Kennis van mieren leidt tot doorbraak in robotnavigatie

Hoe kunnen insecten zich zo ver van hun thuisbasis bewegen maar toch altijd hun weg terug vinden? Naast biologen, zijn nu ook onderzoekers gespecialiseerd in AI voor kleine autonome robots op zoek naar het antwoord. Drone-onderzoekers van de TU Delft lieten zich inspireren door biologisch onderzoek over hoe mieren hun omgeving visueel herkennen en hun stappen zorgvuldig tellen om zo veilig thuis te komen. Gewapend met dit inzicht creëerden ze een op insecten geïnspireerde autonome navigatiestrategie voor kleine, lichtgewicht robots. Met deze robotnavigatie komen deze robots na een lange tocht gewoon weer thuis. En dat met zeer weinig rekenkracht en geheugen (1,16 kilobyte per 100 m). In de toekomst zouden minuscule autonome robots kunnen worden ingezet voor een breed scala aan toepassingen.

Kleine robots, met een gewicht van tientallen tot een paar honderd gram, hebben talloze interessante praktische toepassingen. Door hun lichte gewicht zijn ze extreem veilig, zelfs als ze per ongeluk tegen iemand opbotsen. En dankzij hun geringe grootte, schuwen ze ook de kleine ruimte niet. Goedkoop geproduceerde robots zouden massaal kunnen worden ingezet om snel een groot gebied te bestrijken, bijvoorbeeld om vroegtijdig ongedierte of ziekten op te sporen in kassen. Autonomie is bij dit soort kleine robots echter geen sinecure, omdat ze in vergelijking met grotere robots over beperkte middelen beschikken. Een groot obstakel is dan ook robotnavigatie.

Externe infrastructuur

Dit soort kleine robots moet zelf kunnen navigeren om hun taken uit te voeren. Om dit probleem op te lossen, kunnen de robots hulp krijgen van externe infrastructuur. Zo kunnen ze buiten gebruik maken van GPS-satellieten of binnen van draadloze communicatiebakens. Het is echter vaak niet wenselijk om afhankelijk te zijn van dergelijke infrastructuur. Binnen heb je geen GPS, en in volgebouwde omgevingen zoals moderne steden tussen hoge gebouwen is het vaak onnauwkeurig. Het alternatief van het installeren en onderhouden van bakens is daarentegen vrij duur of simpelweg niet mogelijk, bijvoorbeeld bij reddingsoperaties.

Problemen met huidige technologie

De AI die doorgaans wordt gebruikt voor autonome navigatie met de sensoren en rekenkracht op de robot zelf is in principe ontworpen voor grote robots, zoals zelfrijdende auto’s. Deze aanpakken zijn gebaseerd op zware, energieslurpende sensoren zoals LiDAR-afstandsmeters. Deze technologie is niet geschikt voor kleine robots. Een andere optie is het gebruiken van een zeer energiezuinige zichtsensor die rijke informatie over de omgeving levert als basis voor zeer gedetailleerde 3D-kaarten. Hiervoor is echter veel rekenkracht en geheugen nodig, en de bijbehorende computerapparatuur is te groot en verbruikt te veel energie voor zulke kleine robots. Kleine drones kan je alleen uitrusten met zeer kleine processors met weinig rekenkracht en geheugen. Autonome robotnavigatie is daarmee een grote uitdaging, aangezien de huidige AI voor navigatie veel rekenkracht en geheugen vraagt.

Robotnavigatie door nabootsing van de natuur

Om deze uitdaging het hoofd te bieden, besloten onderzoekers van de TU Delft zich tot de natuur te wenden. Insecten zijn vooral interessant omdat ze zich met zeer beperkte sensor- en rekenkracht over afstanden verplaatsen die relevant zouden kunnen zijn voor veel praktische toepassingen. Biologen krijgen steeds meer inzicht in de strategieën van insecten. Zo leerden ze dat insecten hun eigen bewegingen bijhouden, ook wel odometrie genoemd. Ze combineren dit met visueel gestuurd gedrag op basis van herkenning van de omgeving.

Odometrie

Odometrie wordt steeds beter begrepen, zelfs tot op neuronaal niveau. Toch zijn de exacte mechanismen die ten grondslag liggen aan het visueel gestuurd gedrag nog niet helemaal boven water. Wel bestaan er meerdere concurrerende theorieën over hoe insecten zicht gebruiken om te navigeren. Een van de eerste theorieën gaat uit van een model gebaseerd op snapshots, ofwel visuele momentopnames. Volgens dit model maakt een mier bijvoorbeeld regelmatig momentopnames van zijn omgeving. Later, wanneer de mier weer ’dezelfde plek nadert, vergelijkt hij zijn huidige omgeving met de momentopname. Hij beweegt totdat de verschillen minimaal zijn. Hierdoor vindt de mier zijn weg terug naar een momentopname, ook wel homing genoemd. Tegelijkertijd wordt de onvermijdelijke positie-afwijking die gepaard gaat met odometrie tegengegaan.

Hans en Grietje

“Navigatie op basis van momentopnames kan je het best uitleggen aan de hand van het sprookje van Hans en Grietje. Toen Hans zijn weg nog uitstippelde met steentjes, vond hij altijd makkelijk de weg terug. Maar toen hij broodkruimels gebruikte, werden die direct opgegeten door vogels. Daardoor verdwaalden Hans en Grietje. Onze momentopnames zijn het beste te vergelijken met die steentjes,” legt onderzoeker Tom van Dijk uit. “Een momentopname werkt pas als de robot dichtbij genoeg is. Als de visuele omgeving te veel verschilt van de momentopname, kan de robot de verkeerde richting inslaan en mogelijk voor altijd verdwalen. Het is daarom zaak om voldoende momentopnames te maken. Als Hans maar één of twee steentjes had laten vallen, was het ook nooit gelukt om thuis te komen. Als je daarentegen teveel steentjes laat vallen, zit je binnen de kortste keren zonder steentjes. Bij een robot leggen al die momentopnames beslag op het al schaarse interne geheugen. Bij eerdere onderzoeken zaten de momentopnames doorgaans heel dicht bij elkaar, zodat de robot eerst visueel naar de ene momentopname navigeerde en daarna meteen naar het volgende – wat dus alsnog veel geheugen verbruikte.”

Momentopnames

“Het belangrijkste inzicht dat ten grondslag ligt aan onze strategie is dat je momentopnames veel verder uit elkaar kunt plaatsen, als de robot daartussen gebruik maakt van odometrie”, zegt Guido de Croon, hoogleraar bio-geïnspireerde drones. “Homing werkt zolang de robot dicht genoeg bij de locatie van de momentopname uitkomt. Dat wil zeggen: zolang de odometrische afwijking van de robot binnen de momentopname valt. Hierdoor kan de robot veel minder momentopnames maken. Daarnaast kan hij ook veel verder vliegen, omdat robots bij homing veel langzamer vliegen dan wanneer ze odometrie gebruiken om opeenvolgende momentopnames af te gaan.”

CrazyFlie

De voorgestelde op insecten geïnspireerde navigatiestrategie stelde een 56 gram wegende “CrazyFlie” drone, uitgerust met een omnidirectionele camera, in staat om afstanden tot 100 meter af te leggen met slechts 1,16 kB aan geheugen. Alle berekeningen werden gedaan op een piepkleine computer, een zogeheten “microcontroller”, die in veel goedkope elektronische apparaten te vinden is.

Robottechnologie in de praktijk

“De op insecten geïnspireerde robotnavigatie is een belangrijke stap richting het toepassen van kleine autonome robots in de praktijk”, zegt Guido de Croon. “Hoewel de strategie wel beperkter is dan de strategie van de allerlaatste navigatiemethoden. Zo wordt er geen kaart gegenereerd en kan de robot alleen terugkeren naar een bepaald startpunt. Toch kan dit voor veel toepassingen meer dan genoeg zijn, Om voorraden bij te houden in een magazijn of gewassen te monitoren in een kas, kunnen drones bijvoorbeeld wegvliegen, gegevens verzamelen en terugkeren naar het basisstation. Ze kunnen toepassingsgerichte beelden opslaan op een kleine SD-kaart, die daarna worden verwerkt door een server maar niet nodig zijn voor het navigeren zelf.”

Bron: TU Delft
Afbeelding van Tworkowsky via Pixabay

Lees ook: BionicBee kan autonoom in een zwerm vliegen

AI-gestuurde videoanalyse in de controlekamer verhoogt productiviteit en veiligheid

ABB, het Imperial College in Londen en het innovatieve computer vision-bedrijf Unleash live gaan AI-gestuurde videoanalyse inzetten in een nieuw project. Doel is om industriële bedrijven te helpen om de veiligheid, productiviteit en efficiëntie in de controlekamer te verbeteren.

Het project zal onderzoeken hoe AI-gestuurde videoanalyse in de controlekamer het menselijk potentieel kan versterken. Het is de bedoeling om menselijke fouten in industriële installaties te helpen voorkomen. Het project maakt deel uit van de proefinstallatie voor koolstofafvang van het Imperial College London.

Detectie van ongewone gebeurtenissen

Het besturingssysteem van de proeffabriek voor het afvangen van koolstof regelt en coördineert automatisch alle aspecten van het fabrieksproces. Vervolgens wordt het gevisualiseerd op displays. Daarop kunnen de studenten toezicht houden en indien nodig ingrijpen. Als onderdeel van het nieuwe project zal AI videobeelden volgen die worden ontvangen via een ABB Ability System 800xA plug-in. Dit systeem waarschuwt het besturingssysteem als instrumentatie niet correct is geplaatst voordat een proces wordt gestart of afgesloten. Het zal bijvoorbeeld bepalen of geselecteerde kleppen zich in de juiste positie bevinden – open of gesloten – voordat pompen worden uitgeschakeld. Het kan ook ongewone gebeurtenissen detecteren. Denk aan rook of brand, of gebeurtenissen die te maken hebben met gezondheid, veiligheid en milieu, zoals het ontbreken van beschermende uitrusting bij werknemers.

Volledig potentieel benutten

“We hebben veel analytische technologieën in ons portfolio. We willen nu heel graag het volledige potentieel van AI-ondersteunde videoanalyse verkennen.” Dat zegt Jean-René Roy, Global Business Line Manager, ABB Measurement & Analytics. “Er kunnen heel wat operationele inzichten uit beelden worden gehaald. Het is geweldig om te zien dat innovatie op dit gebied rijp is. We willen samenwerking en kennisuitwisseling tussen industrieleiders, startups en academische instellingen stimuleren om belangrijke industriële uitdagingen aan te pakken.”

Controlekamer

“Op een grote industriële fabriek heb je misschien beveiligingscamera’s en andere soorten cameranetwerken, bijvoorbeeld CCTV,” zegt Hanno Blankenstein, CEO Unleash live. “Met AI-gestuurde videoanalyse kun je videofeeds van het camerasysteem naar de controlekamer van de operator sturen. Dit kan in realtime bruikbare inzichten bieden, iets wat anders uren kan duren. Deze mogelijkheid wordt onderbenut. Wij willen het potentieel ervan laten zien.”

Digitale beeldvormingstechnologie

Inleash live is een innovatieve onderneming die computer vision technologie combineert met realtime gegevensanalyse. Dit met als doel industrieën uit te rusten met bruikbare inzichten. In 2022 won Unleash live de Startup Challenge van ABB Measurement & Analytics. Het doel van de uitdaging was het identificeren van digitale beeldvormingstechnologie die een aanvulling zou kunnen zijn op het analyzerportfolio van ABB en klanten zou kunnen helpen om de veiligheid, productiviteit en efficiëntie te verbeteren.

Samenwerking

In 2023 ondertekenden ABB en het Imperial College London een 10-jarig contract om hun succesvolle samenwerking uit te breiden. Meer dan 4.500 studenten hebben sinds de opening in 2012 praktijkervaring opgedaan met de technologische oplossingen van ABB in de fabriek. De samenwerking geeft de universiteit toegang tot enkele van de meest geavanceerde besturings- en instrumentatietechnologieën die verkrijgbaar zijn bij welke fabrikant dan ook. Studenten van het Imperial College London waren betrokken bij de ontwikkeling en het testen van de use cases in het nieuwe project.

Openingsfoto: ABB

Lees ook: Nvidia en Apptronik bundelen kunstmatige intelligentie met humanoïde robot

Subsidie voor HySUCCES: onderzoek naar sociaaleconomische impact van waterstof

Het consortium HySUCCESS doet onderzoek naar de sociaaleconomische impact van waterstof. Het heeft hiervoor 12 miljoen euro toegekend gekregen van wetenschapsfinancier NWO.

Om de transitie naar een waterstofeconomie te faciliteren is het belangrijk om ook maatschappelijke, juridische en economische aanpassingen te doen. Het HySUCCESS consortium, wat staat voor Social, User aCCeptable, Economically Sustainable Systems for hydrogen, gaat hiermee aan de slag. Het ontving van NWO – in samenwerking met het NGF-programma GroenvermogenNL hiervoor subsidie. Het consortium zal waterstof interdisciplinair bestuderen vanuit het perspectief van techniek, bedrijfsleven, recht, gedragswetenschappen en industrie.

Medewerkers van de Rijksuniversiteit Groningen (RUG) gaan onderzoek doen naar de rol van energierecht en milieupsychologie. Universitair hoofddocent Goda Perlaviciute, hoogleraar Linda Steg (allebei werkzaam bij de afdeling milieupsychologie binnen de Faculteit Gedrags- en Maatschappijwetenschappen) en hoogleraar Lorenzo Squintani (Faculteit Rechtsgeleerdheid en directeur van de Wubbo Ockels School voor Energie en Klimaat) zullen het onderzoek uitvoeren. Dit doen ze samen met een aantal postdocs en PhD’s. Patricia Poppendick, projectcoördinator waterstof bij de Wubbo Ockels School van de RUG, is verantwoordelijk voor het projectmanagement.

Mogelijke zorgen en juridische barrières

Hoogleraar Linda Steg wordt projectleider van Hy-SUCCESS en zegt dat inzichten uit de gedragswetenschappen een groot verschil maken. Het gaat om de vraag of waterstof breed geaccepteerd wordt, of slechts een klein aandeel krijgt in de markt voor duurzame energie. “Waterstof zal niet op grote schaal worden geïmplementeerd als mogelijke zorgen van het publiek en juridische barrières niet goed worden weggenomen.”

Vergunning bouwmachines

Hoogleraar Lorenzo Squintani zegt dat er momenteel gevallen zijn waarin bedrijven groene waterstof willen gebruiken, maar geen duidelijk wettelijk pad hebben om te volgen. Bouwbedrijven willen bijvoorbeeld groene waterstof gebruiken om hun bouwmachines van brandstof te voorzien, zodat ze geen stikstof hoeven uit te stoten. Maar ze kunnen geen vergunning krijgen voor kleine bovengrondse opslagtanks, omdat er geen specifieke vergunningsprocedure is. Daardoor zijn ze helaas gedwongen om diesel te blijven gebruiken.

Maatschappelijke uitdaging

Vanuit psychologisch en juridisch perspectief “is de introductie van waterstof een enorme maatschappelijke uitdaging en het is van cruciaal belang om te begrijpen wat dit betekent voor de bevolking als geheel en hoe het moet worden gereguleerd”, zegt universitair hoofddocent Goda Perlaviciute.

5 subtaken HySUCCESS

HySUCCESS zal 5 subtaken hebben, waarbij elk thema door een ander instituut wordt geleid:

1. Systeemmodellen en de rol van waterstof in het toekomstige energie- en grondstoffensysteem (leiding: Universiteit Utrecht en HAN Hogeschool)
2. Markten en bedrijfsmodellen (leiding: TU Delft en Centrum Wiskunde & Informatica)
3. Wettelijk kader, beleidsmaatregelen en publieke waarden (leiding: Rijksuniversiteit Groningen en Hanzehogeschool Groningen)
4. Publieke acceptatie van waterstofsystemen (leiding: Universiteit Leiden en Universiteit Utrecht)
5. Integratie, coördinatie en verspreiding van onderzoek (leiding: Rijksuniversiteit Groningen en Universiteit van Tilburg)
   

Samenwerking

Het voorstel om sociaaleconomische impact op te nemen is het enige niet-technische academische aspect binnen GroenVermogenNL, dat onderdeel is van het Nationale Groei Fonds. GroenVermogenNL zet door heel Nederland waterstofproefprojecten, onderzoeksprojecten en onderwijsprogramma’s op om de samenwerking tussen investeerders, onderzoekers en docenten te vergroten.
Naast de RUG bestaat het consortium uit 10 universiteiten, 2 onderzoeksinstituten, 5 hogescholen, een onderzoeks- en technologieorganisatie en 3 industriële partners. Professor Henk Akkermans van Tilburg University zal optreden als technisch manager van het project.

Lees ook: Nieuwe elektrolyser wekt zelf zonne-energie op voor groene waterstof

Afbeelding van Gerd Altmann via Pixabay

Biobeton en biogene bouwmaterialen
met cyanobacteriën

Fraunhofer-onderzoekers hebben een methode ontwikkeld om biogene bouwmaterialen te maken op basis van cyanobacteriën. De bacteriën vermenigvuldigen zich in een voedingsoplossing, aangedreven door fotosynthese. Wanneer aggregaten en vulstoffen zoals zand, basalt of hernieuwbare grondstoffen worden toegevoegd, ontstaan rotsachtige solide structuren. In tegenstelling tot de traditionele betonproductie stoot dit proces geen kooldioxide uit. In plaats daarvan wordt de koolstofdioxide gebonden in het materiaal zelf.

De bouwsector heeft een probleem. Cement, het hoofdbestanddeel van beton is slecht voor het klimaat. De CO2-uitstoot van cementproductie is zeer hoog. Onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems IKTS en het Fraunhofer Institute for Electron Beam and Plasma Technology FEP hebben de koppen bij elkaar gestoken. Ze introduceren nu een milieuvriendelijke, biologisch geïnduceerde methode om biogene bouwmaterialen te produceren op basis van cyanobacteriën. Dit als onderdeel van het “BioCarboBeton” project. Niet alleen stoot het proces zelf geen koolstof uit. Integendeel, het klimaatschadelijke gas wordt gebruikt voor het proces en vervolgens gebonden in het materiaal.

Blauwalgen

De kern van de nieuwe methode zijn cyanobacteriën, voorheen bekend als blauwalgen. Deze bacterieculturen zijn in staat tot fotosynthese. Als licht, vocht en temperatuur op elkaar inwerken, vormen ze structuren die bekend staan als stromatolieten van kalksteen. Deze rotsachtige biogene structuren bestaan al 3,5 miljard jaar in de natuur. Dat getuigt van de veerkracht en duurzaamheid van dit biologische proces. Net als toen wordt CO2 uit de atmosfeer gevangen als onderdeel van het mineralisatieproces en vervolgens gebonden in het biogene gesteente.

Technologische methode

De Fraunhofer-onderzoekers zijn erin geslaagd om dit natuurlijke proces na te bootsen met een technologische methode. Onder projectleiding van initiatiefnemer Dr. Matthias Ahlhelm, die ook het idee heeft aangedragen, ontwikkelt Fraunhofer IKTS materialen en processen, selecteert het potentiële vulstoffen en bindmiddelen en zorgt het voor de vorm en structuur. Onderzoekers van Fraunhofer FEP, onder leiding van Dr. Ulla König, stellen de methoden vast voor het kweken van de cyanobacteriën, de aanvullende microbiologische analyse en de opschaling van de te bereiken biomassaproductie.

Structuur

In de eerste stap om biomassa te produceren, worden de lichtgevoelige cyanobacteriën gekweekt in een voedingsoplossing. De intensiteit en kleur van de gebruikte lichtbron beïnvloeden de bacteriële fotosynthese en het metabolisme. Om ervoor te zorgen dat de bacteriële oplossing mineralisatie kan ondergaan om stromatolietachtige structuren te produceren, worden calciumbronnen zoals calciumchloride toegevoegd. Daarna creëren de onderzoekers een mengsel van hydrogels en verschillende vulstoffen, zoals verschillende soorten zand, waaronder zee- of kiezelzand. Extra CO2 wordt toegevoegd om het gehalte opgeloste koolstofdioxide te verhogen en het proces te ondersteunen.

Laatste stadia van mineralisatie

Het bacteriële mengsel wordt geroerd tot het punt van homogeniteit. Het krijgt dan structuur door het over te brengen in bijvoorbeeld mallen. De mallen moeten bij voorkeur doorzichtig zijn zodat de bacteriële stofwisselings- en fotosyntheseprocessen door kunnen gaan. De daaropvolgende mineralisatie leidt tot de uiteindelijke stolling. Het bacteriële mengsel kan ook worden gevormd door spuiten, schuimen, extrusie of additieve vervaardiging. Daardoor krijgt het de vorm waarin de laatste stadia van mineralisatie plaatsvinden.

Cyanobacteriën

Als alternatief kunnen ook poreuze substraten worden gemaakt en vervolgens worden behandeld met de cyanobacteriecultuur: “De zich ontwikkelende vaste structuur is tijdens het proces nog steeds poreus, zodat er licht naar binnen valt en de kooldioxide-fixatie wordt aangestuurd door kalksteenmineralisatie. We kunnen het proces stoppen door het licht en vocht te verwijderen of de temperatuur te veranderen,” legt Ahlhelm uit. Op dat moment sterven alle bacteriën gewoon af. Het resultaat is een vast product op basis van biogeen calciumcarbonaat en vulstoffen. Dit kan worden gebruikt als bijvoorbeeld baksteen. De biogebaseerde bouwmaterialen gemaakt van cyanobacteriën bevatten geen giftige stoffen.

Circulair procesontwerp

Een van de doelen van het BioCarboBeton project is het bepalen van de mogelijke materiaal- en mechanische eigenschappen van de te produceren biogene materialen en het opschalen van de processen. De onderzoekers denken al na over een circulair procesontwerp. De koolstofdioxide zou bijvoorbeeld afkomstig kunnen zijn van industriële afvalgassen. Het team werkt momenteel met biogas. Basalt en mijnafval zouden gebruikt kunnen worden als calciumbron, maar dat geldt ook voor melkresten van zuivelbedrijven. En naast zand kunnen ook bouwafval of hernieuwbare bronnen worden gebruikt als vulmiddel.

Toepassingen – van isolatie tot mortel

Dankzij de gerichte selectie van vulstoffen en het beheer van proces- en mineralisatieparameters kunnen producten worden gemaakt voor een groot aantal verschillende toepassingsscenario’s. Potentiële toepassingen zijn onder andere isolatiemateriaal, baksteen, bekistingsvulling en zelfs mortel of stucwerk dat uithardt of verhardt nadat het is aangebracht.

Opschalen

Nu het team van onderzoekers het proces bij Fraunhofer IKTS en Fraunhofer FEP heeft vastgesteld en getest, werken ze aan het opschalen van de volumes en het bepalen van de gewenste eigenschappen van de vaste stof. Het doel is om fabrikanten in staat te stellen de milieuvriendelijke bouwmaterialen op biologische basis in de benodigde volumes, snel en kosteneffectief te produceren.

Circulaire economie

Ahlhelm en König geloven in het proces: “Onze methode laat het enorme potentieel zien dat kan worden ontsloten door biologisatietechnologie. In het algemeen is ons BioCarboBeton project een kans voor een grote stap in de richting van een circulaire economie in de bouwsector en daarbuiten.”

Openingsfoto: Fotobioreactor van Fraunhofer FEP op laboratoriumschaal voor het kweken van cyanobacteriën onder gedefinieerde licht-, temperatuur- en gasomstandigheden Foto: Fraunhofer FEP

Lees ook: Digitaal bouwen: efficiënt en kosteneffectief

Ultramoderne simulatiecentrum voor voertuigdynamica in gebruik genomen

De EDAG Groep, onafhankelijk dienstverlener op het gebied van engineering, neemt zijn Zero Prototype Lab in Wolfsburg in gebruik. In dit ultramoderne simulatiecentrum voor voertuigdynamica kunnen klanten van over de hele wereld hun voertuigen en belangrijke functies virtueel testen zonder prototypes te hoeven ontwikkelen. Dit maakt het ontwikkelingsproces aanzienlijk efficiënter en duurzamer en verkort ook de time-to-market.

Dankzij de nieuwste simulatietechnologie is het Zero Prototype Lab een uniek simulatiecentrum voor voertuigdynamica in Europa. Voertuigbewegingen kunnen perfect worden gereproduceerd in de virtuele ruimte. Het centrum heeft drie testplatforms voor onderzoek en ontwikkeling op het gebied van hardware, software en mens/machine-interface (HMI).

Simulatiecentrum

Het simulatiecentrum staat open voor alle marktdeelnemers wereldwijd. Het biedt de kans om virtueel in nieuwe voertuigen te rijden en ze subjectief te ervaren. Belangrijke functies zoals autonoom rijden, kunnen geïnteresseerden testen in combinatie met de functie van het aandrijfsysteem, sturen, remmen en accelereren. Dit helpt autofabrikanten om bijvoorbeeld de bouw van kostenintensieve prototypes te verminderen en ontwikkelingscycli te verkorten. Bovendien is het mogelijk om de voertuigdynamica in de virtuele wereld te optimaliseren op verschillende testlocaties en racecircuits onder gecontroleerde omgevingsomstandigheden, ongeacht het seizoen. Het is mogelijk om het gebruik van materialen en hulpbronnen te verminderen terwijl het de CO2-voetafdruk van het ontwikkelingsproces kan minimaliseren.

Innovatie voor motorsport

Of het nu gaat om het stuurgevoel, het gedrag op de limieten van het voertuig of het chassis: in tijden van actieve rijveiligheid en autonome voertuigen wordt het steeds uitdagender om de basiskenmerken van voertuigen te testen. Dit geldt niet alleen voor grote serieprototypes; de voertuigsimulator is ook een echte aanwinst voor de motorsport. Voor raceteams zijn talloze instelmogelijkheden en specifieke aanpassingen voor coureurs en circuits absoluut essentieel. Op de rijsimulator in het simulatiecentrum kan men in een handomdraai een breed scala aan afstellingen op verschillende circuits ontwikkelen om de prestaties te verbeteren.

Circuits nabootsen

Alle circuits zijn na te bootsen in het Zero Prototype Lab, zodat coureurs zich vertrouwd kunnen maken met de circuits voor de start van het seizoen. Individuele sequenties en parameters kunnen worden geoptimaliseerd totdat de gewenste rondetijd en het bijbehorende rijgevoel zijn bereikt. Met de simulatie kan hetzelfde testscenario herhaaldelijk worden uitgevoerd onder de gewenste omstandigheden, bijvoorbeeld wegdek, bandenmateriaal of weersomstandigheden. Het is mogelijk de windkracht precies op de gewenste intensiteit in te stellen. Hetzelfde geldt voor het simuleren van een besneeuwd landschap. Testritten voor beide toepassingen zijn dus niet langer afhankelijk van specifieke seizoenen.

Voertuigontwikkeling

“Met de opening van het Zero Prototype Lab simulatiecentrum slaan we een compleet nieuwe bladzijde om in de voertuigontwikkeling. Technologieontwikkelaars en voertuigfabrikanten over de hele wereld kunnen nu hun ontwikkelingsproces reorganiseren en aanzienlijk sneller, efficiënter en duurzamer werken dankzij nauwkeurige simulatie”, legt Harald Keller uit, CEO van de EDAG Groep vanaf 1 juli 2024. “Op deze manier stimuleren we de voortdurende veranderingen in de voertuigontwikkeling en de mobiliteitsindustrie en maken we toekomstgerichte waardecreatie mogelijk.”

Kenmerken simulator

Het Zero Prototype Lab maakt gebruik van de DiM500 Full Spectrum Simulator (DIM500 FSS) van het bedrijf VI-grade, de grootste en krachtigste kabelgestuurde simulator voor ontwikkeling, racen en onderzoek gericht op voertuigdynamica, voertuigbewegingen en interactie met de bestuurder. Het kan worden gebruikt om voertuigdynamische manoeuvres in kaart te brengen met 1:1 motion cueing. Dit betekent dat de bestuurder realistische bewegingssignalen ontvangt, opgaat in de virtuele omgeving en een realistische rijsensatie kan ervaren. Naast de DiM500 FSS-simulator beschikt het Zero Prototype Lab ook over een COMPACT Full Spectrum Simulator van VI-kwaliteit en een AutoHawk hardware-in-the-loop platform. Hierdoor kunnen de rijsimulatoren worden aangesloten op bestaande en toekomstige hardware-in-the-loop testbanken.

Foto: het nieuwe Zero Prototype Lab van de EDAG Group (Foto: EDAG Group)

Lees ook: BionicBee kan autonoom in een zwerm vliegen

Prototype van grootste waterstof aangedreven mijnbouwvoertuig ter wereld gerealiseerd

Fortescue en Liebherr hebben een primeur te pakken in Australië. Een prototype van een op waterstof aangedreven T 264 mijnbouwvoertuig reed voor het eerst op waterstof in Perth, West-Australië. Deze prestatie betekent een grote stap voorwaarts voor het partnerschap tussen ontwikkelaars Liebherr en Fortescue. Doel is de ontwikkeling en levering van nulemissie mijnbouwvoertuigen.

Het mijnbouwvoertuig kreeg de naam ‘Europa’. “Het voertuig zullen we binnenkort op locatie inzetten. Liebherr en Fortescue hebben hiermee een belangrijke stap gezet richting hun gezamenlijke doel. Het doel is om emissievrije oplossingen voor de mijnbouwindustrie te ontwikkelen. Samen willen we voertuigen bouwen die zich in de praktijk hebben bewezen en energieonafhankelijk zijn.” Dat zegt Joerg Lukowski, Vice President of Sales and Marketing voor Liebherr Mining. “Dit succes toont de ongelooflijke capaciteiten aan van twee Tier 1-bedrijven. Dankzij hun samenwerking kunnen ze levensvatbare technologieën ontwikkelen die de mijnbouwindustrie kunnen helpen op weg naar een koolstofvrije toekomst.”

380 kilogram vloeibare waterstof

Europa bevat een 1,6MWh batterij (intern ontwikkeld door Fortescue WAE) en 500 kilowatt brandstofcellen. Het prototype kan meer dan 380 kilogram vloeibare waterstof opslaan.
“Na het succes van het prototype van onze batterij-elektrische heftruck op locatie, zijn we verheugd dat Europa nu op waterstof rijdt.” Dat zegt Dino Otranto, Chief Executive Officer van Fortescue Metals. “Dit is een enorme prestatie voor het team. Het brengt Fortescue weer een stap dichter bij een vloot van nulemissie trucks op onze locaties tegen het einde van dit decennium.”

Verder testen mijnbouwvoertuig noodzakelijk

“We streven ernaar om de ‘Europa’ in de komende weken naar onze mijnbouwactiviteiten te vervoeren. Daar zal hij op locatie verder worden getest en in gebruik worden genomen. De daaropvolgende testresultaten zullen we gebruiken voor onze toekomstige vloot van emissieloze trucks die we samen met Liebherr gaan leveren.”

Partnerschap en historie

In juni 2022 gingen Fortescue en Liebherr een partnerschap aan voor de ontwikkeling en levering van emissieloze mijnbouwheftrucks. Liebherr begon in 2023 met de levering van de eerste van Fortescue’s T 264 dieselelektrische trucks. Die zullen voor het einde van het decennium worden omgebouwd naar nul-emissietechnologie.

Openingsfoto: Het prototype van de waterstofaangedreven T 264 transporttruck in de fabriek van Fortescue in Perth. (foto: Liebherr)

Lees ook: Eerste waterstofgenerator voor het snelladen van EV’s

Brunel Solar Team presenteert efficiëntste zonneauto ooit

Het Brunel Solar Team heeft haar nieuwe zonneauto Nuna 12S tijdens hun officiële car reveal in Door Open Space op de NDSM-werf in Amsterdam onthuld. De zonneauto beschikt over de zelf ontwikkelde motor XII-S met twee magneetringen. Door deze innovatieve aandrijving heeft de auto meer vermogen en kunnen kilometers efficiënter worden afgelegd. Met Nuna 12S strijdt het team van elf TU Delft-studenten van 13 tot 20 september voor de wereldtitel tijdens de Sasol Solar Challenge in Zuid-Afrika.

Met een innovatieve productiemethode ontwikkelde het Brunel Solar Team een motor waarbij een magnetische binnen- en buitenring de energie opwekken. Waar reguliere elektromotoren één magneetring hebben, kan deze motor meer vermogen leveren met dezelfde hoeveelheid energie. Daarnaast bevat de motor een sterk type staal dat ook in de racesport wordt gebruikt. Bovendien is de motor lichter dan voorgaande jaren.

Magnetenspecialist

Het team heeft voor de ontwikkeling van de motor samengewerkt met specialistische partners, waaronder een magnetenspecialist. “Ieder jaar ontwikkelt het team een eigen auto met onder andere een zonnepaneel, een accu en een boardcomputer. Maar bij het ontwerpen en produceren van een eigen motor zijn we in voorgaande jaren steeds tegen problemen aangelopen. Ik ben dan ook erg trots dat het ons dit jaar wel gelukt is”, zegt Willem van Overbeeke, Electrical Engineer bij het Brunel Solar Team. “Met de implementatie van de twee magneetringen hebben we dit jaar een bijzondere innovatie weten te realiseren. En we gaan er alles aan doen om met onze Nuna 12S de Zuid-Afrikaanse titel te winnen.”

Opvallend design

Naast de geavanceerde motor, heeft Nuna 12S ook een opvallend ontwerp. Dit jaar spelen de Delfts blauwe kleur en de Big Five de hoofdrol in het aanzicht van de zonneauto. “De Big Five verwijst naar onze potentiële vijfde titel in Zuid-Afrika. Het is onze ‘vijfde ring’ om in Olympische termen te spreken.

Big Five

De vijf dieren van de Big Five staan allemaal symbool voor een specifieke eigenschap. De olifant staat voor wijsheid en de neushoorn voor veerkracht. Deze karakteristieken zien we ook terug bij ons team”, zegt Cato Kral, Teamleider van het Brunel Solar Team. “Zo hebben wij de kennis in huis om steeds weer te innoveren, en kunnen wij omgaan met tegenslagen tijdens de race. We bereiden ons maximaal voor om op een veilige manier het uiterste te bereiken op het gebied van zonne-energie en mobiliteit. Daarnaast refereren we met het Delfts blauw op de auto natuurlijk naar onze TU Delft-achtergrond. Zo nemen we thuis toch een beetje mee naar Zuid-Afrika.”

Meest extreme zonnerace ooit

Vergeleken met de afgelopen jaren heeft de zonnerace van dit jaar een nog extremer format. Ditmaal racen de zonneauto’s gedurende acht dagen van Johannesburg naar Kaapstad. Ze worden daarbij geconfronteerd met enorme hoogteverschillen, strenge weersomstandigheden en drukke steden. Ook krijgen ze te maken met etappes waarvan de route slechts kort van tevoren wordt gedeeld. Het zijn de zogenoemde half-blind en blind stages.

Meeste kilometers

Het team met de meeste kilometers na acht dagen, wint de race. Kral: “Dit jaar is alles anders. Het nieuwe format zorgt voor andere strategische overwegingen. Hoe zorg je bijvoorbeeld dat je elke dag zoveel mogelijk loops rijdt, zonder de volgende dag een tijdstraf te krijgen omdat je te laat binnenkwam bij de finish? Ook moeten we rekening houden met snel veranderende weersomstandigheden. Daarnaast rijden we ook op openbare wegen. Gelukkig leert oud-Olympisch coach Marc Lammers ons om samen te werken als een high-performance team. Daardoor zijn wij tegen deze lastige omstandigheden opgewassen. Ik twijfel er dan ook niet aan dat we met onze expertise, ambitie en doorzettingsvermogen een passende strategie zullen vinden om de race te winnen.”

Traject Brunel Solar Team

De komende drie maanden gaat het team een test- en voorbereidingstraject in. Daarbij test het team de zonneauto uitvoerig op verschillende circuits in Nederland. Het team kan zich vormen tot een echt race team. Vervolgens vertrekt de gepresenteerde Nuna 12S in augustus richting Zuid-Afrika. Ook het team gaat in augustus naar Zuid-Afrika om een deel van de route te verkennen en de allerlaatste voorbereidingen te treffen.

Over het Brunel Solar Team:

• Ieder jaar wordt er een nieuw team van studenten van de TU Delft samengesteld. De studenten zetten ruim een jaar lang hun studie opzij om een zonneauto te ontwikkelen en mee te doen aan een internationale zonnerace.
• Brunel is sinds 2022 de hoofdsponsor van het team. Brunel verbindt topspecialisten aan uitdagende projecten.
• Het teamdoel is de wereld inspireren op het gebied van duurzame mobiliteit en innovatie.

Over de auto:

• Nuna 12s beschikt over een motor die door het team zelf ontwikkeld is. Het bijzondere aan deze motor is dat deze twee ringen met magneten heeft in tegenstelling tot ‘reguliere’ motoren die één ring met magneten hebben. Door de tweede ring met magneten heeft de motor meer vermogen en verwacht het team daarmee de bergen in Zuid-Afrika te kunnen trotseren.
• De zonneauto bevat een vernieuwd zonnepaneel, waar nog tot aan vertrek naar Zuid-Afrika de puntjes van op de i worden gezet.
• Het zonnepaneel is flexibel doordat het gemaakt is van PET materialen.
• Op de bovenste sheet van het zonnepaneel (topsheet) ligt een microstructuur die ervoor zorgt dat er minder weerkaatsing van zonlicht van het paneel kaatst.
• We streven er naar om minder gewicht te gebruiken bij de bekabeling van het zonnepaneel.

Over de race:

• Het Brunel Solar Team van de TU Delft doet dit jaar in september voor de vijfde keer mee aan de Sasol Solar Challenge in Zuid-Afrika. Deze race wordt elke twee jaar georganiseerd.
• De Sasol Solar Challenge is een 8-daagse race van Johannesburg naar Kaapstad. In totaal wordt meer dan 4.000 kilometer afgelegd. Zonneraceteams van over de hele wereld nemen deel aan de race.
• Het doel van de Sasol Solar Challenge is het afleggen van het meeste aantal kilometers. Dit in tegenstelling tot de Bridgestone World Solar Challenge waarbij het gaat om zo snel mogelijk over de finish te gaan.
• Al 4 keer heeft het team de Sasol Solar Challenge in Zuid-Afrika gewonnen. Het team heeft daarnaast 7 wereldtitels op haar naam staan door de Bridgestone World Solar Challenge in Australië te winnen.

Lees ook: Zonnecellen geïntegreerd in motorkappen

Fotograaf openingsfoto: Jorrit Lousberg

Slimme inline monitoring van water en afvalwater met lasertechnologie

Een nieuw type dompelsonde op basis van lasertechnologie. Het Fraunhofer Instituut voor Lasertechnologie ILT in Aken onderzoekt momenteel de mogelijkheden. De innovatie kan de weg vrijmaken voor continue inline bewaking van waterbehandelingsprocessen in afvalwaterzuiveringsinstallaties.

Om de waterzuiveringsprocessen in afvalwaterzuiveringsinstallaties te controleren, vertrouwden operators tot nu toe op samengestelde monsters van 24 uur. Deze worden continu gedurende de dag verzameld en vervolgens in het laboratorium geanalyseerd. Denk aan analyse van de totale hoeveelheid organische koolstof (TOC), opgeloste organische koolstof (DOC) of de hoeveelheid zuurstof die wordt verbruikt door de volledige aerobe afbraak van biologische stoffen (biologisch zuurstofverbruik; BZV). Met het oog op de toenemende bevolkingsdichtheid in stedelijke gebieden en de variërende samenstelling van afvalwater, bereikt dit 24-uurs raster echter zijn grenzen. Niet alleen met betrekking tot de kwaliteit van het gezuiverde afvalwater is nauwlettender toezicht wenselijk. Daarnaast is het wenselijk dat operators kunnen bijhouden hoe de gemeten waarden veranderen tijdens het lopende behandelingsproces. Zo zouden ze hun installaties efficiënter kunnen besturen op basis van deze realtime gegevens. Slimme inline monitoring moet uitkomst bieden.

Nieuwe dompelsonde

Een onderzoeksteam van het Fraunhofer ILT legt momenteel de technologische basis om een dergelijke data gebaseerde waterbehandeling werkelijkheid te laten worden. De kern hiervan wordt gevormd door een nieuw type dompelsonde op basis van laserstralen. De technologie brengt de wateranalyses rechtstreeks van het laboratorium naar de zuiveringsinstallaties. “We maken gebruik van het fenomeen dat stoffen die relevant zijn voor de waterkwaliteit fluoresceren wanneer ze worden aangeslagen met specifieke golflengten van licht. Onze dompelsonde wekt deze fluoroforen op met verschillende golflengten tussen het UV- en zichtbare spectrale bereik en detecteert de uitgezonden fluorescentiesignalen.” Aan het woord is Dr. Christoph Janzen. Hij is specialist in bioanalyse en verantwoordelijk voor het onderzoeksproject bij Fraunhofer ILT.

Golflengte

Doelwitten voor inline 2D fluorescentieanalyse zijn onder andere de aminozuren tryptofaan (TRP), tyrosine (TYR), fenylalanine (PHE) en de groep humuszuren (HS). Omdat de golflengten voor hun excitatie variëren van 260 nanometer voor PHE tot 350 nanometer voor HS, koppelt het team de sonde aan een afstembare lichtbron. “Dit kan alle doelsubstanties exciteren met hun specifieke golflengte. Als ze in het afvalwater aanwezig zijn, zenden ze hun karakteristieke fluorescentiesignaal met langere golflengte uit,” zegt hij. Wanneer een gevoelige spectrometer wordt gebruikt, kan voor elke excitatiegolflengte een fluorescentiespectrum worden opgenomen.

2D-kaarten

Dit resulteert in 2D-kaarten die de excitatiegolflengten samen met de bijbehorende lichtemissie registreren. Deze zogenaamde excitatie-emissie matrices visualiseren de gedetecteerde fluorescentiesignalen. En ze geven operators nauwkeurige informatie over de organische vervuiling in het afvalwater in elke fase van het behandelingsproces. “Deze 2D-fluorescentiemeting maakt het mogelijk om de karakteristieken van het afvalwater direct inline te registreren tijdens het behandelingsproces. Tot op heden kunnen conventionele processen dit alleen offline in het laboratorium doen,” legt Janzen uit. Om de metingen te valideren is het ook mogelijk om naast de fluorescentiegegevens transmissiespectra op te nemen met de dompelsonde.

Handzame dompelsonde

Het projectteam heeft gebruik gemaakt van de uitgebreide expertise op het gebied van optisch ontwerp en meettechnologie van het Fraunhofer ILT. Hierdoor was het mogelijk om het complexe inline meetproces te implementeren in de vorm van een handzame dompelsonde. Het Akense onderzoeksteam ontwikkelde de sonde zelf. Dit deed het in het door de EU gefinancierde project “Fluo-Monitor – 2D-fluorescentiesonde voor inline water- en afvalwatermonitoring”. Dit deed het team met een middelgrote leverancier van meettechnologie, een onderzoeksinstituut voor waterbeheer en een regionaal waterschap.

Continue inline metingen

Het huidige door BMBF gefinancierde project AIX-Watch zal de 2D-fluorescentiemeetmethodologie verder ontwikkelen en testen onder reële omstandigheden. “Het doel voor de middellange termijn is om de besturing en regulering van afvalwaterzuiveringsinstallaties te optimaliseren met behulp van continue inline metingen.”

Smart, adaptieve waterbehandeling met AI en inline sensoren

Wanneer de op laser gebaseerde dompelsonde wordt gecombineerd met inline sensortechnologie en artificiële intelligentie (AI), zouden gebruikers, ondanks fluctuerende afvalwatersamenstellingen, alleen de hoeveelheid energie en dure bedrijfsstoffen zoals ozon kunnen gebruiken die daadwerkelijk nodig is om aan de wettelijke limieten te voldoen. “Omdat we hier met wiskundige modellen werken, moeten we dit nog onderbouwen met conventionele offline analyses,” benadrukt Janzen.

Veelbelovende technologie

De leermodellen zijn echter een veelbelovende benadering voor adaptieve afvalwaterzuivering. Deze is gebaseerd op inline metingen en stemt de bedrijfsstrategieën af op de actuele toestand van het water en de huidige samenstelling. Om het proces voor te bereiden op wijdverspreid gebruik, blijft het team van Fraunhofer ILT de sonde parallel ontwikkelen. Volgens Janzen is één benadering het gebruik van meer kosteneffectieve LED’s in plaats van de afstembare xenon plasma lichtbron. In de context van datamining en AI is het namelijk bijzonder belangrijk om de database snel uit te breiden. Kosteneffectievere immersiesondes zijn een manier om dichter bij dit doel te komen.

Openingsfoto: De 2D-fluorescentiesonde die bij het Fraunhofer ILT is ontwikkeld, is de centrale component voor inline water- en afvalwaterbewaking (foto: Fraunhofer ILT, Aachen)

Ook interessant: Innovatieve sensor meet zuurstofgehalte van adem

Vlaanderen start testen met voertuigen die telebediend of autonoom rijden

Mobildata begint de eerste testen met telebediende wagens en autonoom rijden. Mobilidata is een programma van de Vlaamse overheid en imec om slimme mobiliteitsoplossingen uit te rollen in Vlaanderen. Voertuigen die op afstand worden bediend, worden eerst getest op een afgesloten circuit. Daarna volgen proeven op de openbare weg.

De introductie van autonoom rijden in Vlaanderen zal gradueel en op verschillende manieren gebeuren. Telegestuurd rijden kan daarbij een opstap zijn naar volledig autonoom rijden. Of het zou zelfs een apart blijvende functie kunnen worden. Het samenspel van telegestuurd en autonoom rijden combineert de voordelen van menselijke controle met die van artificiële intelligentie binnen afgelijnde gebieden en welbekende omstandigheden.

Autonome vrachtwagens

Een goed voorbeeld hiervan zijn vrachtwagens die autonoom rijden op specifieke routes (corridors) tijdens de daluren. Daarbij neemt een operator vanop afstand het stuur over in de voor- en natrajecten of bij onvoorziene verkeersomstandigheden. Dit kan een antwoord bieden op de groei van de transportsector, het ernstig tekort aan bestuurders en de aanhoudende congestieproblemen. Ook bedrijven die deelauto’s aanbieden in Vlaanderen zoeken naar technologische oplossingen voor praktische problemen. Het efficiënt verplaatsen van deelauto’s naar locaties waar ze de volgende dag nodig zijn, zou vanop afstand kunnen gebeuren. Tenminste, als daar een passend wettelijk kader voor wordt ontwikkeld.

Uitvoerig testen

De Vlaamse overheid streeft ernaar voldoende tests uit te voeren met voertuigen die op afstand aangestuurd worden of autonoom rijden. Dit is nodig vooraleer ze toestemming krijgen om op de openbare weg te rijden tussen andere weggebruikers. Daarom starten het Agentschap Wegen en Verkeer en het Departement Mobiliteit en Openbare Werken in samenwerking met onderzoekscentrum imec een testperiode op een afgesloten circuit. Die moet duidelijkheid bieden over zowel de mogelijkheden als de beperkingen van op afstand bediende en zelfrijdende voertuigen.

Evaluatie nieuwste technologieën

Tijdens de testperiode ligt de focus in eerste instantie op het evalueren van de nieuwste camera-, radar- en lidartechnologieën. Reactietijden op gevaarlijke situaties zullen de onderzoekers testen bij verschillende snelheden en omstandigheden. Bij positieve resultaten op het afgesloten parcours krijgen de deelnemers toestemming tot proefritten op de openbare weg. Die testen volgen naar verwachting in het najaar.  Het Vlaams Agentschap Innoveren & Ondernemen (VLAIO) zorgt voor de financiële ondersteuning. 

Integratie van verschillende technologieën

Voor Mobilidata is dit een nieuwe stap. Het Mobilidata-programma heeft de voorbije jaren al connected verkeer en digitaal verkeersmanagement geïntroduceerd in Vlaanderen. Het resultaat daarvan zijn gepersonaliseerde verkeerswaarschuwingen en de uitrol van zo’n 250 connected verkeerslichten verspreid over Vlaanderen. Deze reageren flexibel op actuele verkeersomstandigheden.  De databronnen van Mobilidata worden nu stelselmatig geïntegreerd in het op afstand aangestuurde of autonome rijproces. Zo zullen onderzoekers bekijken of de voertuigen adequaat reageren op meldingen over plotselinge gevaarlijke situaties, zoals een ongeval of ladingverlies op de weg.

Circuittest en openbare weg

Dit najaar volgt na de circuittest ook een test op de openbare weg. Daarbij zal de verbinding tussen de connected verkeerslichten en de zelfrijdende of op afstand aangestuurde voertuigen worden getest. Die verkeerslichten informeren vanop afstand de voertuigen over de resterende tijd tot groen licht, waardoor de voertuigen hun snelheid kunnen aanpassen.  Als de integratie van verschillende technologieën leidt tot een aanzienlijke verbetering van de verkeersveiligheid bij telebestuurd en autonoom rijden, kan dat een doorbraak betekenen. Denk aan een doorbraak voor bredere acceptatie van autonoom transport of telebediend besturen, waaronder ook het toepassen van deze werkwijze op deelwagens. 

5G Blueprint

“Na eerdere initiatieven zoals het 5G Blueprint-project, is dit onderzoek een nieuwe stap. Het sluit aan bij onze langetermijnvisie om innovatieve mobiliteitsoplossingen te ontwikkelen. Doel is om niet alleen de verkeersveiligheid te verbeteren en de doorstroming te optimaliseren, maar ook economische groei te stimuleren en bij te dragen aan een verbeterde levenskwaliteit. Om diezelfde reden richtte ik het afgelopen jaar ook de Vlaamse Taskforce Autonoom Vervoer op. Daarin brengen we experten samen uit industrie, academische wereld en overheid en zorgen we ervoor dat we klaar zijn om autonome technologie hier via aangepaste wetgeving op grote schaal uit te rollen eens die daar klaar voor is. Op die manier zal Vlaanderen het Europese koppeloton aanvoeren op het vlak van autonome mobiliteit en zorgen we ook voor economische return”, zegt de Vlaamse minister van Mobiliteit en Openbare Werken.

Pionier in autonoom rijden

“Met dit initiatief toont Vlaanderen zich een pionier in de zoektocht naar innovatieve antwoorden op complexe mobiliteitsvraagstukken. We mogen de ambitie hebben om uit te groeien tot het Californië van Europa op vlak van autonoom rijden. We zorgen voor de slimme oplossingen van morgen ten bate van de Vlaamse economie en welvaart”, zegt de Vlaamse minister van Economie en Innovatie.

De toekomst van mobiliteit

“Met imec willen we bijdragen aan de toekomst van mobiliteit door mee het pad te effenen voor een veilige introductie van autonoom en telebestuurd rijden in Vlaanderen. Een van de eerste veelbelovende business cases vinden we in de logistiek, bij vanop afstand bestuurde trucks en deelauto’s. Daarvoor moeten verschillende communicatie-, data- en sensortechnologieën samengebracht, getest en gevalideerd worden. Volledig autonoom rijdende voertuigen hebben nog behoorlijk wat obstakels te overwinnen, maar deze test vormt een belangrijke eerste stap. Imec ontwikkelt hiervoor sensortechnologie, maar zet ook in op het testen van deze technologie in realistische omstandigheden”, zegt Steven Latré, hoofd AI bij imec. 

Bron: imec
Afbeelding van wal_172619 via Pixabay

Ook interessant: BionicBee kan autonoom in een zwerm vliegen

Competentiecentrum Robdekon presenteert autonome decontaminatierobots

Fraunhofer IOSB en het Institute for Technology and Management in Construction van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT-TMB) hebben hun innovatieve oplossingen voor de sanering van stortplaatsen, verontreinigde locaties en nucleaire faciliteiten gepresenteerd. Denk daarbij aan een autonome graafmachine en een freesrobot voor het ontmantelen van nucleaire installaties en andere geavanceerde technologieën. De oplossingen zijn het resultaat van het door de BMBF gefinancierde competentiecentrum Robdekon.

Robdekon staat voor Robotic Systems for Decontamination in Hostile Environments. Het is onderdeel van het programma “Onderzoek voor civiele veiligheid” van de Duitse overheid. Het bevindt zich momenteel in de tweede fase. Daarin testen onderzoekers de ontwikkelde technologieën in de praktijk in nauwe samenwerking met gebruikers.

Autonome bouwmachines

In Robdekon werkt Fraunhofer IOSB aan de ontwikkeling van autonome bouwmachines die bijvoorbeeld zelfstandig aardlagen kunnen verwijderen. De autonome graafmachine Alice kan, ondersteund door een assistentiesysteem, op afstand opdracht krijgen om mogelijk verontreinigde vaten op te halen. Alice herkent, grijpt en laadt de vaten vervolgens volledig autonoom naar een locatie, 500 km verderop. “Vooral nu in de testfase van Robdekon zijn we blij dat we kunnen laten zien hoe goed onze technologie al werkt.” Dat zegt Janko Petereit, projectmanager bij Fraunhofer IOSB en coördinator van Robdekon.

Betonfreesmachine

Het KIT-TMB presenteerde tijdens het BMBF innovatieforum ‘Civil Security’ in Berlijn een betonfreesmachine. Daarmee is het mogelijk oppervlakken in nucleaire installaties te ontsmetten. Daarnaast ontwikkelt Robdekon ook oplossingen voor andere processtappen. Denk aan stappen die nodig zijn om de ontmanteling van dergelijke installaties zoveel mogelijk te automatiseren. Denk hierbij aan digitale omgevingsregistratie, vrijgavemeting en afvaltransport.

Robdekon

Robdekon is een competentiecentrum. Sinds 2018 financiert de BMBF Robdekon als onderdeel van het programma “Onderzoek voor civiele veiligheid”. Het ontwikkelt autonome robotsystemen die mensen ondersteunen bij complexe ontsmettingstaken. Ze kunnen worden gebruikt voor de decontaminatie van nucleaire faciliteiten, de sanering van verontreinigde locaties en stortplaatsen en voor de veilige terugwinning van gevaarlijke stoffen. In de huidige tweede financieringsfase worden de ontwikkelde technologieën getest en verder ontwikkeld in proefprojecten in reële omgevingen.

Openingsfoto: De autonome graafmachine ALICE verzamelt vaten. Dit is een eerdere demonstratie waarbij hij werd bestuurd vanaf een afstand van 50 meter. (foto: Fraunhofer IOSB)

Duitsland en Japan starten internationale onderzoeksgroep om waterstoftechnologieën te versnellen

De Duitse onderzoeksstichting DFG gaat een samenwerking financieren tussen RWTH Universiteit van Aken in Duitsland en het Tokyo Institute of Technology in Japan. Doel is om waterstoftechnologieën te versnellen.

Het voorzien in de steeds groeiende energiebehoefte van de wereld heeft geleid tot ernstige gevolgen voor het klimaat, de biodiversiteit en de ecologie. Het is duidelijk geworden dat een overgang naar een hernieuwbare en koolstofneutrale energie-economie dringend noodzakelijk is. Een versnelling van waterstoftechnologieën is noodzakelijk.

Hy-Potential

Waterstof zal een belangrijke rol spelen in het toekomstige energielandschap voor de opslag van hernieuwbare energie. De snelle implementatie van een waterstofinfrastructuur wordt echter geconfronteerd met technologische uitdagingen. Denk aan uitdagingen op het gebied van productie, opslag, energiegebruik en methoden om de verschillende hernieuwbare energiebronnen, energiesectoren en geografische regio’s te integreren. Dit is waar de Duits-Japanse internationale onderzoeksgroep “Hy-Potential om de hoek komt kijken. Hy-Potention staat voor: Hydrogen – Fundamentals for Production, Storage and Transportation, Applications and Economy”. De Duitse onderzoeksstichting (DFG) richtte de onderzoeksgroep op en zorgt voor de financiering.

Waterstoftechnologieën

In deze groep doen tien professoren van RWTH en elf van Tokyo Tech gezamenlijk onderzoek. Ze richten zich op de belangrijke aspecten van de levenscyclus van waterstof. Denk aan de productie, opslag en transport, elektrochemische omzetting in brandstofcellen, gebruik in verbrandingsprocessen, levenscyclusanalyses en analyses van energiesystemen.

Buiten gebaande paden denken

Woordvoerder van de groep is professor Heinz Pitsch, hoofd van het Instituut voor Verbrandingstechnologie. “De onderzoeksgroep verwacht van de deelnemende promovendi en postdocs dat ze buiten de gebaande paden denken,” zegt Pitsch. “Naast onderzoek is de holistische training van beginnende onderzoekers een belangrijk doel van de Research Training Group. Dit is de enige manier waarop ze het waterstofsysteem van de toekomst kunnen helpen vormgeven, rekening houdend met alle relevante aspecten.”

Carrières beginnende wetenschappers bevorderen

De groep uit Aken is een van de drie internationale onderzoekstrainingsgroepen (IRTG’s) die onlangs door de DFG zijn opgericht. De andere twee groepen hebben samengewerkt met partnerinstellingen uit India en Zwitserland. De DFG richt in totaal 17 nieuwe Research Training Groups (RTG’s) op om de carrières van beginnende wetenschappers te bevorderen. Dit is besloten door de verantwoordelijke DFG-commissie in Bonn. De nieuwe IRTG’s zullen in eerste instantie voor vijf jaar worden gefinancierd. Dit met een totaalbedrag van ongeveer 123 miljoen euro, te beginnen in het najaar van 2024. Het gefinancierde onderzoek omvat verklaarbare AI in de geneeskunde, waterstof als energiebron en mens-omgevingssystemen.

Bron: RWTH Aachen University
Lees ook: Eerste waterstofgenerator voor het snelladen van EV’s

Belangrijke stap in realisatie waterstofnetwerk Noordzeekanaalgebied

Vier bedrijven in het Noordzeekanaalgebied zetten een concrete vervolgstap voor een aansluiting op het toekomstige waterstofnetwerk van Gasunie. Dit doen ze omdat zij waterstof willen gaan produceren of gebruiken.

Vattenfall, Sunoco, HyCC en Tata Steel hebben hun handtekeningen gezet onder een zogeheten Connection Study Agreement (CSA). Dit is een overeenkomst met Gasunie-dochter Hynetwork om de aansluitingen te kunnen voorbereiden. De interesse komt op het moment waarop de contouren van het waterstofnetwerk in het Noordzeekanaalgebied, als onderdeel van het landelijke waterstofnetwerk, steeds meer vorm beginnen te krijgen. Vorige maand werd bekend welke voorkeursroute in beeld is voor het toekomstige waterstofnetwerk in deze industriële regio.

Opschaling waterstofeconomie versnellen

Op donderdag 16 mei zetten de vier bedrijven hun handtekeningen nog eens symbolisch op een waterstofleiding in de Amsterdamse haven. Gasunie-dochter Hynetwork, Port of Amsterdam en Programmabureau Noordzeekanaalgebied tekenden mee, om de samenwerking te bekrachtigen. De bedrijven willen met hun initiatief de opschaling van de waterstofeconomie versnellen. Ze roepen andere bedrijven op om hun voorbeeld van ‘samenwerking in de keten’ te volgen. Het Noordzeekanaalgebied biedt hier als Hydrogen Valley Regio volop mogelijkheden voor.

Energieknooppunt

Het Noordzeekanaalgebied is één van de grote industrieclusters en energieknooppunten in Nederland. Het is samen met Schiphol een belangrijk gebied voor de haven, de logistiek en de industrie. De industrie in deze regio heeft een CO2-uitstoot van circa 18 megaton. Het is belangrijk dat deze uitstoot drastisch vermindert. Dat kan onder andere door de inzet van CO2-vrije waterstof. Als grote energiehaven en brandstoffencluster richt het gebied zich daarnaast op de import van waterstof en productie van groene brandstoffen. Een waterstofnetwerk is daarbij cruciaal.

Waterstofnetwerk

Gasunie-dochter Hynetwork realiseert een landelijk waterstofnetwerk. Dit netwerk van buisleidingen verbindt de grote industriële regio’s in Nederland met elkaar, met waterstofopslag- en importlocaties en met het buitenland. Het waterstofnetwerk in het Noordzeekanaalgebied, dat hier onderdeel van is, zal volgens de huidige planning vanaf eind 2027 operationeel zijn.

Foto: Roman via Pixabay