LEVEN IN DE FOKKERIJ AUTONOME AUTO`S EERSTE HULP BIJ

LEVEN IN DE FOKKERIJ AUTONOME AUTO`S EERSTE HULP BIJ

UPDATE
STW RELATIEMAGAZINE / JAARGANG 3 / MAART 2015 NR#4
NIEUWE TECHNOLOGIE
MOGELIJK MAKEN
OM DIJKEN BETER TE BENUTTEN
Pag 10
AUTONOME AUTO’S
Handen van het stuur
en rijden maar
Pag 6
LEVEN IN DE FOKKERIJ
Concurrerende fokbedrijven
slaan de handen ineen
Pag 26
EERSTE HULP BIJ
ORGAANTRANSPLANTATIES
Afgekeurde donororganen
krijgen een tweede leven
Dijkdoorbraak
Met een dijk kun je veel meer doen dan alleen
water tegenhouden. Je kunt er wegen op aan­leggen,
schapen op laten grazen en huizen op bouwen.
Dat gebeurt nu al volop. Maar nu de ruimte in ons
land steeds schaarser wordt, ligt het voor hand dat
we de duizenden kilometers dijk in Nederland voor
meer doeleinden gaan gebruiken. Misschien kun
je er wel parkeergarages in maken, een natuurpark
op aanleggen, goederen in opslaan of windmolens
bovenop zetten.
In een speciaal Perspectiefprogramma van STW
onderzoeken wetenschappers uit allerlei disciplines
wat er komt kijken bij ‘multifunctionele’ dijken.
Kunnen zulke dijken nog wel extreme waterstanden
en golven aan? Hoe bouw je veilig in de grond
waaruit een dijk is opgebouwd? Kun je dijken
naadloos laten overgaan in stedelijk gebied? Hoe
stel je eigenlijk risicoschattingen voor dijken op?
Op pagina 22 van dit nummer staan alle onderzoeken
van het Perspectiefprogramma uitgebeeld. De bonte
afbeelding maakt duidelijk dat we veel slimmer
kunnen omgaan met de ruimte die dijken ons bieden
– en dat alle denkbare ruimtelijke functies nu
al naar de dijken toegroeien.
TECHNOLOGIESTICHTING STW
COLOFON
Postadres
Redactie
Cor de Boer, Eppo Bruins, Alexandra Buijs,
Gaby van Caulil, Dick Koster, Leon van de Laarschot,
Piet Lommerse, Nico Voskamp
Postbus 3021
3502 GA Utrecht
The Netherlands
Bezoekadres
Abonnement
Update wordt gratis verstuurd aan relaties
van Technologiestichting STW. Aan- of afmelden?
Stuur een e-mail naar [email protected].
Van Vollenhovenlaan 661
3527 JP Utrecht
T+31 (0)30 600 12 11
F+31 (0)30 601 44 08
[email protected]
www.stw.nl
Eindredactie en redactiecoördinatie
Aschwin Tenfelde
Ontwerp en realisatie
Room for ID’s, Nieuwegein
Fotografie omslag
ANP
Drukwerk
NPN drukkers, Breda
6
Leven in de fokkerij
Fokbedrijven slaan de handen
ineen en zoeken samen de
wetenschap op
10 Autonome auto’s
Handen van het stuur en rijden
maar
14 NanoNextNL
Hoe Nederlands grootste
nanotechproject aanklopte bij STW
18 Slim bouwen
Hoe ontwerp je een gebouw zo
duurzaam mogelijk?
26 Eerste Hulp Bij
Orgaantransplantaties
Organ Assist blaast afgekeurde
donororganen nieuw leven in
32 STW in 2014
Rubrieken
4 In het kort
16 In beeld
Licht op natuur
24 Column Eppo Bruins
25 Bericht uit het veld
Onderhoud aan bruggen
voorspellen
30 STW in de media
Nieuws uit STW-projecten
31 In de schijnwerper
Stephanie Wehner over
kwantumbeveiliging
3 miljoen
voor slimmer
rioolbeheer
WERKGROEP STIPPELT
NIEUWE STRUCTUUR NWO UIT
De lijnen waarbinnen een hervorming van NWO
kan plaatsvinden, worden steeds duidelijker. In
januari is een werkgroep gevormd die met een
nieuw organisatieplan moet komen. De werkgroep
bestaat uit het Algemeen Bestuur van NWO en drie
voorzitters van NWO-gebieden.
Een nieuwe structuur voor NWO is aangekondigd in
de wetenschapsvisie van het kabinet in november
2014. Aanvankelijk werd een ‘kanteling’ van NWO
voorzien, waarbij NWO niet langer in disciplines
zou worden georganiseerd. Op dat deel van de
wetenschapsvisie kwam forse kritiek van onder
meer KNAW, VSNU en VNO-NCW. In januari
benadrukte staatssecretaris Sander Dekker in een
brief aan de Tweede Kamer dat het oorspronkelijke
advies geen blauwdruk is.
De vorming van de werkgroep vloeit voort uit een
rondetafelgesprek dat eind januari plaatsvond
tussen de vaste kamercommissie voor Onderwijs,
Cultuur en Wetenschap en een groot aantal
betrokkenen uit het wetenschappelijke veld. Veel
betrokken benadrukten tijdens het gesprek dat de
‘best practices’ van NWO behouden moeten blijven.
Ook STW hecht aan de sterktes van NWO en haar
gebieden. Specifieke vakkennis, contacten met
‘het veld’ en een slagvaardig opererend team zijn
noodzakelijk voor innovatieve toepassingen met
economische en maatschappelijke meerwaarde.
Foto: Kees Hummel
4
STW
Foto: Hollandse Hoogte
STW en rioleringsbeheerders
investeren 3 miljoen euro in een
nieuw onderzoeksprogramma.
Het programma moet leiden tot
nieuwe technieken waarmee de
staat van riolen en persleidingen
nauwkeurig te meten is.
De onderhoudskosten van
het Nederlandse rioolnetwerk
liggen nu nog rond 1,5 miljard
euro per jaar. Dat bedrag kan
flink omlaag als rioolbeheerders
met nieuwe technieken precies
kunnen vaststellen wanneer een
afvalwaterleiding onderhoud
nodig heeft. Nu worden de
leidingen vaak nog vervangen
of gerenoveerd op basis van
leeftijd en een globale indruk via
camera-inspectie, waardoor het
onderhoud vaak te vroeg of te
laat plaatsvindt.
Het onderzoeksprogramma
draagt de naam TISCA
(Technologie Innovatie voor
Sterkte- en Conditiemeting
van Afvalwaterleidingen) en
heeft een looptijd van vijf jaar.
Naast STW investeren Stichting
RIONED, Stichting Toegepast
Onderzoek Waterbeheer en
het kennisprogramma Urban
Drainage in het programma.
Wetenschappers die aan
TISCA willen deelnemen,
kunnen tot 2 juni 2015
onderzoeksvoorstellen indienen
bij STW.
STW en Nierstichting
investeren in
draagbare kunstnier
Staatssecretaris Dekker (rechts) bezoekt de start-up LUMICKS, voorafgaand aan de uitreiking
van leningen in het kader van Take-off. Foto: CMc VU / Yvonne Compier
STAATSSECRETARIS DEKKER
REIKT FINANCIERING UIT
AAN ACHT START-UPS
Acht wetenschappelijke start-ups hebben van staatssecretaris
Sander Dekker een lening van 250.000 euro ontvangen. De leningen
zijn onderdeel van het financieringsinstrument Take-off, dat zich
richt op het stimuleren van innovatieve nieuwe bedrijvigheid. De
acht bedrijven die de leningen ontvangen, zijn 3DPPM, MyLife
Technologies, SolarSwing Energy, LUMICKS, ARTPred, Nerdalize,
Oncodrone en Madam Therapeutics.
De start-ups zijn nauw verbonden aan universiteiten, en gaan hun
wetenschappelijke innovatieve kennis omzetten in commerciële
toepassingen. De lening die ze daarvoor ontvangen, is beschikbaar
gesteld door het Ministerie van Onderwijs Cultuur en Wetenschap
(OCW) en het Ministerie van Economische Zaken (EZ). Met de leningen
kunnen de nieuwe bedrijven bijvoorbeeld meer financiering van
externe partijen aantrekken.
Staatssecretaris Dekker: ‘Wanneer je innovatieve, wetenschappelijke
kennis weet om te zetten in toepassingen waar de samenleving
baat bij heeft, dan krijgt die wetenschappelijk kennis een enorme
meerwaarde, maatschappelijk en economisch. De acht start-ups die
vandaag een lening van ons krijgen, zijn daar schoolvoorbeelden van.’
Naast deze leningen voor start-ups hebben minister Henk Kamp
(EZ) en staatssecretaris Dekker subsidies toegekend aan 31 weten­
schappers. Zij krijgen maximaal 40.000 om een haalbaarheidsstudie
uit te voeren waarmee ze kunnen achterhalen of ook zij een bedrijf
kunnen starten op basis van hun innovatieve kennis.
STW en de Nierstichting slaan
de handen ineen voor de
ontwikkeling van een draagbare
kunstnier. De stichtingen gaan
samen met wetenschappers
van het UMC Utrecht en de
Universiteit Utrecht op zoek
naar nieuwe materialen die voor
draagbare kunstnieren cruciaal
zijn.
Wereldwijd zijn meer dan twee
miljoen mensen afhankelijk
van dialyse, die ze meerdere
keren per week moeten
ondergaan in een ziekenhuis of
dialysecentrum. De behoefte
aan een draagbare kunstnier,
die patiënten zelfstandig,
thuis en zelfs ’s nachts kunnen
gebruiken, is dan ook groot. Het
geeft nierpatiënten niet alleen
een hogere kwaliteit van leven
en veel meer bewegingsvrijheid,
maar leidt ook tot goedkopere
zorg.
Om de huidige complexe
dialyseapparatuur te
kunnen verkleinen tot een
draagbare kunstnier moeten
onderzoekers een belangrijke
wetenschappelijke horde
nemen: een nieuw materiaal
ontwikkelen dat ureum bindt.
Met een dergelijk materiaal
moet het mogelijk zijn om
fors minder spoelvloeistof
(dialysaat) te gebruiken tijdens
de dialyse, en de vloeistof
zelfs te kunnen hergebruiken.
Als voor een dialyse nog maar
weinig dialysaat nodig is, opent
dat de weg naar een draagbaar
dialyseapparaat.
‘Het samenwerkingsprogramma
is een fraai voorbeeld van
wetenschap die luistert naar de
wensen van de maatschappij’,
zegt STW-directeur Eppo Bruins.
‘Te veel mensen wachten
al te lang op een draagbare
kunstnier. Ik ben er trots op dat
STW en de Nierstichting deze
langverwachte ontwikkeling in
een stroomversnelling brengen.’
Gezamenlijk investeren STW
en de Nierstichting ruim
700.000 euro in het onderzoek.
De bedrijven DSM en Cabot
Corporation hebben eveneens
een investering toegezegd.
Ook diverse internationale
organisaties op het gebied van
nierdialyse hebben hun steun
uitgesproken.
Wereldwijd zijn meer dan twee miljoen mensen afhankelijk van nierdialyse. Foto: Dreamstime
UPDATE
5
“DIT IS EEN MARKT
WAARIN JE AAN
SCHAALVERGROTING
MOET DOEN. DAT
KAN DOOR FUSIES OF
DOOR SAMEN
TE WERKEN”
6
STW
Tekst Bart Braun
Fotografie Hollandse hoogte
Vier Nederlandse dierenveredelaars die normaal gesproken
concurrenten zijn, slaan de handen ineen. Gezamenlijk roepen
ze de hulp in van wetenschappers, om hun productie te
verduurzamen. ‘Ons netwerk is van nature beperkt.’
AANBEVOLEN
DOOR TOPFOKKERS
‘Vroeger had je de meesterfokker, en die bepaalde alles. Hij zocht
het mooiste of best presterende beest uit, en dat mocht zich
voortplanten’, zegt Gerard Albers, hoofd R&D bij het Brabantse
veefokkersbedrijf Hendrix Genetics. Albers is een voorbeeld van
hoe de meesterfokkers van 2015 er uitzien. Geen overall, maar
een overhemd. Hij schudt handen met wetenschappers, klanten en
topambtenaren – maar de dieren waar zijn bedrijf geld aan verdient,
raakt hij zelden aan. Albers: ‘Dierfokkerij is kennisintensiever
geworden. We gebruiken en ontwikkelen steeds nieuwere technieken.
De investeringen die je moet doen zijn steeds groter, bijvoorbeeld in
genetisch onderzoek, waarbij we direct in het DNA willen aflezen hoe
goed een dier is.’
Het is goed mogelijk dat u nog nooit van Hendrix Genetics heeft
gehoord. Of van vleeskippenbedrijf Cobb, de rundveefokkers van CRV
of het Nederlands-Noorse bedrijf Topigs-Norsvin. Maar als u vlees
of andere dierlijke producten eet, heeft u waarschijnlijk wel eens
indirect iets van die bedrijven op uw bord gehad. Uw vlees, melk of
eieren komen van een boerderij ergens op de wereld, en heel veel
boeren in heel veel landen kopen hun fokmateriaal – dieren of sperma
– in Nederland.
Niet alle zwart-witte Holstein-koeien die we in de wei zien, zijn
afstammelingen van CRV’s topstieren. Maar miljoenen andere dieren
over de hele wereld zijn het wel. 85 procent van de Nederlandse
varkens is begonnen als buisje sperma of als gelt (maagdelijke zeug)
van Topigs-Norsvin. Meer dan de helft van alle consumptie-kalkoenen
op de wereld komt voort uit fokprogramma’s van Hendrix Genetics,
dat ook in de varkens, legkippen en kweekzalm zit. De Nederlandse
afdeling van Cobb in Putten is onderdeel van het Amerikaanse CobbVantress, een van ’s werelds grootste vleeskippenveredelaars.
Miljoenen dieren wereldwijd komen voort uit fokprogramma’s van de vier bedrijven die zich
hebben verenigd in Breed4Food.
Samenwerken
Vier bedrijven in Gelderland en Brabant, allen in een competitieve
markt waarin wetenschap en technologie alle verschil maken. Albers:
‘Het is een markt waarin je aan schaalvergroting moet doen. Dat kan
door fusies, zoals ons bedrijf in de afgelopen tien jaar van vijftig naar
vijfentwintighonderd werknemers is gegaan. Of het kan door samen
te werken.’ Dat samenwerken doen de bedrijven niet alleen met
elkaar, maar ook met STW en verschillende universiteiten.
UPDATE
7
Hoe onderzoek je wat varkens socialer maakt?
De vier bedrijven gingen vorig jaar een zogeheten Partnership aan
met STW, met als naam Breed4Food. ‘Normaal gesproken vinden
bedrijven en wetenschappers elkaar, om vervolgens een voorstel
bij STW in te dienen’, zegt program officer Lise de Jonge van STW.
‘Partnerships worden daarentegen juist geïnitieerd door bedrijven.
Zij bepalen een thema, en vragen om een call: een ronde waarin
wetenschappers onderzoeksvoorstellen mogen indienen.’ De vier
bedrijven leggen samen anderhalf miljoen euro in, STW verdubbelt
dat. Wetenschappers van Nederlandse universiteiten of instituten
mogen vervolgens komen vertellen wat zij met dat geld zouden willen
doen. De ideeën die uitblinken in wetenschappelijk en bedrijfsmatig
potentieel krijgen een gedeelte van de Breed4Food-pot. Uiteindelijk
moet het onderzoek leiden tot efficiëntere productie, minder
antibioticagebruik of een beter leven voor de dieren.
Open cultuur
‘We gaan wel vaker zulke partnerships aan,’ zegt De Jonge, ‘maar tot
nu toe altijd met één enkel bedrijf, bijvoorbeeld Philips. Breed4Food is
uniek omdat het om vier bedrijven gaat die de krachten bundelen. Het
is vaak lastig om met meerdere bedrijven op één lijn te liggen.’
Waarom kunnen de veredelaars het wel? ‘We zijn grote spelers, maar
elk van ons is net wel, net niet groot genoeg om de nieuwste DNAtechnieken te gebruiken in onze fokprogramma’s’, zegt Egbert Knol,
hoofd onderzoek van Topigs-Norsvin. ‘Je hebt bijvoorbeeld enorm veel
rekencapaciteit nodig. In onze databank zitten 27 miljoen varkens,
waarvan we bij 30.000 varkens maar liefst 60.000 stukjes DNA hebben
8
“WE ZIJN GROTE SPELERS,
MAAR ELK VAN ONS IS
NET WEL OF NET NIET
GROOT GENOEG OM
DE NIEUWSTE
DNA-TECHNIEKEN
TE GEBRUIKEN”
vastgelegd. Het gaat steeds meer toe naar de complete DNA-volgorde
van elk dier. Varkens hebben net als mensen een genoom van zo’n drie
miljard basenparen, dus dan heb je het wel over Big Data.’
STW
Cobb, Hendrix Genetics en CRV kampen ook met zulke enorme
datastromen. De vier bedrijven investeerden dan ook in een
gezamenlijk computerpark om met die bakken gegevens te kunnen
rekenen.
Wat ook helpt is de relatief open cultuur van hun bedrijfstak. Die is
opmerkelijk, want juridische bescherming van kennis is er nauwelijks
voor dierenfokkers. Een plantenveredelaar die een bijzondere narcis
heeft geteeld, kan daarop kwekersrecht aanvragen, maar voor fokkers
is er geen fokkersrecht. Patenten op levende dieren zijn in Europa
zelfs verboden.
Opmerkelijk genoeg leidt de afwezigheid van regels niet tot
krampachtige geheimhouding. Knol: ‘We zijn minder gesloten
dan mensen vaak denken. Voor je een beetje resultaat ziet in de
varkensfokkerij ben je toch vijf generaties verder. Veel van de kennis
die uit dit soort samenwerkingen voortkomt, publiceren we gewoon.
Het afgelopen jaar waren dat dertig publicaties. We hebben het recht
om een wetenschappelijke publicatie een jaar te vertragen, maar daar
maken we in de praktijk maar zelden gebruik van.’
Bijzonder aan de call van Breed4Food is de eis dat er minstens twee
kennisinstellingen aan een onderzoek moeten werken. Die regel
bestaat vooral om ervoor te zorgen dat de bedrijven ook in contact
komen met onderzoekers van buiten Wageningen. Knol: ‘Wageningen
University & Research Center is onze natuurlijke partner. Wij hebben
daar gestudeerd, onze vriendjes en vriendinnetjes zitten daar. Ze
snappen wat DNA is, en kennen het belang van de fokwaarde.’ Zijn
Hendrix-collega Albers vult aan: ‘Ons netwerk is van nature beperkt.
Voor ons zijn juist die voorstellen van buiten Wageningen het
interessantst en vernieuwendst.’
Minder agressief
Knol benadrukt dat het om voorstellen gaat die verder reiken dan het
eigen R&D-programma van de bedrijven. Als voorbeeld wijst hij naar
het promotieonderzoek van zijn collega Naomi Duijvestein, die met
STW-geld onderzoek deed naar de fok van minder agressieve varkens.
Dat lukte: de socialere zwijntjes zijn liever voor elkaar en bijten elkaar
minder in de staarten. ‘Dat is risicodragend onderzoek: boeren betalen
er niet voor als varkens elkaar aardiger vinden. Die willen een hogere
productie, en het is zo gemakkelijk nog niet om aan te tonen dat
socialer gedrag daartoe leidt.’
Albers: ‘Zelf doen we onderzoek dat ons met korte halen snel thuis
brengt. Maar nieuwe dingen komen voort uit langetermijnonderzoek.
In 1986 deed Hendrix het eerste project samen met Wageningen. Dat
heeft helemaal niets opgeleverd. Pas in 2005 kwamen er voor het
eerst bruikbare resultaten. Dat hadden we nooit gedaan als we zelf
alles hadden moeten betalen. Die hele infrastructuur waarin kennis
gedeeld kan worden – en waar STW een onderdeel van is – zorgt ervoor
dat als er werkelijke innovaties zijn, bedrijven er ook wat mee kunnen.
Er zijn veel landen waar ze nu geen veefok meer hebben, omdat die
infrastructuur er niet is. Dit is geen belastinggeld weggeven, dit is
investeren in de toekomst van Nederland.’
UPDATE
ONDERZOEK
OP KOMST
Op het moment van schrijven is nog onduidelijk
welke onderzoeksvoorstellen binnen Breed4Food
daadwerkelijk gaan worden uitgevoerd. Een aantal
onderzoeksthema’s is wel bekend:
* BIG DATA
Elk van de vier bedrijven heeft een databank met
tienduizenden tot miljoenen dieren erin, met van
elk dier genetische informatie. De boeren die
met die dieren werken, voegen daar nog meer
informatie aan toe: hoeveel eten ze, hoeveel
biggetjes in een worp, hoeveel eieren kwamen
niet uit? Hoe meer dieren, hoe meer genetica. En
hoe meer informatie er in zo’n databank zit, hoe
meer kennis je eruit kan halen. Maar dan moet je
wel overweg kunnen met enorme hoeveelheden
gegevens, en dat vereist specifieke programma’s
en krachtig rekentuig.
* GENEN EN OMGEVING
De veredelaars houden hun dieren in blinkend
schone stallen die heel geschikt zijn om alle
eigenschappen van die dieren in de gaten te
houden, en om ervoor te zorgen dat de bloedlijn
van die beesten zuiver blijft. Vervolgens gaan de
nakomelingen van zo’n dier naar een boerderij in
een ander land, waar de situatie heel anders is. De
dieren worden daar gekruist met een ander ras, de
nakomelingen daarvan zitten dicht op elkaar in een
gewone stal met een andere temperatuur, ander
voedsel enzovoort. Gerard Albers van Hendrix
Genetics: ‘Wij fokken onze kalkoenen in Canada, en
die komen bijvoorbeeld terecht op een boerderij in
Frankrijk. Wat is er op de Franse markt belangrijk,
in plaats van in de steriele Canadese stal? Vroeger
moesten we maar gokken, maar hopelijk kunnen
we straks zeggen: die specifieke kalkoen met dat
DNA moeten we hebben.’
* ZIEKTEN
Egbert Knol van Topigs-Norsvin: ‘Het is geweldig
om te spreken met dierenartsen, en hoe zij
over ziekten denken. Wij denken in termen van
resistentie en tolerantie. Zij hebben het over
infectiviteit: sommige dieren zijn ontzettend goed
in het besmetten van andere dieren. Dat is echt
een nieuw perspectief voor ons: misschien dat
het enorm scheelt in de ziektebelasting van een
boerderij als je de 3 procent infectiefste dieren
eruit filtert.’
9
Tekst Enith Vlooswijk
Fotografie Sam Rentmeester / Shutterstock
Autorijden is straks geen kwestie meer van gas geven, remmen
en sturen. De auto van de toekomst helpt mee, of neemt
de controle helemaal over. In diverse STW-projecten richten
onderzoekers zich op de vraag hoe dat zo veilig mogelijk kan.
Rugleuning naar beneden en relaxen maar?
AUTORIJDEN MET
LOSSE HANDEN
10
STW
“BIJ ONGEVEER 90
PROCENT VAN DE
ONGELUKKEN LIGT
DE OORZAAK BIJ
MENSELIJKE FOUTEN”
Een ‘sportieve’ automobilist, die graag snelle bochten neemt en
jachtig optrekt als het stoplicht op groen springt, moet er vast niet
aan denken: een auto die het stuur overneemt en zelf bepaalt hoe de
rit verloopt. Toch lijkt het een kwestie van tijd voordat zelfrijdende
auto’s zich op ons wegennet gaan begeven. De auto-industrie
experimenteert er volop mee, en presenteert steeds geavanceerdere
zelfrijdende wagens die ook nog eens aantrekkelijk ogen.
Ook de Nederlandse overheid verwacht dat een groot deel van de
automobilisten in de toekomst de handen van het stuur kan houden.
Nederland moet zelfs een proeftuin worden voor zelfrijdende auto’s.
Afgelopen januari stemde de ministerraad in met de aanpassing van
enkele verkeersregels, waardoor grootschalige testen op de openbare
weg met zelfrijdende auto’s en vrachtwagens mogelijk worden.
Het kabinet wil zelfs dat Nederland een ‘voortrekkersrol’ krijgt bij
de ontwikkeling. Voor onze drukke verkeersaders lijken zelfrijdende
auto’s een uitkomst, onder meer omdat ze dicht op elkaar kunnen
rijden en daarmee de beschikbare ruimte op de wegen veel beter
benutten. Ook de verkeersveiligheid kan toenemen, aangezien
de besturingssystemen niet het gaspedaal te ver indrukken, gaan
dagdromen of aan de radio zitten.
Dat klinkt aanlokkelijk, maar maken zelfrijdende auto’s het verkeer
ook veiliger? Riender Happee, automotive-onderzoeker aan de TU
Delft, denkt van wel. ‘Bij ongeveer 90 procent van de ongelukken
ligt momenteel de oorzaak bij menselijke fouten’, zegt Happee. ‘Ik
geloof er heilig in dat de weg veiliger zal zijn met autonoom en semiautonoom rijdende auto’s.’
Het geloof wordt aangewakkerd door de vele assistentiesystemen
die nu al in veel auto’s zijn te vinden. Voorbeelden daarvan zijn
electronic stability control (die bij slipsituaties de afzonderlijke wielen
corrigeert), driver drowsiness detection (systemen die de bestuurder
alert houden) en automatische parkeersystemen.
‘Die vormen van assistentie maken het verkeer nu al met de
dag veiliger’, zegt Happee. ‘Zo’n twintig automodellen bevatten
autonomous emergency braking. Als een bestuurder niet of laat remt,
geeft het systeem eerst een waarschuwing, en als het nodig is, remt
het zelf. Dat scheelt echt ongelukken.’
11
‘De vraag is hoe autosystemen verkeersinformatie zodanig presenteren dat er geen onveilige situatie
ontstaat’, aldus Bart van Arem.
Nieuwe auto’s zitten kortom nu zo vol met oplettende sensoren dat
de volgende stap – handen van het stuur afhalen – steeds dichterbij
komt. Toch moet er nog wel het een en ander gebeuren voordat
het zover is. Camera’s en sensoren moeten bijvoorbeeld niet alleen
de omgeving van de auto goed in de gaten kunnen houden. Ze
moeten ook snappen wanneer ze daartoe juist niet in staat zijn en de
bestuurder moeten vragen de controle weer over te nemen.
Happee en zijn collega’s werken daarom, in samenwerking met
verschillende industriële partners, aan camera- en radarsystemen
die zelf een vinger aan de pols houden. ‘Als een sensor is verouderd,
of wanneer het oppervlak van de camera of radar is vervuild, geeft
het systeem een waarschuwing af. Of als de weersomstandigheden
te slecht zijn. Onder een bepaald niveau van betrouwbaarheid zal
de auto niet meer zelf rijden. We onderzoeken nu waar de grenzen
moeten komen te liggen.’
Tussenfase
Happees collega David Abbink, eveneens verbonden aan de TU Delft,
is een stuk sceptischer over het veiligheidsvraagstuk. Zijn onderzoek
is gericht op de overgangsperiode die aan de volledig autonoom
rijdende auto vooraf gaat. In die periode rijden we soms zelf,
bijvoorbeeld binnen de bebouwde kom, en laten we op bijvoorbeeld
snelwegen de controle overnemen door de auto. Veel autofabrikanten
verwachten dat dit over vijf jaar al het geval is.
Abbink vreest dat tegen die tijd veel belangrijke vragen over de
interactie tussen mens en auto nog onbeantwoord zijn. ‘De grote
12
“HOEVEEL SECONDEN
HEEFT DE AUTO
NODIG OM DE
CONTROLE TERUG
TE GEVEN AAN
DE BESTUURDER?”
vraag is hoe lang het duurt om een mens opnieuw bij de rijtaak te
betrekken als er iets onverwachts gebeurt’, zegt de onderzoeker.
‘Denk bijvoorbeeld aan een kind dat de weg op springt, of aan een
vrachtauto die voor je rijdt en een klapband krijgt. Hoeveel seconden
heeft de auto nodig om de controle terug te geven aan de bestuurder?
Eigenlijk moet de bestuurder daarvoor continu alert blijven, maar het
is een onmenselijke taak om iets in de gaten te houden wat het bijna
altijd goed doet.’
Je kunt systemen installeren die de bestuurder waarschuwen met
bijvoorbeeld piepjes, trillingen en lichtjes. Volgens Abbink zijn dat
echter ‘ad hoc-oplossingen’, waarvan de effecten te weinig worden
onderzocht. ‘Er gaat onevenredig veel geld naar de ontwikkeling van
sensortechnologieën. Zelfrijdende en zogeheten highly automated
auto’s zijn namelijk heel sexy, daar oogst een bedrijf veel aandacht
mee. Met de interactie tussen de auto en de mens haal je geen
krantenkoppen.’
Dat geldt overigens niet voor alle fabrikanten. Bij Abbinks eigen
onderzoek is Nissan al jaren betrokken. Abbink bestudeert onder
meer hoe mensen reageren op correcties van de auto. Een auto kan
bijvoorbeeld via tegendruk van het gaspedaal aangeven dat het
beter is om vaart te minderen. Maar iemand die gewend is om hard
door de bocht te gaan, reageert daar anders op dan iemand met een
rustigere rijstijl. In het ergste geval gaat iemand juist nog harder
rijden. Abbink: ‘Bij het systeem dat ik onderzoek, leert de auto wat de
rijstijl is van de bestuurder. Het systeem stemt de correcties daarop
aan. We moeten echter voorkomen dat het systeem zich aanpast aan
STW
een bestuurder die zichzelf óók aanpast.’ Abbinks onderzoek illustreert
hoe belangrijk het is om rekening te houden met de grote verschillen
tussen bestuurders. ‘Je kunt nooit van alle mensen voorspellen hoe zij
reageren op een systeem.’
Autofabrikanten snappen dat heel goed, meent Happee. ‘Die zitten
niet te wachten op imagoschade en miljoenenclaims vanwege
gebreken in hun veiligheidsanalyse. Bij semi-autonoom rijdende auto’s
zullen ze zich vermoedelijk wel indekken met het voorschrift dat
automobilisten altijd moeten blijven opletten.’
Rijstrookadvies
De reactie van bestuurders op goedbedoelde adviezen van hun
auto’s heeft ook de aandacht van Bart van Arem, hoogleraar
transportmodellen aan de TU Delft. Hij leidt een onderzoek naar
een methode om auto’s op de snelweg beter te verdelen over de
verschillende rijstroken. Als automobilisten de rijstroken efficiënter
gebruiken, kan het aantal files bij verkeersknelpunten met 40
procent afnemen. Een van de grote onderzoeksvragen is hoe
bestuurders reageren op het advies om van rijstrook te wisselen.
‘Bestuurders krijgen dat advies in een complexe situatie’, zegt Van
Arem. ‘Ze hebben het al druk genoeg met het verkeer. Daar komt
bij dat rijstrookwisselingen riskante manoeuvres zijn. De vraag is
hoe autosystemen de informatie zodanig presenteren dat er geen
onveilige situatie ontstaat.’
Hoewel ook Van Arem wijst op het belang van onderzoek naar de
interactie tussen mens en auto is hij optimistisch gestemd over de
toekomst. ‘De trend is dat het verkeer veiliger wordt. Sensoren worden
nooit moe. Maar als een systeem vijf ongelukken kan voorkomen en
één nieuw ongeluk veroorzaakt, gaat de maatschappelijke aandacht
altijd naar dat ene ongeval.’
Ruimte
Dat de zelfrijdende auto evengoed echt in aantocht is, blijkt wel
uit het grote aantal partijen dat erin wil investeren. Bij de STWprojecten van Happee, Abbink en Van Arem zijn veel partijen uit de
automotive-sector betrokken. Commerciële partners als Nissan, Toyota,
NXP, DLR en TomTom, maar ook Rijkswaterstaat en de Stichting
Wetenschappelijk Onderzoek Verkeersveiligheid investeren graag in
kennis die de veiligheid op de weg ten goede komt.
STW is niet alleen onmisbaar om de financiële steun, maar vooral
vanwege het samenbrengen van al die verschillende partijen, zegt
Happee. ‘Fijn is ook dat we niet worden gedwongen oplossingen te
genereren die morgen al moeten werken. Er is genoeg ruimte om
eigen vragen te beantwoorden.’
De autoindustrie staat sowieso te popelen om de markt te
overspoelen met slimme assistentiesystemen en (semi-)autonome
auto’s. Hoe onmisbaar is die STW-bijdrage dan nog? Daar kan Happee
kort over zijn. ‘Natuurlijk zou de zelfrijdende auto er ook wel komen
zonder die projecten, alleen zou onze kennis er dan niet bij worden
betrokken. De rol van Nederland zou veel kleiner zijn.’
Riender Happee: ‘Ik geloof er heilig in dat de weg veiliger zal zijn met autonoom en semi-autonoom rijdende auto’s.’
UPDATE
13
HANDEN VRIJ
VOOR DE
WETENSCHAP
NANONEXTNL
anoNextNL verbindt 750
N
onderzoekers op het gebied van
micro- en nanotechnologie. Het
onderzoeksprogramma loopt van
2009 tot 2016. De overheid steunt
NanoNextNL met 125 miljoen euro
uit de aardgasbaten. De deelnemende
bedrijven, kennisinstellingen en
universiteiten hebben samen ook
125 miljoen ingelegd. NanoNextNL
is opgericht zodat Nederland een
koppositie op het gebied van
nanotechnologie kan behouden.
STW doet de bureauvoering voor
de stichting NanoNextNL en voor
NanoLabNL, de stichting die de
nationale faciliteiten voor
nanotechnologisch onderzoek beheert.
14
Natuurkundige Bert Koopmans: ‘Het is altijd goed om na te denken over hoe je
je ideeën beschermt, ook in een beginstadium.’
STW
Tekst Anouck Vrouwe
Fotografie Vincent van den Hoogen
Cursussen, financiën, folders, onderhandelingen: een onderzoeksprogramma
behelst meer dan het onderzoek alleen. STW regelt al dat soort zaken voor het
nanotechnologieprogramma NanoNextNL. ‘Voor een onderzoeksprogramma
van 250 miljoen euro heb je een stevige organisatie nodig.’
‘Ik stuur ze er allemaal naar toe,’ zegt de Eindhovense natuurkundige
Bert Koopmans. Hij probeert er stuurs bij te kijken, als een strenge
schoolmeester. Lang houdt hij die onnatuurlijke houding niet vol – nog
geen seconde later breekt zijn lach door. Maar hij meent het serieus
als hij vertelt hoe belangrijk hij de cursus Intellectueel eigendom
& Valorisatie vindt. STW organiseert de cursus ieder kwartaal voor
onderzoekers die zijn verbonden aan het consortium NanoNextNL.
In twee dagen leren onderzoekers er waar de economische en
maatschappelijke waarde van hun werk ligt.
Koopmans: ‘Wetenschappers krijgen vaak het verwijt dat ze niet
toepassingsgericht zijn. Dat is onzin. De meeste wetenschappers
vinden het belangrijk dat hun onderzoek nuttig is. Maar op de
werkvloer zijn het vaak de technische problemen in het lab die
de volle aandacht opeisen. Het maatschappelijk nut blijft dan wat
abstracts. In deze cursus leren onderzoekers met een andere bril naar
hun onderzoek kijken.’
Koopmans leidt een van de 28 onderzoeksprogramma’s van
NanoNextNL. Binnen NanoNextNL doen bedrijfsleven, universiteiten
en onderzoeksinstituten gezamenlijk onderzoek op het gebied van
nano- en microtechnologie. Van veiligheid tot energie, van materialen
tot medicijnen: alle deelgebieden van de nanotechnologie zijn in
NanoNextNL vertegenwoordigd.
Magneetveldsensoren
Het onderzoeksprogramma van Koopmans richt zich op nanoelektronica. ‘We ontwikkelen nieuwe soorten elektronica, sensoren en
geheugens’, zegt Koopmans. ‘De Technische Universiteit Eindhoven
werkt bijvoorbeeld met NXP aan magneetveldsensoren op basis van
elektronspin, die een toepassing kunnen vinden in de auto-industrie.
Het doel is uiteindelijk een sensor ontwikkelen die bestand is tegen
de omstandigheden die heersen onder de motorkap. Veel bestaande
sensoren zijn dat niet.’
Veel van het onderzoek in zijn programma is nog ver verwijderd van
een toepassing. Koopmans: ‘Toch is het altijd goed om na te denken
over hoe je je ideeën beschermt, ook in een beginstadium.’ Daarom
maakte hij de cursus verplichte kost voor nieuwkomers binnen
zijn onderzoeksprogramma. Behalve de bovengenoemde cursus
organiseert STW workshops over ondernemerschap en risicoanalyse
voor onderzoekers van NanoNextNL. Voor financiële of juridische
vragen kloppen de deelnemers ook bij STW aan. De stichting
NanoNextNL heeft namelijk de bureauvoering voor het programma
bij STW ondergebracht. ‘STW zorgt ervoor dat wij onze handen vrij
hebben voor het onderzoekswerk’, aldus Koopmans.
Gouden greep
De werkzaamheden die STW de onderzoekers uit handen neemt,
lopen flink uiteen. De communicatie, het beheer van het geld,
het juridisch getouwtrek over de contracten, de organisatie van
congressen en de begeleiding van de onderzoeksprojecten zelf: alles
om te zorgen dat het onderzoek loopt. ‘Het mooie is dat we voor al
die zaken de expertise in huis hebben’, zegt Léon Gielgens, hoofd
van het Programmabureau NanoNextNL binnen STW. ‘Naast de
programmamanagers, die het veld kennen, hebben we een juridische
afdeling, een communicatieafdeling en een afdeling financiën. We
kennen het klappen van de zweep bij publiek-private samenwerking.
Dat helpt ons bij de ondersteuning van NanoNextNL.’
In 2011 ging NanoNextNL van start, en STW verzorgde vanaf
het begin de bureauvoering van het programma. ‘Inmiddels is dat
zo vanzelfsprekend geworden dat ik er niet meer bij stilsta’, zegt
Koopmans. ‘STW deed eerst NanoNed voor ons, de voorloper van
NanoNextNL. Het is destijds een gouden greep geweest om het zo te
doen. Daarna was het logisch om ook NanoNextNL bij STW onder te
brengen.’
Koopmans was zelf betrokken bij die beslissing. ‘Voor een
onderzoeksprogramma van 250 miljoen euro heb je een stevige
organisatie nodig. Het alternatief was het bureau onderbrengen
bij een van de betrokken instituten. Dan had je alles van de grond
af moeten opbouwen. Nu sloten we aan bij een professionele
organisatie, met een breed netwerk.’
Ook de onafhankelijkheid van STW noemt Koopmans een voordeel.
‘Als er een advies komt vanuit STW, dan is dat ook echt een advies
van buiten’, aldus de onderzoeker. Gielgens sluit zich daarbij aan. ‘Wij
hebben geen eigenbelang’, zegt hij. Dan, met een knipoog: ‘Behalve
natuurlijk bij het advies in welke vorm NanoNextNL na 2016 kan
worden voortgezet. We vinden het leuk om het programmabureau te
doen, dus van ons mag er een vervolg komen.’
UPDATE
15
Fotografie Kamiel Spoelstra
Nachtleven
Niet alleen voor het menselijk oog is dit een mooi plaatje.
Nachtvlinders vinden het licht van deze proefopstelling in
Wageningen onweerstaanbaar. Ecoloog Koert van Geffen
bouwde de opstelling voor het onderzoeksproject Licht op
natuur, dat in kaart brengt hoe kunstlicht de natuur beïnvloedt.
Grootschalige experimenten op de Veluwe en in Drenthe
maken eveneens deel uit Licht op natuur. Het project, dat
onder leiding staat van ecoloog Kamiel Spoelstra, wordt
uitgevoerd door het Nederlands Instituut voor Ecologie
(NIOO-KNAW) en Wageningen UR.
Inmiddels heeft het project aangetoond dat kunst­licht het
natuurlijke gedrag van nachtvlinders en veel andere dieren
flink verstoort, ook als het licht erg zwak is. Van vleermuizen
tot vogels, en van padden tot muizen, allemaal raken ze
in meer of mindere mate van slag. Opvallend is dat de dieren
anders reageren op verschillende kleuren licht. Het project
moet duidelijk maken hoe de verschillende kleuren het
diergedrag precies beïnvloeden. Eind 2014 heeft STW de
financiering van het project met drie jaar verlengd. Met de
kennis die daaruit voortkomt kunnen we mogelijk de kleur
van bijvoorbeeld onze straatverlichting aanpassen, en
dieren hun natuurlijke nachtleven weer teruggeven.
MEER INFORMATIE
www.lichtopnatuur.org
Tekst Ed Croonenberg
Fotografie Vincent van den Hoogen
Een gebouw ontwerpen komt neer op jongleren met eisen die flink
met elkaar kunnen botsen. Geen wonder dat het eindresultaat vaak
verre van optimaal is. Hèrm Hofmeyer en Michael Emmerich werken
aan een computerprogramma waarmee ontwerpers de optimale
balans van ontwerpvereisten kunnen vaststellen.
BOUWEN VOOR EEN
WERELD MET ACHT
MILJARD BEWONERS
Als u zich tijdens het lezen van dit artikel in een gebouw bevindt,
kijk dan eens om u heen. Vindt u het ruimtelijk genoeg of komen
de muren op u af? Valt er voldoende licht binnen? En valt, als u de
eigenaar of huurder bent, de energierekening u mee of tegen?
Wellicht hebben degenen die het gebouw ontwierpen
gebruikgemaakt van rekenmodellen om op al die gebieden tot
gunstige resultaten te komen. Helaas houden zulke modellen geen
rekening met conflicten tussen alle verschillende vereisten. Het
resultaat is dan bijvoorbeeld een huis dat energiezuinig is, maar ook
nogal donker. Of juist een heel licht gebouw waarin ’s zomers de
airconditioning op de hoogste stand moet.
Omdat de eigenschappen van een gebouw sterk op elkaar inwerken,
zou het veel beter zijn om alles tegelijkertijd te optimaliseren.
Dat is precies het doel dat Hèrm Hofmeyer van de Technische
Universiteit Eindhoven voor ogen heeft, samen met informaticus
Michael Emmerich van de Universiteit Leiden. Al vanaf 1992
houdt Hofmeyer zich bezig met de ontwikkeling van simulatieen optimalisatietechnieken voor gebouwen, de laatste jaren in
nauwe samenwerking met Emmerich. STW honoreerde onlangs een
voorstel van de beide onderzoekers om praktische applicaties te
ontwikkelen de werken op basis van gelijktijdige optimalisatie. Met
dergelijke applicaties kunnen bouwkundigen, maar ook particulieren
die zelfbouw overwegen, de kwaliteit van hun gebouwen sterk
verbeteren.
18
Beter bouwen is één ding, het efficiënt aanwenden van bronnen is
een andere kwestie die Hofmeyer sterk bezighoudt. ‘40 procent van
al het energieverbruik en alle materialen op deze hele aarde zit in de
gebouwde omgeving’, zegt hij. ‘Dat is heel wat. En je kunt er zeker
van zijn dat het gebouw waar ik nu in zit helemaal niet optimaal is. Ik
denk dat we heel wat energie en materiaal kunnen besparen als we
het ontwerpproces verbeteren.’
Ontwerpcirkel
In die uitspraak gaat een subtiliteit schuil: Hofmeyers onderzoek
richt zich niet alleen op het verbeteren van gebouwen, maar ook
op het verbeteren van het ontwerpproces ervan. ‘Ons idee is dat je
het ontwerpproces zélf moet modelleren. Je moet je dat als volgt
voorstellen: in het begin heb je een ruimtelijk ontwerp van het
gebouw – de blokkendoos, als het ware. Dat kunnen wij automatisch
omzetten in een constructief ontwerp, ofwel de draagconstructie.
Vervolgens kun je dat ‘skelet’ optimaliseren. Maar dat heeft dan weer
consequenties voor de blokkendoos. Het kan zodanig botsen dat het
ruimtelijk ontwerp moet worden aangepast – het geraamte van een
vis past immers niet in een vogel. Ook dat doen wij geautomatiseerd.
Wij kunnen die ontwerpcirkel blijven maken, en dat is wereldwijd
uniek.’
Toen Hofmeyer zijn programma draaiende had, leek het toevoegen
van extra ontwerpeisen hem de logische volgende stap. ‘We besloten
STW
Bouwkundige Hèrm Hofmeyer
“WE KUNNEN HEEL
WAT ENERGIE
EN MATERIAAL
BESPAREN
ALS WE HET
ONTWERPPROCES
VERBETEREN”
Foto: Lissandra Melo/Shutterstock
Computermodellen kunnen berekenen wat de ideale draagconstructie voor hoogbouw is (links). De uitkomsten doen denken aan de gevel en de draagstructuur van het
John Hancock Center in Chicago.
in de eerste plaats de bouwfysica erbij te betrekken: hoe hou je het
gebouw warm? Hoe zorg je voor voldoende lichtinval?’ Tegelijkertijd
ondernam hij stappen om het ‘basisprogramma’ zelf te optimaliseren.
‘Onze vraag was: hoe kun je zo’n ontwerpcyclus in wiskundig
opzicht zo goed mogelijk laten verlopen? We wilden dat gedegener
aanpakken, met goede wiskunde en goede informatica.’
Voor die stap ging Hofmeyer een samenwerking aan met Emmerichs
onderzoeksgroep in Leiden. ‘Onze specialiteit is dat we met meerdere
doelen kunnen werken’, zegt Emmerich. ‘Dat is bijvoorbeeld bruikbaar
wanneer je het energieverbruik van een huis wilt optimaliseren, maar
tegelijkertijd een constructief stabiel huis met veel volume wilt.’
Het gaat erom de optimale trade-off te vinden, aldus Emmerich.
‘Oplossingen die te veel naar de ene of andere eigenschap overhellen,
vallen af. Uniek aan onze methodiek is dat we een heel breed
zoekbereik hebben. We kunnen heel veel gebouwarchitecturen
tegelijkertijd doorrekenen. Dat doen we met een combinatie van brute
rekenkracht en slimme algoritmes die efficiënt gebruikmaken van die
rekenkracht.’
Eerder werden de rekenmethoden van Emmerich overigens al
toegepast in de chemische en farmaceutische industrie. ‘Ook daar
moet je verschillende doelen zien te verenigen’, zegt Emmerich. ‘Een
medicijn moet werken, maar wel zonder al te veel bijwerkingen te
veroorzaken.’
Genetische algoritmen
Een promotieonderzoek dat in december 2014 onder Hofmeyers
leiding werd afgerond, toont in de vorm van duidelijke visualisaties
20
‘‘WE KUNNEN
HEEL VEEL
GEBOUWARCHITECTUREN
TEGELIJKERTIJD
DOORREKENEN’’
de kracht van die benadering aan. Hofmeyer: ‘Als je een ‘skelet’ van
een gebouw in de computer hebt gezet, zal je altijd merken dat er
plekken zijn waar het maar heel weinig hoeft te dragen. Die delen kun
je dus verwijderen. Het gevolg is dat je op die plekken geen ruimtes
meer kunt hebben. De promovendus heeft onder meer laten zien dat,
naarmate je de ontwerpcyclus vaker doorloopt, het gebouw steeds
lager wordt.’
In een ander voorbeeld blijkt dat wanneer je gefocust bent op
windbelasting, het gebouw geleidelijk verbrokkelt tot een losse
verzameling lage gebouwtjes. ‘Dat lijkt wellicht triviaal’, zegt
Hofmeyer. ‘Maar het is de eerste keer dat we met een volledig
rationele, systematische procedure dit soort processen kunnen laten
STW
zien. Vooral ook omdat dit verder gaat dan gebouwen. Dezelfde
effecten treden ook op wanneer je een auto ontwerpt, of een mobiele
telefoon.’
In feite verloopt in Hofmeyers methode het ontwerpproces in
generaties. Die opmerkelijke overeenkomst met biologische
voortplanting bracht de onderzoekers op het idee om hun programma
te verifiëren met behulp van zogeheten genetische algoritmen.
Hofmeyer: ‘We beschreven de ruimte en het skelet van een gebouw in
de vorm van een heleboel enen en nullen die samen één gen vormen.
Daarna creëerden we een populatie door tussen de individuen kleine,
willekeurige verschillen aan te brengen. Vervolgens namen we er een
aantal uit om te kijken hoe goed ze waren in constructief, ruimtelijk
of ander opzicht. De geslaagde exemplaren lieten we zichzelf
voortplanten. Dat wil zeggen dat we ze uit elkaar haalden en de
fragmenten met die van anderen combineerden, net zoals de natuur
dat doet.’
Nadat de simulatie 180 uur draaide, maakten Hofmeyer en collega’s
de balans op. ‘We hadden duizenden gebouwen en konden we
duidelijk zien waar de simulatie naartoe ging’, zegt de onderzoeker.
‘Het waanzinnig interessante is dat die genetische algoritmen, die
op zichzelf helemaal niet intelligent zijn, met dezelfde oplossingen
komen als de systematische methode die wij mensen en onze
programma’s gebruiken. Ook hier leverde bijvoorbeeld een focus
op de wind een laag en verbrokkeld gebouw op.’
Gebruiksvriendelijk
Hofmeyer denkt dat er twee ‘utilisatiekanten’ zitten aan zijn
werk: een wetenschappelijke en een meer praktische. ‘We hebben
heel goede contacten met architectenbureau De Twee Snoeken,
dat verbonden is aan WoonConnect. Dat biedt een soort digitaal
bouwpakket waarin mensen zelf kunnen aangeven hoe ze hun huis
willen hebben. Het programma adviseert dan over constructie, kosten,
noem maar op. We hopen onze module daar over vier jaar aan te
kunnen koppelen.’
Om toegankelijk te zijn voor een breder publiek, moet het programma
nog wel van een gebruiksvriendelijke interface worden voorzien. ‘Dat
is nooit de sterkste kant van academici,’ lacht Hofmeyer, ‘en daarom
gaat De Twee Snoeken dat doen.’
Voor zichzelf ziet hij in de eventuele commercialisering van zijn
werk geen rol weggelegd. ‘Ik ben niet van plan een bedrijf op te
richten. Daar ben ik helemaal het type niet voor’, zegt Hofmeyer.
‘Mijn doel is tweeledig: ik hoop oprecht dat gebouwen van klein tot
groot energiezuiniger en – zowel constructief als ruimtelijk – een stuk
optimaler worden. Het gebruik van energie en materialen moet in een
wereld met acht miljard bewoners echt omlaag. Daarnaast zou ik het
heel mooi vinden als dit soort tools ook in andere ontwerpdisciplines
zouden worden gebruikt, om inzicht te krijgen in ontwerpprocessen
en die vervolgens te verbeteren.’
“IK HOOP OPRECHT
DAT GEBOUWEN,
VAN KLEIN TOT GROOT,
ENERGIEZUINIGER
EN EEN STUK
OPTIMALER WORDEN”
21
22
STW
Dijken gebruiken we allang niet meer uitsluitend
als waterkering. Nu de ruimte in ons land schaarser
wordt, krijgen dijken meer en meer functies. Kunnen
de dijken dat wel aan? In het Perspectiefprogramma
Integral and Sustainable Design of Multifunctional
Flood Defences onderzoeken wetenschappers
uit de meest uiteenlopende vakgebieden hoe we
dijken het best kunnen benutten. Bekijk hier welke
projecten onderdeel uitmaken van het programma.
MEER INFORMATIE
WWW.FLOODDEFENCES.NL
WWW.STW.NL/PERSPECTIEF
UPDATE
23
Fotografie Rene van der Hulst
TRAPPELEN
Iedere werkdag heeft STW een ontmoeting met gemiddeld
acht bedrijven en vier onderzoekers. En dan hebben we
het alleen nog maar over de STW-gebruikerscommissies.
Niet over ontmoetingen op conferenties, matchmakingbijeenkomsten, werkbezoeken of het STW-jaarcongres. STW
brengt mensen en middelen bij elkaar. Omdat ontmoetingen
leiden tot ideeën, en ideeën tot innovaties.
Vaak zijn onderzoeksfinanciers – in binnen- en buitenland
– vooral bezig met geld verdelen. Nu is het ook zo dat de
processen en het beheer op orde moeten zijn: eerst het
beheer, dan het beleid, zei mijn oude leermeester Hans
Chang altijd. Bovendien word je als onderzoeksfinancier
afgerekend op je overheadpercentage. Meer dan 5 à 7
procent is ‘not done’, en als je ontmoetingen wilt creëren
en kennisoverdracht stimuleren, dan kom je al gauw in de
activiteiten met hoge overhead terecht.
Vandaar dat onderzoeksfinanciers vaak procesmachinerieën
zijn en netwerkorganisaties meestal geen geld verdelen.
Onderzoeksfinanciers moeten in hoge mate uniform en
reactief zijn, netwerkorganisaties moeten klantgericht zijn
en maatwerk leveren. Bij STW doen we het beide: uniform
waar het kan, maatwerk waar nodig. En met de overhead
van een procesmachine. Het is hard werken, maar het werpt
zijn vruchten af. En de steun en goodwill in het veld geeft
energie om door te gaan en continu te verbeteren.
De nieuwe Wetenschapsvisie van OCW zegt dat
wetenschapsfinanciering veel meer een netwerkactiviteit
moet worden, met de ramen en deuren open naar de
maatschappij. U begrijpt dat dat een kolfje naar de hand
van STW is. Het is verrukkelijk om de organisatie te mogen
positioneren binnen zo’n kabinetsvisie. Het geeft veel
enthousiasme, kansen voor groei en meer samenwerking
over schotten heen. Wij staan te trappelen. Trappelt u mee?
Eppo Bruins
directeur STW
24
STW
Tekst Stefan Jongerius
Fotografie Hollandse Hoogte / Bram Saeys
BERICHT UIT HET VELD
STW-medewerkers zijn veldwerkers, en trots op de projecten die zij
begeleiden. In deze editie vertelt program officer Stefan Jongerius over
IS2C, een onderzoeksprogramma dat ongekend veel kennis over onderhoud
aan onze infrastructuur moet opleveren. Het programma kan leiden tot een
besparing van honderden miljoenen.
Meetapparatuur aan de voet van de Hollandse Brug legt vast hoe de pijlers bewegen onder het gewicht van het verkeer.
‘Je hebt het niet door wanneer je bijvoorbeeld
over een brug rijdt, maar veel infrastructuur in
Nederland is aan groot onderhoud toe. Scheuren,
gaten, verpulvering, je ziet het allemaal optreden.
Veel van onze betonnen bruggen stammen uit de
jaren zestig en zeventig. Die constructies hebben
een levensduur van ongeveer veertig jaar, en daar
lopen we nu tegenaan.
Kijk bijvoorbeeld naar de Nijkerkerbrug. Daar zijn
gewoon stukken beton van losgeraakt. Dat ziet er
ernstig uit, maar we kunnen de werkelijke staat
van zo’n constructie niet meten. De brug wordt
daarom voor de zekerheid gestut.
De schade maar blijven repareren is geen optie,
omdat het reparatiewerk meestal maar zo’n
tien jaar meegaat. Uiteindelijk krijg je dan een
exponentiële groei van het onderhoud, en de
bijbehorende kosten. Alle bruggen vervangen is al
helemaal ondoenlijk en onbetaalbaar. Hoe komen
we uit die impasse?
Grote bouwbedrijven hebben zich nu in
een onderzoeksprogramma verenigd met
UPDATE
onderzoeksinstellingen als TNO, LIACS en de
technische universiteiten in Delft en Eindhoven.
Dat programma, genaamd IS2C (Integral Solutions
for Sustainable Construction) moet uitmonden in
een model waarmee je kunt voorspellen wanneer
een brug welk type onderhoud nodig heeft. IS2C is
een zeer groot programma dat bestaat uit negen
projecten die allemaal vanuit een andere hoek de
centrale vraag benaderen.
Een project richt zich bijvoorbeeld op het zo
gedetailleerd mogelijk meten van de belasting
die het verkeer op een brug uitoefent. Dat levert
gigantische hoeveelheden gegevens op, die nu nog
niet behapbaar zijn. Een ander project heeft als
doel dat soort gegevens te ontsluiten.
IS2C is echt een gaaf programma om als program
officer te begeleiden, omdat er zoveel grote
partijen meedoen en de relevantie zo groot is.
De aannemers die meedoen, hebben een groot
belang bij IS2C, omdat zij in toenemende mate
het onderhoud moeten gaan overnemen van
Rijkswaterstaat. Zij beseffen heel goed dat er
veel op het spel staat. Alle deelnemers, zowel de
bedrijven als de betrokken wetenschappers, zetten
alles op alles om het maximale uit IS2C te halen.’
MEER INFORMATIE
www.is2c.nl
STEFAN JONGERIUS
Program officer
25
EEN
WARM BAD
VOOR
ORGANEN
Arjen van der Plaats (links) en Martin Kuizenga van het Groningse bedrijf Organ Assist.
26
STW
Tekst Arno van ’t Hoog
Fotografie Pepijn van den Broeke
Als een donororgaan beschikbaar komt, moet die bliksemsnel naar de
ontvanger om weefselschade te voorkomen. Dat lukt niet altijd, waardoor
veel organen onbruikbaar raken. Met apparatuur van het Groningse bedrijf
Organ Assist kunnen artsen donororganen nieuw leven inblazen. Wat begon
als STW-project redt nu jaarlijks tientallen levens.
Getuige zijn van een orgaantransplantatie blijft een unieke ervaring,
vertelt Martin Kuizenga, client service manager van het Groningse
bedrijf Organ Assist. Hij begeleidt ziekenhuizen als ze de apparatuur
van Organ Assist in gebruik nemen. ‘Ik ben meestal aanwezig bij de
eerste toepassing in de operatiekamer. Het is altijd weer bijzonder
om te zien hoe een orgaan wordt aangesloten op de bloedsomloop en
weer doorbloed raakt.’
Wat de transplantaties die Kuizenga bijwoont nog specialer maakt, is
dat ze worden uitgevoerd met donororganen die normaal gesproken
zouden zijn afgekeurd en vernietigd. Als er namelijk te veel tijd zit
tussen het uitnemen van een donororgaan en de transplantatie,
kan het te riskant zijn om het orgaan nog te gebruiken. De kans op
afstoting of uitval van het orgaan is dan te groot.
Dankzij de apparaten van Organ Assist zijn de organen te
‘revitaliseren’, zodat ze alsnog geschikt zijn voor transplantatie. De
apparaten pompen een warme, op bloed lijkende vloeistof door de
bloedvaten van de organen. Op basis van dat principe, genaamd
perfusie, heeft Organ Assist systemen op de markt gebracht voor het
revitaliseren van de lever, longen en nieren, plus een systeem dat
wordt gebruikt bij het uitnemen van organen bij de donor.
Kuizenga’s collega Arjan van der Plaats, hoofd R&D van Organ Assist,
is eveneens regelmatig in de operatiekamer te vinden. De operatie
die hem vooral bijblijft, is een longtransplantatie in het Groningse
UMCG, waarbij voor het eerst het longapparaat van Organ Assist werd
“HET IS VOOR MIJ
EEN JONGENSBOEK”
toegepast. Van der Plaats: ‘We hadden al in experimenten laten zien
dat we de kwaliteit van transplantatielongen fors kunnen verbeteren.
En ook al weet je dat de technologie werkt, dan nog is de eerste keer
bij een patiënt extra spannend. Want als een patiënt echt een nieuwe
long nodig heeft, is de situatie levensbedreigend.’
Het longapparaat, genaamd Lung Assist, werkt niet alleen met
perfusie; een beademingsapparaat voorziet de donorlong van
zuurstof. Door deze behandeling verdwijnt ook het vocht dat zich in
de longblaasjes heeft opgehoopt. Een long die aanvankelijk niet aan
de kwaliteitseisen van transplantatie voldoet, is na een tijdje op de
Lung Assist wel geschikt.
UPDATE
27
“ZIEKENHUIZEN
TREKKEN DE
LIVER ASSIST
BIJNA UIT ONZE
HANDEN”
Martin Kuizenga: ‘Het is altijd weer bijzonder om te zien hoe een orgaan wordt aangesloten op de
bloedsomloop en weer doorbloed raakt.’
‘Het is voor mij een jongensboek’, zegt Van der Plaats. ‘Vijftien jaar
geleden ben ik met niets mijn onderzoek in Groningen begonnen, en
nu zie ik van dichtbij hoe deze technologie mensenlevens redt.’
Financiering
De geschiedenis van Organ Assist begon met de toekenning van een
STW-financiering in het najaar van 1998. Dankzij die financiering
konden twee promovendi, onder wie Van der Plaats, van start
met onderzoek naar simulaties, testopstellingen en prototypen
van orgaanperfusiesystemen. Het onderzoek vond plaats aan de
Rijksuniversiteit Groningen, bij de vakgroep Biomedical Engineering
onder leiding van hoogleraar Gerhard Rakhorst.
Het doel van het onderzoek was de ontwikkeling van een systeem
dat de kwaliteit van donorlevers behoudt en verbetert. De kwaliteit
van een donororgaan bepaalt namelijk in grote mate de slagingskans
van een transplantatie. Zodra het orgaan uit de donor wordt
verwijderd, gaat de kwaliteit al achteruit. Eenmaal afgesneden
van de bloedsomloop krijgt een orgaan geleidelijk een tekort aan
zuurstof en voeding. De schade die dat oplevert, bepaalt hoe goed de
stofwisseling na transplantatie nog op gang kan komen.
Hoe meer het orgaan de omstandigheden van het lichaam ervaart,
des te beter. Dat is het eenvoudige idee achter de perfusiesystemen.
Daarnaast kunnen artsen zo de kwaliteit van het orgaan verbeteren
door in de perfusievloeistof zuurstof, medicijnen en extra
voedingsstoffen toe te voegen.
28
Op het moment dat Van der Plaats met zijn onderzoek begon, werden
donororganen standaard bewaard in een zakje met vloeistof, die op
zijn beurt weer in een koelbox gevuld met ijs kwam te liggen. Een
systeem dat de weefselschade die daardoor optreedt weer herstelt,
was nog niet beschikbaar. Andere onderzoekers hadden al wel eens
nieren aangesloten op een perfusiepomp. Die experimenten lieten
een verbetering zien van de houdbaarheid. Voor de lever bestond
zoiets echter niet. De lever is een complexer orgaan: het is via twee
afzonderlijke routes aan de bloedsomloop gekoppeld, het filtert bloed
en produceert gal, enzymen en allerlei andere stoffen.
Van der Plaats ontwikkelde en testte systemen met twee
vloeistofpompen, zuurstofvoorziening, verwarmingselementen
en sensoren voor vloeistofdruk. Door de levers van dieren te
meten in dat soort proefopstellingen kon hij uiteindelijk de juiste
specificaties voor de Liver Assist vinden. ‘Het belangrijkste resultaat
van het STW-project is dat we het concrete eisenpakket voor een
orgaanperfusiesysteem in kaart hadden gebracht. Die kennis en
ervaring geeft ons nog steeds een voorsprong op de concurrentie.’
Octrooi
Het onderzoek en het prototype dat daaruit voortkwam, vormden in
de zomer van 2003 de basis voor een octrooiaanvraag door STW. Het
octrooi was van groot belang voor de startfase van Organ Assist, dat
in 2005 door Rakhorst werd opgericht.
‘Bij STW-projecten wordt altijd goed gekeken of er nieuwe
toepassingen geoctrooieerd kunnen worden’, zegt Leon van de
Laarschot, jurist bij STW. ‘Als je een bedrijf wilt beginnen, heb je geld
nodig van investeerders. Die vragen altijd of je je technologie en
business hebt beschermd. Een octrooi geeft die garantie, en was ook
bij Organ Assist belangrijk om financiers aan boord te krijgen. STW
heeft de octrooiaanvraag voorgefinancierd, en Organ Assist nam bij
de oprichting het octrooi tegen een vergoeding over.’
De apparatuur die Organ Assist verkoopt, wordt overigens niet meer
gedekt door het octrooi. Het oorspronkelijke idee en het octrooi
draaiden namelijk om perfusie met koude vloeistoffen, maar de
praktijk van orgaanperfusie heeft zich inmiddels ontwikkeld richting
warme perfusie.
STW
Van de Laarschot: ‘Dat de technologie niet door het octrooi wordt
gedekt, is jammer voor STW, omdat we anders een royaltyvergoeding
zouden ontvangen voor de verkochte apparaten. Dat zijn inkomsten
die we direct weer in onderzoek kunnen investeren. Maar ook
zonder royalty’s is het nog steeds mooi dat een wetenschapper met
zijn onderzoek is meegegroeid in een nieuw bedrijf dat zorgt voor
werkgelegenheid in de regio Groningen.’ Op dit moment heeft Organ
Assist negen mensen in dienst, en zijn er wereldwijd ruim vijftig
apparaten in gebruik bij transplantatie-afdelingen in ziekenhuizen.
Wereldnieuws
De ontwikkeling van Organ Assist is verre van rechtlijnig geweest,
aldus Van der Plaats. In tien jaar heeft het bedrijf veel bereikt, al
was het lastiger dan verwacht om marktaandeel te winnen. Dat
heeft alles te maken met acceptatie van nieuwe technologie. Een
vaste plek veroveren in de medische praktijk vergt nu eenmaal
een lange adem. Het bedrijf heeft die periode doorstaan met
onderzoeksubsidies en kapitaal van aandeelhouders, waaronder de
Rijksuniversiteit Groningen, het UMCG, een verzekeraar en een aantal
investeringsmaatschappijen.
Als je een nieuw medisch apparaat hebt dat goed werkt, en waarmee
je veelbelovende resultaten kunt laten zien, ben je er nog lang
niet, zegt van der Plaats. ‘De bestaande praktijk van orgaanvervoer
De Liver Assist werd in 2014 wereldnieuws. Britse artsen transplanteerden toen een lever die normaal
gesproken zou zijn afgekeurd, maar met de Liver Assist was ‘gerevitaliseerd’.
De Kidney Assist, het nierperfusieapparaat van Organ Assist.
op ijs werkt op zich goed. Iedereen is ermee bekend, van
ziekenhuispersoneel tot verzekeraars die het vergoeden. Wij komen
met een nieuw systeem dat een andere procedure vraagt, met wat
meer getraind personeel. Daar komt bij dat er nog geen vergoeding is
geregeld door zorgverzekeraars.’
De medische praktijk vraagt daarnaast om hard bewijs in de vorm
van klinisch onderzoek waaruit duidelijk blijkt dat de nieuwe aanpak
voordelen biedt. Dergelijk bewijs lijkt eraan te komen. Begin dit
jaar ging een groot Europees klinisch onderzoek van start waarin
onderzoekers de uitkomsten van twee niertransplantatiemethoden
vergelijken: direct na transport vanuit ijs, of na twee uur revitaliseren
op de Kidney Assist, het nierperfusieapparaat van Organ Assist.
Organ Assist heeft al laten zien dat het flexibel kan inspringen op
ontwikkelingen in de markt. Aanvankelijk richtte het bedrijf zich op
leverperfusie, maar de markt bleek rond 2005 nog niet rijp voor zo’n
revolutionair apparaat. Bij niertransplantaties was al meer ervaring
met perfusie, dus ontwikkelde men eerst de Kidney Assist. Van der
Plaats: ‘Inmiddels zijn we weer geëvolueerd richting leverperfusie. Nu
is de markt is er wel klaar voor. Ziekenhuizen trekken de Liver Assist
bijna uit onze handen.’
Eind 2014 was het apparaat zelfs even wereldnieuws. De
Britse patiënt Satpal Mahal kreeg toen in het Queen Elizabeth
Hospital Birmingham een donorlever die met de Liver Assist was
gerevitaliseerd. De donorlever had een reis van maar liefst zeven uur
op ijs achter de rug, wat normaal gesproken te lang is. De lever zou
volgens de standaardprocedures dan zijn afgekeurd en vernietigd.
Maar na acht uur gekoppeld te zijn aan de Liver Assist was de
donorlever zo verbeterd dat de transplantatie kon doorgaan. Elf
dagen na de transplantatie kon de 46-jarige patiënt weer naar huis.
‘Daar ligt de kracht van ons systeem’, zegt Kuizenga. ‘Het levert meer
organen van betere kwaliteit, een grote kans op succes en daarmee
kortere wachtlijsten voor orgaandonatie.’
Overigens waren zowel Kuizenga als Van der Plaats niet aanwezig bij
de operatie Birmingham. En dat is helemaal niet jammer, zegt Van der
Plaats. ‘Als artsen het prima zonder ons kunnen, ook bij zo’n primeur,
is dat alleen maar mooi.’
UPDATE
29
STW-ONDERZOEK
IN DE MEDIA
de Volkskrant
31 maart 2014
Trouw
14 januari 2015
RTLZ
18 november 2014
Technisch Weekblad
26 januari 2015
de Volkskrant
28 augustus 2014
Omroep Brabant
27 november 2014
30
STW
Tekst Ed Croonenberg
Fotografie Sam Rentmeester
De wetenschappelijke carrière
van STW-onderzoeker Stephanie
Wehner kende een atypische
start. Voordat de geboren Duitse
natuurkunde ging studeren,
was ze professioneel hacker
bij het door Rop Gonggrijp
opgerichte bedrijf voor digitale
beveiliging ITSX. ‘We testten daar
netwerken en computersystemen
van vooral banken en
verzekeringsmaatschappijen’,
zegt Wehner. ‘Wij hackten hun
netwerken en vertelden ze daarna
wat we precies hadden gedaan.’
Inmiddels is Wehner dankzij
STW-financiering verbonden
aan QuTech, het door Leo
Kouwenhoven geleide instituut
dat zich ten doel heeft gesteld
een kwantumcomputer te
ontwikkelen. In zekere zin hackt
ze daar geen computersystemen,
maar de natuur zelf. ‘Als je een
kwantumnetwerk wilt bouwen,
loop je soms tegen fundamentele
problemen aan die je niet snapt.
Die moet je dan wel eerst
oplossen. We weten nu eenmaal
niet precies hoe de wereld werkt.’
Wat we in ieder geval wel
weten, zo zegt Wehner, is dat
de natuur wordt geregeerd
door de bizarre wetten van de
kwantummechanica. Vooral
kwantumverstrengeling, door
Einstein ooit omschreven als
‘spooky action at a distance’, lijkt
zich te lenen voor praktische
toepassingen, zoals het versturen
van informatie. Gezien Wehners
achtergrond wekt het geen
verbazing dat ze zich vooral
richt op de beveiliging van
kwantuminformatie.
De belangrijkste horde die Wehner
hoopt te nemen, is de geringe
afstand waarop verstrengelde
informatie nu nog kan worden
verstuurd. ‘Wij proberen een
netwerk te maken waarop
kwantumsleuteldistributie over
langere afstanden dan 200
kilometer mogelijk is. Daarmee
kun je ook andere problemen
oplossen, zoals een aantal kleine
kwantumcomputers samenvoegen
tot een grotere multicorekwantumcomputer.’
Wehner is ervan overtuigd dat zo’n
kwantumcomputer er ook echt
komt . ‘Ik ben naar Delft verhuisd
omdat de wetenschappers van
hier zo bekend zijn om hun
experimenten. Er zijn heel weinig
plekken op de wereld waar de
mensen over de vaardigheden
beschikken om dit soort onderzoek
te doen.’
IN DE SCHIJNWERPER
Jonge, ondernemende mensen werken
nu aan technologie van de toekomst.
STW zet deze mensen in de schijnwerper.
In deze editie Stephanie Wehner, die in Delft
meebouwt aan de volgende reuzensprong in
informatietechnologie: de kwantumcomputer.
MEER INFORMATIE
www.qutech.nl
UPDATE
31
HONORERINGEN
Nieuwe technologie mogelijk maken, luidt het motto van STW.
Dat is een bescheiden doelstelling. Want in feite verbindt STW
mensen en middelen om technologie met economische waarde
te ontwikkelen die bijdraagt aan een betere wereld. Ook het
afgelopen jaar heeft STW die missie vol overtuiging uitgevoerd.
Dat levert een imposante lijst van honoreringen en middelen op.
>> PROJECTEN: 42
>> BIJDRAGE STW: 23 MILJOEN
>> CASH BIJDRAGE COFINANCIERS: 1,5 MILJOEN
HTSM
>> PROJECTEN: 7
>> BIJDRAGE STW: 1,1 MILJOEN
>> PROJECTEN: 23
>> BIJDRAGE STW: 9,5 MILJOEN
>> CASH BIJDRAGE COFINANCIERS: 2,5 MILJOEN
>> PROJECTEN: 20
>> BIJDRAGE STW: 1,5 MILJOEN
>> PROGRAMMA’S: 6
>> BIJDRAGE STW: 15 MILJOEN
>> PROJECTEN: 8
>> CASH BIJDRAGE COFINANCIERS: 3 MILJOEN
>> BIJDRAGE STW: 4,2 MILJOEN
HIGHTECH MATERIALEN
>> CASH BIJDRAGE COFINANCIERS: 1,5 MILJOEN
>>PROJECTEN: 5
>> BIJDRAGE STW: 1,1 MILJOEN
>> CASH BIJDRAGE COFINANCIERS: 1,1 MILJOEN
BENIEUWD HOE DE FINANCIERINGEN PRECIES ZIJN VERDEELD?
Lees het jaarverslag over 2014 op www.stw.nl.
Het jaarverslag is vanaf april 2015 beschikbaar.