Hoe goed voorzagen we 2018?
In december vorig jaar presenteerde De Ingenieur technische toepassingen die in 2018 zouden doorbreken. Wat is er van terechtgekomen en zijn ze voorbodes van een nieuwe trend?
Dit was ons overzicht, met erbij de uitkomst: groen is 'goed voorzien', rood is 'niet uitgekomen', blauw is 'redelijk op weg'. Klik voor meer informatie.
Elektriciteit met energievliegtuig
Het loopt prima bij Ampyx Power, dat met een vliegtuig aan een kabel stroom wil opwekken, maar het voornemen om in 2018 de AP3 in de lucht te testen, is net niet gehaald. Op dit moment legt het bedrijf de laatste hand aan het toestel, dat een spanwijdte heeft van 12 meter. De eerste praktijktests staan gepland voor 2019. Dan moet blijken hoe het toestel zich in de lucht aan een kabel gedraagt. Ampyx gaat dan de krachten op en de vervormingen van het toestel meten terwijl dat verschillende manoeuvres maakt.
Parallel daaraan is Ampyx alweer bezig met het ontwerp van de opvolger, de AP4. Dit wordt de eerste full-scale versie van het energievliegtuig, met een indrukwekkende spanwijdte van 40 meter en een beoogde capaciteit van 4 MW. Bij het ontwikkelen van dit toestel heeft Ampyx Power het Nederlands Lucht- en Ruimtevaartcentrum in de arm genomen. Dat stelt geavanceerde meetapparatuur en CFD-software ter beschikking. Dat is van harte welkom, want het ontwerpproces van het eerste energievliegtuig is allesbehalve rechttoe, rechtaan. Of zoals Richard Ruiterkamp van Ampyx Power ons vorig jaar vertelde: ‘Voor het bouwen van een dergelijk vliegtuig bestaat geen handboek. Dat zijn wij nu aan het schrijven.’
Conclusie: Ampyx Power heeft 2018 niet gehaald met zijn AP3, maar het toestel is binnenkort wel echt gereed voor de eerste praktijktests.
Wereldwijd netwerk voor een prikkie
Ergens op een verlaten plek op aarde een bericht versturen? Dat kan, maar dan heb je wel een dikke portemonnee nodig via satellietcommnunicatie. Hiber bedacht voor toepassingen waar het versturen van simpele berichten volstaat het Low Power Global Area Network. Je moet dan denken aan bijvoorbeel de locatie van containers of van loslopend vee op grote landerijen. Het eenmaal per dag doorgeven van de locatiegegevens volstaat, dus daar wil je geen dure satellietverbinding voor gebruiken.
Afgelopen maand ging de eerste minisatelliet voo rhet netwerk de lucht in, en die gaf vanuit zijn 600 km hoge baan boven aarde gelijk een signaal. Hiber ontwikkelde zelf het communicatieprotocol en een speciaal modem.Dat modem staat normaliter in slaapstand (hibernate in computertaal), vandaar de naam Hiber van het bedrijf. De satelliet geeft wanneer die overvliegt een signaal dat het modem wakker moet worden en zijn data moet versturen, waarna het modem opnieuw in slaapstand gaat. Een knoopcelbatterijis voldoende om het modem vijf jaar in bedrijf te houden.
Hiber levert de modem, de klant kan daar zelf een sensor op aansluiten om de gewenste data te leveren, bijvoorbeeld een gps-locator.
Het id e bedoeling dat er op termijn 450 minisatelloeten de lucht in gaan, zodat het netwerk meer klanten aankunnen die ook vaker een bericht kunne versturen. Hiber heeft inmiddels al 25 klanten, waaronder de Clean2Antarctica expeditie die louter op zonne-energie het poolgebied gaat exploreren. Via het netwerk kan het publiek thuis volgen waar de expeditie zich bevindt.
Kennelijk is de prijs voldoende aantrekkelijk: voor een jaarbedrag van € 6 kan elke dag één bericht worden verzonden.
Conclusie: het spotgoede netwerk voor wereldwijde communicatie is succesvol van start gegaan.
Verzamelgebouw met levende indeling
De Dutch Mountains moet een gebouw worden dat e4n toonbeeld is van circualriteit, duurzaamheid en flexibel gebruik. Het komt tye staan in de buurt van de Eindhovense High tech Campus, en is bdoeld voor alle medewerkers aldaar die een tijdelijk verblijf nodig hebben. Dus een ruimte oim te werken, slapen, relaxen, sporten en vergaderen. Vanuit dat idee moet de indeling ook flexibel worden: bij een belangrijke conferentie veranderen kantooorruimtes in hotelkamers.
Circulariteit en duurzaamheid krijgen onder andere vorm in de materiaalkeuze hout, en bijvoorbeeld het huren van de prestaties van een energieopwekkende gevel. Komen er efficiëntere panelen, dan kan dat voor de gevelleverancier aanlediing zijn de gevel aan te passen.
Volgens Lennart Graaff van ontwikelbureau BLOC, een van de partners van het initiatief, zijn er financiers, zijn er gebruikers, en staan nu beslissende onderhandelingen met de gemeente Eindhoven voor de deur. In januari 2019 wordt daarover meer bekend.
Conclusie: Dutch Mountains is redelijk op weg. Het verkeert nog in de voorbereidingsfase, maar de kans dat het er gaat komen is best groot.
Kweekweefsel met bloedvaten
Bij grote botbreuken, of na het verwijderen van een tumor uit bot, blijft soms een gapend gat achter. Artsen zouden hierin graag een op maat gemaakte structuur plaatsen - noem het een implantaat - waar vervolgens botcellen ingroeien, zodat het bot weer zo goed als nieuw kan worden.
Tot nu toe was het probleem dat de botcellen die dieper in het implantaat zitten geen zuurstof en voeding krijgen en dus afsterven. Jeroen Leijten van de Universiteit Twente heeft nu een flinke stap richting een oplossing gezet. Hij slaagde er samen met collega’s dit jaar in om in een hydrogel met een dunne naald een bloedvatstructuur te printen, met een vertakte driedimensionale structuur. De hydrogel bevat een materiaal dat ter plekke zuurstof maakt om de botcellen een tijdje in leven te houden. Die cellen laten op hun beurt een stofje los dat de aangroei van natuurlijke bloedvaatjes stimuleert vanuit het lichaam waarin de structuur geïmplanteerd is. Op deze manier groeien de natuurlijke bloedvaten vast aan de 3D-geprinte, kunstmatige bloedvaten. Nu krijgen alle cellen in het implantaat via deze weg voldoende voeding en zuurstof om te kunnen blijven leven en delen. Na verloop van tijd is het beschadigde bot van de patiënt weer netjes dichtgegroeid.
Conclusie: het 3D-printen van de bloedvaten in een hydrogel is gelukt in 2018. Ook hebben Leijten en collega’s trucs bedacht om te zorgen dat de kunstmatige bloedvaten aangesloten worden aan de natuurlijke.
Brug uit 3D-printer
Het was nog even spannend of de metalen, geprinte brug van MX3D in 2018 af zou komen. Maar in oktober werden de laatste metaalstukjes aan de brug gelast en kwam de golvende brug door de nodige keuringen. Hij kan nu geïnstalleerd worden in Amsterdam, maar wanneer dat gaat gebeuren is ongewis.
In oktober was de brug nog te bewonderen op de Dutch Design Week: MX3D nam hem mee van de Amsterdamse NDSM-werf naar Eindhoven. Mensen konden daar over de brug lopen en de makers controleerden meteen of de datavergaring van de brug werkt.
Want naast het intelligente maakproces wordt de brug ook 'slim': kabels berekenen de belasting en krachten die op het metaal staan, en zo leren de beheerders wat de (mogelijke) zwakke plekken zijn en wanneer hij onderhoud nodig heeft.
Als je achtien medewerkers van MX3D op de brug ziet stampen, zal het vermoedelijk wel goedkomen met de voetgangersbrug. Hij is al sinds 2015 in aanbouw, ging door verschillende ontwerprondes, en zelfs de printmethode veranderde. Nu is het aan de gemeente om de laatste stap te wagen, en de brug te installeren over een gracht. Maar daar moet de kade waarschijnlijk voor verstevigd worden, en dat vraagt veel werk. Wanneer u (buiten de Dutch Design Week) daadwerkelijk een wandelingetje over de printbrug kunt lopen, kunnen we u dus nog niet vertellen.
Conclusie: de brug is af, nu is het aan de gemeente om hem ook daadwerkelijk in gebruik te nemen.
Kanaalwater verwarmt en koelt woningen
Water heeft een flinke warntecpaciteit, en des te meer als het stroomt. Vandaar het idee om oppervlaktewater te gebruiken als warmtebuffer. In de zomer dient het om huizen te koelen en de warmte op te slaan in de bodem, in de winter wordt die warmte benut om ze te verwarmen.
Het grootste project dat afviesbureau IF Technology met oppervlaktewater onder handen heeft is het Merwedekanaalproject in Utrecht. Daar komen op een oud industrieterrein 5500 woningen. DDe bouwplannen zijn nu in voorbereiding. Daarbij is het gebruik van het Merwedewater nog niet definitief, maar het ziet er volgens Barry Scholten van het adviesbureau heel goed uit.'Vijf van de zeven projectpontwikkelaars hebben al aangegeven het door ons bedachte systeem te gaan gebruiken.'
IF Technology werkt inmiddels ook aan een ander groot project: in Katwijk-Noord gaan 2000 woningen van het gas af en als alternatief daan ze onder andere de warmtecapaciteit van het Uitwateringskanaal benutten.
Er zijn ook andere soortgelijke projecten. Zo gebruikt adviesbureau Nelissen water van de Maas om een schoolgebouw te koelen en te verwarmen, en adviesbureau Tauw gebruikt water van het rioleringsstelsel om het zwembad in Urk te verwarmen.
Conclusie: Alles wijst erop dat het verwarmen en koelen met water uit het Merwedekanaal doorgaat. En er zijn inmiddels meer projecten waar soortgelijke techniek wordt toegepast.
Stoffenscheider
Textiel wordt nog nauwelijks gerecycled. Een van de problemen is dat in de reststromen van stoffen er allerlei verschillende soorten stoffen door elkaar zitten. Daarbij moet een machine van Valvan Baling Systems uitkomst bieden. In Wormerveer staat een prototype van de machine die stukken textiel op een lopende band onder een scanner doorhaalt. Hieruit volgt een spectrum dat uniek is voor de soort stof.
In 2018 hebben de bouwers veel getest met het prototype van de machine. Door verbeteringen is de betrouwbaarheid waarmee deze de juiste stoffen herkent inmiddels opgelopen tot zo’n 95 %. Via een lopende band worden de stoffen vervolgens uitgesorteerd. ‘De machine in Wormerveer was de eerste die deze nauwkeurigheid haalde. Inmiddels hebben we op basis van de opgedane kennis meerdere van deze machines geplaatst, vooral bij testcentra voor de industrie’, zegt Maurits Vandeputte van Valvan Baling Systems aan de telefoon vanuit België.
Het lijkt misschien langzaam te gaan met het hergebruiken van textiel(vezels), maar het zit er ongetwijfeld aan te komen zegt Vandeputte. ‘De trend is ontegenzeggelijk dat er steeds meer kleding wordt gemaakt van materiaal dat niet meer opnieuw te gebruiken is.’
Het bedrijf werkt inmiddels aan nieuwe functies voor de machine, zoals het herkennen van de kleur van de stof. ‘Als we op kleur kunnen sorteren, dan kunnen we de gerecylede vezels hergebruiken zonder ze te hoeven verven. Dat geeft een enorme milieuwinst.’
Conclusie: de stoffenscheider van Valvan Baling Systems heeft in 2018 laten zien heel betrouwbaar stoffen uit elkaar te kunnen halen.
Gedragscode voor robots
Al die kunstmatige intelligentie van bedrijven moet aan banden gelegd worden. Of in ieder geval verantwoordelijker ontwikkeld. 2018 zou het jaar worden dat overheden, ngo's en bedrijven samen gedragscodes maken voor (de ontwikkeling van) kunstmatige intelligentie en robots. Zo snel ging het niet. Ingenieursorganisatie IEEE kwam wel met een rapport vol aanbevelingen, maar echte standaarden zijn het nog niet. De ontwikkeling van een code gaat traag, terwijl de ontwikkeling van AI almaar sneller gaat.
Er zijn ook lichtpuntjes. 'Steeds meer landen hebben een eigen AI-strategie, dat helpt om bepaalde standaarden te handhaven', vertelt Virginia Dignum van de TU Delft. Dignum richtte dit jaar samen met Catherijne Muller en Aimee van Wynsberghe ALLAI op, een Nederlands initiatief voor verantwoorde ontwikkeling. Nederland heeft nog geen strategie voor AI-ontwikkeling, maar omringende landen wel. 'De EU heeft een eigen expertgroep, waar ik ook in zit. De groep geeft advies over ethische richtlijnen en beleid- en investeringstrategie. Onze eerste stuk zal net voor kerst uitkomen.' Ook smeekt Microsoft de Amerikaanse overheid om richtlijnen en inperkingen van gezichtsherkennende software.
Conclusie: er zijn nog geen harde richtlijnen voor de ontwikkeling van AI. Wel zien steeds meer nationale overheden in dat centraal AI-beleid onmisbaar is voor een land.
Ouderenmonitor
Voor ouderendie zelfstandig wonen of in een verpleeghuis kan het soms prettig zijn wanneer ze in de gaten worden gehouden: eten ze regelmatig, slapen ze in de nacht, dat soort gedrag. Meestal gebeurt dat dan met camera's, maar dat betekent een flinke inbreuk op de privacy wanneer zorgverleners of familie de hele tijd mee kunnen kijken.
Sensara ontwikkelde een systeem op basis van bewegingssensoren. Die registreren niet alleen of er iets in de kamer gebeurt, de achterliggende software leert ook patronen te herkennen. Beweegt iemand normaliter rond half een naar de keuken, en gebeurt dat op een dag niet, dan kan dat reden zijn voor een 'alarm' naar de zorginstelling of de familie.
Inmiddels heeft Sensara een kleine duizend systemen geinstalleerd in de thuiszorg, naast nog een groot aantal bij verpleeghuizen. Maar vooral die thuiszorg is bijzonder, want nieuwe technologie vindt daar maar moeizaam zijn weg.
Volgens Jan Jurien de Rijck van Sensara functioneert het systeem als bedoeld. 'Ouderen reageren vaak opgelucht als ze weten dat er geen camera's nodig zijn.' Tegelijk verheelt hij niet dat welk monitoringsysteem dan ook vaak in eerste instantie op weerstand stuit. 'Dat is ook wel logisch.'
De performance van het systeem is volgens hem goed, vooral het aantal vals negatieven valt mee. 'Er is dan meestal iets mis gegaan bij het gebruiik, er hangt bijvoorbeeld een jas over de sensor, of een melding wordt niet goed begrepen.' Het bedrijf heeft inmiddels een vestiging in de Verenigde Staten. 'We hebben daar nu ook de eerste systemen in gebruik.'
Conclusie: Sensara timmert flink aan de weg.Het monitoringsysteem wordt al op tal van plekken toegepast.
Autonome auto rijdt in Eindhoven
De jonge startup Amber Mobility ging de deelauto naar een nieuw plan tillen. Je rijdt zelf overdag naar je bestemming, en 'snachts, als het rustig is op de weg, rijdt de auto zichzelf terug naar de parkeerhaven waar hij vandaan kwam. Zo heb je nooit problemen met missende wagens en hoef je geen dure chauffeurs te betalen om de auto op te halen.|
Maar in 2018 ging dit ambitieuze plan nog niet van start. Amber wilde aanvankelijk op de busbaan tussen Eindhoven en Eindhoven AIrport experimenteel autonoom gaan rijden. 'Maar onze focus lag afgelopen jaar meer op de groei van ons deelplatform', vertelt COO Joep Sloot. Nu heeft Amber naar eigen zeggen partners gevonden om in 2019 te beginnen met het autonoom experimenteren.
Dat die proeven niet in 2018 plaatsvonden betekent niet dat Amber geen succes is. Het platform groeide van 100 naar 2000 gebruikers en het wagenpark ging van 5 naar 140 auto's. 'In alle grote steden staan nu onze wagens bij bedrijven', aldus Sloot.
Conclusie: Nog geen autonome auto's van de Eindhovense startup. Wel groeide het bedrijf flink, en de proeven zullen in 2019 starten.
Tool voor verduurzaming gebouwen
EIgenaren van meerdere gebouwen, denk aan gemeenten, willen met verduurzaming aan de slag, maar staan gelijk voor de noodzaak om met elke geïnvesteerde euro maximaal energiebesparing te bereiken. Welke maatregelen dan te kiezen? Isoleren, zonnepanelen, wat moet het worden?
Om met dat keuzeprobleem te helpen ontwikkelde advies- en ingenieursbureau Royal HaskoningDHV de softwaretool FastLane. Kortweg komt het neer op het inventariseren van de bestaande toestand van de gebouwen, het aanleggen van een grote bibliotheek met mogelijke besparingsmaatregelen, en een oordeel van expertsover wat kansrijk is. Vervolgens gaat de softwaretool aan de slag en die laat dan zien wat de meest kosteneffectieve maatregelen zijn.
Volgens Rinus Vader van het ingenieursbureau zijn er inmiddels eerste projecten waar de softwaretool daadwerkelijk is gebruikt. 'De gemeente Gouda is nu bezig met de voorbereiding van het raadsbesluit om zijn eigen vastgoed te verduurzamen waarbij het voorstel is gebaseerd op onze softwaretool. En in Tilburg hebben we een drietal scenario's uitgewerkt voor het vastgoed aldaar.'
Een bijzonder project loopt op dit ogenblik bij Artis, dat over 75 verschillende gebouwen beschikt, waarvan sommige monumentaal. 'De directie wil dat de gebouwen in 2030 volledig energieneutraal zijn.'
Conclusie: de softwaretool FastLane wordt inmiddels gebruikt. Het expertsysteem om eigenaren van meerdere gebouwen te helpen bij verduurzaming begint van de grond te komen.
