ziekenhuisopname zijn patiënten overgeleverd aan de steriele en beperkende hospitaalomgeving. Dit overkwam ook ont­ werper Alissa Rees toen ze op haar negentiende leukemie kreeg. Gedu­ rende anderhalf jaar verbleef ze steeds wekenlange periodes in het zie­ kenhuis. Vijf jaar later vormden die opnames de inspiratiebron voor haar afstudeerproject Humanising the White Building aan de Design Academy Eindhoven. Een van haar concepten ‘om het ziekenhuis menselijker te maken’ is de IV-Walk, een infuus zonder infuuspaal die de patiënt ­uit­nodigt om meer te bewegen.

‘Naast de medische behandeling zijn er drie belangrijke dingen om het lichaam te helpen genezen: goed voedsel, mobiliteit, en naar buiten

44 | de ingenieur 12 | december 2017

gaan voor verse lucht en contact met de natuur’, stelt Rees. ‘In een ziekenhuis zijn die alle drie af­ wezig. Zo maakt een infuuspaal het al moeilijk om je kamer uit te komen en de lift in te gaan.’ ­Hoewel een infuus van oudsher werkt op zwaarte­ kracht, zijn moderne systemen voorzien van een pomp. Daarom was de koude metalen infuuspaal op wieltjes rijp voor een herontwerp.

De IV-Walk is een zacht en flexibel hesje dat over het hoofd wordt aangetrokken en met een gesp om het middel is te bevestigen. In de zakken aan de voor- en achterzijde is plek voor de pomp en de infuuszak. ‘De vorm van de IV-Walk is helemaal in balans, zodat het vest niet zwaar is voor de schou­ ders’, licht Rees toe. ‘Het achterdeel is tijdens het zitten achter de stoelleuning te klappen, waardoor het niet in de weg zit.’

De IV-Walk stimuleert de patiënt om meer te ­bewegen en naar buiten te gaan, stelt Rees. ‘De verpleegsters kunnen de pomp via wifi monitoren en stopzetten als er een fout optreedt of als er lucht in de infuusbuis komt. Moderne infuus­ pompen kunnen dat allemaal registreren.’

Rees is momenteel in gesprek met bedrijven om de juiste partner te vinden voor de doorontwikke­ ling van de IV-Walk. (PS)

EUREKA

Een deel van de vrouwen heeft na een zwangerschap te kam­ pen met urineverlies door verzwakte bekkenbodemspieren. Het trainen van die spieren kan helpen om de controle over de blaas te herwinnen. Vaak durven vrouwen daarvoor echter niet de hulp van een dokter of fysiotherapeut in te schakelen. ‘Ze schamen zich, want het onderwerp ligt nog in de taboesfeer’, zegt dr.ir. Valer Pop, een van de oprichters van de start-up ­LifeSense Group.

De start-up komt nu met een oplossing: slim, vocht­absorberend ondergoed dat vrouwen helpt om hun bekken­bodemspieren te trainen. Het ondergoed, Carin Wear gedoopt, bevat een klein vakje voor een sensor die het vochtgehalte in de slip en ver­ snellingen van het lichaam meet. Die gegevens maken duide­ lijk wanneer het urineverlies optreedt, bijvoorbeeld bij intensief bewegen, rustig wandelen of zitten. De data gaan via bluetooth naar een app die op basis hiervan een trainingsschema samen­ stelt. ‘De oefeningen zijn te zien op video’s en richten zich voor­ namelijk op het versterken en stabiliseren van de spieren.’

De sensordata tonen tegelijkertijd of er vooruitgang wordt ­geboekt. ‘Die feedback is belangrijk om het schema vol te

foto LifeSense Group

TRAININGSSLIP

­ ouden. Je wilt zien of de activiteiten helpen om het urine­ h verlies verminderen. De meeste vrouwen hebben binnen drie tot zes maanden profijt van de training.’

Het ondergoed is bij meer dan honderd vrouwen getest. ‘Met hun hulp is onder meer de vorm, grootte en plaats van de ­sensor bepaald. Het design zorgt ervoor dat je weinig van de sensor merkt als je de slip draagt.’ (JA)

PIJPENPRODUCTIE

illustratie Infinipipe

Leidingen voor olie, water en elektra zijn opgebouwd uit stalen of kunststof pijp­ segmenten van 12 tot 20 m. Vrachtwagens voeren die pijpsegementen aan, waarna ze op locatie aan elkaar worden gelast en met kabels door een tunnel worden getrokken. Dat zorgt voor overlast en een behoorlijke belasting van het milieu.

‘Voor een doorsnee leiding van 1 km moet een vrachtwagen twintig keer op en neer rijden’, weet ing. Ahmed El Faramawy van start-up Infinipipe. ‘Bomen en begroeiing, en soms zelfs bebouwing, moeten wijken om ruimte te maken voor het lassen. Snel gaat het ook niet: de voorbereiding, het lassen en het door de tunnel trekken vergt een kleine tachtig uur.’

El Faramawy en zijn compagnon Rahul Shirke MSc staan te popelen om te bewijzen dat het ook anders kan. Het duo werkt aan een treintje van containers dat vlak bij de ingang van een tunnel moet komen om daar volcontinu een naadloze leiding van kunstofcomposiet te produceren. De alsmaar aangroeiende pijp steekt uit de laatste wagon in de tunnel en wordt hier doorheen getrokken. ‘Het met composieten versterkte vloeibare kunststof wordt door een mal geperst en afgekoeld. Het is in feite een extrusieproces’, vertelt El Faramawy. ‘De afmetingen van de mal bepalen de diameter van de leiding, die in principe oneindig lang kan worden.’ Volgens El Faramawy is er voor

de productie van 1 km leiding slechts één 30 voet-container van 9 m lang met grondstoffen nodig. ‘Daarnaast is er nauwelijks of geen ruimtebeslag. Ook gaat de productie een stuk sneller: die leiding van 1 km ligt er binnen 36 uur.’

Infinipipe, dat investeerders zoekt voor de bouw van de eerste productielijn, is onder meer benaderd door bedrijven die kampen met een gebrek aan lasruimte. ‘Bijvoorbeeld door een Amerikaans bedrijf dat een ontzoutingsstation wil aanleggen. Vooral de leidingen van de woonwijken naar het station vormen een probleem, want ze kunnen geen huizen ­slopen.’ De Infinipipe­methode biedt dus ook een ­oplossing voor de krappe Nederlandse haven­gebieden, waar het soms lastig pijpen leggen is. ‘De kabels voor windmolen­parken op zee liggen bijvoorbeeld in pijpen met een lengte van 550 m, die met trekboten worden ­opgehaald uit Noor­wegen. Dat is een zwaar en lastig transport.’

Infinipipe richt zich voorlopig op leidingen voor elektra en water. ‘We moeten eerst hard maken dat met composieten versterkt kunststof een alternatief is voor staal en voldoet aan alle normen. Pas dan benaderen we de olie- en gasindustrie.’ (JA) december 2017 | de ingenieur 12 | 45

foto’s QuantiFire

EUREKA

OORTJE TEGEN OVERVERHITTING Brandweerlieden focussen zich op het redden van mensen en brandbestrijding.

Daarbij lopen ze het risico te bezwijken door oververhitting, omdat ze de signalen daarvan negeren of niet opmerken.

‘Het is moeilijk om te bepalen of je even rust moet pakken, zeker als je midden in een reddings­actie zit’, stelt ir. Olivier van Nieuwmegen, die onlangs aan de TU Delft afstudeerde op het verbeteren van de veiligheid rondom brandweer­­­­­­­­­­­­­­­­­­ ope­raties. ‘Dat is erg gevaarlijk: medici ­vermoeden dat regelmatige en lang­ durige hittestress de kans op hartfalen vergroot.’

Van Nieuwmegen ontwikkelde daarom een oorstukje met sensoren dat brandweerlieden en hun leidinggevenden tijdig waarschuwt. De zogeheten Quanti­ Fire meet hiervoor doorlopend de kerntemperatuur van het lichaam en de hartslag. Algoritmes moeten op basis hiervan voorspellen of het risico dreigt van oververhitting en, als gevolg daarvan, disfunctioneren. Dit moet voorkomen dat een brandweerman pas stopt als hij zich écht niet meer goed voelt.

46 | de ingenieur 12 | december 2017

‘De uitdaging hierbij is om een goede grenswaarde te bepalen, want je wilt dat een brandweerman zich ook niet te vroeg ­terugtrekt’, aldus Van Nieuw­ megen.

De QuantiFire zorgt bovendien voor een betere communicatie door het omgevingsgeluid weg te filteren. Een piepkleine sensor ­registreert spraak door de trillingen op het vibrerende kraakbeen in het oor te meten, dat meetrilt met de stembanden. Het lawaai buiten het oor wordt zo grotendeels ­genegeerd. ‘Deze relatief nieuwe technologie wordt nog niet toegepast door de brandweer. Het is de bedoeling om de sensor te integreren in de QuantiFire.’

Van Nieuwmegen, die nog op zoek is naar partners, gaat binnenkort samen met de brandweer van Schiphol data verzamelen om de ­algoritmes te trainen.

‘Dat willen we doen tijdens

brandweertrainingen. Daarnaast moet blijken of het meten van de hartslag en ­lichaams­temperatuur voldoende is voor accurate voorspellingen.’

Van Nieuwmegen ziet ook andere toe­ passingen van de QuantiFire voor zich.

‘Denk aan hoogbouwwerkers in warme landen of sporters, zoals wielrenners.’ (JA)

KANKERSCAN Huidkanker is wereldwijd de meest voor­ komende vorm van kanker; in Nederland krijgt een op de zes mensen ermee te maken. Vroegtijdig melanomen opsporen vergroot de overlevingskansen aanzien­ lijk, maar de huidige detectiemethoden zijn vaak tijdrovend doordat er een punc­ tie of specialist aan te pas moet komen.

Vier studenten van de Canadese McCaster University ontwikkelden daarom het ­detectiesysteem sKan, dat goedkoop is te maken en snel een diagnose stelt. Het sKan-team won met het ontwerp de ­internationale James Dyson Award 2017.

Kankercellen hebben een hogere meta­ bolische snelheid dan normale weefsel­ cellen. Hierdoor is kankerweefsel sneller in staat weer warm te worden dan ge­ woon weefsel. Dit verschil is te detecte­ ren met thermische beeldvormingstech­ nieken, zoals warmtebeeldcamera’s met een hoge resolutie. Zulke camera’s kos­ ten echter meer dan 20 000 ­euro. De vier studenten, Michael Takla, Rotimi Fadiya, Prateek Mathur en Shivad Bhavsar, ­ontwikkelden een alternatief dat ge­ bruikmaakt van een reeks thermistors; nauwkeurige en goedkope temperatuur­ sensoren. De sKan wordt op de huid ­geplaatst en is in staat om, na het snel afkoelen van de huid, weefselgebieden te lokaliseren die sneller warmte ­genereren dan de normale weefsel­ cellen. De temperatuurverschillen zijn op een warmtekaart af te lezen op een ge­ wone computer. Een arts moet vervol­ gens bepalen of het nodig is de patiënt voor nader onderzoek door te verwijzen.

De verwachte kosten van de sKan liggen rond de 1000 euro. Het sKan-team wil het prijzengeld van de James Dyson Award à 30 000 pond gebruiken om hun ontwerp te verbeteren, zodat het voldoet aan de normen van de Amerikaanse Food and Drug Administration. (PS)

Rond de eeuwwisseling deden mijn zus en ik mee aan een masterclass over de toekomst van de film bij het Internationaal Film Festival in Rotterdam. Samen gingen we op zoek naar hoe mensen over de hele wereld konden samenwerken aan een documentaire over goede voornemens. Veel van ons werk richtte zich op hoe we konden omgaan met bandbreedte en het tonen van films via internet. Het zou nog vijf jaar duren voordat YouTube van start ging. Met experts vanuit alle hoeken kregen we inzichten in hoe we het digitale medium en internet konden inzetten voor onze productie.

Vooral Joseph Pine, schrijver van The Experience Economy, maakte veel indruk. Hij sprak over hoe we als ­consumenten aanvankelijk de meeste waarde zagen in grondstoffen en goederen, maar hoe we in de toekomst ­alleen nog waarde zouden hechten aan ervaringen. Als ­voorbeelden gaf hij de pretparken van Disney en ervaringsrestaurants als Mars 2112, waar bezoekers een kaartje naar Mars konden kopen om vervolgens in een capsule te worden ‘getransporteerd’ naar de rode planeet om daar een Quasar Quesadilla te eten.

KELLER

foto sKan/McCaster University

AUTENTHIEK

Na zijn verhaal kon ik het als jonge, bevlogen product­ ontwerper niet laten om een kritische opmerking te maken.

‘Zo’n volkomen gefabriceerde ervaring zou hier nooit werken, omdat wij te nuchter zijn om mee te gaan in het spelletje.

Wij houden van echt eten en pure ervaringen; niet van de ­decorstukken die we kennen uit de parken als Disneyland.’

In een TED Talk uit 2004 kwam Pine terug op mijn punt. Zijn weerwoord was dat er niet zoiets is als een on-authentieke ervaring. We maken voor onze ervaringen immers altijd wel gebruik van kunstmatige stimuli. Zelfs bij een boswandeling dragen we schoenen en willen we graag bereik voor onze mobiel, voor het geval dat we verdwalen. Pine maakt zijn betoog af met zijn verbazing over Nederland, waar volgens hem alles net zo kunstmatig is als in Disneyland. ‘Er is geen vierkante meter grond die niet op de zee is veroverd of op een andere manier verplaatst, gewijzigd en gemanicuurd om eruit te zien alsof hij er altijd is geweest.’

Dat gebrek aan authenticiteit wordt nu ook vaak aangehaald als het gaat over digitale communicatie. We vergeten hierbij snel dat het zogenaamde ‘echte contact’, in de vorm van een goed gesprek, een handgeschreven brief of een ouderwets telefoontje, eigenlijk ook wordt gemedieerd door kunstmatige interventies als taal, schrift en telecommunicatie.

Gelukkig kon ik in november bij het Internationale Documentaire Festival in Amsterdam ervaren hoe mensen de nieuwe media ondanks hun beperkingen omarmen om hun verhaal te vertellen. Zo voelde ik in een VR-ervaring hoe het is om Lenin te zijn tijdens zijn speech in Petrograd en ervoer ik ­alleen door geluid en warmte hoe het is om als een komeet door ons zonnestelsel te vliegen. Niet de technologie bepaalt hoe echt de ervaring is, maar de intentie van het verhaal.

Dr.ir. Ianus Keller doceert aan de TU Delft en werkt als onderzoeker en ont­ werper bij For Inspiration Only. Dit is zijn laatste column voor De Ingenieur; vanaf volgende maand neemt dr.ir. Rolf Hut het van hem over.

december 2017 | de ingenieur 12 | 47

DE ONLINE PROFESSIONAL DEVELOPMENT TOOL De OPD-tool helpt KIVI-leden met de planning en strategie van hun professionele ontwikkeling.

Vanaf januari 2018 op www.kivi.nl/ opd

Engineer your career • Improve our society Stel doelen

Stel jezelf voor

Helpt bij je strategie voor persoonlijke en bedrijfsdoelstellingen.

Chartership

Een krachtig hulpmiddel om anderen de waarde van je werk en prestaties te tonen.

Hou je vooruitgang bij

Geïntegreerd met het Chartershipproces in alle fasen: IPD, aanvraag en CPD.

Maakt het gemakkelijk om jouw voortgang bij te houden en te evalueren.

De OPD-tool is geschikt voor alle carrièrefasen en -paden

charteredengineer.nl

BELANGRIJKSTE VOORDELEN Professionele planning CV-ontwikkeling Portfolio-ontwikkeling Rapportages voor jezelf, klanten of werkgever Chartershipproces Bijhouden van je continue professionele ontwikkeling

Exclusief voor KIVI-leden Met trots introduceert KIVI de Online Professional Development (OPD) tool. Met deze tool krijgen KIVI-leden de mogelijkheid om op een gebruiksvriendelijke manier hun professionele ontwikkeling bij te houden.

De OPD-tool biedt een flexibel framework, geschikt voor ingenieurs in alle fasen van hun loopbaan en in verschillende functies. Je kunt de tool op verschillende manieren gebruiken. Of het nu gaat om het plannen van een carrièrestap, projectplanning, om activiteiten vast te leggen voor je professionele ontwikkeling, of wanneer je aan de slag gaat met je Chartershipcertificatie.

De tool geeft inzichten en voorbeelden over hoe je jezelf professioneel verder kunt ontwikkelen. Ook kun je ermee je werk naar anderen toe zichtbaar maken. De mogelijkheid om competenties te benoemen helpt je om gebieden waar je sterk in bent te identificeren, en ook de gebieden die wellicht meer ontwikkeling nodig hebben. Je kunt eenvoudig naar eigen smaak diverse rapportages maken, voor jezelf of voor anderen. De OPD-tool biedt een ideale oplossing om alles op één plek te bewaren.

Chartered & Incorporated Engineers Werk online aan jouw portfolio en volg de voortgang ervan.

Begeleiding bij het structureren van jouw portfolio en uploaden van bewijs.

Lever alle vereiste documentatie online aan.

Blijf eenvoudig je CPD-uren bijhouden na kwalificatie.

OPD DASHBOARD

charteredengineer.nl

Rapporten Creëer rapporten om je eigen voortgang te volgen of om anderen te informeren, zoals je werkgever of een potentiële klant.

Voeg taken toe Selecteer competenties Voeg structuur toe aan jouw planning en ontwikkeling.

Reflecteren Reflecteer op je prestaties en gebruik dit voor je ontwikkeling.

Voeg bestanden toe Upload ieder bestandstype.

Stel doelen in Selecteer een datum met herinnering.

HOE DE ICT GROENER IS TE MAKEN

Zuiniger internet De ICT-sector verbruikt wereldwijd evenveel energie als de luchtvaart. Maar compensatie van CO2-uitstoot of een gegarandeerd duurzame cloud zijn voor internetters vreemde begrippen. Gelukkig doen bedrijven wél hun best om efficiënter met stroom om te springen. tekst Marc Seijlhouwer MSc

V

an alle energie die we opwekken op aarde gaat 2,5 % naar informatie- en communicatietechnologie. Het internet, de cloud, het in de lucht houden van de miljoenen websites – alles samen kost het bergen energie. En het lijkt er niet op dat de energiebehoefte van computers de komende jaren minder wordt.

Zo neemt het streamen van video toe in populariteit en dat vereist meer data, en dus meer energie, dan het ‘verplaatsen’ van foto’s.

‘Het energieaandeel van ICT is even groot als dat van de luchtvaart’, stelt universitair hoofd­docent dr. Paola Grosso van de Universiteit van Am­­­ster­­ dam. Ze onderzoekt de manieren waar­ ­op netwerken zuiniger en efficiënter zijn te maken. Bij een vliegtuig kun je, als je dat wilt, compenseren: je klikt een vinkje aan, betaalt een paar euro meer en er worden wat extra bomen geplant.

Zo kun je met een schoon geweten op reis. Voor het internet bestaat zoiets ook: Ecosia.org is een groene zoek­

machine die naar eigen zeggen al 18 miljoen bomen plantte. Helaas is dat slechts een schijntje ten opzichte van de hoeveelheid CO2 die via het energieverbruik van ­internetters de lucht in is gegaan.

Want het internet kost nogal wat stroom. ‘Via een streamingdienst 27 keer een liedje luisteren kost evenveel energie als het produceren, verpakken en opsturen van een cd’, zei Dagfinn Bach van het Noorse digi­tale-audiotechnologiebedrijf

GROEN WEBKEURMERK ONHAALBAAR Hoe kun je als consument je steentje bijdragen aan een duurzaam, klimaatneutraal internet? Webbrowser Ecosia.org compenseert voor elke zoekopdracht door bomen te planten. En Thegreenwebfoundation.org wil het internet groener maken. Op die website kun je checken of domeinen worden gehost op een groene server of niet. Google.nl en Deingenieur.nl zijn bijvoorbeeld groen, maar nieuwswebsite Nu.nl niet.

Is het een idee om een duurzaamheidskeurmerk

50 | de ingenieur 12 | december 2017

te introduceren voor software, zoals dat ook voor ­levensmiddelen bestaat? Het probleem is volgens dr. Paola Grosso van de Universiteit van Amster­­dam dat het verbruik van software veranderlijk is. ‘Afhankelijk van je gebruik vraagt bijvoorbeeld een browser meer of minder energie. Het is erg moeilijk om een intrinsiek zuinige browser te bouwen, terwijl je wel een zuinige auto of stofzuiger kunt ontwerpen. Dat maakt het lastig om een l­abel aan internettoepassingen te hangen.’

foto Jorge Jorquera

De binnenkant van een datacenter van Google. Het internetbedrijf werkt aan het klimaatneutraal maken van al zijn datacenters.

Bach ­Tech­-nology in muziekblad Music Ally. Google onthulde in 2011 dat alle servers van het bedrijf samen evenveel energie verbruiken als nodig is om 260 000 huishoudens constant van stroom te voorzien. Dat komt neer op een schamele 0,0003 kWh per Google-zoek­ opdracht. Zo bekeken valt het wel mee met de impact, maar het is het

‘Een video uploaden gaat zo soepel dat het niet veel lijkt te kosten’ ontzagwekkende volume van zoekopdrachten en gestreamde liedjes en series dat het internet tot een stroomslurper maakt. In de Verenigde Staten alleen al zullen alle datacenters samen in 2020 een energie­b ehoefte van 140 miljard kWh hebben, aldus een studie van de Amerikaanse National Resource Defense Council.

Verdampend water Wie één extra fotootje op Instagram plaatst, heeft echter niet ­meteen het gevoel bij te dragen aan die enorme energieconsumptie. En daarin

zit ook meteen het probleem voor de milieu­ bewuste consument. Grosso: ‘Je merkt eigenlijk niet dat het een milieu-impact heeft. Je foto’s gaan ongemerkt naar de cloud en het uploaden van een leuke video op Facebook gaat zo soepel dat het niet veel lijkt te kosten. Mede daarom is er nauwelijks bewustzijn – althans, bij de consumenten.’

Want dat het internet energie kost, hebben de bedrijven die al die digitale informatie beheren wel degelijk door. Zij doen al jaren hun best om de zogenoemde power usage effectiveness (PUE) omlaag te krijgen. PUE is een maat voor de effi­ ciëntie van een datacenter. Een PUE van 1 is ­ideaal, want dan gaat alle energie naar het managen en versturen van data. Alles boven de 1 duidt op verspilling. Denk aan dataservers die niets aan het doen zijn en wel aanstaan, airco’s die hun koele lucht niet effectief wegblazen, enzovoort.

Die PUE kan op allerlei manieren omlaag. In Amsterdam is eind november het eerste deel van een datacenter in gebruik genomen dat is uit­ december 2017 | de ingenieur 12 | 51

foto eBay Inc.

Een datacenter van veilingwebsite eBay in de Amerikaanse staat Utah.

gerust met adiabatische koeling: de servers koelen af met behulp van verdampend water (zie ook het augustusnummer van De Ingenieur).

Daardoor is er geen airco meer nodig en dat scheelt in de kosten én het stroomverbruik.

‘De oplaadsnelheid was bij elektrische auto’s ook niet de allereerste zorg’ Daarnaast wordt het center zo opgebouwd dat alle servers optimaal met elkaar communiceren.

Het gevolg is een PUE van 1,04; heel dicht bij het ideaal. De benodigde energie is voor 100 % afkomstig van duurzame bronnen.

Slimme software Wereldwijd worden datacenters zuiniger, doordat ze efficiënter gaan communiceren. ‘De effec­ tiviteit van de netwerken zelf verbetert pas de ­afgelopen jaren een beetje’, vertelt Grosso. ‘Daarvóór zochten ICT-bedrijven het in het zui­niger maken van hardware, waar ook de ver­betering 52 | de ingenieur 12 | december 2017

van airco onder valt. Nu pas nemen ze het netwerk en de keten van het internet onder de loep.’

In het bijzonder is er aandacht voor inefficiënte software, want die bepaalt steeds meer hoe apparaten zich gedragen. ‘Een device kan vaak veel en de programmeur bepaalt welke functie het apparaat gaat vervullen. Dat maakt het hele netwerk van hardware flexibeler, maar het is ook ingewikkelder om het allemaal veilig en energiezuinig te krijgen.’ Grosso vergelijkt het met de elektrische auto. ‘Er moest eerst een efficiënte elektromotor komen voordat we ons druk gingen maken over de werking van de laadpalen of de snelheid waarmee auto’s ­opladen.’

Inmiddels is deze netwerkoptimalisatie een van de belangrijkste punten waarop datacenters winst kunnen behalen. ‘Afhankelijk van de drukte van een netwerk kan een goede netwerkstructuur met flexibele software 20 tot 50 % schelen in energieverbruik.’ Die winst verschilt wel van dag tot dag, geeft Grosso toe. ‘Als je alle capaciteit van het netwerk gebruikt, is optimalisatie niet meer mogelijk. Maar meestal is met slimme software een hoop te besparen.’

Grosso’s onderzoekswerk is niet aan dovemansoren gericht. Ze werkt onder meer samen met KPN en de Amsterdam ArenA, die hun digitale infrastructuur graag programmeerbaar willen maken. Alle efficiëntieslagen lijken een grote impact te hebben op het verbruik van datacenters. Een studie van het Amerikaanse ministerie van Energie liet zien dat de energievraag van datacenters in de VS steeds minder hard groeit: van 90 % tussen 2000 en 2005, naar 24 % tussen 2005 en 2010 tot slechts 4 % sinds 2010. De groeiende honger is dus goeddeels gestild; nu moeten de centers hun energiebehoefte, die nog steeds fors is, uitsluitend uit duurzame bronnen gaan halen. Als dat het geval is, kan ook de bewuste consument naar hartenlust up- en ­downloaden. |

DAG VAN DE INGENIEUR WOENSDAG 21 MAART 2018 Met de uitreiking van de Prins Friso Ingenieursprijs aan de Ingenieur van het Jaar wil het Koninklijk Instituut Van Ingenieurs (KIVI) zichtbaar maken welke meerwaarde ingenieurs hebben voor de maatschappij.

Kijk voor de criteria van de Ingenieur van het Jaar en verdere informatie op: www.kivi.nl/dagvandeingenieur Het indienen van nominaties voor de Ingenieur van het Jaar kan tot en met 31 december 2017. De winnaar wordt tijdens de Dag van de Ingenieur op 21 maart 2018 bekendgemaakt.

met medewerking van:

NOMINEER JOUW FAVORIET VOOR:

DE PRINS FRISO INGENIEURSPRIJS INGENIEUR VAN HET JAAR 2018

@dagvandeingenieur #dvdi2018

FOUTE ARCHITECTEN Het boek Bouwkunst en de Nieuwe Orde gaat over de keuzes waarvoor architecten zich tijdens de bezetting zagen gesteld en de wijze waarop daarover na de Tweede Wereldoorlog binnen en buiten de beroepsgroep is geoordeeld.

MEDIA

Was de beroemde architect J.J.P. Oud, medeontwerper van het monument op de Dam, fout in de Tweede Wereldoorlog? Daar lijkt het wel op. Oud was lid van de door de Duitsers ingestelde Nederlandsche Kultuurkamer en tijdens de bezetting aangesteld als supervisor voor de wederopbouw van het Rotterdamse Hofplein. Ook zou hij volgens een bron rijkscommissaris Seyss-Inquart rechtstreeks met een ontwerpvoorstel voor Rotterdam hebben benaderd, maar daarvoor is behalve een schets geen bewijs gevonden. Oud werd na de oorlog niet vervolgd. Ook S. van Ravesteyn, die als architect van de Nederlandse Spoorwegen een salonrijtuig voor Seyss Inquart ontwierp, ging vrijuit. Maar tegelijk was er een grote groep architecten die wel werd aangepakt.

Auteur dr.ir. David Keuning, redacteur van het internationale architectuurtijdschrift Mark Magazine, onderscheidt in Bouwkunst en de Nieuwe Orde twee p ­ rocesvormen om degenen die met de bezetter collaboreerden te veroordelen: berechting (processen gevoerd in bijzondere gerechtshoven en ­tribunalen) en, voor lichtere gevallen, zuivering (tuchtrechtelijke processen door de Ereraad voor de Architectuur). Keuning is onlangs aan de Vrije Universiteit Amsterdam gepromoveerd op zijn zeer

onder redactie van ir. Frank Biesboer m.m.v. drs. Herbert Blankesteijn, ir. Jim Heirbaut en ing. Henk Tolsma

doorwrochte betoog. Hij heeft nabestaanden geïnterviewd en zijn zoektocht door de archieven van eerdergenoemde instanties is indrukwekkend.

Verplicht lid Tijdens de Tweede Wereldoorlog is er in Nederland weinig gebouwd. In de zomer van 1942 werd een bouwstop afgekondigd. Daarna zijn er nog wel verdedigingswerken aangelegd, zoals bunkers en beschermende constructies voor civiele doeleinden.

De Duitse bezettingsmacht installeerde de Nederlandsche Kultuurkamer, die de rol van de Bond van Nederlandse Architecten (BNA) moest overnemen en die onder meer opdracht kreeg om architectuur op nationaalsocialistische leest te schoeien. Architecten moesten verplicht lid worden, met bijbehorende ondertekening van de ariërverklaring. Maar vanwege de bouwstop is er van nationaalsocialistische invloed op de Nederlandse architectuur ­nauwelijks sprake geweest.

De mate waarin individuele architecten betrokken waren bij het nationaalsocialistische regime, verschilde van persoon tot persoon. De zwaarste gevallen betroffen architecten die actief waren in bezet Oost-Europa, onder wie A. Soetens en B. Bozeman, of in de Nederlandsche Kultuurkamer, zoals G.A.C. Blok.

Ook waren er architecten die hadden gewerkt voor Duitse opdrachtgevers, zoals NSB-lid Charles Quéré, die verschillende onderkomens voor de NSDAP in Nederland ontwierp. Daarnaast passeren veel mildere vormen van collaboratie de revue in Keunings ­onderzoek.

Het conferentieoord Woudschoten uit 1931, ontworpen door onder meer Charles Quéré, de zwaarst gestrafte architect na de Tweede Wereldoorlog.

54 | de ingenieur 12 | december 2017

TESLA’S GEHEIMEN Hoeveel architecten door bijzondere gerechtshoven en tribunalen zijn berecht, is slechts een schatting, want van wegens collaboratie veroordeelde Nederlanders werd geen beroep genoteerd. Naar schatting waren 62 architecten onderwerp van justitieel onderzoek, waarvan er 6 zijn veroordeeld door een bijzonder gerechtshof en 19 door een tribunaal. De zwaarste straf werd uitgesproken over Quéré, die zeven jaar detentie aan zijn broek kreeg. Opvallend is, aldus Keuning, dat collaborerende aannemers en makelaars aanmerkelijk zwaardere ­straffen kregen dan architecten.

Er was nog een tweede traject: zuivering van de beroepsgroep door de Ereraad voor de Architectuur. Deze kon besluiten tot berisping, een geldboete, of een al dan niet tijdelijk verbod op beroepsbeoefening. Hoeveel architecten door de Ereraad, be­­staande uit juristen en burgers, zijn veroordeeld, is door gebrekkige documentatie moeilijk vast te stellen, maar minstens 66 zijn er ondervraagd en ten minste 39 daarvan zijn veroordeeld.

In zijn algemeenheid is de zuivering door Ereraden (ook die voor kunstenaars) niet zo goed geslaagd. Er werden collectieve uitspraken gedaan en de informele werkwijze bij indivi­duele beoordelingen leidde tot oppervlakkigheid. De notulen van de Ereraad bevatten weinig bewijsstukken of getuigenverklaringen. De raad maakte bovendien enkele grote fouten. Zo verscheen in augustus 1945 op basis van gebrekkig onderzoek een lijst van 61 veroordeelde architecten, die later moest worden ingetrokken.

De nieuwe tv-serie Tesla gaat op zoek naar de geheimen van deze excentrieke uitvinder.

Verzet Verschillende veroordeelde architecten gingen na het uitzitten van hun straf verder met hun werk. Sommige deden dit door zich te associëren met niet veroordeelde vakbroeders, waardoor ze in de schaduw konden blijven. Anderen gingen voor eigen rekening verder.

De meest succesvolle van hen was H. van Vreeswijk, die zich na afloop van zijn gevangenschap op 8 mei 1948, 42 jaar oud, op de wederopbouw stortte. Hij verbouwde in 1952 het Nieuwe De La Mar Theater in Amsterdam en ontwierp in 1955 de naastgelegen Calypsobioscoop. In de jaren zestig tekende hij plannen voor grootschalige woningbouwprojecten.

Er zijn ook architecten actief geweest in het verzet. Sommigen moesten hun bijdrage daaraan met de dood bekopen, onder wie D. Brouwer en H. Brusse. Enkele architecten van Joodse afkomst kwamen om in concentratiekampen, zoals H. Elte en B. Neter.

Hoewel het eigenlijk buiten het bestek van zijn studie valt, citeert Keuning een bron die niet onder de indruk is van dat architectenverzet. Oorzaken waren, aldus de bron, ‘een weifelende houding van het hoofdbestuur (van de BNA, red.), de overname van deze organisatie door de bezetter op 18 juni 1941, en het ontbreken van politieke betrokkenheid bij een groot deel van de leden’. Maar ze waren er wel, zoals J. Bot, na de oorlog gemeenteraadslid voor de CPN in Amsterdam. (HT)

Uitvinder Nikola Tesla overleed in 1943 berooid en gedesillusioneerd in een New Yorkse hotelkamer. Maar was dat wel een natuurlijke dood? Er waren geruchten dat bepaalde groeperingen hem het zwijgen wilden opleggen. Waren zijn baanbrekende ideeën over dode­ lijke stralen, draadloze stroom en aardbevingsmachines misschien te gevaarlijk? In een nieuwe serie van Disco­ very gaan twee Tesla-kenners op zoek naar de tachtig containers die de Servisch-­Amerikaanse uitvinder ergens in de grond zou hebben gestopt. Hiermee zou hij hebben willen voor­komen dat zijn geheimen in verkeerde han­ den zouden vallen.

Ook Tesla’s levensverhaal komt aan bod. De uitvinder had een goede opleiding gehad aan de polytechnische school in het Oostenrijkse Graz. Eind negentiende eeuw emi­ greerde hij naar de Verenigde Staten, waar hij al snel de aandacht trok van de beroemde Edison. Tesla ging voor hem aan het werk, maar de twee konden niet goed door één deur. Tesla vertrok en richtte een eigen bedrijf op, waar hij een elektromotor op wisselstroom ontwikkelde.

In die tijd had de technologie gebaseerd op gelijkstroom nog een voorsprong, maar Tesla ging samen met George Westinghouse – ingenieur, ondernemer en ook wissel­ stroomadept – de strijd aan met Edison, de belangrijkste voorvechter van gelijk­stroom. En met succes, want wissel­ stroom werd de standaard.

In zijn laatste jaren werd Tesla vaak gezien als ‘gekke geleerde’, maar misschien was hij zijn tijd gewoon te ver vooruit. Zo werkte hij aan het idee dat je met gigantische zendmasten energie draadloos van A naar B zou kunnen versturen. Daar kon destijds echter niemand wat mee.

Daarop trok hij zich steeds meer terug uit de hoge sociale kringen waarin hij voorheen verkeerde en werd hij steeds excentrieker. In de laatste jaren van zijn leven zat hij vooral duiven te voeren. Zijn naam leeft voort in een luxe automerk met, inderdaad, alleen elektrische auto’s. (JH)

BOUWKUNST EN DE NIEUWE ORDE. COLLABORATIE EN BERECHTING VAN

TESLA | Discovery Channel | Vanaf 18 januari | 21.30 uur

NEDERLANDSE ARCHITECTEN 1940-1950 | 422 Blz. | € 29,95

december 2017 | de ingenieur 12 | 55

MEDIA

WATERBOUW MEER DAN TECHNIEK Waterbouwkundige werken als dijken en rivierverruiming dienen meer dan alleen de water­ veiligheid. Ze gaan ook over ruimtelijke kwaliteit, natuurontwikkeling, recreatie en stads­schoon, zo luidt de boodschap van Voorbij de dijken.

Het rijkelijk aanwezige beeldmateriaal in Voorbij de dijken laat goed zien hoe mooi waterbouwkundige werken kunnen zijn. Zo zien we steden aan rivieren met aanlokkelijke waterfronten, een parkeergarage in een duin, een klimaatdijk die ook plaats biedt aan woningbouw, natuur tussen uitgegraven geulen in de uiterwaarden, de strakke architectuur van inlaten en duinen voor de Hondsbossche en Pettemer Zeewering.

Voorbij de dijken is een etalage voor het huidige Rijksbeleid, waarbij netelige kwesties als versterking van de Markermeerdijk bij Durgerdam of het al dan niet aanleggen van de hoogwatergeul Varik-Heesselt onbesproken blijven. Eigenlijk worden alleen de waterbouwkundige ingenieurs en de techniek kritisch aangesproken. Een paar citaten ter illustratie.

Over de dijkversterking langs de rivieren: ‘De recht­ lijnige technocratische oplossingen van Rijkswaterstaat maakten meer kapot dan de samenleving

inmiddels lief was.’ Over de Deltawerken: ‘De powerplay van ingenieurs is nog af te lezen aan de stormvloedkeringen, sluizen en geavanceerde dammen.’ En over de nieuwe aanpak: ‘Het ontwerp is minder een ingenieursoplossing geworden en meer het resultaat van een creatieve belangenafweging …’

Uitgespeelde rol Het boek zet ingenieurs en techniek dus een beetje weg als de boeman. Een vervelende boodschap voor de Delftse waterbouwingenieurs? Niet getuige hun laatste Waterbouwdag, waar bouwen met de natuur een van de centrale thema’s vormde. De discussie over de beperkingen van de klassieke dijkenaanpak is allang gevoerd en is dus ook bij waterbouwkundige ingenieurs gemeengoed.

Maar is daarmee nu ook hun rol uitgespeeld? Gezien de harde woorden zou je mogen verwachten dat het boek die vraag stelt, maar dat gebeurt niet. En dat terwijl de moderne waterbouw vaak een nog veel groter beroep moet doen op waterbouwkundige kennis dan het louter ontwerpen van een dijk. Hoe, bijvoorbeeld, gedraagt zand zich wanneer dat in het kader van bouwen met de natuur in grote hoeveel­ heden voor de kust wordt neergelegd? Hoe zorg je dat een hoogwatergeul zijn werk goed doet? Wat betekent het voor de sterkte van een dijk als daar ook woningen in komen? Hoe weet je dat een dijk ook aardbevingsbestendig is? Het boek claimt een beeld te schetsen van de moderne waterbouw, maar is deels nog blijven steken in een oude discussie. (FB) VOORBIJ DE DIJKEN | 256 Blz. | € 39,95

Inlaat van de hoogwatergeul bij Veessen-Wapenveld.

Klimduin voor de oude Honds­ bossche en Pettemer Zee­wering.

56 | de ingenieur 12 | december 2017

Natuur in de uitgegraven geulen van de IJssel bij Deventer.

MEDIA

ROBOTBURGER foto ITU

Robot Sophia is sinds 25 oktober Saoedisch staatsburger.

Wat kunnen we allemaal met kunstmatige intelligentie, nu en in de toekomst? Dit boek probeert een beeld te schetsen van de snelle ontwikkeling van slimme computers.

DE DIGITALE BUTLER | 176 Blz. | € 20,-

Robot Sophia kreeg het staatsburgerschap van Saoedi-Arabië. Maar aan burgerrechten heeft ze niets, want het ontbreekt haar aan echte intelligentie.

Het was goed voor de fabrikant, Hanson Robotics, goed voor het gastland Saoedi-­ Arabië en goed voor elke site die erover schreef, want zo gaat dat met viraal nieuws. Eind oktober kreeg robot Sophia het staatsburgerschap van Saoedi-Arabië tijdens de conferentie Future Investment Initiative, met een mediacircus tot gevolg. Het Arabische land, dat pas een maand eerder vrouwen toestond een auto te besturen, wilde met die conferentie over technologie zichzelf op de kaart zetten als progressief en verlicht.

Wat de burgerrechten van de robot inhouden, werd nergens duidelijk.

Sophia zou trouwens geen auto kunnen besturen. Ze kan niet eens lopen en zou niets kunnen met burgerrechten zoals wij die kennen: vrijheid van meningsuiting, vergadering en godsdienst.

Klassieke schoonheid Het is natuurlijk geen toeval dat deze robot naar het beeld van de vrouw is geschapen. Geef een machine vrouwelijke trekken, een zwoele stem en een glimlach, en die is meteen een stuk minder bedreigend. Hanson Robotics heeft het zelfs over ’klassieke schoonheid’, ‘diep expressieve ogen’ en een ‘intrigerende glimlach’. Maar die glimlach was vooral krampachtig. Door de gebrekkige

menselijke trekken is ze eerder eng dan geruststellend.

Ongemakkelijk was verder het interview met de robot. ‘You look happy’, las de interviewer van zijn papiertje. Sophia, zogenaamd ad rem: ‘I always look happy when I’m surrounded by smart people.’

Het was typisch zo’n gescripte, slecht geacteerde podium­dialoog. Niets spontaans, geen onverwachte vraag uit het publiek bijvoorbeeld en dus ook geen foutje dat aannemelijk had kunnen maken dat het allemaal echt was. Wel kon Sophia moeizaam en mechanisch zwaaien naar het publiek. Voor de toehoorder was het echter niet te onderscheiden van vooraf bedacht toneelstukje.

Juiste proporties De website van Hanson Robotics vertelt niet wat Sophia werkelijk presteert. Wel dat ze wereldleiders heeft ontmoet en in panels heeft gezeten. Wat een uitstekend tegenwicht bood dan de nieuwssite The Verge. De redactie liet Joanna Bryson aan het woord, onderzoeker in de ethiek van kunstmatige intelligentie. Zij noemde Sophia ‘klinkklare nonsens’. Ook sprak The Verge met Ben Goertzel, onderzoeksbaas van Hanson Robotics. The Verge confronteerde hem met de uitspraak van zijn directeur David Hanson dat Sophia ‘in feite leeft’. Dat dwong Goertzel tot verbale acrobatiek, waarmee hij Hanson eigenlijk wegzette als een artiest die maar wat roept. En waarmee ook Sophia tot de juiste proporties is teruggebracht.

Nu te bekijken via Netflix: de serie Mars van National Geographic. Dit zesdelige docudrama biedt een mix van interviews met deskundigen en gedramatiseerde beelden van een bemande missie naar de rode planeet.

MARS | Netflix

Met de nodige technische slimmigheden kan de zon in een groot deel van onze energie­ behoefte voorzien met waterstof als energiebuffer, zo legt dit boek uit. Verder schetst het hoe dat duurzame energiesysteem er in Nieuwegein uitziet.

SOLAR POWER TO THE PEOPLE | 96 Blz. | gratis via www.alliedwaters.nl

Sinds kort online: het videoplatform NXtv. Dit kanaal toont Nederlandstalige filmpjes voor jongeren van enkele minuten over gadgets en banen in de techniek, ­gemaakt in opdracht van bedrijven.

NXTV | www.nxtv.nl

Aan de hand van apparaten, schaalmodellen, technische tekeningen en foto’s presenteert dit boek fragmenten van de 175-jarige geschiedenis van de TU Delft. Bijzonder is het hoofdstuk over de ontdekking van de elektron­ spin door Ralph Kronig, die daar nooit de erkenning voor kreeg.

175 JAAR TU DELFT | 200 Blz. | gratis via

Technologiejournalist drs. Herbert Blankesteijn schrijft in De Ingenieur elke maand over wat hem opvalt op internet.

www.kivi.nl/boek

december 2017 | de ingenieur 12 | 57

VOORWAARTS

MENSAANGEDREVEN VLIEGTUIG TOCH MOGELIJK

Luchtfietserij De Britse uitvinder John Starley introduceerde in 1885 een fiets met Orville en Wilbur Wright het eerste werkende gemotoriseerde ­vliegtuig.

Een combinatie van de twee lag voor de hand. Net toen de uitdrukking ‘luchtfietserij’ rond 1960 in Nederland de kop op stak, slaagden Britse studenten er eindelijk in met een luchtfiets te ­vliegen. tekst Fanta Voogd

W

ie het krantenarchief van de Koninklijke Bibliotheek doorzoekt op de termen ‘luchtrijwiel’ of ‘vlieg­ rijwiel’, ziet dat er in de jaren negentig van de negentiende eeuw al werd gewerkt aan met trappers aangedreven vliegtoestellen. Het woord ‘luchtfiets’ verscheen voor het eerst in een Nederlandse krant een halfjaar voor de geslaagde vlucht van de gebroeders Wright in 1903. ‘Een Amerikaan zegt thans op weg te zijn, een luchtfiets uit te vinden. Luchtbanden hebben we al lang, maar op een geheele luchtfiets wordt nog gewacht’, schreef het Nieuwsblad van Friesland op 13 juni 1903. Vanaf dat moment maakten dagbladen met de regelmaat van de klok melding van weer een nieuwe luchtof vliegfiets. Het snelle succes van de

Technologische voorspellingen uit het verleden zijn soms griezelig accuraat; een andere keer slaan ze de plank op vermakelijke wijze mis. De rubriek Voorwaarts verdiept zich in de geschie­ denis van de toekomst.

58 | de ingenieur 12 | december 2017

gemotoriseerde luchtvaart in combinatie met het wonderlijke gevoel van autonomie dat het aanzwellende legioen wielrijders ervoer met hun op eigen kracht aangedreven voertuig, voedde de verwachting dat zo’n vliegfiets niet lang op zich kon laten wachten.

Cijferkunst In februari 1912 loofde de Franse fiets-, motor- en autofabrikant Robert Peugeot een geldprijs van tienduizend frank uit voor degene die meer dan 10 m zou vliegen met een op spierkracht aangedreven toestel, een aviette. Voorafgaand aan de wedstrijd veegde het ANWBblad De Kampioen de vloer aan met het initiatief: ‘Laten wij een potloodje en een stukje papier nemen en de nuchtere cijferkunst laten beslissen’, aldus hoofdredacteur Henri Meyer, om vervolgens uit zijn berekening te concluderen: ‘We zijn er dan ook van overtuigd dat het Concours de l’Aviette uit een wetenschappelijk oogpunt op hetzelfde niveau zal staan als een volksvermakelijkheid, waarbij stroophappen en mastklimmen den hoofdschotel vormen.’

foto Archief Royal Aeronautical Society

kettingaandrijving. In 1903 bouwden de Amerikaanse f­ietsenmakers

Meyer kreeg in eerste instantie gelijk: niemand slaagde er ook maar in de ­verste verte in het gestelde doel te halen. Peugeot besloot de wedstrijd een maand later voort te zetten, en het prijzengeld én de lat naar beneden bij te stellen. De wielrenner Gabriel Poulain slaagde erin met zijn toestel over een afstand van welgeteld 3,6 m los van de grond te komen. Later, in 1921, haalde hij een afstand van 12 m.

De bewegende beelden van deze vroege luchtfietsexperimenten zijn grappig (voer op YouTube de zoekterm ‘Les Aviettes’ in). De breed grijnzende toeschouwers en deelnemers lijken het zelf ook niet al te serieus te nemen.

Op een filmpje uit 1934 begint het erop te lijken, maar de tweedekker blijkt de lucht in te worden getrokken met een kabel. In Nederland deden de Bussumse gebroeders Jan en Cor Fokker (geen familie van) in 1930 mislukte pogingen hun luchtfiets met een auto omhoog te trekken. Welbeschouwd waren deze vooroorlogse luchtfietsen niet meer dan gemankeerde zweefvliegtuigen.

VOORWAARTS

E

r zijn ongetwijfeld een heeleboel menschen, die vast en zeker gelooven, dat we nog eenmaal zullen beleven, dat de een of andere uitvinder de menschheid een rijwiel creëert, dat naar willekeur van den berijder den beganen grond verlaat en, zonder motor, alleen en uitsluitend door menschelijk arbeidsvermogen gedreven, het luchtruim in snort. lk help het al dezen goedgeloovigen lieden gaarne wenschen, maar intusschen kan ik niet helpen, dat er voorshands nog enkele natuurwetten van kracht zijn, die bij deze luchtfiets-­ illusie niet zoo gemakkelijk ‘overtreden’ kunnen worden als de rijwielverordeningen voor den beganen grond.

Hoofdredacteur Henri Meyer in ANWB-blad ­ ‘De Kampioen’, voorjaar 1912.

De Franse wielrenkampioen Gabriel Poulain overbrugde in 1921 met zijn aviette een vliegafstand van 12 m en won daarmee de Peugeot-prijs.

Het typisch Nederlandse zinnebeeld van een ‘luchtfietser’ of ‘luchtfietserij’ voor een fantast of onrealistische ­plannenmakerij dook in 1960 voor het eerst op in een Nederlandse krant.

Het toeval wil dat studenten aan de Engelse University of Southampton in datzelfde jaar de voorbereidingen ­troffen voor wat algemeen wordt beschouwd als het eerste succesvolle mensaangedreven vliegtuig. De initiatiefnemers bouwden een toestel van balsahout, multiplex en aluminium, overtrokken met nylon en voortge­ dreven door een duwpropeller. Op 9 november 1961 legden zij, vliegend op manshoogte, een afstand van 64 m af. Bij een latere vliegpoging werd ­ 594 m overbrugd. De studenten be­­ wezen niet alleen het ongelijk van de hoofdredacteur van De Kampioen, die een halve eeuw eerder de luchtfiets had bestempeld als ‘een mechanische onmogelijkheid’, maar ook van de Italiaanse geleerde Giovanni Borelli, die al in 1680 had berekend dat de mense-

lijke spieren niet genoeg kracht zouden hebben om te kunnen vliegen.

Sportieve uitdaging Wat klopte er niet aan het rekenwerk van De Kampioen? We leggen de 105 jaar oude berekening van de hoofd­ redacteur voor aan luchtvaartdocent ir. Joris Melkert van de TU Delft. ‘De berekening is niet fout’, zegt hij. ‘De fout zit in enkele aannames.’ Melkert legt uit dat de ANWB-man de Wet van Bernoulli in stelling heeft gebracht. Simpel gezegd komt die erop neer dat de te overwinnen luchtweerstand kwadratisch toeneemt met de vliegsnelheid, en het benodigd vermogen zelfs met de derde macht van de snelheid. Melkert vergelijkt de technische details van de eerste succesvolle luchtfietsvlucht van de Gossamer Albatross over het Kanaal op 12 juni 1979 met de aannames van De Kampioen: ‘De Kampioen nam een snelheid van 30 km/h als uitgangspunt, terwijl de Gossamer Albatross slechts 22 km/h vloog. Dat scheelt al

snel meer dan een factor twee in het benodigd vermogen. De Kampioen ­concludeerde dat de mens kracht tekort zou komen. Als Meyer een lagere ­snelheid als uitgangspunt had genomen, had hij tot een andere conclusie kunnen komen.’

Melkert benadrukt bovendien dat De Kampioen de kracht van een gemiddelde fietser als uitgangspunt nam en die inschatte op 0,125 pk, terwijl de piloot van de Gossamer Albatross, de Amerikaanse amateurwielrenner Bryan Allan, over 0,3 pk bleek te be­­ schikken. Daar zit misschien wel hét verschil tussen het perspectief van 1912 en dat van 1979. Hoofdredacteur Meyer vroeg zich, in die jaren van duizelingwekkende aeronautische ontwikkelingen, serieus af of de luchtfiets ooit een functioneel vervoermiddel zou kunnen worden. In 1979 was iedereen er daarentegen allang van doordrongen dat het mensaangedreven vliegtuig nooit meer dan een interessante technische en sportieve uitdaging zou zijn. | december 2017 | de ingenieur 12 | 59

KOPSTUK

Hij heeft twee gouden rechterhandjes en wilde al van jongs af aan uitvinder ­worden. Nu is Thomas Paulen CEO bij ontwerpbureau VanBerlo. Onlangs nam hij de prijs voor het meest innovatieve bedrijf van Nederland in ontvangst, de 155e onderscheiding voor het team. tekst drs. Desiree Hoving

illustratie Marcel Groenen

Handige hoofdontwer

‘W

e woonden met zijn tweeën in één huis. Thomas was net afgestudeerd en had een Harley Davidson uit Mexico ­laten overkomen. Een roestig wrak was het. Ik had er zelf ook een gekocht. Vervolgens gooiden we alle meubels uit onze woonkamer en haalden daar onze motoren tot op het laatste nippeltje uit elkaar. Thomas heeft elk onderdeel in zijn handen gehad, ­gepoedercoat en alles weer opnieuw opgebouwd.’

Aan het woord is drs. Martijn Paulen, die deze herinnering over zijn oudere broer ir. Thomas Paulen ophaalt om duidelijk te maken dat deze ‘twee gouden rechterhandjes’ heeft. Ook Thomas’ studiegenoot ir. Lily Jong weet nog goed dat ze een huiskamer vol motors aantrof toen ze met vrienden eens kwam eten. ‘Hij gaf niet veel om de conventies van een woonkamer. Het leek meer op een garage. Dus we dineerden in de tuin’, zegt ze.

Al op jonge leeftijd was Thomas Paulen superhandig. ‘Op zijn vierde tekende hij een doorsnede van een auto van boven en begreep toen al dat een wiel van bovenaf een streepje moest zijn en geen rondje. En vanaf zijn tiende wist hij dat hij uitvinder wilde worden’, zegt zijn broer. ‘Logisch dus dat hij koos voor industrieel ontwerpen en die ­studie in no-time afrondde met gigantische cijfers. Vervolgens ging hij bij ontwerpbureau VanBerlo werken. Daar is hij een consciëntieus ­iemand die met twee handen dingen aanpakt en ervoor gaat.’

Beter profiel Inmiddels mag Paulen zich CEO noemen van het meest innovatieve ­bedrijf van Nederland. Op 31 oktober ontving VanBerlo de Neder­ landse Innovatie Award, een prijs die door AVROTROS in samen­ werking met de Erasmus Universiteit Rotterdam in het leven is geroepen. IBM en Thales waren dit jaar ook genomineerd. Over VanBerlo zei de jury dat het bedrijf ‘een breed scala aan oplossingen levert, gericht op het bevorderen van het innovatie-vermogen van haar klanten’. Het is niet de eerste keer dat het Eindhovense ontwerpbureau in haar 35-jarige bestaan een prijs ontving; het won al meer dan 150 prestigieuze ontwerpawards.

60 | de ingenieur 12 | december 2017

Naam Thomas Paulen | Leeftijd 50 | Titel ir. | ­Opleiding industrieel ontwerpen, TU Delft | ­Functie CEO van ontwerpbureau VanBerlo

In 2009 nam Paulen het CEO-stokje over van prof. Ad van Berlo, die het bureau in 1982 oprichtte. ‘Hij was mijn vierde werknemer. Ik zag al vrij snel zijn unieke talent om complexe situaties ­terug te brengen naar eenvoudige. Ook had ik niet het gevoel dat ik beter kon managen dan hij.

Bovendien heeft Thomas een beter profiel om het bureau volwassen te maken, terwijl mij dat niet zo boeide. Ik ben meer van het dingen opzetten en had zoveel andere uitdagingen, zoals hoog­ leraar worden en start-ups realiseren. Hij heeft de kwaliteiten om het bedrijf te laten groeien en bloeien’, zegt Van Berlo.

Hoewel alles van een leien dakje lijkt te gaan, maakt Paulen zich ook weleens zorgen. ‘Ik merk dat hij zich heel verantwoordelijk voelt voor negentig werknemers’, zegt zijn broer. De vraag ‘hoe zorg ik dat al die mensen voldoende werk hebben om hun gezin te onderhouden?’ neemt hij ­weleens mee naar huis.’

Zuivere leer Tegelijkertijd heeft de CEO bewust gekozen om in Eindhoven te werken, waar zijn gezin ook woont.

Lily Jong bewondert Paulen om zijn rust en zijn werk-privé-balans. ‘Ik wilde een keer met hem lunchen, maar hij zei dat hij op woensdag tussen de middag thuis at. Dat vind ik inspirerend voor iemand die op topniveau werkt.’

THOMAS PAULEN

per

Jong en Paulen studeerden samen industrieel ontwerpen. ‘Hij is een van de weinigen die na zijn studie ook in de designwereld terecht is gekomen’, zegt Jong. ‘Hij was altijd al van de zuivere leer.

Nooit ontwerpt hij zomaar iets omdat het er leuk uitziet. Thomas maakt altijd een product waar mensen behoefte aan hebben en waar een

De rubriek Kopstuk presenteert een portret van een ingenieur die bijzondere prestaties op zijn of haar naam heeft staan.

­ erhaal achter zit. Die aanpak maakt het ontwerpbureau zo succesvol. v De enige kritiek die ik op hem zou kunnen hebben, is dat zijn team de neiging heeft om dingen steeds verder te willen analyseren. Waarschijnlijk omdat ze het heel goed willen doen, maar op een gegeven moment is iets goed genoeg.’

Ook Van Berlo ziet desgevraagd nog wel een uitdaging voor zijn ­pupil. ‘Hoe houdt hij dat gepassioneerde, superflexibele karakter als we nog meer gaan groeien? Grote bedrijven hebben de neiging om te verzuilen, zodat mensen aan drie managementlagen verantwoording af moeten leggen. Die verstarring zou voor ons de dood in de pot zijn.

Maar ik heb er alle vertrouwen in dat Thomas de ruimte om te experimenteren voldoende groot zal houden. Hij beseft dat dit de levensader is van ons bedrijf.’ | december 2017 | de ingenieur 12 | 61

HULP BIJ ZINGEVING IS NIET TE AUTOMATISEREN

tekst Marc Seijlhouwer MSc

De voorganger, of dat nu een priester, imam, rabbijn of dominee is, is voor veel gelovigen een gewaarde bron van advies, steun en ­spirituele zingeving. Kan een robot dat werk overnemen? Of hechten we daarvoor te veel aan een menselijke verbinding? Kortom, hebben we straks naast de iPad ook de iMam?

Japan is de robot gespot terwijl hij soetra’s, ­teksten uit het boeddhisme, opdreunde.

Een robot in plaats van een plechtige voor­ ganger om een geliefde de laatste eer te bewijzen; is daar een markt voor? De ontwikkelaar van de begrafenisrobot denkt dat behalve robotfans ook mensen met een kleine beurs hier voordeel van hebben, omdat een robot inhuren goedkoper is.

In China schakelen boeddhisten trouwens eveneens een robot in: een schattig robotje draagt boeddhistische wijsheden over aan een nieuwe generatie. Stel een vraag over het leven en de robot heeft het antwoord.

Hart onder de riem In het Duitse Wittenberg verscheen dit jaar ter ere van het vijfhonderdjarig jubileum van de reformatie een christelijke robot ten tonele. In verschillende talen spreekt hij zegeningen uit over bezoekers van de protestantse kerk. De

ROBOTISERINGSKANS Hoe groot is de kans dat een beroep binnen twintig jaar wordt geautomatiseerd? Onder­ zoekers van de Britse Oxford University kwamen tot deze cijfers: Geestelijke (algemeen)

0,81 %

Planner religieuze ­activiteiten en onderwijs De BlessU-2 spreekt in verschillende talen zegeningen over mensen uit.

62 | de ingenieur 12 | december 2017

2,5 % 0

20

40

60

80 100 %

bron The Future of Employment

O

nze Vader, die in de hemelen zijt, uw naam worde geheiligd. Het is de eerste zin van het Onzevader. Veel christenen zullen het vervolg kunnen dromen, want tijdens elke dienst zegt de voorganger de tekst op. Religie zit vol rituelen, en die veranderen niet of nauwelijks door de jaren heen. Het ­reciteren of doorlopen van rituelen lijkt dus een uitgelezen taak voor een robot. De robot leert de teksten en eventuele handgebaren of handelingen die erbij horen en kan een deel van het werk van de pastoor of dominee overnemen.

Het is precies wat er eerder dit jaar in Japan gebeurde. Daar kan een robot uitvaartceremonies begeleiden, inclusief de vele rituele stappen die bij een traditionele Japans-boeddhistische begrafenis horen. De uitvaartrobot is van het model Pepper en draagt tijdens de uitvaart een boeddhistisch kleed, net zoals de menselijke ­uitvaartbegeleiders. Op een begrafenisbeurs in

foto Volker Rahn

HET NIEUWE WERKEN

Digidominee en robo

illustratie TheDigitalArtist

tgod

Is de robot de reddende engel voor kerken?

robot, BlessU-2 genaamd, is bedoeld om de discussie aan te zwengelen over de toekomst van de kerk: is het vijfhonderd jaar na de vorige grote ommekeer tijd voor de digidominee?

Dominee drs. Fred Omvlee denkt van niet. Hij werkt al jaren als geestelijk begeleider en predikant, eerst als voorganger in een dorp en tegenwoordig bij Defensie in Den Helder. Hij weet dat het werk van een voorganger voor het grootste gedeelte juist niet ritueel en voorspelbaar is.

‘Mijn belangrijkste product is aandacht, voor de maatschappij tijdens een preek, maar vooral ook voor mensen individueel als ze steun, hulp of geestelijke bijstand nodig hebben. Als een arts of psycholoog niet kan helpen, kan ik luisteren, ­helpen met nadenken of een hart onder de riem steken. Dat zie ik een robot niet snel doen.’

Omvlee raakt hiermee aan een belangrijk ge­ brek van robots: ze kunnen niet zo goed conver­ seren. Hoewel een chatbot tegenwoordig regel­ matig doorgaat voor een mens, is het nog lang niet zo dat een robot dingen echt begrijpt en iets toe kan voegen aan het gesprek – helemaal niet als het om ingewikkelde onderwerpen gaat, zoals rouw of

In Het nieuwe werken beantwoordt De Ingenieur elke maand voor een andere beroepsgroep de vraag: moet je bang zijn dat een robot je baan afpakt?

de zin van het leven. Dat zijn twee onderwerpen waar religie bij uitstek kan helpen en waar voorgangers regelmatig mensen bij ondersteunen.

Ook de preek is volgens Omvlee niet zo eenvoudig te robotiseren.

Het is namelijk geen kwestie van een paar passende Bijbelteksten achter elkaar zetten en die voorlezen. ‘Preken doe ik tegenwoordig bijna nooit meer van een blaadje. Het spontane van improviseren en uit je hoofd voordragen komt oprechter op mensen over.’

Het bekendste onderzoek naar robotisering van werk steunt Omvlee in zijn gevoel. Voorgangers hebben een kans van slechts 0,81 % om binnen twintig jaar te worden vervangen door robots. Daarmee is geestelijke een van de meest robotbestendige beroepen op de lijst.

Omvlee kijkt er niet van op. ‘Mensen krijgen door robotisering van werk juist meer behoefte aan menselijk contact en zingeving.’

Heilige Geest Er is echter een onverwachte hoek van waaruit de bestaande religies mogelijk worden bedreigd. AI-adepten speculeren regelmatig over het moment dat een robot plotsklaps de mens voorbijschiet in kennis en kunde. Vanaf dat moment zal hij op ons overkomen als een godheid, menen deze mensen. Wordt dat een bedreiging voor andere geloven?

Omvlee denkt even na. ‘Mijn interpretatie zegt dat een kunstmatig intelligent systeem dat heel slim is, niet onverenigbaar is met het christendom. De drie-eenheid bestaat uit een Vader, een Zoon en de Heilige Geest; alle drie zijn equivalent. Waarom zou die Heilige Geest niet het internet kunnen zijn, of een kunstmatig intelligent systeem dat bestaat uit duizenden met elkaar verbonden netwerkpunten?’

Waarom niet, inderdaad. Een geloof kan prima bestaan in de moderne tijd, als het maar meegaat met de trends en veranderingen in de wereld. Mogelijk hebben we straks dus geen robotpriester, maar wel een robotgod. | december 2017 | de ingenieur 12 | 63

PASSIE

W

e troffen de trouwe De Ingenieur-lezers Joan Keune (52) en haar man Rob in hun hobbywinkel Joan’s ­Hobbywereld in Koog aan de Zaan. Joan geeft daar workshops en verkoopt spullen, Rob werkt er thuis voor zijn baas (‘Ik werk in de IT, dus dat kan’). Voor Joan een eigen ­winkel had, deed ze, kort samengevat, ‘niets’.

‘Ik was vanuit Amsterdam naar de Zaanstreek verhuisd en zocht aanspraak. Toen heb ik gereageerd op een oproep van een knutselclub. Toevallig kan ik heel goed knutselen; dat heb ik van huis uit meegekregen.’

Rob, die zei zich verder niet met het interview te zullen ­bemoeien: ‘Ze kan heerlijk knutselen; ze knutselt wat af.’

Joan: ‘Kaarten. Kerstkaarten, verjaardagskaarten, alle soorten kaarten eigenlijk. Kaarten om op de post te doen, weet je wel?’

We kenden het product.

Joan pakte er een paar zelfgemaakte uitvouwkaarten bij.

Thema: kerst. Het waren ingewikkeld ogende uitklappers, met kerstbomen, uitspringende letters en rendieren die tevoorschijn komen als je de kaarten openklapt.

Joan: ‘Iedereen kan het.’

Rob: ‘Je hebt geen technisch inzicht nodig.’

Joan: ‘Nou, een beetje is wel makkelijk.’

Ze ging verder met haar verhaal.

‘Enfin, ik kwam in een Zaans rijtjeshuis terecht waar een paar vrouwen wat zaten te fröbelen. Vooral quilt – dat is met stoffen. Ik ging kaarten maken; ze waren zwaar onder de ­indruk. ‘Dat wil ik ook, dat wil ik ook’, zeiden ze. Dus ik ging

64 | de ingenieur 3 | maart 2017

lesgeven. Op een gegeven moment paste het aantal cursisten niet meer aan de keukentafel daar.’

Rob: ‘Je gaat groter denken.’

Joan: ‘Ik ging een ruimte huren in de Honigfabriek. Het liep nog meer storm. Op een gegeven moment kwam dit winkelpand vrij. Sindsdien verkoop ik hobbyspullen en geef ik workshops en laat ik workshops geven. Ik ben goedkoop: zeven euro per deelnemer. En daarna kun je echt zelf kaarten maken.’

We bekeken een aantal kaarten.

Fotograaf Elmer kocht voor zijn dochters op aanraden van Rob, die het de hele tijd over pixelen had, een aantal kaarten om te pixelen.

Rob: ‘Joan, vertel even over pixelen. Dat vinden ingenieurs leuk!’

Rob tegen ons: ‘Dat is een heel precies werkje, echt heel precies. Het is een soort mengeling van puzzelen, borduren en inkleuren. Met pixels kun je echt elke afbeelding namaken.’

Joan: ‘Ja, pixelkaarten maken is erg leuk.’

Op de weg terug kregen we zelf ook zin om te gaan pixelen, maar we besloten het niet te doen in verband met andere werkzaamheden. Maar mochten we ooit meer tijd krijgen, dan weten we waar we naartoe moeten: naar Joan’s Hobbywereld in Koog aan de Zaan. Ingenieurs, vooral groepen, zijn er ook van harte welkom. |

tekst Marcel van Roosmalen foto Elmer van der Marel

ENGINEER YOUR CAREER KIVI helpt je verder in je carrière. Als beroepsvereniging van ingenieurs biedt KIVI carrièreservices. Leden kunnen onder meer gratis gebruikmaken van een cv-check, sollicitatietraining en loopbaancoaching. Ook brengt KIVI aantrekkelijke vacatures onder de aandacht.

VELSEN NOORD

LANDELIJK

MANAGER REVISIE & ONDERHOUD

YOUNG – SENIOR PROFESSIONALS Verbeter leven. Begin bij jezelf!

Manager gezocht met technisch en bedrijfskundige inslag die de organisatie, efficiency en veiligheid weet te verbeteren in een

Arcadis biedt uitdagend werk voor mensen die het verschil willen

‘high risk, high value’ omgeving. Je stuurt een team van circa

maken.

25 vaklieden en voormannen aan die onderhoud plegen aan zeer

Van klimaatverandering tot razendsnelle verstedelijking. Onze

bedrijfskritische walsinstallaties bij Tata Steel. Daadkrachtig en

­wereld wordt steeds complexer. De ruimte in steden moet

coachend leider, klantgerichte benadering. Lid van het MT.

optimaal worden benut en onontgonnen land moet bewoonbaar ­worden gemaakt. Juist op deze terreinen creëren wij buiten­ge­

Nieuwsgierig? Zie www.buildingcareers.nl

wone en duurzame oplossingen. Onze mensen werken gezamen-

of bel Robrecht Bakker op 06 4641 8829.

lijk aan het creëren van meerwaarde door gebouwde en natuurlijke elementen naadloos in te passen in hun omgeving.

BuildingCareers is dé arbeidsmarkt­specialist voor HBO-/WO-ingenieurs en techno-

Arcadis. Improving quality of life.

logen. Voor hoogwaardige specia­ listische functies alsmede commer-

Kijk voor informatie

ciële en managementposities.

én vacatures op www.werkenbijarcadis.nl

AMSTERDAM

ZWOLLE

HSSE-ADVISOR HEALTH & ENVIRONMENT

BELEIDSONTWIKKELAAR SPOOR MOBILITEIT

Interessante rol voor Bedrijfskundige op gebied van tactisch/­ strategisch HSSE-beleid op brandstofterminal. De organisatie

Ben jij een gedreven, nieuwsgierige en energieke plannenmaker?

wordt op dit moment klaar gemaakt voor een ambitieus onder-

Heb je passie voor complexe mobiliteitsopgaven in het stedelijk

houds- en exploitatieprogramma. We zoeken geen specialist,

gebied en sta je open voor nieuwe uitdagingen? Bewandel je

maar een generalist, met een frisse kijk op organisatie, mensen

graag ongebaande paden en is samenwerken met de buiten­

en processen. Afgeronde HBO-opleiding Technische Bedrijfskunde

wereld jouw kracht? Dan zoeken wij jou!

met minimaal 3 tot 7 jaar relevante ervaring.

De provincie Overijssel staat voor een uitdagende en inspirerende Nieuwsgierig? Zie www.buildingcareers.nl

werkomgeving. Je krijgt bij ons veel ruimte om jezelf verder te

of bel Robrecht Bakker op 06 4641 8829.

ontwikkelen door middel van cursussen en opleidingen. Samen met je collega’s werk je binnen een informele werksfeer waar je

BuildingCareers is dé arbeidsmarkt­specialist voor

ook kunt flexwerken.

HBO-/WO-ingenieurs en technologen. Voor hoogwaardige specia­

Nieuwsgierig?

listische functies alsmede commer-

Kijk voor meer informatie op

ciële en managementposities.

www.werkenbijoverijssel.nl

Ook uw vacature op deze pagina? Neem contact op met Delia Appelman via 070 3919 851 of delia.appelman@kivi.nl of met Barbara Gemen via 070 391 9875 of barbara.gemen@kivi.nl

We push technology further to print microchip features that are finer

to make GPS devices smaller

to track down endangered species easier

Whether you are a student or an experienced engineer, whether you want to design or build, work with customers or software code, we are looking for people like you to help us push technology further.

Explore how you can become part of progress at workingatasml.com