www.researchportal.be - 27 Jan 2016 19:37:31
Onderzoeksprojecten (1050 - 1100 van 5444) Zoekfilter: Classificaties: TOEGEPASTE WETENSCHAPPEN (T)
Securisation Keeps Threats. Vrije Universiteit Brussel Abstract: SERKET behandelt het onderwerp van veiligheid van plaatsen en openbare gebeurtenissen door een innovatieve softwarebenadering te ontwikkelen waar verspreide gegevens die uit afzonderlijke apparaten komen automatisch worden gecoreeleerd en geanalyseerd om het veiligheidspersoneel van de juiste informatie te voorzien. De abalyse van de beschikbare technologieën toont aan dat het knelpunt van veiligheid van openbare plaatsen niet het hardwaredeel van het toezicht is, maar eerder de analyse in real-time en correlatie van de gegevens die door de diverse sensoren worden verstrekt is. Zij wijzen ook op het gebrek aan een globeel beheer van bedreigingen en voor de mensen en hun omgevingen. Het is dus noodzakelijk om meer "intelligentie" in veiligheidssystemen in te voeren. Aangezien het spectrum van bedreigingen vergroot en bijgevolg veiligheidssystemen complexer worden, wordt het bereiken van goede prestaties met deze kritieke systemen een nieuwe uitdaging. SERKET heeft als doel verder te gaan dan de status van de technologie door kwesties te behandelen met betrekking tot de evolutie van veiligheid die gezien werd als een verzameling van geïsoleerde voorzieningen, gadegeslagen door een bewaker, tot een geïntegreerd systeem door het promoten van "Complexe Event Pricessing" (CEP) technologie die de homogene verwerking toelaar van gegevens en informatie die als gebeurtenissen worden beschouwd. Het is daarom een alomvattende en universele oplossing voor de gegevensfusie. Organisaties: • Elektronica en Informatica
Onderzoekers: • HICHEM SAHLI
Perceptieve optimisatie van tijdschalingstechnieken voor geluidsopnames. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Tijdschalen van een spraaksignaal bestaat erin de spraak versneld of vertraagd weer te geven. doorgaans worden tijdschalingstechnieken met een constante tijdschaalfactor toegepast waardoor het resultaat onnatuurlijk kan klinken. Door imitatie van natuurlijke snelle of trage spraak, willen we hier een oplossing voor bieden. Het spraaksignaal zullen we indelen in een aantal akoestische klassen zoals pauze, plosief, klinker, medeklinker en foneemovergang. Elke klasse geven we vervolgens een eiegen aangepaste schaalfactor die we via statistisch onderzoek en/of machine-learning uit natuurlijke voorbeelden extraheren. Deze factoren worden dan via het eigenlijke tijdschaling algoritme WSOLA toegepast. Een belangrijk aspecht hierbij is de robuustheid tegen achtergrond Ruis. enerzijds moet de akoestische classificatie robuust zijn, anderzijds moet de tijdschalingstechniek zelf ook robuust gemaakt worden tegen de storende invloed van de achtergrondruis. Dit willen we respectievelijk verwezenlijken door ruisonderdrukingstechnieken toe te passen en door gebruik van signaalvoorstellingen die perceptief meer relevant zijn dan de tijdsdomein golfvorm (ihb. op basis van een inverteerbaar perceptie model). In dergelijke perceptieve voorstellingen kunnen we gemakkelijker perceptief relevante en dus robuuste tijdschalingen bekomen en bovendien de techniek uitbreiden tot polyfone signalen zoals muziek. Tenslotte zullen we ook de meertaligheidsaspecten van niet-uniforme tijdschaling bekijken, wat belangrijk is voor applicaties zoals computer assisted language learning. Organisaties: • Elektronica en Informatica
Onderzoekers: • WERNER VERHELST
Spraak algoritmen voor Clinische Educationele toepassingen: Akoestische Technieken voor de Synthese van Expressieve Spraak (SPACE-XPRA) Vrije Universiteit Brussel Abstract: Spraaksynthese systemen met een goede verstaanbaarheid en redelijke nauwkeurigheid bestaan momenteel voor verschillende talen. De beste van deze systemen geven ook een geloofwaardige spraak van een voorgelezen type. Voor talrijke types van toepassingen zoals taalleren, veiligheidssystemen, humanoide robots of computer ondersteund leren is het echter nodig dat een meer expressieve vorm van spraak kan gegenereerd worden. In een IWT-SBO project ontwikkelen we een zeer hoge kwaliteits spraaksynthese voor computerondersteunende therapie van dislectische kinderen. Binnen dit OZR project willen we het nodige theoretische en experimentele onderzoek uitvoeren om deze synthesizer ook van expressieve spraakmodi te voorzien (i.h.b. bemoedigend, aanmanend, lovend, etc. ) Hiertoe wensen we in eerste instantie expressieve spraak met behulp van prosodie transplantatie systeem dat in onze onderzoeksgroep in ontwikkeling is. Op deze manier willen we experimenteel nagaan wat de bijdrage van de verschillende spraakkenmerken is voor de onderscheiden spraakmodi. In een tweede fase wordt het dynamisch verloop van deze kenmerken in de verschillende modi aangeleerd met machine leertechnieke en in de synthesizer ingebouwd. Organisaties: • Elektronica en Informatica
Onderzoekers: • WERNER VERHELST
Simulatie- en ontwerpmethodieken naar de reductie van aërodynamisch geluid in gedwongen stromingen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Geluidshinder is een van de meest belangrijkste problemen in onze hedendaagse technologische maatschappij. Devele national een Europese voorschriften getuigen hiervan en toen aldus dat er een grote nood is aan onderzoek in dat domein. In dit project zal een geheel aan gevorderde en innovatieve software hulpmiddelen ontwikkeld worden met de bedoeling zowel de door stroming gegenereerde geluidsproblemen in een industriële context te analyseren als om ontwerpen te verbeteren inzake geluidsproductie. De ontwikkelde methodieken zullen worden geëvalueerd op de 2 industriële toepassingen: een geluidsdemper en een 'ducted fan' configuratie. De numerieke resultaten zullen gevalideerd sorden a.d.h.v. vergelijkingen met de resultaten van uitgebreide experimentele testen. Met het oog op economische valorisatie in Vlaanderen, ligt de focus van het project op beperkte stromingen voor dewelke er een industriële geluidsvalorisatiebasis bestaat in Vlaanderen. Deze focus is een belangrijke uitdaging en maakt het project sterk innovatief, daar er tot nu toe slechts benaderingsmethodes gebruikt werden in de aëroakoestiek. Organisaties: • Werktuigkunde
Onderzoekers:
• PATRICK GUILLAUME
Niet-deterministische Simulaties voor CFD-ontwerpmethodes. (NODESIM - CFD) Vrije Universiteit Brussel Abstract: Tot vandaag steunen de analyse- en ontwerpmethodes in de aeronautische industrie (en meer bepaald de numerieke simulaties van de stromingen) op simulaties met een unieke set aan input-gegevens, daar waar de werkelijkheid een superpositie is van tal van onzekerheden. De aanwezigheid van deze onzekerheden draagt bij tot toenemende fouten-marges. Om hieraan te verhelpen wordt gebruik gemaakt van nietdeterministische methodes om zo het volledig domein (met zijn variaties) te bekomen van de output. Het project zelf zal dergelijke methodologieën ontwikkelen en deze implementeren in CFD-simulatiesystemen om zo de betrouwbaarheidsintervallen te bepalen op de uit de simulatie voortkomende voorspellingen. Organisaties: • Toegepaste Mechanica
Onderzoekers: • CHRISTIAN LACOR
Simulatie- en ontwerpmethodieken naar de reductie van aërodynamisch geluid in gedwongen stromingen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Geluidshinder is een van de meest belangrijkste problemen in onze hedendaagse technologische maatschappij. Devele national een Europese voorschriften getuigen hiervan en toen aldus dat er een grote nood is aan onderzoek in dat domein. In dit project zal een geheel aan gevorderde en innovatieve software hulpmiddelen ontwikkeld worden met de bedoeling zowel de door stroming gegenereerde geluidsproblemen in een industriële context te analyseren als om ontwerpen te verbeteren inzake geluidsproductie. De ontwikkelde methodieken zullen worden geëvalueerd op de 2 industriële toepassingen: een geluidsdemper en een 'ducted fan' configuratie. De numerieke resultaten zullen gevalideerd sorden a.d.h.v. vergelijkingen met de resultaten van uitgebreide experimentele testen. Met het oog op economische valorisatie in Vlaanderen, ligt de focus van het project op beperkte stromingen voor dewelke er een industriële geluidsvalorisatiebasis bestaat in Vlaanderen. Deze focus is een belangrijke uitdaging en maakt het project sterk innovatief, daar er tot nu toe slechts benaderingsmethodes gebruikt werden in de aëroakoestiek. Organisaties: • Toegepaste Mechanica
Onderzoekers: • CHRISTIAN LACOR
Hechting en onthechting van organische lagen op gemodificeerde oxidelagen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: In dit doctoraat willen we meer inzicht verwerven omtrent de hechting en inthechting van organische lagen op gemodifieerde oxidelagen op staal. Het is de bedoeling om hiervoor staalsubstraten te gebruiken met intrinsiek verschillende oxidelagen. Deze oxidelagen zullen op een gecontroleerde wijze verkregen worden. Dit doctoraat heeft als hypothese een oxide of samengesteld oxide te vinden die zorgt voor de best mogelijke adhesie en voor trage delaminatie van de organische laag. Om adhesie en delaminatie op een zorgvuldige manier te kunnen beschrijven, is eerst en vooral een goede kennis nodig van het aanwezige oxide en de interactie van het oxide met de bovenliggende coating. In dat opzicht zal het doctoraat opgebouwd worden uit drie grote delen. In het eerste deel wordt de oxidelaag gekerakteriseerd. Er zal getracht worden de oppervlaktetoestand en samenstelling van de oxidelaag te karakteriseren. Daarnaast zullen de halfgeleider-eigenschappen van de oxidelagen bepaald worden aangezien deze een belangrijke rol spelen tijdens het delaminatieproces van de bovenliggende organische laag. In het tweede deel van het doctoraat zal de interactie tussen de oxidelaag en een bovenliggende organische laar bestudeerd worden. Hiervoor zal vertrokken worden van heel dunne lagen van verschillende organische functionaliteiten zoals bijvoorbeeld hydroxyl-, carbonyl- en aminegroepen. Deze functionele groepen zijn karakteristiek voor de epoxylagen die later zullen aangebracht orden. Naast de bepaling van de gevormde bindingen zal ook de chemische stabiliteit van deze bindingen bestudeerd worden in een waterig milieu. Later, in het laatste deel, zal een epoxylaag bovenop de oxidelaag aangebracht worden. Van dit systeem zal delaminatie bestudeerd worden. Organisaties: • Materialen & chemie
Onderzoekers: • HERMAN TERRYN
Uitzicht van dunne filmen op staal: Ontwikkeing en karakterisering van modelsystemen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: In verscheidene architecturale en decoratieve toepassingen wil men de 'metallic look' van het metaal behouden. In plaats van een verflaag wordt er een dunne transparante organische laag aangebracht om het onderliggende metaal te beschermen tegen omgevingsfactoren. Omwille van milieu- en veiligheidsredenen wordt deze organische laag aangebracht vanuit een waterige colloïdale omgeving. De laag zal inspelen op de intensiteit van de reflectie en de spectrake eigenschappen van het oppervlak. Het doel van dit project is een systematische studie uit te voeren naar de invloed van de geïnduceerde veranderingen in het systeem op het uitzicht van het oppervlak. Het systeem bestaat uit een staalsubstraat, een (eigen en/of afgezette) oxidelaag en een dunne transparante organische laag. In dit onderzoek zullen modelsystemen gemaakt worden, waarvan de oppervlakte-eigenschappen zodanig aangepast zullen worden dat ze veranderingen teweeg brengen in het uitzicht van het oppervlak. De resultaten van dit onderzoek zullen in een optisch model verwerkt worden. Dit model zal toelaten een oorzakelijk verband te vinden tussen de veranderingen in het systeem en het uitzicht van het oppervlak, alsook op het uitzicht te voorspellen. Het model zal bestaan uit planparallelle lagen waarvan voor het spectrake uitzicht elke laag gekrakteriseerd wordt door zijn dikte en optische constanten. De ruwheid zal gemodelleerd worden aan de hand van bepaalde verstrooiingstheoriën die in de loop vanhet onderzoek gekozen zullen worden in functie van hun toepasbaarheid op het systeem. Organisaties: • Materialen & chemie
Onderzoekers: • HERMAN TERRYN
Compacte, hoog-kwalitatieve LED projectiesystemen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Het doel van dit IWT project is de creatie van een nieuw innovatief technologieplatform binnen BARCO die hen in staat moet stellen om specifieke LED projectiesystemen te ontwikkelen in de toekomst. Het grote verschil van BARCO s toepassingen met de beschikbare ultra-compacte projectoren momenteel op de markt is dat de beoogde toepassingen een zeer hoge beeldkwaliteit vereisen. We willen verschillende optische architecturen onderzoeken voor projectiesystemen die LEDs gebruiken als lichtbron. Onze systemen moeten een minimale lichtstroom van 100 lm produceren wat zeker geen eenvoudige opdracht is, vermits de luminantie (lm/sr.m2) van de huidige LEDs eerder beperkt is. Vandaar dat innovatieve belichtingssystemen met LEDs ontwikkeld moeten worden om dit cruciale probleem op te lossen. Andere aspecten van de beoogde projectiesystemen zijn hun hoge beeldkwaliteit en de beperkte afmetingen. Om deze twee eigenschappen te kunnen
combineren zullen nieuwe optische architecturen ontwikkeld moeten worden die verschillen van de huidige architecturen voor projectiesystemen die booglampen gebruiken. Verder moeten de LED gebaseerde projectoren ook erg robuust en efficiënt zijn. Er is nood aan grondig experimenteel onderzoek van de LED lichtbronnen en de andere optische componenten om aan deze eisen te kunnen voldoen. Organisaties: • Toegepaste Natuurkunde en Fotonica
Onderzoekers: • HUGO THIENPONT
Nieuwe optische en fotonische technieken voor de toekomstige generatie sorteermachines. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Dit industriële onderzoeksproject betreft de samenwerking tussen het Vlaamse bedrijf Best - een bedrijf gespecialiseerd in de productie van hoogtechnologische (optische) sorteermachines - en de vakgroep Toegepaste Natuurkunde en Fotonica van de Vrije Universiteit Brussel (Prof. H. Thienpont, Dr. W. Meulebroeck). In het project onderscheiden we drie grote blokken. In een eerste deel onderzoeken we het optimale sorteerprincipe (absorptie, reflectie, fluorescentie, trillen van moleculen) voor twee verschillende toepassingen: de identificatie van plastics en de detectie van pitten in vruchten. In het tweede blok staat de studie over de toepasbaarheid van fotonische kristalvezels in lasersorteermachines voorop. In een laatste deel ten slotte focusseren we ons op het herontwerp van het optische deel van de machine. Dit project geniet steun van het Instituut voor de aanmoediging van Innovatie door Wetenschap en Technologie in Vlaanderen (IWT). Organisaties: • Toegepaste Natuurkunde en Fotonica
Onderzoekers: • HUGO THIENPONT
Verbeteren van de localisatie van mobiele gebruikers en het opzetten van 4G draadloze communicatie ter ondersteuning van nieuwe LBS. Vrije Universiteit Brussel Abstract: In dit project zal onderzocht worden hoe nieuwe, krachtige Location Based Services (LBS) voor de toekomst zullen kunnen opgezet worden ten behoeve van de nautische en terrestrische navigatie (binnenvaart enerzijds, wegvervoer algemeen en voetgangers anderzijds). De verbetering van de localisatie van mobiele agenten is hiervoor essentieel. Met het verfijnen van huidige satellietsystemen (bv. GPS-III) en de opkomst van nieuwe (o.a. Galileo) zal voor meerdere mobiele klanten (scheepvaart, wegverkeer) een afdoend antwoord kunnen gegeven worden. Dit is evenwel niet zo voor mobiele agenten in stedelijk gebied (urban canyon navigatie), omdat satellietdekking daar vaak onmogelijk is (tunnels, personen in gebouwen enz.), waardoor naar integratie (fuseren) van andere sensoren toe gewerkt zal worden (op cellen van mobiele telefoon gebazeerde bepalingen, localisatie in gebieden afgedekt met meerdere access points voor hotspots, gefuseerde bewegingsensoren in wagens, enz.). Het eerste deel van de navorsing in dit project zal nagaan welke de limieten op de nauwkeurigheid van de positionering van mobiele agenten zal kunnen zijn bij het mogelijk fuseren van verschillende technologieën in de moeilijkste omstandigheden (d.i. het gevoelig verbeteren van gegist bestek). Het tweede deel in het onderzoek spitst zich toe op het opzetten van de telecommunicatie die nodig is voor LBS en meer bepaald in het voorzien van server gebaseerde communicatie aan de hand van mobiele draadloze communicatie netwerken (4G). Onderzocht zal worden welke architectuur het best geschikt zal kunnen zijn om applicatie gestuurde handovers te kunnen garanderen in functie van de beschikbare netwerken (GPRS, EDGE, UMTS, CDMA, WiFi, WiMax, ...) . Dit kunnen zowel horizontale handovers (roaming met focus op minimalisatie van de kost van de gebruiker) als vertikale handovers zijn (naadloos switchen in een multimode terminal van de draadloze technologie gestuurd door de navigatie en LBS software, niet door de operatoren!), waarbij de QoS en de gebruikerskost de essentiële parameters zijn. De resultaten uit de punten een en twee zullen toelaten om af te lijnen welk soort LBS mogelijk kan zijn in de binnenscheepvaart (inland navigatie met inbegrip van River Information Services) en voor mobiele agenten in wagens tot en met voetgangersniveau in gebouwencomplexen toe. Organisaties: • Elektriciteit
Onderzoekers: • LEO VAN BIESEN
Parametrisatie van zintuigelijke materiaaleigenschappen in architecturale context. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Probleemstelling en Doelstelling Architectuur draait niet enkel om het leveren van structurele of functionele prestaties. Informatie over materialen moet dus ook niet enkel hierop gericht zijn. Bij het selecteren van materialen tijdens het ontwerpproces nemen architecten zowel structurele aspecten in beschouwing als aspecten met betrekking tot de beleving. In de huidige materiaaldatabases en materiaalselectie-tools wordt geen rekening gehouden met de zintuiglijke of perceptie-eigenschappen van materialen. Ons doel is het identificeren en in kaart brengen van enkele algemene aspecten van materiaalperceptie en -interpretatie gebruikt in de architectuur. Een framework met wetenschappelijke en objectieve informatie over zintuiglijke aspecten van materialen - naast de gebruikelijke technische, structurele en functionele eigenschappen - laat een vergelijking tussen gekende en nieuwe materialen toe op alle vlakken en voorziet daardoor ook in een verantwoorde en betekenisvolle materiaalkeuze. Organisaties: • Architectonische ingenieurswetenschappen
Onderzoekers: • INE WOUTERS
Schaalbare en foutresistente representatie van multimediale signalen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: De explosieve groei van digitale inhoud en nieuwe multimedia toepassingen leidt tot een dringende nood aan data representaties die terzelfdertijd kwaliteitsvolle schaalbare beeld- en videocodering, alsook de analyse en bewerking van beelden en video (b.v. voor ruisonderdrukking) ondersteunen. Een nieuwe trend zijn de geometrisch-aanpasbare representaties (curvelets, contourlets, bandelets, ...), die de bestaande grenzen van de realiseerbare visuele kwaliteit verleggen in vergelijking met klassieke methoden zoals wavelets. De initiële resultaten op beelden zijn indrukwekkend, maar het potentieel op het vlak van ruisonderdrukking en compressie is nog weinig uitgebuit. Bovendien werden deze technieken tot op heden nog niet toegepast op video. Het doel van dit project is het ontwikkelen van representaties die aangepast zijn aan de driedimensionale aspecten van video (ruimte/tijd) en, gebaseerd op deze representaties, het ontwikkelen van geavanceerde methoden voor ruisonderdrukking en schaalbare codering. Een bijzondere uitdaging is de theoretische en praktische ontwikkeling van gezamenlijk geoptimaliseerde ruisonderdrukkings- en compressietechnieken. Om de algoritmen op een efficiënte wijze aan te passen aan de ruimte/tijd context zullen we statistische contextmodellering combineren met vaaglogische methoden. We zijn er immers van overtuigd dat vaaglogische methoden een "zachte" aanpassing aan de lokale context in ware tijd, alsook een correcte behandeling van ambiguïteiten in de bewegingsschatting mogelijk maken. Organisaties: • Elektronica en Informatica
Onderzoekers: • PETER SCHELKENS
Schaalbare wavelet-videocodering met controleerbare tijdsvertraging. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Huidige standaardtechnieken voor videocompressie gebaseerd op de discrete cosinus transformatie (DCT) (MPEG 1-2-4, H.26-x) missen een natuurlijke ondersteuning voor eenvoudige bit-rate controle en voor resolutie en kwaliteitsschaalbaarheid. Verschillende wavelet-gebaseerde compressietechnieken werden voorgesteld om deze problemen aan te pakken, doch In-Band Motion Compensated Temporal Filtering (IBMCTF) is de enige waveletgebaseerde technologie die state-of-the-art performantie koppelt aan volledige schaalbaarheid. Hierbij wordt bewegingsgecompenseerde temporele filtering toegepast in het wavelet-domein met behulp van de overcomplete wavelet-representatie. Een belangrijk nadeel van deze oplossing is echter de hoge aritmetische- en geheugencomplexiteit van IBMCTF. Dit heeft samen met de specfieke architectuur van deze codec tot gevolg dat de realisatie van een kwalitatieve low-delay operatiemode, typisch vereist voor toepassingen zoals bijvoorbeeld videoconferentie, een bijkomend probleem oplevert. De doelstelling van dit onderzoek is de realisatie van een parameteriseerbare algoritmische architectuurspecificatie voor een IBMCTF codec die zowel schaalbaar is in kwaliteit, resolutie en beeldfrequentie én die bovendien schaalbaar is in complexiteit. Organisaties: • Elektronica en Informatica
Onderzoekers: • ADRIAN MUNTEANU • PETER SCHELKENS
Automated monitoring of aquatic life in remote streams and rivers. Monitoring of aquatic life using a Capacitive Sensor Array Technique Vrije Universiteit Brussel Abstract: Het observeren van door uitsterven bedreigde onderwaterspecimen in afgelegen rivieren en stromen vereist een frequente en accurate inspectie op een ruim aantal locaties en ogenblikken, om alzo de leefbaarheid van schaarse populaties te kunnen beschermen en verbeteren. Bestaande methodes voor het observeren van onderwaterspecimen vereisen een grote inzet van personeel en middelen, om desondanks slechts data van zeer moderate kwaliteit op te leveren. In mei 2005 schreef het United States Department of Angriculture, Forest Service, een oproep uit voor de ontwikkeling en het testen van equipment that can be used to directly detect, measure the size of, and/or differentiate the species of fish and/or other aquatic species, in their natural habitats, without manual intervention. ETRO-IRIS combineerde zijn expertise met deze van Sensatech Research Ltd, om gezamenlijk te participeren in deze oproep, waarbij een onderzoekscontract ter waarde van $240.000 werd ingehaald om een nieuw systeem voor de observering van onderwaterspecimen te ontwikkelen dat gebaseerd zal zijn op de principes van Electrische Capacitieve Tomografie (ECT). Sensatech Research Ltd, dat een lange traditie heeft in de realisatie van capacitieve sensortechnologie, zal in dit onderzoek betrokken zijn in het ontwerp van een nieuwe capacitieve matrixsensor. ETRO-IRIS zal zijn meest recente onderzoeksresultaten in de ontwikkeling van een nieuwe klasse van deelruimte-gebaseerde gestructureerde oplossingsmethodes voor slecht-gestelde niet-lineaire inverse problemen bijdragen. Organisaties: • Multidimensionele signaalverwerking en communicatie • Elektronica en Informatica
Onderzoekers: • BART TRUYEN • JAN CORNELIS
Time Domain Reflectometry (TDR) on critical Instrumentation loops for gasturbines. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Zie engelse versie Organisaties: • Elektriciteit
Onderzoekers: • LEO VAN BIESEN
Human Resource Planning vanuit een meerdimensionaal en beperkt rationeel perspectief. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Dit project beoogt de valorisatie van de onderzoeksresultaten van het doctoraat van Tim De Feyter, dat op 26 oktober 2006 werd verdedigd, omtrent het gebruik van Human Resource Planning (HRP) vanuit een rationeel perspectief. De aanvraag voor postdoctoraal onderzoeker (3 jaar) die bij het FWO werd ingediend, betreft drie fasen. Deze OZR-aanvraag (één jaar) omvat enkel de eerste fase. Hierin wordt voornamelijk het theoretisch model uit het doctoraal onderzoek empirisch getest. Dit theoretisch model verklaart de invloed van HRP op de bedrijfsresultaten. HRP heeft per definitie pas een effect op middellange termijn. Binnen het tijdsbestek van het doctoraatstraject kon geen rekening gehouden worden deze time-gap, waardoor het gebruik van HRP en het effect ervan op hetzelfde ogenblik (31/12/2004) werden gemeten. Om te verhelpen aan dit probleem, zal binnen dit postdoc-project de databank van de respondenten in het doctoraal onderzoek verbonden worden met een databank van de gegevens uit de jaarrekeningen van deze bedrijven, die sinds 2005 zijn neergelegd. De empirische analyse zal verlopen door gebruik te maken van de statistische methodologie die in het doctoraat is voorbereid. Verder zal het theoretisch model op basis van de beschikbare eerste resultaten verder verfijnd worden. Dit postdoc-project laat de onderzoeker toe om de valorisatie van zijn doctoraat (in termen van internationale publicaties) verder te zetten. Organisaties: • Wiskunde, Operationeel Onderzoek, Statistiek en Informatica voor Management
Onderzoekers: • MARIE GUERRY
Bepaling van de genoomsequentie van de azijnzuurbacterie Acetobacter pasteurianus 368B afkomstig van het cacaoboonfermentatieproces. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Artisanaal gefermenteerde levensmiddelen kennen de laatste jaren een verhoogde interesse, zowel vanuit het kamp van de consument als vanuit de wetenschap. Deze interesse houdt verband met de grote verscheidenheid aan smaak en aroma, textuur en verlengde houdbaarheid van dergelijke levensmiddelen. Deze eigenschappen zijn vooral toe te schrijven aan de aanwezigheid van melkzuurbacteriën (MZB) en azijnzuurbacteriën (AZB). Recent onderzoek naar de biodiversiteit van het cacaoboonfermentatieproces toont aan dat slechts enkele species in belangrijke mate een bijdrage leveren aan de fermentatie, waaronder de MZB Lactobacillus plantarum en Lactobacillus fermentum en de AZB Acetobacter pasteurianus. Dit project heeft tot doel om de eerste genoomsequentie van het genus Acetobacter te bapelen, meer bepaald van A. pasteurianus 386B, een eigen, natuurlijk isolaat afkomstig van een spontaan cacaoboonfermentatieproces in Ghana. Hiertoe zal gebruik gemaakt worden van een combinatie van een innovatieve sequentiemethode ontwikkeld door 454 Life Sciences en de klassieke Sanger-sequentiemethode.
De genoomsequentie biedt een unieke opportuniteit om het genetisch potentieel te ontrafelen en zo een beter beeld te krijgen van de functionaliteit en competitiviteit van A. pasteurianus in complexe ecosystemen. Op basis van de genoomsequentie zal een AZB-microrooster ontwikkeld worden, wat een uniek en waardevol onderzoeksinstrument zal zijn om de genexpressie te bestuderen in complexe AZB-ecosystemen. Hierdoor zullen we een beter beeld krijgen van de biodiversiteit, het metabolisme en de ecologie van AZB in artisanaal gefermenteerde levensmiddelen, de productie van fijnchemicaliën en voedselbederf. Organisaties: • Toegepaste Biologische Wetenschappen
Onderzoekers: • STEFAN WECKX
Invloed van ruimtelijke inperking (spatial confinement) op de transport- en hybridizatiesnelheid van DNA. Vrije Universiteit Brussel Abstract: De algemene doelstelling van het huidig voorgesteldeproject is het bekomen van een beter begrip van de transport- en hybridizatiesnelheid van ssDNA via transport- en bindingskinetiekmetingen onder unieke omstandigheden van maximale ruimtelijke insluiting voor een brede waaier aan snelheden, snelheidsgradiënten, systeemdimensies, buffersamenstelling, ketenlengtes, enz... Dit experimentele onderzoek valt uiteen in verschillende deelprojecten: I) Opmeting van bulk- en oppervlaktediffusiecoëfficiënten in nano-kanalen en nano-kamers, II) opmeting van invloed molecularie botsingen met vaste wand op de netto-convectiesnelheid van ssDNA door nano-kanalen, III) opmeting van bindingskinetiek en bindingsspecificiteit in nano-kanalen en nano-kamers. Naast dit experimenteel luik zal in parallel ook een theoretisch luik ontwikkeld worden, dat gezien kan worden als de voortzetting van het modelleringswerk verricht tijdens het eigen doctorale onderzoek. In dit theoretische luik is het de bedoeling de huidige modellen te verbetern door de bulk parameters uit die modellen te vervangen door de kinetische en diffusieparameters die de zelf opgemeten invloed van de ruimtelijke inperking en de beperkte moleculaire bewegingsvrijheid. Organisaties: • Chemische Ingenieurstechnieken en Industriele Scheikunde
Onderzoekers: • GERT DESMET
Ontwerp en evaluatie van DSL-systemen met exploitatie van 'common mode'-signalen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: DSL-technologie ('digital subscriber line') laat toe breedbanddiensten aan te bieden over de 'twisted pair' koperdraden van het huidige telefonienetwerk. Elektromagnetische koppeling tussen verschillende koperparen in dezelfde bundel leidt echter (vooral in nieuwe systemen die bijvoorbeeld gebruik maken van hogere frequenties) tot overspraak en daardoor beduidende performantievermindering, eventueel zelfs volledige uitval. Via dynamisch spectrummanagement en overspraakonderdrukkingstechnieken kan een gedeeltelijk herstel aangeboden worden. In dit project wordt theoretisch onderzocht hoe de (tot dusver afwezige) exploitatie van 'common mode'-signalen kan bijdragen tot een substantiële bekamping van deze performantievermindering en eventueel zelfs voor en supplementaire capaciteitsverhoging zou kunnen zorgen. Specifiek zal daarbij aandacht besteed worden aan transmissiekarakterisering en fysische lijn-en overspraakmodellering, en aan het ontwikkelen van theoretische concepten voor een verbeterd dynamisch spectrummanagement dat expliciet gebruik maakt van 'common mode'-signalen en eventueel-signalisatie. Organisaties: • Elektriciteit
Onderzoekers: • LEO VAN BIESEN
Combinatie ultracapaciteiten met batterijen voor stationaire en niet-stationaire toepassingen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Onderzoek naar het potentieel van combinaties van supercaps en batterijen voor stationaire en niet-stationaire toepassingen. Organisaties: • Elektrotechniek-Energietechniek • Mobiliteit en voertuig technologie onderzoeksgroep
Onderzoekers: • Hasan CULCU • PETER VAN DEN BOSSCHE • JOERI VAN MIERLO • FREDERIK VAN MULDERS
Duurzaam eindgebruik van biobrandstoffen (BIOSES). Vrije Universiteit Brussel Abstract: Het BIOSES project analyseert de impact van verschillende marktintroductiescenarios van biobrandstoffen in het Belgische transportsysteem, met de nadruk op het perspectief van de gebruikersmarkt (de vraagzijde). Tijdshorizon voor de analyses gaat van korte termijn (2010) over middellange termijn (2020) tot lange termijn (2030). Het project zal een roadmap creëren voor de introductie van vloeibare biobrandstoffen in België, met de nadruk op de vraagzijde (eindgebruikers), waarbij technische en beleidsnoden geïdentificeerd worden op korte, middellange en lange termijn. Op basis van up-to-date gegevens van energiegebruik, emissies en kost, zal het project de praktische haalbaarheid en de ecologische, socio-economische en macro-economische impact bepalen van de introductie van biobrandstoffen in België. Organisaties: • Elektrotechniek-Energietechniek • Mobiliteit en voertuig technologie onderzoeksgroep
Onderzoekers: • Vincent WYNEN • Faycal-Siddikou BOUREIMA • NELE SERGEANT • JOERI VAN MIERLO
Een gedragsanalyse en onderzoek van de milieu-implicaties van de multimodale transportkeuze. Vrije Universiteit Brussel Abstract: De toenemende bezorgdheid over de voortdurende groei van het autogebruik en de hieraan verbonden externe lasten, zorgen voor een stijgende interesse naar beleidsmaatregelen betreffende transportplanning die het steeds toenemend verlangen naar persoonlijk mobiliteit tenminste kunnen matigen en de principes van duurzame ontwikkeling kunnen ondersteunen. Openbaar vervoer is dan een evidente keuze, maar deze vorm van transport dient geïntegreerd te zijn in een goed gecoördineerde multimodale vervoersketen. De doelstelling van dit project is de aandacht te vestigen op de drie pijlers van duurzaamheid in de context van multimodaal transport. we zullen dit onderzoek enerzijds uitvoeren met
behulp van activiteitengebaseerde modellen, die in staat zijn te voorspellen hoe individuen reageren op beleidsmaatregelen om de vraag naar transport te beheersen. Na het uitvoern van een sensitiviteitsanalyse geeft dit een geoptimaliseerde multimodale vervoersketen. Anderzijds zal een sociale kosten-baten analyse worden uitgevoerd van de diverse beleidsmaatregelen. De combinatie van beiden stelt ons in staat om milieueffecten uit te splitsen na tijd en ruimte, waardoor milieu-en congestiekosten kunnen worden berekend. De impact op het milieu van verplaatsingen met vershcillende transportmodi , zal geschat worden m.b.v. een aangepast Ecoscore model. Organisaties: • Elektrotechniek-Energietechniek
Onderzoekers: • Vincent WYNEN • Faycal-Siddikou BOUREIMA • NELE SERGEANT • JOERI VAN MIERLO
Nieuwe technologieën (supercondensatoren) voor energie-opslag en energierecuperatie voor een hogere energieefficiëntie van de trams en bussen van de openbare vervoermaatschappij. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Het potentieel van nieuwe technologieën, in dit geval van supercondensatoren, voor energieopslag en recuperatie wordt in dit project onderzocht. Dit is bijzonder interessant voor zware voertuigen, zoals openbare bussen, trams en metro's; daarom gaat de aandacht in dit project voornamelijk naar toepassingen op deze voertuigen. Organisaties: • Elektrotechniek-Energietechniek • Mobiliteit en voertuig technologie onderzoeksgroep
Onderzoekers: • Ricardo BARRERO FERNANDEZ • JOERI VAN MIERLO
Onderzoek naar milieuvriendelijke voertuigen: Levenscyclus Analyse (LCA) en beleidsmaatregelen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: De Vrije Universiteit Brussel, VITO en ULB hebben de Ecoscore ontwikkeld, een well-to-wheel milieu rating tool voor voertuigen. Deze methodologie werd ontwikkeld voor toepassing in verschillende beleidsmaatregelen om de aankoop en het gebruik van milieuvriendelijke voertuigen te stimuleren. In het CLEVER project zal een Levenscyclus Analyse (LCA) uitgevoerd worden van voertuigen met conventionele en alternatieve brandstoffen (LPG, CNG, alcoholen, biobrandstoffen, biogas en waterstofgas) en/of alternatieve aandrijfsystemen (batterij, hybride en brandstofcel elektrische voertuigen). Naast de well-to-wheel emissies zal deze LCA eveneens rekening houden met de volledige cradle-to-grave emissies (inclusief productie en ontmanteling/recyclage van het voertuig). Recente ontwikkelingen in brandstofproductie en nieuwe voertuigtechnologieën zullen in rekening gebracht worden en speciale aandacht zal gewijd worden aan de well-to-tank emissies van biobrandstoffen en waterstofgas en aan de cruciale invloed van de energie-mix (i.e. combinatie van energiebronnen) voor de elektriciteitsproductie van (plug-in) elektrische wegvoertuigen. Vanuit het perspectief van de gebruiker is de levenscyclus kost vaak een sleutelfactor in de keuze van een nieuw voertuig. Prijsinstrumenten zijn geschikt om de milieuprestaties van voertuigen te integreren in de aankoopbeslissing. CLEVER zal het mogelijk maken om mogelijke beleidsmaatregelen voor een duurzamere voertuigkeuze te onderzoeken. De onderzochte beleidsinstrumenten zullen niet alleen de nadruk leggen op individueel aankoopgedrag van voertuigen, maar eveneens op maatregelen gericht op bedrijven en openbare instanties. De Ecoscore methodologie is eveneens een geschikte indicator om de milieuprestaties van de volledige voertuigvloot te analyseren. Mogelijkheden om een ecologischere samenstelling van de voertuigvloot te bereiken zullen bestudeerd worden, waarbij rekening wordt gehouden met de factoren die de optimale tijd voor vervanging bepalen, socio-economische haalbaarheid, enz. Al deze aspecten zullen rekening houden met externe kosten, waaronder milieu-impact en sociale weerstand geassocieerd met de geselecteerde technologieën. De aandacht van CLEVER zal voornamelijk gaan naar de markt van de personenwagens. In alle analyses zal echter op een kwalitatieve manier aandacht besteed worden aan mogelijk extrapolaties naar zwaar vervoer in het algemeen en naar stadsbussen in het bijzonder, daar stadsbussen zich er gemakkelijk toe lenen om nieuwe technologieën te implementeren en zij een voorbeeldfunctie kunnen vervullen. Organisaties: • Elektrotechniek-Energietechniek • Mobiliteit en voertuig technologie onderzoeksgroep
Onderzoekers: • Vincent WYNEN • Faycal-Siddikou BOUREIMA • NELE SERGEANT • JOERI VAN MIERLO
Instrumenten, technologie en onderzoek met betrekking tot het genavigeerd plaatsen van dentale implantaten. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Dentale implantaten zijn permanente cilindrische bevestigingspunten die verankerd worden in het kaakbot en waarop individuele tanden of bruggen worden bevestigd. Implantaten hebben belangrijke functionele voordelen ten overstaan van zowel het conventionele verwijderbare kunstgebit voor de boven- en onderkaak, alsook de verwijderbare bruggen die traditioneel bevestigd worden aan naburige elementen. Dentale implantologie bezit een enorm marktpotentieel in de cosmetische tandheelkunde. Momenteel behoren esthetische heelkunde en dentale implantologie tot de snelst groeiende medische markten. Vandaag wordt de dentale implantologie gedomineerd door zeer hoge prijsstellingen, terwijl kwaliteitsstandaards blijkbaar moeilijk op consistente wijze zijn te garanderen. Zich bewust van de essentiële problemen, heeft het Brusselse dentale laboratorium UP2D NV recent een samenwerking opgezet met de departementen ETRO en COPR van de Vrije Universiteit Brussel, waarbij gestreefd wordt naar kwaliteitsverbetering, kostenreducering en marktexpansie. Om deze doelstellingen te kunnen concretiseren, tracht dir industrieel-academisch consortium dentale implantologie te hervormen van een geïndividualiseerd productieproces, dat in belangrijke mate gebaseerd is op artisanale technieken, tot een in hoge mate gestandardiseerd industrieel productieproces. De strategie die hierbij zal ontplooid worden is tweeledig. Een eerste onderzoeksinitiatief heeft betrekking op de ontwikkeling van een geactualiseerde implantatiemethodologie, met inbegrip van nieuwe implantatieïnstrumenten en innovatieve 3D chirurgische behandelingsplanning. een tweede onderzoeksluik tracht op significante wijze de mechanische toleranties te reduceren doorheen het gehele implantatie- en productieproces. Deze strategische doelstellingen zullen worden nagestreefd in 2 fases: Fase I focusseert zich op de ontwikkeling van een nieuwe generatie implantatie-instrumenten, gebaseerd op de aanwezigheid van zirkonium als verspanningsmateriaal. Fase II spitst zich toe op de ontwikkeling van verbeterde meetinstrumenten en nieuwe productieprocedures. In december 2006 werd aan het industrieel-academisch consortium, samengesteld uit UP2D NV en de departementen ETRO en COPR van de Vrije Universiteit Brussel, een significante onderzoeksbetoelaging toegekend door het 'Instituut ter bevordering van het Wetenschappelijk onderzoek en de Innovatie ven Brussel' (IWOIB), om de doelstellingen van Fase I verder te exploreren.
Organisaties: • Elektronica en Informatica
Onderzoekers: • JAN CORNELIS
Observeren van waterorganismen in afgelegen stromen en rivieren met behulp van een capacitieve sensormatrixtechniek. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Het observeren van door uitsterven bedreigde onderwaterspecimen in afgelegen rivieren en stromen vereist een frequente en accurate inspectie op een ruim aantal locaties en ogenblikken, om alzo de leefbaarheid van schaarse populaties te kunnen beschermen en verbeteren. Bestaande methodes voor het observeren van onderwaterspecimen vereisen een grote inzet van personeel en middelen, om desondanks slechts data van zeer moderate kwaliteit op te leveren. In mei 2005 schreef het United States Department of Angriculture, Forest Service, een oproep uit voor de ontwikkeling en het testen van equipment that can be used to directly detect, measure the size of, and/or differentiate the species of fish and/or other aquatic species, in their natural habitats, without manual intervention. ETRO-IRIS combineerde zijn expertise met deze van Sensatech Research Ltd, om gezamenlijk te participeren in deze oproep, waarbij een onderzoekscontract ter waarde van $240.000 werd ingehaald om een nieuw systeem voor de observering van onderwaterspecimen te ontwikkelen dat gebaseerd zal zijn op de principes van Electrische Capacitieve Tomografie (ECT). Sensatech Research Ltd, dat een lange traditie heeft in de realisatie van capacitieve sensortechnologie, zal in dit onderzoek betrokken zijn in het ontwerp van een nieuwe capacitieve matrixsensor. ETRO-IRIS zal zijn meest recente onderzoeksresultaten in de ontwikkeling van een nieuwe klasse van deelruimte-gebaseerde gestructureerde oplossingsmethodes voor slecht-gestelde niet-lineaire inverse problemen bijdragen. Organisaties: • Multidimensionele signaalverwerking en communicatie • Elektronica en Informatica
Onderzoekers: • BART TRUYEN • JAN CORNELIS
RADIOTECT: ultra breedband radiotoepassing voor de lokalisatie van verborgen personen en de detectie van niet toegelaten objecten. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Het doel van dit project is het ondersteunen van 4 KMO's in innovatie, aanpassing van hun technologie, ontwikkeling van transnationale samenwerking en de uitbreiding van hun gezamelijke relaties. Deze doelstellingenzullen bereikt moeten worden in jhet specifiek domein van de breedband radio voor de detectie van verborgen personen en objecten. De KMO wensen nieuwe producten op de markt te brengen gebruik makend van een wereldwijd gepatenteerde techniek voor ultra breedband technologie, genaamd Maximale Lengte Binaire Sequentie technologie. De KMO's hebben de ondersteuning van leidende universiteiten zoals RTD providers nodig, om de beste data extractie-technieken voor beeldvorming door wanden en kleren te ontwikkelen, om te adviseren in hardware ontwikkeling en om een zetje te geven aan het ontwikkelingsproces met hun expertise en capaciteit. De KMO's hebben zich voorgenomen om de producten te verkopen aan de veiligheids- en reddingsmarkten. De KMO's in dit project zouden moeten ondersteund worden om te helpen de Europese kapitalen in kennis en vaardigheden op het vlak van ultra breedband technologie te verzekeren, dat heeft bewezen meer en meer geschikt te zijn voor verscheidene toepassingen. Organisaties: • Elektronica en Informatica
Onderzoekers: • HICHEM SAHLI
Onderzoek naar de gevolgen van het Sigmaplan, baggeractiviteiten en havenuitbreiding in de Zeeschelde op het milieu perceel 3: sediment en zwevende stof. Vrije Universiteit Brussel Abstract: De verdeling van zwevende stof in het estuarium van de Schelde is functie van de afstand tot de monding, de aanvoer van zwevende stof uit het rivierbekken, het getij en vooral ook van lokale opwoeling van eerder afgezette sedimenten. Deze studie beoogd een inzicht te krijgen in de evolutie van de zwevende stof in het troebelheidsmaximum en in het zoetwatergedeelte van het estuarium. Om dit doel te bereiken wordt maandelijks op 16 vaste punten tussen Zandvliet en Gent de zwevende stof bemonsterd en zowel de stroomsnelheid als de conduvtiviteit van het water gemeten. Op drie plaatsen (in de Rupel, in het zoetwater deel van het estuarium en in het troebelheidsmaximum) worden metingen over een volledig tij (13 uur) uitgevoerd om een beeld te krijgen van de veranderingen die optreden gedurende een tijcyclus. Naast de meting in het estuarium wordt eveneens aandacht besteed aan de sedimentdynamiek rond het lippenbroek, een gecontroleerd overstromingsgebied met gereduceerd getij. Hiervoor worden zowel de concentratie aan zwevende stof als de fysische eigenschappen van het in- en uitstromende sediment en de graad van flocculatie bestudeerd. tenslotte worden op een 15-tal locaties in het lippenbroek ook de fysische eigenschappen vanhet recent afgezette sediment onderzocht. Deze studie wordt uitgevoerd in nauwe samenwerking met de Universiteit van Antwerpen (ECOBE) Organisaties: • Hydrologie en Waterbouwkunde
Onderzoekers: • FLORIMOND DE SMEDT
Functionele eigenschappen van organische/metaal oxyde systemen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Voor verschillende toepassingen in de verpakkingssector, transport, bouw en andere worden metalen bekleed met organische film. Vaak zijn dit verflagen voor het uitzicht en de corrosie weerstand te verbeteren, of lijmverbindingen. De compatibiliteit tussen de organische component en het metaal, bedekt met een natuurlijke oxidelaag, is van cruciaal belang om de hechting tussen de film en het substraat te verzekeren, noodzakelijk om duurzame eigenschappen te bekomen (systeem1). Een recente evolutie hierin si de natuurlijke oxidelaag vervangen door een andere, ontworpen metaaloxide film om te komen tot de 1e generatie hubride systemen (systeem 2). De reden van dezoe oxidelaag is om de hechting met de organische film te verbeteren, de corrosie weerstand te verhogen en vaak ook het uitzicht en de optische eigenschappen te sturen. De 2de generatie hybride systemen gaat een stap verder door niet langer een gelaagde structuur te maken maar wel een gemengde film aan te brengen waarin het metaal oxide als nanopartikels gemengd zijn in de organische matrix om aldus maar 1-laag systeem te creëren op het metaalsubstraat (systeem 3). Door de structuur op de nanometer schaal te beheren, worden innovatieve systemen gecreërd om specifieke eigenschappen, of beter nog, multifunctionele eigenschappen, te bekomen: -uitzicht: kleur, reflectie, intelligente kleursystemen. - corrosie bescherming en duurzaamheid: barrière eigenschappen tegen water opname, zelf herstellende werking zoals bij de chromatatielagen
- mechanische eigenschappen en duurzaamheid: slijtage weerstand, hardheid, flexibiliteit - hechting en duurzaamheid: verfadhesie, weerstand tegen delaminatie - UV licht resistentie Organisaties: • Materialen & chemie
Onderzoekers: • HERMAN TERRYN
ReoDSC - Ontwikkeling en experimentele exploratie van een hybride analytische techniek voor simultane geologische en calorimetrische metingen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Transformaties in polymeren, zoals polymerisatie, smelten/kristalliseren en fasescheiding/hermenging, gaan gepaard met veranderingen van de reologische en de thermische eigenschappen. Bovendien spelen, enerzijds, de invloed van stroming op zulke transities, en anderzijds, het optreden van afschuivings¬geïnduceerde transities, een cruciale rol bij de verwerking van polymeren. Het doel van dit werk is de ontwikkeling en exploratie van een hybride meettechniek die toelaat om simultaan reometrische en calorimetrische metingen van hoge kwaliteit uit te voeren. Het combineren van deze meettechnieken in één enkel instrument biedt belangrijke voordelen. Het zal toelaten om gelijktijdig de warmte-ontwikkeling en de chemoreologische veranderingen in een materiaal te volgen. Dit geeft een aanzet tot high throughput screening van materialen: in één enkele meting wordt een grote hoeveelheid informatie beschikbaar. Bovendien wordt het mogelijk om stromingsgeïnduceerde transities, de invloed van stromingsscondities op transformaties, en de dynamica van polymeren in het algemeen te bestuderen. Het project vertrekt vanuit het ontwerp en de ontwikkeling van een prototype van de RheoDSC, ondersteund door de numerieke modellering van de warmteoverdracht en spanningsverdeling in meetstaal en instrument. Het exploratief experimenteel onderzoek m.b.v. de ontwikkelde techniek wordt gefocust op systemen waarbij polymerisatie, kristallisatie/smelten of fasescheiding/hermenging optreden. Organisaties: • Fysische Scheikunde en Polymeren
Onderzoekers: • GUY VAN ASSCHE
Computationele analyse van op carbon nanotube-gebaseerde (half)geleidende nanocomposietmaterialen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Objectieven en strategie Dit project beoogt inzicht te verkrijgen in de mechanismen van de incorporatie van carbon nanotubes in de polymeermatrix en de resulterende eigenschappen, door een computationeel model op te stellen van de opeenvolgende stappen van het productieproces van NT-gebaseerde nanocomposieten met behulp van de latextechnologie. Nauwkeurige analyse van de verschillende aspecten die de interactie van de NTs met de surfactant enerzijds en het polymeer anderzijds beheersen, zoals adsorptie op de NT wanden, de resulterende elektronische en transporteigenschappen, en de rol van de inherente structurele NT defecten, zal toelaten een algemeen model op te stellen van de NT interactie in nanocomposieten. Dit onderzoek zal uitgevoerd worden in nauwe samenwerking met de onderzoeksgroepen van Prof. B Van Mele en Prof. C. Koning, zodat enerzijds een experimentele validatie van de theoretische modellen kan bekomen worden, en anderzijds de experimentele productie van (half)geleidende NT-gebaseerde nanocomposieten met de latextechnologie kan ondersteund en geoptimaliseerd worden door theoretische feedback en analyse. De berekeningen in dit project zullen enkel uitgevoerd worden op SWNTs van beperkte diameter, daar deze een grotere reactiviteit hebben en de berekeningstijd zo beperkter blijft, met (of volgende versies van) het zeer uitgebreide Gaussian03 (G03) programma. Organisaties: • Fysische Scheikunde en Polymeren • Scheikunde
Onderzoekers: • GREGORY VAN LIER • BRUNO VAN MELE
Optische detectie van scheuren en delominaties met behulp van speckle interferomtetrie. Vrije Universiteit Brussel Abstract: De bedoeling is een nieuw methodologie te ontwikkelen voor de detectie van scheuren en delaminaties in vezelversterkte composietsystemen. De techniek is gebaseerd op het feit dat wanneer een defect gelijktijdig twee excitaties op met een verschillende frequentie ondergaat, er een sterke niet-lineaire respons ontstaat terplaatse van het defect (cross-modulatie). Wanneer een sterk maar laagfrequent akoestisch signaal gecombineerd wordt met een zwak en hoogfrequent signaal dan zal de lokale respons gedomineerd worden door de som en het verschil van de excitatiefrequenties. Deze methode biedt een veel beter concrast tussen de beschadigde en de niet beschadigde zones en is met andere woorden 'defect-selective'. Dit betekent dat de niet-lineaire effecten een lokaal fenomeen blijven en direct kunnen gekoppeld worden aan de aanwezigheid van bepaalde defecten. De defect-geïnduceerde niet-lineaire effecten een lokaal fenomeen blijven en direct kunnen gekoppeld worden aan de relatieve beweging (clapping) van en de wrijving tussen, de losgekomen oppervlakken. De Detectie van deze lokale vervormingen zal gebeuren met geavanceerde optische full field technieken ontwikkelt op basis speckle patroon interferometrie (ESPI en shearography) Organisaties: • Mechanica van Materialen en Constructies
Onderzoekers: • DANNY VAN HEMELRIJCK
Multiscale full-field optische metingen voor karakterisatie van vormingsgedrag. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Dit project heeft tot doel full-field optische metingen toe te passen op een overlappende reeks lengteschalen, en zo het vervormingsgedrag te karakteriseren gaande van een macroscopische structuur tot de micromechanica van de materialen waaruit ze opgebouwd is. In de vakgroep reeds aanwezige opstellingen voor speckle pattern intereferometry (ESPI an Shearography) en digitale beeldcorrelatie krijgen in dit project een upgrade, zodat zij ook op de micro-schaal kunnen toegepast worden. Door een hiërarchische opbouw van de experimentele metingen te voorzien, waarbij grote delen van het voorwerp met hogere resolutie opgemeten worden terwijl representatieve en/of belangrijke kleine delen aan hogere resolutie gemeten kunnen worden, wordt het mogelijk multiscale materiaalmodellen in te passen in een gemengd experimenteelnumerieke techniek. Organisaties: • Mechanica van Materialen en Constructies
Onderzoekers: • JAN WASTIELS
Ontwerp volgens grenstoestanden van modulaire constructies met stijve schaalelementen in cementcomposiet. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Probleemstelling In het kader van duurzaam ontwerpen, wordt steeds vaker gestreefd naar een minimum aan materiaal. Klassieke constructies benutten een belangrijke hoeveelheid materiaal, enkel voor het dragen van het eigengewicht. Lichtgewicht constructies kunnen hiervoor een alternatief bieden. Ook kunnen de afmetingen geoptimaliseerd worden door zoveel mogelijk in de meest efficiënte belastingstoestand van uniforme spanning te werken. Echter, sollicitatie in druk leidt tot knikgevaar, en sollicitatie in trek tot uitwendige verankeringsproblemen. Een ander aspect in de bouwkunde dat steeds belangrijker wordt, is het transport en de snelle opbouw (en eventueel afbraak) van constructiesystemen. Moduleerbaarheid van constructies is heden ten dage zeker een pluspunt. Tensegrity constructies bieden een antwoord op voornoemde problematiek. Een tensegrity systeem wordt gecreëerd wanneer een set van discontinue componenten in druk interageren met een set discontinue componenten in trek om een stabiel volume in de ruimte te vormen. Voor bouwkundige toepassingen worden zij vaak bekleed met textielmembranen, om een afscherming van de buitenwereld te bekomen zonder een belangrijke gewichtstoename. Dit brengt echter bouwfysische problemen (lage thermische isolatiewaarde en akoestische weerstand) en problemen van brandveiligheid met zich mee, wat de toepassingsmogelijkheden van tensegrity constructies beperkt. Een ander type lichtgewicht constructies dat een efficiënte spanningstoestand beoogt, zijn schaalconstructies. Continue schalen in gewapend beton elimineren bovenvermelde nadelen van textielconstructies, maar verhogen wegens de noodzakelijke wapeningsdekking uiteraard in belangrijke mate het gewicht. Men kan tot een compromis komen door beide constructieconcepten te combineren: modulaire tensegrity constructies, waarbij de mazen worden uitgevoerd in stijve sandwichpanelen met lichtgewichtkern en huiden in cementmatrixcomposiet, teneinde het gewicht en de thermische en akoestische isolatie-eigenschappen te optimaliseren, en tevens de brandveiligheid te verzekeren. Opdat de huiden van de sandwichpanelen dun en dus licht genoeg gemaakt zouden kunnen worden, moet staal als wapening vervangen worden door vezels. Hierbij stelt zich echter het probleem dat deze vezels voldoende stijfheid en sterkte moeten bieden tijdens het nascheurgedrag van de vezelcement. Gedragsmodellen voor composietmaterialen stellen dat hiervoor stijve en sterke vezels in voldoende mate moeten aanwezig zijn, gelegen volgens de optredende trekspanningen. Dit kan niet bekomen worden met het voor mortel en beton traditionele premix systeem, maar wel met vezels in textielvorm, al dan niet geweven [1]. Glasvezels vormen de aangewezen versterking, ware het niet dat hun duurzaamheid beperkt wordt in een alkalische cementmatrix, zelfs voor de duurdere alkali resistente ARglasvezels [2]. Een mogelijke oplossing hiervoor is het gebruik van IPC, Inorganic Phosphate Cement, ontwikkeld aan de Vrije Universiteit Brussel. IPC heeft gelijkaardige eigenschappen als andere cementen, maar bereikt een neutrale pH na uitharding. Hierdoor is IPC compatibel met gewone E-glasvezels, waardoor de aanmaak van een kost-efficiënte en duurzame cementmatrixcomposiet mogelijk is. Zeer dunne laminaten (tot 1mm dikte) kunnen gefabriceerd worden. Doelstelling en methodologie: Het gebruik van sandwichpanelen bestaande uit glasvezelverstevigde cement opent een heel nieuw onderzoeksen toepassingsdomein. De IPC-composieten bezitten immers - in tegenstelling tot textielmembranen - stijfheid, zowel in hun vlak als in buiging of torsie. Door het actief meewerken van matrix en vezels in de krachtenoverdracht, zal het gedrag van de hele constructie stijver worden, zonder overmatige gewichtstoename. Dankzij de combinatie van de principes van tensegrity constructies met het gebruik van sandwichpanelen met IPC composiethuiden, kan men denken aan het ontwerpen van een constructie, die de voordelen vertoont die inherent zijn aan beide concepten en die voordien niet samen realiseerbaar waren: lichtgewicht constructies met verhoogde vrijheid van vormgeving, minimale uitwendige verankering, goede brandveiligheid, goede akoestische en thermische isolatie, en economische voordelen door onder andere het eenvoudige transport en de snelle opbouw en afbraak. Een uitgebreid onderzoek is echter nodig om de invloed van de sandwichpanelen als actief onderdeel op de werking van een tensegrity constructie te kunnen bepalen. Het onderzoek zal kunnen gebruik maken van de kennis verzameld door een in 2006 neer te leggen doctoraatsstudie omtrent dit onderwerp, uitgevoerd door een ingenieur-architect aan de vakgroep Mechanica van Materialen en Constructies (MeMC) van de Vrije Universiteit Brussel [3]. Hierin wordt de haalbaarheid bestudeerd om hyperbolische paraboloïde sandwichmodules aan te wenden in tensegrity draagconstructies. De nadruk van het onderzoek ligt op de modulaire opbouw van het geheel, en op de mogelijkheden van architecturale vormgeving. Het constructief ontwerp wordt in laatstgenoemd onderzoek echter niet bestudeerd: een lineair elastisch materiaalgedrag wordt verondersteld, wat in hedendaagse constructieve ontwerptechnieken volgens de grenstoestanden onvoldoende is voor een volledig en veilig ontwerp. Het doel van dit onderzoeksvoorstel is het ontwerp, volgens de filosofie van de Eurocodes, van met sandwichpanelen aangevulde tensegrity constructies, en kadert in het onderzoek naar de eigenschappen en constructietoepassingen van IPCcomposieten dat aan de Vrije Universiteit Brussel verricht werd en wordt. Het ontwerp volgens de Eurocodes omvat het nazicht van zowel gebruiksgrenstoestanden (GGT) als uiterste grenstoestanden (UGT). Door het scheurgedrag van een cementcomposiet is zijn respons sterk nietlineair onder trekbelasting: wanneer een hoeveelheid vezels boven de kritische volumefractie gebruikt wordt, bekomt men een stabiele scheurontwikkeling, een residuele stijfheid in de nascheurfase, en een aanzienlijk verhoogde trekweerstand (35 tot 150 MPa). Hierdoor zijn niet enkel voor de UGT, maar ook voor het nazicht van de GGT, niet-lineaire gedragsmodellen noodzakelijk voor het ontwerp. Niet-lineaire eindige elementen pakketten, beschikbaar op de vakgroep MeMC (ANSYS, FEMLAB, ABACUS), kunnen hiervoor gebruikt en zonodig aangepast worden. Een aanzet hiertoe werd reeds gegeven in het FWO-project G.0191.98 waar een voetgangersbrug met IPC sandwichpanelen gedimensioneerd werd. Hier ging het echter om vlakke panelen, die uniaxiaal en uniform in hun vlak belast worden [4]. De uitbreiding naar schaalconstructies, onder invloed van variabele belastingscombinaties, verhoogt de complexiteit van het ontwerp, en is een kerntaak van huidig onderzoeksvoorstel: de spanningstoestand wordt multiaxiaal en tevens niet uniform over het constructie-element. Experimentele gegevens zijn beschikbaar uit andere onderzoeken, die de gehomogeniseerde respons van matrix scheurvorming en matrix-vezel interactie weergeven. Deze dienen uitgewerkt te worden tot gedragsmodellen op mesoschaal, en ingebouwd in de berekeningspakketten. Na het integreren van deze modellen in de bestudeerde constructies kan de invloed van lokale niet-lineariteiten op het globale gedrag geëvalueerd worden. Door het niet uniform zijn van de spanningstoestand, zowel over de dikte van een element als over zijn oppervlakte, is het bijvoorbeeld voor het nazicht van de GGT van doorbuiging essentieel te evalueren welke de invloed van de verspreiding en de intensiteit is van lokale materiaal niet-lineariteiten op de globale stijfheid van de constructie. Kennis van deze invloed, en het - indien mogelijk - formuleren van richtlijnen terzake kan mede de ontwerpmethodiek voor het bestudeerde constructietype helpen uit te bouwen. Een ander uit constructief oogpunt belangrijk element dat zal onderzocht worden, is in hoeverre de effectieve bijdrage van de sandwichelementen in de stijfheid en sterkte van de gehele constructie, de werking, en dus ook de structuur van het geheel van de tensegrity drukelementen kan beïnvloeden, en zelfs hun aanwezigheid (gedeeltelijk) kan overbodig maken. Organisaties: • Mechanica van Materialen en Constructies
Onderzoekers: • JAN WASTIELS
IOLOS: Integrated optical logic and memory using ultrafast micro-ring bistable semiconductor lasers. Vrije Universiteit Brussel Abstract: De vakgroep fotonica is, onder promotorschap van prof. Jan Dankaert, betrokken bij een Europees STREP-project (Specific targeted researchprojects) binnen het 6de kaderprogramma van de EU. het project draagt de naam IOLOS (Integrated Optical Logic and Memory using ultrafast Micro-ring bistable Semiconductor Lasers) en is bedoeld om een optisch geheugen en een optisch schakelelement te ontwikkelen die de basis zouden kunnen vormen van een toekomstige optische computer. De elementen waarmee men dit probeert te doen zijn geminiaturiseerde halfgeleiderlasertjes die een ringvormige structuur hebben. Het VUB team zal mee instaan voor de theoretische modellering van deze microlasertjes, en ook de experimentele karakterisatie van lasers die door andere partners in het consortium gefabriceerd worden. Organisaties: • Toegepaste Natuurkunde en Fotonica
Onderzoekers: • JAN DANCKAERT
Nanolasers in inP membranen voor optische signaalverwerking en biosensoren. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Dit project heeft als doel om basisonderzoek te verichten naar nanolasers op basis van fotonische kristallen in een indiumfosfide (InP) membraan gebond op een siliciumwater. In dit project zullen we bovendien een tweetal innovatieve toepassingen voor deze componenten onderzoeken. Enerzijds denken we aan toepassingen in optische signaalverwerking, gebaseerd op een flip-flop bestaande uit twee gekoppelde nanolasers of een nanolaser gekoppeld met een nanoversterker. Door hun kleine afmetingen kunnen potentieel hoge schakelsnelheden en een zeer laag energieverbruik gehaald worden, die onontbeerlijk zijn voor de huidige hogesnelheidscommunicatienetwerken. Anderzijds willen we extreem gevoelige biosensoren maken op basis van deze lasers, waar de gevoeligheid gehaald wordt uit de fijnheid van de laserpiek. Bovendien maken de kleine afmetingen van deze lasers hen ook bij uitstek geschikt in optische 'labs-on-a-chip', waar parallel een groot aantal biologische parameters gemeten worden op een snelle en economische manier. Organisaties: • Toegepaste Natuurkunde en Fotonica
Onderzoekers: • JAN DANCKAERT
Niet-lineaire dynamica van enkelvoudige en gekoppelde halfgeleider ring lasers. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Sinds hun ontwikkeling in de jaren 60 zijn halfgeleiders niet meer weg te denken uit onze hedendaagse informatiemaatschappij. Zij vervullen essentiële taken in het genereren, opslaan en uitlezen van digitale data met hoge bitsnelheid. Een speciale klasse hierin, nl. de halfgeleider ring lasers (SRLs) bieden beloftevolle integratietechnologie voor multi-gigabit optische telecommunicatie en ultrasnelle digitale verwerkingssystemen. De voordelen van de SRLs zoals snelle schakeltijd, lage schakelenergie, eenvoudige integratie, kleine dimensies en symmetrie in de set-reset dynamica, leveren een enorm potentieel voor de ontwikkeling van een nieuwe klasse van optische bistabiele devices. De ontwikkeling van bistabiele SRLs tot 'all-optical switching devices' vereist een diep begrip van de niet-lineaire processen die het dynamisch gedrag van deze lasertjes beheersen. We verrichten theoretisch onderzoek naar het bistabiele gedrag van SRLs, en naar de schakeldynamica van enkelvoudige én gekoppelde SRLs. Dit theoretisch onderzoek vindt plaats in nauwe synergie met experimenteel werk dat in de vakgroep TONA verricht wordt, o.a. in het kader van het zopas geselecteerde EU project IOLOS ("Integrated Optical Logic and Memory Using Ultrafast Micro-ring Bistable Lasers"). Organisaties: • Toegepaste Natuurkunde en Fotonica
Onderzoekers: • JAN DANCKAERT
Inkapselen van optische en opto-elektronische componenten in gedrukte schakelingen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: In huidige elektronische systemen is er een toenemende drang naar verhoging van de densiteit van de interconnecties, plaatsing van componeneten en het steeds compacter maken van de modules. Dit wordt mogelijk door het inkapselen van de elektronische chips en de toenemende integratie van optische en optoelektronische componenten. Deze projectaanvraag richt zich op de zoektocht naar een bruikbare technologie die toelaat aan deze beide trends een oplossing te bieden met name het inkapselen van optische en optoelektronische chips in gedrukte schakelingen. Bij deze zoektocht is het absoluut noodzakelijk twee uiterst belangrijke zaken in rekening te brengen: 1. Om aanvaard te worden moet de geboden oplossing volledig compatibel zijn met de huidige bestaande technologie voor de vervaardiging van gedrukte schakelingen. Dit betekent dat de te ontwikkelen "inkapsel-technologie" moet gebruik maken van materialen die compatibel zijn met drukken en temperaturen gebruikelijk bij de fabricage van FR4-substraten en gebruik maken van de bestaande montage-en assemblage technieken. 2. Om de voordelen van het inkapselen van de optische en opto-elektronische chips ten volle benutten, is het nodig deze techniek op dezelfde manier te beschouwen als het inkapselen van elektronische chips, als een doorgedreven verpakkingstechniek. Organisaties: • Toegepaste Natuurkunde en Fotonica
Onderzoekers: • HUGO THIENPONT
Refractieve en diffractieve microlenzen: aanmaak en optische karakterisatie. Vrije Universiteit Brussel Abstract: In de wereld van informatieverwerking wordt er vandaag verwacht dat de rol van optica en opto-electronica steeds belangrijker wordt vermits de performantie van bijvoorbeeld communicatiesystemen, verwerkingseenheden, sensoren en display technologieën continu evolueert. Het kleiner en sneller maken van deze fotonische technologieën vereist parallellisme en microminiaturisatie. Bijgevolg worden hoog kwalitatieve, hoge precisie en lage kost microlensarrays onmisbare componenten. Vanuit dit oogpunt werden er een grote verscheidenheid aan microlensfabricatietechnieken bedacht en getest. Elke van deze aanmaaktechnologieën is echter zeer specifiek. Het doel van dit postdoctoraal onderzoek is het in kaart brengen, vergelijken en evalueren van de verschillende microlens fabricagemethodes. Dit unieke onderzoek zal ons én andere gebruikers toelaten om de juiste aanmaakmethode te kiezen voor een bepaald lensontwerp. Daarnaast zullen we onze eigen in-huis technologie, Diepe lithografie met protonen, verder optimaliseren en aanwenden om naast sferische lenzen oook cilindrische en asferische microlenzen te fabriceren. Een theoretisch model zal ons toelaten het zwelgedrag op voorhand te voorspellen terwijl we met een real-time en in-sity monitoring de gewenste microlenzen kunnen aanmaken. Een volgende doelstelling van dit project is de verschillende karakterisatiemethodes en toestellen voor microlenzen met elkaar te vergelijken en twee daarvan uit te breiden naar het midden-infrarode golflengtegebied. Organisaties: • Toegepaste Natuurkunde en Fotonica
Onderzoekers: • HUGO THIENPONT
Niet-lineaire fysica van individuele en gekoppelde microactiviteiten. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Microcaviteteiten zijn sleutelcomponenten in de fotonica, en de fysica van microcaviteiten is een bloeiende onderzoekstopic met daarenboven een enorm toepassingspotentieel. Danksij revoluties in de epitaxiale technieken waarmee micro-en nanostructuren worden aangebracht in halfgeleiders enerzijds, en door de ontwikkeling van nieuwe artificieel gestructureerde composietmaterialen, de zgn. metamaterialen anderzijds, is men nu in staat om de eigenschappen van microcaviteiten te boetseren en nieuwe functionaliteiten aan te wenden. Zowel actieve als passieve microcaviteiten worden op dit moment ontwikkeld om laag-vermogen, optisch niet-lineaire, geïntegreerde componenten (bvb. volledige optische geheugens) te realiseren. Niet alleen de ontwikkeling van nieuwe structuren zoals microcaviteiten zorgt voor doorbraken, maar ook ide van nieuwe zgn. meta-materialen zoals kwantumstip-materialen, optisch linkshandigematerialen, fotonische kristal structuren. Daarenboven werd onlangs aangetoond dat netwerken van onderling optisch gekoppelde niet-lineaire microcaviteiten een fascinerend collectief dynamisch gedrag kunnen vertonen met perspectieven voor toepassingen in hardwarematig geëncrypteerde datacommunicatie, sleuteluitwisseling en niet-lineaire
fotonische informatieverwerking. In dit project zullen wee een geïntegreerde theoretische studie uit te voeren -in een nauwe synergie met experimentele vooruitgang zowel van fotonische metamaterialen, microcaviteiten en van geïntegreerde microcavieteitnetwerken. Organisaties: • Toegepaste Natuurkunde en Fotonica
Onderzoekers: • Guy VAN DER SANDE
Deformatie en quantizatie methodes voor algebras en categorieën met toepassingen in quantum mechanica. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Studie van combinatorische structuren gerelateerd aan niet-relativistische quantum theorie.Studie van de combinatoriek van eindige gesatureerde projectieve configuraties en eindige orthoalgebras (A.Ruuge). Studie van Harrison cohomologie over bialgebroiden, verbanden met klassieke cohomologieën en toepassing op de Brauer groep en zwakke Hopf algebras (S.Caenepeel en B. Femic). Berekening van de Brauer groep van bepaalde quantum groepen met behulp van de categorische versie van Beattie's exacte rij. (B. Femic). Studie van verbanden tussen Cayley octaven en Cayley-Dickson algebras enerzijds en quasi-Hopf algebras anderzijds, en berekening van de daaraan geassocieerde Brauer groep van bepaalde monoidale categorieën. Studie van oneindige comatrix coringen, "cleft" extensies van coringen en toepasssingen van 2categorieën op coringen (Joost Vercruysse). Studie van partiële acties en coacties van Hopf algebras, en veralgemening van de klassieke Galois correspondentiestelling tot Galois coringen (K.Janssen en S. Caenepeel). Organisaties: • Wiskunde-TW
Onderzoekers: • STEFAAN CAENEPEEL
Soepele actuatie voor humanoide robots. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Dit project past in het onderzoek naar tweebenig robots stappend over ongestructureerd terrein. Dit is nog een onopgelost probleem binnen de ontwikkeling van humanoïde of menselijke robots. Het doel van humanoïde robots is ze o.a. in te zetten als service robots in huizen, kantoren... omgevingen geoptimaliseerd naar de mens. De machine met de grootste potentialiteit om efficiënt te opereren in een dergelijke omgeving heeft waarschijnlijk de vorm en analoge functionaliteiten als een mens, zijnde een humanoïde robot. Onderzoek heeft ook uitgewezen dat mensen liefst met een evenbeeld samenwerken. Een belangrijke voordeel van stappende robots is de verhoogde mobiliteit in vergelijking met robots met wielen, in het bijzonder in een omgeving met obstakels en trappen. Stappende robots hebben enkel een discreet aantal geïsoleerde steunpunten nodig, terwijl robots met wielen een min of meer continu pad vereisen. Grootste moeilijkheid bij de controle van tweebenige robots is het garanderen van de dynamische stabiliteit. Verschillende strategieën zijn ontwikkeld om trajecten te genereren om robots over vlak terrein te laten stappen of om een trap te beklimmen. Dikwijls wordt het zero moment point (ZMP) gebruikt al stabiliteitscriterium om de dynamische stabiliteit na te gaan. Binnen het domein van trajectgeneratie heeft de aanvrager twee strategieën succesvol geïmplementeerd in de pneumatische robot Lucy: de eerste is gebaseerd op de inverted pendulum principe maar waar de objectieve stapparameters (staplengte, voetlift en stapsnelheid) van stap tot stap veranderd kunnen worden, de andere is gebaseerd op een preview controle van het ZMP. Door het gebruik van soepele actuatoren zijn passieve stappers in staat om met minimaal energieverbruik voort te bewegen door gebruik te maken van de natuurlijke dynamica van het systeem, dit in contrast met de traditionele elektrisch aangedreven robots die zeer veel energie verbruiken. De ontwikkeling van de stappende robot Lucy kaderde in dit onderzoek: de combinatie van trajectgeneratie en het aanpassen van de soepelheid om alzo de natuurlijke dynamica aan te passen in functie van het opgelegde traject. De robot Lucy is aangedreven door geplooide pneumatisch artificiële spieren (GPAS), waarvoor in een antagonistische opstelling zowel het koppel als de soepelheid instelbaar is. Op een hoger controle niveau zijn er verschillende algoritmes voor path planning in ontwikkeling die de objectieve stapparameters (de input voor de trajectgeneratoren) en de beweging van het bovenlichaam gaan bepalen. Bekend onderzoek in dit domein is uitgevoerd door Kuffner. Hij ontwikkelde methodes om humanoïde robots in een complexe omgeving een bepaald doel te laten bereiken, hierbij gebruik makend van de volledige mogelijkheden van de robot. Zo kan de robot over obstakels stappen, zij en voorwaarts stappen, meubilair verplaatsen,... Yoshida concentreert zich op het manipuleren van objecten in dergelijke omgevingen. Probleembeschrijving Robots hebben nog steeds grote moeilijkheden om zich voort te bewegen over een terrein waar ze in principe bevoordeeld zouden moeten zijn ten opzichte van robots met wielen: ruw en ongestructureerd terrein. Wanneer de meest geavanceerde robot Asimo van Honda een show komt geven staat er in de technische vereisten dat de ondergrond geen onregelmatigheden mag hebben die groter zijn dan 2mm of hellingen steiler dan 1°. Ook gladde of veerkrachtige vloeren zijn niet toegelaten. Voor de HRP-2 van Kawada Industries is een stabilizer ontwikkeld om beperkte oneffenheden en storingen te kunnen opvangen. Zonder deze stabilizer is de robot niet in staat om te stappen, zelfs niet over vlak terrein. Ook hier zijn de oneffenheden beperkt: gaten mogen niet dieper zijn dan 2mm en hellingen moeten kleiner zijn dan 5°. Niets is echter gepubliceerd over de algoritmes van deze stabilizer en gedurende het onderzoek van de aanvrager in Japan op de HRP-2 werd er ook geen toegang verleend tot de code. Via stereo visie is het mogelijk om een terreinmap op te bouwen. Het genereren van dergelijke 3D mappen is echter zeer rekenintensief en moet real-time gebeuren. Bovendien verlopen er in de computer van de robot nog andere processen simultaan zoals path planning, trajectgeneratie, stabilizer,... Uitgaande van deze 3D gegevens is het dan mogelijk om de posities voor de voeten neer te zetten te selecteren en vervolgens dynamische stabiele trajecten te genereren. Zo heeft de aanvrager gedurende zijn onderzoek in JRL (AIST, Tsukuba, Japan) meegeholpen aan strategieën om HRP-2 dynamisch over obstakels te laten stappen. De visie-systemen hebben echter een fout die bijvoorbeeld voor de HRP-2 20mm bedraagt wanneer de robot stilstaat, een fout die sterk toeneemt wanneer de robot in beweging is. Er is duidelijk een leemte tussen de oneffenheden die de robot kan zien (en dus rekening mee kan houden in zijn trajectgeneratie) en waarover de robot kan wandelen zonder initieel de structuur te kennen. Dit is het probleem waarvoor het project een antwoord zal bieden door zich te focussen op soepele actuatie in de enkelgewrichten. Doel en werkwijze van het project Het doel is dat de robot over ongestructureerd terrein kan stappen waarvan de oneffenheden tot een halve voetlift mogen gaan zonder dat de robot dit initieel weet. Bij hogere obstakels moet het visie-systeem tussenkomen zodanig dat de trajecten kunnen aangepast worden. De meeste robots worden aangedreven door elektrische motoren. Om voldoende koppel te kunnen genereren worden ze uitgerust met een reductie-element, dikwijls een harmonic drive dewelke de actuator stijf maakt. De (high-gain PD) positie controle zal krachten ontwikkelen om de gewenste positie te tracken. Voor een ongekend terrein is dit een nadeel omdat het de krachtenuitwisseling tussen voet en grond is die de voortbeweging van de robot gaat bepalen, terwijl er juist geen controle is over deze krachten indien de robot positie-gestuurd is. Daarom is soepele actuatie vereist. Deze kan bekomen worden op twee verschillende manieren: actieve feedback soepelheid en passieve soepelheid. Actieve feedback soepelheid wordt typisch bekomen door aan de elektrische motor met reductieelement een kracht/koppel sensor bij te voegen; de soepelheid wordt dan verwezenlijkt in de controller. Voordeel van dergelijke aanpak is dat tracking heel goed is. De ontwikkeling van een dergelijk controle-algoritme is belangrijk omdat de meerderheid van de robots aangedreven wordt door elektrische motoren. Nadeel van actuatoren met actieve soepelheid is de gelimiteerde bandbreedte, ze kunnen geen schokken absorberen en kunnen geen energie opslagen, nuttig om sneller te stappen en te lopen. Passief soepele actuatoren hebben hiervoor een beduidend voordeel omdat ze impacten kunnen opvangen, energie opslagen en de natuurlijke dynamica kunnen exploiteren. De controle van dergelijke actuatoren is wel moeilijker, vooral bij trajecttracking. De controle van deze actuatoren om over ongestructureerd terrein te stappen zal bestudeerd worden in een tweede fase van het project. Het is essentieel om naast het uitvoeren van simulaties, de ontwikkelde controlestrategieën ook praktisch te implementeren in robots. Binnen de robotica en specifiek in gerenommeerde tijdschriften wordt er immers veel belang gehecht aan de praktische validatie van onderzoek. Een mogelijk bewandelbare piste is het aankopen van een commerciële robot. De bestaande tweepotige robots kunnen onderverdeeld worden in 2 grote groepen. De volledige humanoïde robots als HRP-2 (Kawada industries) en CB (Sarcos). Deze robots zijn echter te duur om aangekocht te worden door onze onderzoeksgroep. De leasing bijvoorbeeld van de HRP-2 robot kost 400.000EURO voor een periode van 4 jaar, de kostprijs voor de Sarcos robot is 1 miljoen EURO. Bijkomend nadeel is dat stukken van de software en hardware ontoegankelijk zijn
en alzo het onderzoek belemmeren. Aan de andere kant zijn er de hobby-robots als de Kondo robot, Robonova, Pino met prijzen variërend tussen 1000-4000EURO. De capaciteiten van de robots zijn echter ontoereikend om ingezet te worden in het beoogde project. Het eerste type van controller zal geïmplementeerd worden op een humanoïde robot aangedreven door de traditionele positie gecontroleerde motoren. Door een kracht/koppel sensor in beide voeten kan de actieve soepelheid geïntroduceerd worden in de controle architectuur. Dit onderzoeksluik zal uitgevoerd worden in samenwerking met het Italian Institute of Technologie (IIT) in Genua. Daar beschikken ze over de zeer geavanceerde humanoïde onderzoeksrobot: de CB van Sarcos. De robot is aangedreven door hydraulische servoactuatoren, waarvoor telkens het koppel opgemeten wordt, en heeft 50 vrijheidsgraden. Voor dit luik is een mobiliteitstoelage bij het FWO aangevraagd. Het tweede luik zal geïmplementeerd worden in een robot met passief soepele actuatoren. Vermits dergelijke robots niet commercieel beschikbaar zijn, zal een robot gebouwd worden. De robot, die enkel in het sagittaal vlak zal kunnen stappen, zal tenen hebben zodanig dat grotere stappen genomen kunnen worden en een meer natuurlijk en sneller stappatroon bekomen kan worden. Robots zonder tenen kunnen immers geen push-off (heel-off) genereren omdat het lijncontact gevormd tussen de voorkant van de voet en de grond te instabiel en onvoorspelbaar is. De gepatenteerde MACCEPA actuator, ontwikkeld aan de onderzoeksgroep R&MM, zal gebruikt worden. De evenwichtspositie en de soepelheid van deze actuator kunnen onafhankelijk ingesteld worden, elk door een servo-motor. Deze actuator kan gemaakt worden met standaard componenten en het verwijderen van de veer uit de actuator maakt van de robot een klassieke positiegestuurde robot. De controlealgoritmes van de eerste projectfase kunnen bijgevolg uitgetest worden. De controle van de MACCEPA is ook eenvoudiger dan de pneumatische spieren. Ten eerste omdat de controle van evenwichtpositie en soepelheid ontkoppeld is en omdat de karakteristieken van de MACCEPA meer lineair zijn. De voet zal uitgerust worden met kracht/koppel-sensoren om het Zero Moment Point (ZMP) te meten dat nodig is voor de controle architectuur. De te ontwikkelen controlearchitectuur van de robot zal bestaan uit verschillende delen. Een traject generator zal uitgaande van de objectieve stapparameters dynamisch stabiele trajecten genereren uitgaande van het ZMP stabiliteitscriterium. Een tweede unit is de trajectory tracking controller voor de heup en de knieën. Een derde controller zal het koppel en de soepelheid van de enkelgewrichten regelen en zo nodig de trajecten aanpassen zodanig dat de dynamische stabiliteit gegarandeerd blijft onder de storingen zoals de grote oneffenheden van de grond. Eerst zullen de ontwikkelde strategieën getest worden in simulatie alvorens ze geïmplementeerd worden in de echte robot. Conclusie: De aanvrager heeft ervaring in het bouwen van stappende robots, de controle van stappende robots en soepele actuatoren. Dit project is dan ook een logische voortzetting van zijn onderzoek in een onopgelost domein als stappen over ongestructureerd terrein. Organisaties: • Toegepaste Mechanica
Onderzoekers: • Bram VANDERBORGHT • DIRK LEFEBER
Duurzaamheid van textielverstevigde beton onder gebruiksbelasting en omgevingsinvloeden. Vrije Universiteit Brussel Abstract: De duurzaamheid onder omgevingsinvloeden (vocht en temperatuur) zullen bestudeerd worden voor textielverstevigde cementcomposieten Organisaties: • Mechanica van Materialen en Constructies
Onderzoekers: • JAN WASTIELS • HEIDI CUYPERS
Berekening fiscale ontvangsten obv gedragsverandering tgv hervorming van de verkeersbelasting. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Bij een hervorming van de belastingen in functie van de Ecoscore van het voertuig is het de bedoeling de consument aan te zetten om milieuvriendelijke voertuigen te kopen. Indien de consument geconfronteerd wordt met hogere belastingstarieven voor vervuilende wagens, kan er een gedragsverandering plaatsvinden en derhalve een evolutie van een milieuvriendelijker wagenpark bewerkstelligd worden. De mate waarin er een gedragsverandering zal plaatsvinden zal in dit project gemeten worden door middel van prijselasticiteiten. Op deze manier kunnen de meerontvangsten van de belastingshervormingen berekend worden over een aantal jaren, rekening houdend met de technische evolutie, de invoeringstermijn en het effect op het consumentengedrag. Organisaties: • Wiskunde, Operationeel Onderzoek, Statistiek en Informatica voor Management • Mobiliteit en voertuig technologie onderzoeksgroep
Onderzoekers: • Laurence TURCKSIN • CATHY MACHARIS
Naar een duurzaam beheer van poelen op landschapsschaal PONDSCAPE - eerste fase Universiteit Gent Abstract: In het project worden biodiversiteitenspatronen en ecosysteemfuncties van poelen op verschillende ruimtelijke schalen onderzocht, en gerelateerd aan factoren zoals successie, landgebruik, vervuiling, ouderdom en beheer. Daarnaast worden de historische economische en sociale relevantie zowel als de huidige perceptie van poelgebruik door de belanghebbenden nagegaan. Gebaseerd op deze onderzoekslijnen zullen wetenschappelijk onderbouwde aanbevelingen gedaan worden voor een duurzaam beheer van poelen. Organisaties: • Vakgroep Biologie
Onderzoekers: • Wim Vyverman
Network of Excellence for Micro-Optics (NEMO) Vrije Universiteit Brussel Abstract: Het Europees Excellentie netwerk over Micro-optica : NEMO ( Network of Excellence on Micro-Optics) startte op 1 september 2004 met de steun van 6.4 miljoen euro vanwege de Europese Commissie. The NEMO netwerk bestaat uit 30 Europese partners. Elk van hen speelt een sleutelrol in de micro-optica. Het belangrijkste doel van NEMO bestaat er in de ervaringen en competenties van de onderzoeksgroepen te integreren in een permanente structuur en terzelfder tijd de onderzoeks- en ontwikkelingsactiviteiten te versterken in het groeiende domein van de micro-optica. Verder voorziet NEMO door het opzetten van duurzame diensten en technologie centra s Europa met de gehele doorloopcyclus voor microoptische componenten. NEMO wordt gecoördineerd door professor Hugo Thienpont van de Vrije Universiteit Brussel, België; professor Malgorzata Kujawinska van de Technische Universiteit van Warschau in Polen, en Dr. Juergen Mohr van het ForschungsZentrum Karlsruhe in Duitsland. Meer informatie vind je op de webstek http://www.micro-optics.org Organisaties:
• Toegepaste Natuurkunde en Fotonica
Onderzoekers: • HUGO THIENPONT
Beslissingsondersteunend instrument voor het intermodale transportbeleid (DSSITP) Decision support system for intermodal transport policy. Vrije Universiteit Brussel Abstract: De doelstelling van dit project is het vinden van manieren om de groei in intermodaal vervoer via het spoor en de binnenvaart te stimuleren. Spoor/weg en de binnenwaart/weg combinaties hebben elk een specifieke marktstructuur en werking. Het is echter belangrijk om hen samen te analyseren om de verstorende invloed van potentiële competitie tegen te gaan. Hierdoor kunnen ook maatregelen voor intermodaal vervoer op federaal en regionaal niveau beter worden geïntegreerd. Naast het stimuleren van groei is het tevens belangrijk om de grenzen van deze groei te voorspellen. In hoeverre is het intermodale terminallandschap verzadigd? Is de capaciteit van ons binnenlands waterwegennetwerk en spoorwegennetwerk toereikend voor een toekomstige groei in intermodaal vervoer? De congestie in de haven van Antwerpen is vastgesteld als een belangrijk knelpunt voor binnenvaart terminals. Welke alternatieven zijn beschikbaar om deze problemen op te lossen? Dit project anticipeert op de toekomstige behoefte aan informatie over beleidsmaatregelen om het intermodale transport van goederen te stimuleren. Federale, regionale en lokale overheden worden voorzien van fundamentele informatie ter ondersteuning van hun beslissingen betreffende transport en mobiliteit. Organisaties: • Wiskunde, Operationeel Onderzoek, Statistiek en Informatica voor Management • Mobiliteit en voertuig technologie onderzoeksgroep
Onderzoekers: • CATHY MACHARIS • Ethem PEKIN
Well-To-Wheel analyses van nieuwe voertuigtechnologiën voor toekomstige voertuigmarkten. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Well-To-Wheel analyses van nieuwe voertuigtechnologiën voor toekomstige voertuigmarkten. Organisaties: • Elektrotechniek-Energietechniek • Mobiliteit en voertuig technologie onderzoeksgroep
Onderzoekers: • Vincent WYNEN • Thierry Clement COOSEMANS • Maarten MESSAGIE • JOERI VAN MIERLO
Microstructurele evaluatie van de invloed van corrosie-inhibitoren op de eigenschappen van beton Universiteit Gent Abstract: Corrosie van wapeningsstaal in beton is één van de belangrijkste oorzaken van duurzaamheidsproblemen in betonconstructies. Belangrijke aspecten zijn de toepasbaarheid van corrosie-inhibitoren en de toepasbaarheid van elektrochemische niet-destructieve technieken voor het opvolgen van de corrosieprocessen. Het doel van voorliggend project is de studie van het effect van corrosie-inhibitoren op de corrosieprocessen, en de studie van het effect van corrosie-inhibitoren op de toepasbaarheid van elektrochemische niet-destructieve diagnosetechnieken. Organisaties: • Vakgroep Bouwkundige constructies
Onderzoekers: • Geert De Schutter