Implantaten aandrijven met energie uit het menselijk lichaam

Een sideraal is in staat 600 volt en 100 watt aan energie te genereren, die het vervolgens kan inzetten om een prooi te verdoven of zichzelf te verdedigen. Onderzoekers willen dit vermogen van de sideraal gebruiken om systeem te ontwikkelen dat kleine medische implantaten zoals pacemakers van energie kan voorzien. Het systeem moet in het menselijk lichaam energie uit bijvoorbeeld de spieren of metabolische energie winnen en opslaan, zodat deze vervolgens gecontroleerd kan worden afgegeven aan het implantaat.

Het gaat om een project van een onderzoeksteam van de University of Michigan, het Adolphe Merkle Institute van de University of Fribourg en de University of California-San Diego. Het team heeft onderzoek gedaan naar het orgaan van de sideraal dat het dier in staat stelt energie te genereren. Dit orgaan bestaat uit lange en dunne cellen die ook wel elektrolytencellen worden genoemd. Deze cellen worden aangestuurd door het brein van de sideraal en kunnen ieder een laag voltage genereren door sodium ionen naar één zijde van de cel te laten stromen, terwijl gelijktijdig potassium ionen naar de andere zijde van de cel vloeien. Beide ionen worden van elkaar gescheiden met een membraan.

600 volt en 100 watt

Indien de sideraal in rust is zijn de positieve en negatieve ionen in de cellen van elkaar gescheiden. Zodra de sideraal energie nodig heeft om bijvoorbeeld zijn prooi te verdoven stelt het membraan in de cellen de positieve en negatieve ionen in staat samen te komen, waardoor energie wordt gegenereerd. De sideraal kan op deze wijze 600 volt en 100 watt aan energie creëren “De sideraal polariseert en depolariseert duizenden cellen gelijktijdig om deze hoge voltages te leveren”, legt Max Shtein, hoofddocent materiële wetenschappen en techniek bij de University of Michigan, uit. 

Het onderzoeksteam heeft een energiebron gecreëerd die is geïnspireerd op dit orgaan van de sideraal. De energiebron genereert energie met behulp van het verschil in zoutgehalte tussen vers water en zout water. Het zoute water bevat positieve ionen (natrium) en negatieve ionen (chloride), die beide ook aanwezig zijn in keukenzout (natrium-chloride). Indien een compartiment met een poreus membraan gevuld met zout water in contact wordt gebracht met een vergelijkbaar compartiment gevuld met vers water, migreren zowel de positieve als negatieve ionen op natuurlijke wijze naar het compartiment met vers water totdat beide compartimenten hetzelfde zoutgehalte hebben. 

Positieve en negatieve ionen scheiden

Indien echter een speciaal membraan dat positieve ionen eenvoudiger doorlaat dan negatieve ionen tussen beide compartimenten wordt geplaatst, zorgt dit ervoor dat de positieve ionen uit het zeewater naar het compartiment met vers water stromen. De negatieve ionen blijven achter in het compartiment met zeewater en worden dus van de positieve ionen gescheiden. Dit fenomeen wordt ook wel omgekeerde elektrodialyse genoemd. Door duizenden van deze compartimenten en membranen achter elkaar te plaatsen is het mogelijk 110 volt aan energie te genereren uit enkel water en zout. 

Zowel de compartimenten als de membranen die the team hierbij gebruikt zijn gemaakt van een hydrogel en kunnen met behulp van een commercieel beschikbare 3D-printer worden geprint op een doorzichtig stuk plastic. De onderzoekers merken op dat – net als bij een sideraal – de energiebron een groot aantal compartimenten bevat die ieder een beperkte capaciteit hebben en een laag voltage genereren. Door alle cellen op hetzelfde moment in te zetten is het mogelijk tot hogere voltages te komen. Om dit mogelijk te maken zetten de onderzoekers een vouwmethode in die oorspronkelijk is ontwikkeld om zonnepanelen van satellieten in de ruimte te kunnen uitvouwen. 

Doorontwikkelen

De onderzoekers melden dat hun energiebron op dit moment niet in staat is een aanzienlijk lager voltage kan opwekken dan een sideraal. De onderzoekers wijzen er daarnaast op dat een sideraal zijn orgaan opnieuw kan opladen door te eten, terwijl het huidige prototype van de kunstmatige energiebron hiervoor een externe energiebron voor nodig heeft. Om bruikbaar te zijn voor het aandrijven van medische implantaten is het nodig een methode te vinden om de cellen opnieuw te activeren in een levend organisme, evenals betere en dunnere hydrogel membranen te ontwikkelen.

Hoogleraar biofysica Michael Mayer van het Adolphe Merkle Institute geeft aan dat de energie-eigenschappen van het kunstmatige elektrische orgaan op dit moment tenminste een factor 1.000 lager zijn dan die van de sideraal. “Op dit moment zijn we wellicht in staat apparaten met het laagste energieverbruik aan te drijven. Ik denk echter dat het realistisch is om de prestaties met een factor tien te verbeteren met behulp van betere membranen, en mogelijk nogmaals met een factor tien door efficiënter te bouwen”, aldus Mayer. 

Energie uit het menselijk lichaam gebruiken

Een belangrijke uitdaging is volgens Mayer het gebruik van de metabolische energie van het menselijk lichaam om de kunstmatige energiebron opnieuw op te laden. Hiervoor denkt de hoogleraar aan het inzetten van ionen in onder andere maagsappen of het converteren van energie uit spieren in elektrische energie, die vervolgens kan worden opgeslagen in en vrijgegeven door het kunstmatige elektrische orgaan.

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: University of Michigan
Bron: Adolphe Merkle Institute van de University of Fribourg
Bron foto: Shutterstock

Steeds meer octrooien aangevraagd voor slimme apparaten

Er is de afgelopen een flinke groei ontstaan in het aantal octrooiaanvragen voor slimme apparatuur: 54 procent. Dat is een stuk meer dan de algemene groei van het aantal octrooiaanvragen. Dat steeg namelijk met 7.65 procent. Volgens het Europees Octrooibureau laten de cijfers zien dat de vierde industriële revolutie, ook wel Industry 4.0 genoemd, definitief aan het doorbreken is.

Het Europese Octrooibureau (EOB) deed, samen met het Handelsblatt Research Institute onderzoek naar octrooien en publiceerde de resultaten in het rapport “Patents and the Fourth Industrial Revolution (4IR)”. Daarbij werd gebruik gemaakt van uitgebreide octrooi-informatie en de expertise van octrooionderzoekers.

Meer in het algemeen schat het EOB dat in 2025 26 tot 30 miljard van de huishoudelijke apparaten en apparaten gebruikt op de werkvloer voorzien zijn van sensoren, processors en ingebouwde software en verbonden met het Internet of Things.

Verschillende octrooien

In totaal vond het EOB ruim 48.000 octrooiaanvragen die tot eind 2016 waren ingediend en betrekking hebben op de vierde industriële revolutie. De aanvragen zijn verdeeld in drie categorieën:
‘Kerntechnologieën op ict-gebied’, waarbij het draait om hardware, software en connectiviteit die het creëren van verbonden apparaten mogelijk maakt. In de tweede categorie vallen de ‘faciliterende technologieën’, oplossingen die de kerntechnologieën aanvullen, zoals kunstmatige intelligentie (ki), gebruikersinterfaces, analytics, 3d-systemen, positiebepaling, energiebronnen en beveiliging.
Als derde worden de octrooien binnen de ’toepassingsgebieden’ verdeeld. Het gaat om faciliterende technologieën voor voertuigen, bedrijven, woningen, persoonlijke apparatuur, infrastructuur en productie-omgevingen.

Uit de analyse van Europese octrooiaanvragen voor slimme apparaten tot 2016 blijkt dat de cijfers in het midden van de jaren negentig in alle drie 4IR-sectoren snel begonnen te stijgen.

Duitsland en Frankrijk 

Volgens de onderzoekers lopen in Europa de landen Duitsland en Frankrijk voorop wat betreft uitvindingen voor de vierde industriële revolutie. ‘Duitsland speelt een toonaangevende rol bij toepassingsgebieden zoals voertuigen, infrastructuur en productie, terwijl Frankrijk leider is wat betreft ondersteunende technologieën zoals kunstmatige intelligentie, beveiliging, gebruikersinterfaces en 3D-systemen.’

‘Qua regio’s zijn Parijs (Île-de-France) en München (Oberbayern) de toonaangevende Europese locaties voor technologieën die worden ingezet in de vierde industrieele revolutie’, aldus de onderzoekers. . 

Verder komt naar voren dat tussen 2011 en 2016 25 bedrijven, voornamelijk uit Azië, ongeveer de helft van alle 4IR-octrooiaanvragen bij het EOB indiende. Het onderzoek bewijst dat innovatie in kerntechnologieën hoofdzakelijk wordt uitgevoerd door een beperkt aantal grote bedrijven dat zich richt op ict, terwijl uitvindingen voor ondersteunende technologieën en toepassingsgebieden minder geconcentreerd zijn. De belangrijkste aanvragers in die sectoren komen uit verschillende industrieën.

Door: Pim van der Beek/Kelly Bakker 

Bron: Computable
 

ABB en Kawasaki gaan 'cobots-samenwerking' aan

ABB en Kawasaki Heavy Industries gaan als eerste ter wereld samen aan de slag om het gebruik van cobots te promoten. Het gaat daarbij vooral om de tweearmige robots.

Beide robotmakers zullen hun eigen productie blijven doen, maar gaan tegelijkertijd samenwerken om te bekijken welke technische mogelijkheden er zijn en hoe ze het gebruik van cobots meer onder de aandacht kunnen brengen. Zo denken ze eraan om voorlichtingsprogramma’s samen te stellen voor beleidsmakers, NGO’s en consumenten omtrent de voordelen van collaboratieve automatisering. Ook gaan ze een eenduidige benadering richting de industrie creëren rond veiligheid, programmering en communicatie. 

Sterke punten

De samenwerking tussen mensen en robots, machines en processen wordt steeds belangrijker. Dit omdat de productie in veel industrieën is verschoven van grote partijen met weinig variatie naar kleine volumes met veel productmix. Dit betekent automatisch ook meer veranderlijkheid en meer menselijke interventie. Collaboratieve automatisering zorgt ervoor dat mens en robot ieder hun eigen unieke kwaliteiten kunnen leveren. Mensen hebben proceskennis, inzicht en improvisatie voor verandering, terwijl robots een onvermoeibaar uithoudingsvermogen voor herhalende taken leveren. 

Veel potentie

ABB en Kawasaki hebben de samenwerking internationaal ingezet. ABB is een van Europa’s grootste robotleveranciers terwijl Kawasaki een van de grootste industriële concerns van Azië is. ‘De schaal en het tempo van verandering in de robotindustrie vandaag de dag is onvoorstelbaar’, zegt Per Vegard Nerseth, managing director van ABB’s robottak. ‘Buiten de technologie achter collaboratieve automatisering, is er ook behoefte aan innovatieve nieuwe manieren om samen te werken en een gezamenlijke industriebenadering te hebben rondom veiligheid, programmering en communcatie.’

‘Cobots, met name degene met twee armen die in staat zijn tot menselijke interacties, kunnen een grote bijdragen leveren aan de maatschappij en de wereld helpen om te gaan met arbeidstekorten en de ouder wordende beroepsbevolking’, aldus de general manager van Kawasaki Robot Division, Yasuhiko Hashimoto. ‘We zien veel potentie in de uitbreiding van collaboratieve applicaties en processen daar waar mensen en technologieën samenwerken om oplossing te creëren.

ABB wordt als pionier gezien op het gebied van collaboratieve automatisering, met name door zijn YuMi dual arm-robot. Deze robot maakt het mogelijk voor mensen en robots om samen veel voorkomende taken uit te voeren, zoals het monteren van kleine elektronica. Kawasaki heeft de Dual-Arm SCARA Robot  “duAro”.

De twee bedrijven hebben de samenwerking al in de praktijk gebracht: ze deden onlangs een gezamenlijke tweearmrobotdemonstratie op de Irex in Tokio.

Door: Kelly Bakker

Bron: ABB/Metaal Magazine

Promotieonderzoek: radarsatellieten kunnen watertekort bomen goed meten

Het is goed mogelijk om met radartechnologie vanuit de ruimte te meten hoe ‘dorstig’ bomen en gewassen zijn. Dat is belangrijk om de samenhang tussen ecosystemen, watercyclus en koolstofcyclus beter te begrijpen. In theorie kunnen we hiermee op wereldwijde schaal gewassen monitoren en in kaart brengen wanneer het nodig is om in te grijpen. Tim van Emmerik promoveerde onlangs op dit onderwerp aan de TU Delft.  

Dorst

Van Emmerik onderzocht neerslag, verdamping en manieren om de dorst van planten te meten. De focus lag daarbij vooral op tropische regenwouden. Die spelen namelijk een essentiële rol in de water-, zuurstof- en koolstofcyclus op aarde. ‘Als het Amazoneregenwoud steeds droger wordt’, verklaart van Emmerik in een persbericht, ‘of door ontbossing steeds maar kleiner, zal dat de watercyclus en de koolstofcyclus beïnvloeden. Dat kan bijdragen aan klimaatverandering op aarde.’

Slangen

Een praktisch struikelblok waar hij in het onderzoek tegenaan liep, was dat meetinstrumenten duur zijn of bomen kunnen beschadigen. Ook zijn ze niet bestand tegen de extreme omstandigheden van een regenwoud. ‘Zodra je kastjes met apparatuur in een oerwoud hangt, gaan slangen, spinnen en andere beesten er in wonen. Meetcampagnes vanuit de lucht met satellieten of radar zijn wél een goede meetoptie. Maar je weet pas echt of je metingen kloppen, als je ook op de grond kunt checken wat er precies gebeurt.’ 

Sensoren

UIteidnelijk kwam Van Emmerik uit bij sensoren, die door de snelle opkomst van de smartphone-industrie veel goedkoper en robuuster zijn geworden. Met collega Rolf Hut bedacht de onderzoeker dat versnellingsmeters zijn te gebruiken als betaalbaar alternatief om langere tijd boombewegingen te kunnen meten. Door de versnellingen van een boom te koppelen aan andere meteorologische en hydrologische data, kon hij de boombewegingen relateren aan externe belastingen (zoals wind, verdamping en regenval) en deze onderscheiden van de fysieke eigenschappen van de boom zelf (zoals elasticiteit, massa en watergehalte).

Tomaten

Van Emmerik heeft dit allemaal stapsgewijs onderzocht bij tomatenplanten, in maïsvelden en in Brazilië. Om het effect van waterstress in tropische regenwouden te onderzoeken, zijn er versnellingsmeters geïnstalleerd op 19 bomen in de Braziliaanse Amazone om hun beweging te meten. Daar deed hij vier jaar lang metingen. De manier waarop bomen bewegen hangt af van verschillende eigenschappen. Van Emmerik  laat zien dat de beweging gevoelig is voor boommassa, de hoeveelheid water die op het bladerdek blijft liggen en de mate van interactie tussen de boom en de atmosfeer. Er bleek in de data ook een duidelijk verschil te zien tussen het natte en het droge seizoen. 

Gevoelig

De veronderstelling is dat deze verandering het resultaat is van veranderingen in boommassa, veroorzaakt door veranderingen in watergehalte, of het uitvallen van bladeren als reactie op toenemend watertekort. ‘Ik heb velddata van watertekorten in bomen in combinatie met radarobservaties gebruikt om te laten zien dat radarweerkaatsing zeer gevoelig is voor toenemende waterstress. Tijdens de overgang van het natte naar het droge seizoen is een duidelijke daling gevonden in radarweerkaatsing, wat verklaart kan worden door de snelle toename in gemeten watertekort in de bomen.’

Waarneembare verschillen

‘Al jaren wordt er gediscussieerd over de gevoeligheid van radarweerkaatsing voor waterstress in vegetatie. Helaas is er tot dusver altijd een tekort aan observaties geweest om dit te testen. Ik heb aangetoond dat watertekort in vegetatie leidt tot significante veranderingen in watergehalte en de geleidingseigenschappen van planten, wat vervolgens leidt tot waarneembare verschillen in radarweerkaatsing.’

Door: Kelly Bakker 

Bron: TU Delft

Realtime inzicht in de supply chain ontbreekt bij veel fabrikanten

Fabrikanten krijgen in toenemende mate te maken met productie in kleine oplages en maatwerk. Dit dwingt hen ertoe voorraden te minimaliseren en hun efficiëntie te maximaliseren. Realtime inzicht in informatie uit de volledige supply chain is hiervoor van groot belang. Dit inzicht ontbreekt echter bij veel fabrikanten.

Dit concludeert de leverancier van supply chain-technologie Zetes op basis van onderzoek dat is uitgevoerd door onderzoeksbureau Sapio Research. Senior executives uit productiesectoren in zowel Europa als Zuid-Afrika namen deel aan het onderzoek. Vraaggestuurde productiemodellen zijn volgens het onderzoeksrapport essentieel geworden om de flexibiliteit en efficiëntie te realiseren die fabrikanten nodig hebben om in te spelen op de veranderende eisen van klanten. Door ondermeer de vraag naar meer maatwerk en productie in kleinere oplages zijn productiebedrijven genoodzaakt een manier te vinden om de volatiliteit in de supply chain effectief te beheersen, zodat zij voorraden kunnen minimaliseren en tegelijkertijd hun efficiëntie kunnen maximaliseren. Realtime inzicht in informatie en zicht op de volledige supply chain zijn hierbij van groot belang, stelt het rapport. 

Kloof tussen operationele doelstellingen en realiteit

Zetes spreekt over een zorgwekkende kloof tussen de operationele doelstellingen van organisaties op dit gebied en de huidige stand van zaken. Zo noemt 80% van de ondervraagde fabrikanten het van groot belang inzicht te hebben in risico’s die een weerslag hebben op de supply chain. 25% heeft dit inzicht ook daadwerkelijk. Driekwart wil daarnaast zicht hebben op alle gebeurtenissen die van invloed zijn op de inkomende goederenstroom van leveranciers, iets waarover slechts 29% ook daadwerkelijk beschikt. 

80% wil inzicht hebben in productorders, terwijl 34% hierover beschikt. 89% noemt het daarnaast van groot belang over informatie te beschikken over de verwerking van orders, terwijl minder dan de helft (47%) deze informatie heeft. Ook heeft:

• 59% van de fabrikanten geen realtime inzicht in voorraadniveaus;
• 68% geen realtime inzicht in de productievolumes van fabrieken binnen de organisatie;
• 65% geen realtime overzicht van productieschema’s van leveranciers. 

Informatiedeling blijkt een uitdaging

Informatiedeling blijkt een belangrijke uitdaging waar fabrikanten tegenaan lopen. Zo geeft 67% aan moeite te hebben belangrijke informatie tussen verschillende afdelingen binnen hun organisatie te delen. Slechts een derde noemt het verzamelen van informatie in de supply chain gemakkelijk. Van de ondervraagde fabrikanten geeft: 

• 70% aan kwalitatief slechte of onvolledige informatie te krijgen van leveranciers;
• 60% aan dat niet alle belangrijke gegevens worden verzameld;
• 60% aan dat het verkrijgen van informatie van niet-geïntegreerde systemen een beperking vormt;
• 60% aan onvolledige of slechte informatie van klanten te ontvangen.

Gedateerde communicatiemiddelen

Zetes wijst op de komst van het Internet of Things en het streven van veel organisaties om hun netwerk te digitaliseren. Ondanks deze trends zijn organisaties voor het delen van gegevens nog steeds in belangrijke mate afhankelijk van gedateerde communicatiemiddelen, zoals de telefoon, fax en e-mail. Dit leidt tot trage communicatie, silo-operaties en inconsistente informatiestromen, waarschuwt Zetes. 

Als voorbeeld noemt het bedrijf een situatie waarin een leverancier problemen heeft met de levering van bepaalde onderdelen. Indien dergelijke problemen worden gedeeld via e-mail, kan dit al snel tot vertraging leiden bij het beperken van de mogelijke gevolgen voor de productie en levering aan klanten. Zetes wijst erop dat het zonder realtime communicatie van accurate en betrouwbare informatie het zeer moeilijk is om de volatiliteit van een supply chain te controleren. 

Zetes geeft overigens ook aan dat het simpelweg delen van ruwe, onverwerkte informatie niet voldoende is om de flexibiliteit te creëren die nodig is om de snelheid en nauwkeurigheid van fabrikanten te verbeteren. Het bedrijf stelt dat hiervoor snelle en nauwkeurige informatie nodig is die 100% relevant is voor het specifieke deel van de supply chain waaraan deze data wordt geleverd. Denk hierbij aan een realtime alarmmelding dat een componentzending is vertraagd en realtime inzicht in de implicaties hiervan voor de fabrikant, in plaats van een lang telefoongesprek waarin deze vertraging wordt uitgelegd. Deze realtime informatie stelt besluitvormers in staat de zakelijke impact van een dergelijke vertraging te beperken.

Vier maatregelen

Om voorbereid te zijn op de toenemende vraag naar meer maatwerk en productie in kleinere oplages adviseert Zetes fabrikanten vier maatregelen te nemen: 

• Identificeer bedrijfskritische processen en breng belangrijke bronnen van metrische informatie in kaart. 
• Creëer betekenisvolle informatie uit realtime gegevensbronnen.
• Verbind gegevens over verschillende interne en externe silo’s met elkaar.
• Harmoniseer gegevens om geldige vergelijkingen te maken en intelligentie besluitvorming te ondersteunen. 

Meer informatie en alle resultaten van het onderzoek zijn te vinden in het onderzoeksrapport van Zetes, dat hier kan worden opgevraagd.

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron foto: Pixabay / marcin049

Philips maakt vierde zorggerelateerde overname van 2017 bekend

Philips neemt Forcare over, een leverancier van ondermeer software voor het uitwisselen van data tussen medische systemen. Het is de vierde zorggerelateerde overname van Philips dit jaar.

Forcare is een bedrijf dat interoperabiliteitssoftware levert die patiëntdata ontsluit uit verschillende informatiebronnen. Met de software kunnen bestaande systemen van ziekenhuizen worden verbonden, zodat informatie uit verschillende systemen kan worden gecombineerd. De software is gebaseerd op open standaarden en geschikt voor uiteenlopende medische beelden en documenten. 

Samenwerking tussen zorgspecialisten faciliteren

Daarnaast levert Forcare oplossingen die samenwerking tussen zorgprofessionals verbeterd en faciliteert. Het bedrijf meldt op zijn website dat zorg steeds gespecialiseerder wordt. Steeds vaker werken medisch specialisten hierdoor niet alleen samen met collega’s in de eigen instelling, maar ook met externe specialisten. Het uitwisselen van patiëntinformatie speelt hierbij een belangrijke rol. Forcare levert oplossingen die helpt patiëntinformatie op een veilige en betrouwbare manier uit te wisselen. 

Met de overname van Forcare krijgt Philips technologie in handen waarmee het zijn eigen medische oplossingen en apparatuur nauwer kan integreren. “De wereldwijde toename in ziekenhuisconsolidaties en grote regionale projecten genereren significant grotere tenders die onvermijdelijk interoperabiliteit vereisen”, legt Yair Birman, business leader Healthcare Informatics bij Philips, uit. “De overname van Forcare geeft ons toegang tot expertise op het gebied van kritieke standaarden en interoperabiliteit voor het verbinden van zorginformatiesystemen, het delen en uitwisselen van klinische data, en het leveren van veilige en betrouwbare toegang tot digitale zorginformatie voor zorgpersoneel en patiënten in verschillende organisaties en zorginstellingen.”

Forcare is een bedrijf dat in 2006 is opgericht en ongeveer 70 medewerkers in dienst heeft. Het hoofdkantoor van Forcare is gevestigd in Zeist, terwijl het bedrijf ook kantoren heeft in Duitsland, het Verenigd Koninkrijk en Canada. Philips geeft aan dat de oplossingen van Forcare worden gebruikt door ziekenhuizen wereldwijd. 

TOMTEC Imaging systems

De overname van Forcare is de vierde zorggerelateerde overname door Philips dit jaar. Het bedrijf nam in juli TOMTEC Imaging Systems over. Dit Duitse bedrijf dat is gespecialiseerd in intelligente analysesoftware voor medische beelden. Het bedrijf richt zich specifiek op medische beelden die worden gecreëerd met behulp van ultrasone diagnostische apparatuur. Denk hierbij aan de echografiesystemen op basis van ultrasound die Philips al langer levert. Philips verwacht dankzij de overname van TOMTEC zijn positie in cardiovasculaire toepassingen met ultrasound te kunnen versterken.

Spectranetics

Philips nam daarnaast in augustus Spectranetics over, een Amerikaans bedrijf gespecialiseerd in oplossingen voor vaatoperaties en het beheren van data gegenereerd door ‘Cardiac Implantable Electronic Devices’ (CIED’s), een verzamelnaam voor implanteerbare apparaten zoals pacemakers of defibrillators. 

Philips wil de producten van Spectranetics combineren met zijn eigen beeldsystemen, apparaten, software en diensten. Deze combinatie moet cardiologen en vaatartsen beter in staat stellen de juiste behandeling voor hart- en vaatziekten te bepalen. 

Analytical Informatics

De Nederlandse multinational nam tot slot in november Analytical Informatics over. Deze Amerikaanse start-up levert onder meer vendor-neutrale workflow tools en applicaties. Philips wil de oplossingen van Analytical Informatics integreren in zijn PerformanceBridge portfolio, waarmee Philips radiologieafdelingen van ziekenhuizen ondersteunt bij operationele taken. Denk hierbij aan het beheren van de beschikbaarheid van medische apparatuur en werknemers, maar ook aan compliance en uptime van apparatuur. 

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: Philips
Bron: Forcare
Bron foto: Pixabay / valelopardo

'Drones zijn schadelijker dan vogels'

Drones vormen in de lucht een groter gevaar voor vliegtuigen dan vogels. Dat blijkt uit onderzoek van Alliance for System Safety van UAS through Research Excellence (ASSURE).

Uit dat onderzoek blijkt dat botsingen tussen drones meer structurele schade veroorzaken dan botsingen met vogels van hetzelfde gewicht als de drone. Een team van onderzoekers van vier verschillende universiteten gebruikten computers om botsing te simuleren. Daarvoor werden verschillende formaten drones gebruikt van tussen de 1,2 en 3,6 kilo. Er werden gewone passagiers- en kleinere zakelijke vliegtuigen gebruikt. Kiran D’Souza, assistent professor mechanical en aerospace engineering in Ohio, had de leiding over een deel van het onderzoek met betrekking tot de vliegtuigmotoren. “Zelfs kleine onbemande systemen kunnen behoorlijke schade toebrengen aan motoren.” 

Gevaarlijk

Het aantal meldingen waarbij er bijna een botsing heeft plaatsgevonden tussen een drone en een vliegtuig is toegenomen. De Amerikaanse luchtvaartautoriteit, Federal Aviation Administration (FAA), krijgt meer dan 250 meldingen per maand van drones die een mogelijke bedreiging vormen voor vliegtuigen, bijvoorbeeld omdat ze te dicht bij vliegvelden vliegen. De onderzoekers van het onderzoek zeggen dat normen voor de productie van vliegtuigen ontworpen voor vogelaanvaringen niet geschikt zijn om te garanderen dat vliegtuigen botsingen met drones kunnen weerstaan. De FAA hoopt dat drone-bouwers in de toekomst meer mee gaan denken over technologieën die ervoor moeten zorgen dat drones vliegtuigen op tijd detecteren en vermijden. 

Meeste schade bij opstijgen

Drones zijn, anders dan vogels natuurlijk, die voor een groot deel uit water bestaan, gemaakt van robuust materiaal. Uit de tests van het onderzoekteam kwam naar voren dat de harde delen van de drones, zoals de motor en batterij, de meeste schade toebrengen aan vliegtuigen en hun motoren. De simulatie wijzen uit dat de meeste schade wordt toegebracht tijdens het stijgen wanneer de motor op de hoogste snelheid is. De mate van schade is daarnaast ook nog eens afhankelijk van waar in de motor de impact plaatsheeft. 

Meer drones

De onderzoekers komen dan dus ook tot de conclusie dat producten van drones zogeheten waarnemen en ontwijken of geo-fencing mogelijkheden moeten toepassen om eventuele botsingen met vliegtuigen te voorkomen. Dat is belangrijk, omdat er steeds meer drones in omloop zijn. Zo schat de FAA dat er dit jaar 2,3 miljoen drones worden gekocht voor recreatief gebruikt en dat dit aantal alleen maar zal stijgen. Veel andere drones worden gebruikt voor commerciële doeleinden zoals nieuwsfotografie en de inspectie van pijpleidingen en mobiele torens.  Er zullen er in de toekomst nog meer onderzoeken gedaan worden, waarbij onder meer motorfabrikanten en helilkopters worden betrokken. 

Door: Kelly Bakker

Bron: ASSURE/Aandrijven en besturen

Renault levert 1.000 Renault Mégane's die met elkaar kunnen praten

Renault gaat als onderdeel van het SCOOP-project 1.000 Renault Mégane's aan vlootbeheerders leveren die met elkaar en apparatuur langs de weg kunnen communiceren. De voertuigen zijn voorzien van sensoren die data verzamelen die kan helpen het verkeer veiliger te maken en verkeersstromen te optimaliseren.

SCOOP is een Europees project gericht op de ontwikkeling van intelligente transportsystemen die de uitwisseling van informatie tussen zowel voertuigen onderling als voertuigen en apparatuur langs wegen mogelijk maken. Voertuigen worden hierbij uitgerust met sensoren die helpen omstandigheden en incidenten te detecteren, zodat deze informatie kan worden doorgespeeld naar andere voertuigen en wegbeheerders. De technologie verzamelt hiervoor allerlei data, zoals de snelheid van voertuigen, de positie van het stuur, potentiële problemen met grip door weersomstandigheden, de stand van de ruitenwissers en het inschakelen van airbags.

Tijdig waarschuwen voor incidenten

Aan de hand van deze data is het mogelijk incidenten op de weg tijdig op te merken, zodat andere weggebruikers hiervoor kunnen worden gewaarschuwd. Weggebruikers worden via pictogrammen op de hoogte gesteld van een incident, wat hen in staat stelt bijvoorbeeld tijdig hun rijgedrag aan te passen of een andere route te kiezen. Dit wordt ook wel boordsignalering genoemd.

Daarnaast wordt de data die de sensoren verzamelen gedeeld met de wegbeheerder. De data wordt hierbij door SCOOP-enabled voertuigen verstuurd naar apparatuur die langs wegen is geplaatst. Deze apparatuur stuurt de data door naar de wegbeheerder, die hierdoor onder andere meer inzicht krijgt in verkeerstrends en de impact van specifieke gebeurtenissen op verkeersstromen. De informatie kan worden gebruikt voor de optimalisatie van verkeersstromen en zowel de ontwikkeling als evaluatie van maatregelen om verkeersstromen te verbeteren. 

Daarnaast kunnen wegbeheerders sneller reageren op zowel incidenten op de weg als veranderende verkeersomstandigheden. Dit maakt het bijvoorbeeld mogelijk aan de hand van data die SCOOP-enabled voertuigen doorsturen de maximumsnelheid aan te passen of op borden boven de weg een alternatieve route voor te stellen. Wegbeheerders kunnen automobilisten via SCOOP ook waarschuwen voor wegwerkzaamheden. Denk hierbij aan geplande werkzaamheden, maar ook aan de aanwezigheid van langzaam rijdend bouwverkeer of wegwerkers.

Gegevens doorsturen

De 1.000 Mégane’s die Renault heeft voorzien van SCOOP-apparatuur maken onderdeel uit van een testproject. Als onderdeel van dit project wordt apparatuur geplaatst langs 2.000 kilometer aan wegen rond Parijs, de A4 in Frankrijk, wegen in het departement Isère in het oosten van Frankrijk, de rondweg van Bordeau en in Bretagne. De auto’s van Renault zijn voorzien van een on-board computer, die met behulp van ITS-G5 (Intelligent Transportation Systems) technologie draadloos data kan doorsturen naar andere voertuigen en apparatuur langs de weg. Deze laatst genoemd apparatuur stuurt de informatie vervolgens door naar de wegbeheerder.

ITS-G5 is een standaard voor communicatie tussen voertuigen. De technologie communiceert op de 5,9GHz frequentieband, die specifiek is gereserveerd voor dit doeleinde. Via de technologie kunnen bewegende objecten met elkaar communiceren over een afstand van maximaal 1.000 meter. Renault meldt dat het protocol automatisch de authentificatie van ieder bericht controleert en daarnaast in real-time opereert, wat noodzakelijk is om het gebruik van het systeem veilig te maken. Alle verzameld data wordt geanonimiseerd met het oog op de privacy van gebruikers. 

Ecosysteem voor Europa’s autonome en connected auto’s

“Groupe Renault is in gesprek met verschillende Franse bedrijven om SCOOP-enabled Mégane’s in hun wagenpark op te nemen. In deze vroege fase zoeken we vlootbeheerders die de laatste connected technologie willen gebruiken om nieuwe manieren te testen die de veiligheid van medewerkers op de weg vergroten. Het testen van deze voertuigen binnen het SCOOP-project betekent ook dat zij onderdeel uitmaken van de bouw van een nieuw ecosysteem voor Europa’s autonome en connected auto’s van de toekomst”, aldus Nadine Leclair, Senior Vice President & Expert Fellow bij Groupe Renault. 

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: Groupe Renault (foto)
Bron: SCOOP 

NASA ontwikkelt vernuftige band die nooit plat wordt

NASA heeft een nieuwe band ontwikkeld die zonder problemen op moeilijk begaanbare terreinen, zoals het oppervlak van Mars, kan rijden. Het is gemaakt van een speciaal soort nikkel-titanium dat zijn vorm 'onthoudt'.

Het ruimteagentschap is al jaren op zoek naar goede wielen voor haar voertuigen en die zijn nu meer dan ooit nodig. De nieuw ontworpen superelastische band moet een alternatief zijn voor de pneumatische banden die momenteel gebruikt worden op de Mars Curiosity Rover, het voertuig dat NASA gebruikt om de planeet te verkennen. De Rover zelf doet het goed maar de wielen van de Curiosity hebben al flink wat beschadigingen opgelopen door het moeilijk begaanbare terrein. 

Tanden in wielen

Het ontwerp is gemaakt in het NASA Glenn Research Center in Cleveland, Ohio. Daar kwam zo’n negen jaar geleden al een wiel tot stand gemaakt van verenstaal. De verschillende prototypes die daarvan werden gemaakt, bleken veel grip te hebben in zacht zand en konden bovendien veel gewicht dragen. Maar toch bleven ze niet ongedeerd op het gesimuleerde tererin van Mars. Als het strakke stalen draadgaas onder druk kwam te staan trad er plastische deformatie op en verloor de gehele band zijn vorm. 

Ook op aarde

Er kwam uiteindelijk een oplossing toen een materiaalspecialst een bezoek bracht aan bovenstaan onderzoekscentrum. Hij werkte al langer met legeringen met “geheugeneigenschappen” en suggereerde dat dit mogelijk ook geschikt zou zijn voor de nieuwe wielen van voertuigen als de Mars Curiosity Rover.  Samen werkten ze aan een prototype van een band op basis van een superelastisch nikkel-titaniumlegering dat zich zijn vorm herinnert. De band bleek terug in zijn oorspronkelijke vorm te schieten, ook als het extreem (tot aan de as) werd ingedeukt of vervormd. ‘Dit materiaal heeft de eigenschap om een atomaire herschikking te creeëren om vervorming op te vangen. We denken dat deze band een revolutie gaat veroorzaken als het gaat om ruimtevoertuigen. Maar ook voor voertuigen op aarde kunnen ze ingezet worden.’ NASA denkt daarbij onder meer aan de wielen militaire voertuigen, vliegtuigen en landbouwvoertuigen.

Hoewel er nog veel ontwikkeling nodig is, denkt NASA dat geheugenmetaal in de toekomst veel mogelijkheden biedt. ‘Er zijn drie grote voordelen als het gaat om het ontwikkelingen van hoogstaande conforme banden die we kunnen inzetten op terreinen als van Mars of de maan. Ten eerste kunnen rovers grotere gebieden ontdekken dan nu mogelijk, ten tweede kunnen ze zich aanpssen aan het terrein zonder er in weg te zinken, waardoor ze meer gewicht kunnen dragen. En tot slot kunnen de banden energie halen uit de stoten op middelmatige tot hoge snelheid, waardoor ze ook geschikt zijn voor voertuigen met een hogere snelheid.’ De banden zijn bovendien makkelijker te assembleren omdat ze geen binnenste frame hebben en bieden meer flexibiliteit wat betreft designmogelijkheden.

Door: Kelly Bakker

Bron: NASA 

Luchtzak voorkomt kantelen tankvrachtwagens

Het transport van bulkvloeistoffen kan veel veiliger. Dat vindt althans Dr. ir. Erik Eenkhoorn. Hij heeft een systeem ontwikkeld voor het zekeren van vloeibare ladingen. Opblaasbare componenten voorkomen het kantelen van tankvrachtwagens en verminderen bovendien het brandstofverbruik. Eenkhoorn promoveerde met zijn bevindingen onlangs aan de Universiteit Twente. 

Er gebeuren momenteel nog veel ongelukken met tankwagens. En dat is volgens de promovendus mede te danken aan de huidige wetgeving. Zo gelden voor het zekeren van een vaste lading strikte regels, maar niet voor het vervoer van vloeistoffen in tankwagen. ‘Als de lading bestaat uit blikken olie, moet je ze verpakken in dozen en die vastzetten met folie en spanbanden. Zo voorkom je dat de lading tijdens het rijden gaat bewegen. Maar het transport van 20.000 liter olie in een tank van 40.000 liter gebeurt zonder een goede zekering, waardoor de vloeibare lading klotst in de tank. Met alle mogelijke gevolgen.’

Slechte oplossing

De wet bepaalt dat tankvrachtwagens met gevaarlijke vloeistoffen, zoals olie, moeten beschikken over slingerschotten met gaten. De schotten vertragen de voorwaartse beweging van de lading bij het remmen. Een slechte oplossing, blijkt uit het promotieonderzoek van Eenkhoorn. ‘De schotten geven geen zijwaartse stabiliteit, waardoor de kans op kantelen in bochten of noodsituaties groot blijft. Bovendien zijn de schotten niet verplicht voor bijvoorbeeld mest of melk. Dit onderzoek toont aan dat het dynamisch gedrag van elke vloeistof in een tankauto gevaarlijk is, zolang je de lading niet goed zekert.’

Cairbag

Eenkhoorn, eigenaar van een bedrijf in research en ontwikkeling van innovatieve producten, deed tien jaar lang onderzoek naar een alternatief voor de slingerschotten. Het resultaat is een opblaasbaar systeem (Cairbag), een soort luchtzak van rubber of TPU die in de tank wordt geplaatst. De vormvaste zak vult de loze ruimte in de tank en vangt de druk van de bulkvloeistof op, zodat de lading bij beweging niet meer kan klotsen. Dat heeft volgens Eenkhoorn een extra voordeel. ‘Omdat de lading onder het rijden niet beweegt, bespaar je 5 tot 6 procent brandstof. Slingerschotten vernietigen juist energie en kunnen leiden tot hoge boetes vanwege de milieuschade die ze toebrengen.’

De conclusie in het proefschrift van Eenkhoorn is dan ook duidelijk: de bestaande wetgeving moet worden aangepast, anders zal het aantal ongevallen met gekantelde tankvrachtwagens niet gauw verminderen. ‘Voor het transport van vaste ladingen en bulkvloeistoffen moeten dezelfde regels gelden. Het verplicht gebruik van slingerschotten moet heroverwogen worden. Voor zo’n wetswijziging is wetenschappelijke onderbouwing nodig. Die onderbouwing is er nu met dit onderzoek. De lobby richting overheid heeft zo een krachtig instrument in handen om die noodzakelijke verandering te realiseren.’

Door: Kelly Bakker

Bron: Universiteit Twente

200ste NEVI PMI laat alltimehigh zien, 3 risico’s voor 2018 en een cruciale rol voor inkoop

De NEVI Purchasing Managers’ Index kent nu een mooi moment! Dit is namelijk de 200e rapportage van deze populaire economische graadmeter! Het zou mooi zijn als we op dat moment ook iets bijzonders te melden hadden. Is dat het geval? Jazeker!

De 200ste NEVI PMI® steeg van 60.4 in oktober naar een hoogtepunt van 62.4 in november. Dit is het hoogste cijfer sinds het begin van dit onderzoek in 2000 en overtreft het vorige record van 60.7 in februari 2011 ruimschoots. Stijgingen bij vier van de vijf PMI-componenten veroorzaakten de toename van de hoofdindex. De deelindexen voor de productieomvang (61,5), werkgelegenheid (60.6) en voorraad ingekochte materialen (57,2) bereikten bovendien een recordniveau.

De productie nam in ongekende mate toe als gevolg van een forse stijging van het aantal ontvangen nieuwe orders. Die deelindex bereikte een gedeelde tweede plaats sinds het begin van dit onderzoek in maart 2000 en was maar iets lager dan het recordniveau van februari 2011. De stijging van het aantal ontvangen nieuwe export orders was de grootste sinds februari 2011. De bedrijven breidden hun inkoopactiviteiten aanzienlijk uit, wat leidde tot een recordstijging van de voorraad ingekochte materialen. Dit zorgde voor opnieuw een grotere verlenging van de levertijden: de grootste in ruim tien en een half jaar. De groei van de werkgelegenheid bereikte een recordniveau. De inkoopprijzen stegen in de grootste mate sinds februari en de verkoopprijsinflatie bereikte het hoogste niveau in acht maanden.

Laten we dit even nog dieper analyseren:

• Het hogere productievolume wordt verklaard door de nog steeds (al 53 maanden) stijgende vraag uit zowel binnen- als buitenland. Er is grote vraag naar hightech investeringsgoederen vanuit China, Noord- en Zuid Amerika en ook Europa. Nederland heeft bijzondere hightech bedrijven, wiens technische oplossingen zeer gewild zijn.
• Volle orderportefeuilles verklaren de hoge bezettingsgraad in onze industrie. Meer productie betekent meer werkgelegenheid. Nu het aanbod van gekwalificeerd personeel sterk afneemt, bieden bedrijven medewerkers een vast contract (ASML voorop).
• Meer productie betekent ook meer inkoop van basismaterialen en componenten. De forse inkoopprijsstijgingen van metalen, kunststoffen en papier leiden tot speculatie. Inkopers kopen meer in dan nodig om later niet nog meer te hoeven betalen. Dat verklaart de recordwaarde van de index ingekochte materialen.

De industrie gaat 2017 sterk afronden. En wat is het perspectief voor 2018? Zonder meer goed. Maar we zullen moeten oppassen voor oververhitting. Inflatie zal sterk gaan toenemen, als gevolg van hogere inkoopprijzen en lonen. Dat zal de vraag gaan afremmen. Hoe snel dat zal gebeuren? Daar is geen zicht op. 2018 wordt een erg interessant jaar.

Drie risico’s voor 2018:
Toenemende spanning in supply chains, het einde van de geldverruiming door de ECB en de gevolgen voor Nederland door de Brexit. Gaan Britse bedrijven op zoek naar leveranciers in eigen land? Voor een land als Nederland dat vooral leeft van export en transport zal dit relatief grote gevolgen hebben. En betekent een Brexit (hard of zacht) hoe dan ook een substantiële afname in groei.

Cruciale rol voor inkoop
Voor 2018 is het voor bedrijven belangrijk om de economie beter te gaan lezen, te voorspellen wat er kan gaan gebeuren in de toekomst, en hoe daar op te anticiperen. Want groei kan wel degelijk gerealiseerd worden zonder directe tussenkomst van extern kapitaal. Maar dan is het wel zaak dat (grotere) mkb’ers weten hoe zij waarde halen uit de keten, uit hun eigen bedrijf. Inkoop speelt hierin een cruciale rol. Wanneer een mkb’er groei wil realiseren zal hij in veel gevallen vooral proberen de omzet te verhogen door meer aandacht te geven aan de verkoopzijde. Wat de mogelijkheden zijn aan de inkoopzijde, blijft vaak onderbelicht. In veel gevallen is de benadering nog klassiek en is ‘zo scherp mogelijk’ inkopen de belangrijkste, zo niet enige focus. Daar laat de mkb’er volgens mij kansen liggen.

Door de groeiende vraag naar hightech materialen en de dominante(re) rol van China moeten bedrijven meer aandacht hebben voor Supply Risk Management. Bedrijven moeten alert blijven en gebruik maken van de kennis vanuit inkoop als het gaat om de leveringszekerheid van grondstoffen. Maar ook het inzetten van innovatieve, alternatieve leveranciers waarmee je toegang hebt tot nieuwe technologieën, grondstoffen en daarmee nieuwe verdienmodellen voor jouw organisatie mogelijk maakt.

De grondstoffenscanner die op 14 december door het Ministerie van Economische Zaken uit de pilotfase komt en waar ik, vanuit NEVI, ook aan heb meegewerkt, gaat bedrijven veel waarde bieden. Ik hoop van harte dat FME en Metaalunie leden deze grondstoffenscanner actief gaan gebruiken. Hiermee is het namelijk mogelijk te zien welke kritische grondstoffen er in een product of halffabricaat van jou zitten en worden praktische oplossingen geboden om met de risico’s om te gaan. Gezien wat er in 2018 op ons af gaat komen is dat een mooi cadeau met de feestdagen! 

'Zonnepark en akkerbouw gaan goed samen'

Een zonnepark en een akker gaan prima samen, zo blijkt uit een proef van het Duitse Fraunhofer-Institut in Zuid-Duitsland. De opbrengst van zowel het zonnepark als de landbouwgrond is minder dan gebruikelijk, maar volgens de onderzoekers zorgen ze samen wel voor een positieve som.

Zonneweides of -parken winnen aan populariteit nu de prijs van de panelen sterk is gedaald en zonne-energie met subsidies wordt gestimuleerd. Maar een zonnepark is niet te combineren met landbouw. Het is of kiezen voor landbouwgrond of voor grond met zonnepanelen. 

Een proef van het Duitse Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme en de Universität Hohenheim laat nu zien dat beide zijn te combineren, zo valt op te maken uit een persbericht over de zogeheten Agrophotovoltaic. Bij dit systeem zonnepanelen staan op een frame van 5 meter hoog met een grotere tussenruimte dan gebruikelijk. Daardoor dringt aan de onderkant genoeg licht door om gewassen te laten groeien.

Tweezijdige panelen

Het afgelopen jaar is het combinatiesysteem getest op de biologische boerderij Heggelbach in Baden-Württemberg. Op de proefakkers werden gedurende een jaar wintertarwe, aardappelen, knolselderij en klaver geteeld op precies dezelfde manier als bij akkers zonder zonnepanelen.

De resultaten van de eerste oogst op de zonne-akker laten zien dat de opbrengst een vijfde minder is dan die van de andere akker, tenminste voor de wintertarwe, aardappelen, knolselderij. De klaver deed 5% minder.

De 720 zonnepanelen op de proefakker zijn tweezijdig: ze gebruiken ook het door het land gereflecteerde zonlicht. Het totale piekvermogen is 194 kW. Gedurende het jaar produceerden ze 1266 kWh per geïnstalleerde kW vermogen. Omdat de panelen op een ruimere afstand van elkaar staan is de opbrengst uiteraard minder dan bij een op zich staand zonnepark.

Minder opbrengst 

In combinatie moeten oogst en zonnepark dus een beetje opbrengst inleveren, maar ze leveren per gebruikt oppervlak duidelijk meer op dan een akker en een zonneweide afzonderlijk. Er is immers minder ruimte nodig om zowel gewas te laten groeien als zonne-energie te winnen.

Fraunhofer wil nu nog verder gaan testen met andere gewassen, andere opstellingen en soorten zonnepanelen om te kijken hoe verdere optimalisatie mogelijk is. Daarnaast speelt ook nog de esthetische kant: een 5 m hoog zonnepark creëert een landschap dat gaat lijken op een soort open kassengebied. En daar zit ook niet elke Duitse landschapsliefhebber op te wachten.

Door: Kelly Bakker

Bron: Fraunhofer/De Ingenieur