Onderzoeksprojecten ( van 5444)

www.researchportal.be - 27 Jan 2016 19:37:31

Onderzoeksprojecten (1550 - 1600 van 5444) Zoekfilter: Classificaties: TOEGEPASTE WETENSCHAPPEN (T)

Modelgestructureerde synthese van nieuwe zeolietmaterialen via aggregatie van precursoren en nanodeeltjes Universiteit Gent Abstract: Het project in samenwerkingsverband tussen een experimentele groep (COK-KULeuven) en een modelleringsgroep (CMM-UGent) om het onderliggend mechanisme te ontrafelen voor de formatie van precursoren en hun aggregatie voor zolieten en andere microporeuze en mesoporeuze hybride materialen. De fundamentele doelstelling van het porject is tweeledig: (1) Verdiepen van het wetenschappelijk inzicht in syntheseprocessen via een combinatie van theoretische modellen en experimenten en (2) modelgestuurde synthese van materialen. De onderliggende wetenschappelijke basishypothese is dat materialen groeien door aggregatie van templaatspecifieke precursoren en dat deze precursoren en hun aggregatie afdoende kunnen worden gemodelleerd. Om de doelstellingen te bereiken is een behoefte aan ontwikkeling van modellen en agloritmen voor design van precursoren en hun aggregatie en aan experimentele synthese en karakterisering van precursoren en de afgeleide materialen. Het project bestaat uit twee innig verweven taakpakketten rond modelleren en experimenten, waarvan de interactie en terugkoppeling in de loop van de tijd toeneemt. Organisaties: • Vakgroep Fysica en Sterrenkunde

Onderzoekers: • Michel Waroquier • Veronique Van Speybroeck

Gecoördineerd onderzoek van programmadiversificatie Universiteit Gent Abstract: Moderne softwaresystemen zijn kwetsbaar omdat ze ontrafeld kunnen worden en van zodra een aanval gevonden is, hij kan toegepast worden op eender welke geïnstalleerde kopie van de software. Dit project bestudeert technieken om software te diversifiëren waardoor een aanvaller verplicht wordt om elke kopie afzonderlijk te kraken. Organisaties: • Vakgroep Elektronica en informatiesystemen

Onderzoekers: • Koenraad De Bosschere

Invloed van microstructurele parameters op de wrijvings- en slijtagemechanismen van vonkgeërodeerde elektrisch geleidende keramische composieten Universiteit Gent Abstract: De correlaties tussen de microstructuur van elektrisch geleidende keramische composieten, hun vonkerodeerbaarheid en slijtagegedrag worden onderzocht en gemodelleerd - invloed van de keramische fasen op elektrische en thermische eigenschappen en prestaties vonkerosie invloed van de keramische fasen op tribologische eigenschappen - invloed van het vonkerosieproces op wrijvings- en slijtagegedrag - invloed van de microstructuur op thermische restspanningen en sterkte Organisaties: • Vakgroep Mechanische constructie en productie

Onderzoekers: • Patrick De Baets

Absorptie en katalyse in de vloeistoffase: fundamentele modellen rekening houden met de aggregatietoestand Universiteit Gent Abstract: Voor de algemene toepasbaarheid van kinetische modellen is het belangrijk dat deze de thermodynamica van het systeem en de betrokken componenten op een accurate manier in rekening brengen. Waarbij tot op heden vooral apolaire mengsels, bestaande uit koolwaterstoffen, beschouwd werden zal in dit project de uitbreiding gemaakt worden naar hetero-atoombevattende koolwaterstoffen. Organisaties: • Vakgroep Chemische proceskunde en technische chemie

Onderzoekers: • Joris Thybaut

Analyse en ontwerp voor robuustheid van bemonsterde teruggekoppelde continuë-tijd systemen met toepassing op Delta-Sigma modulatie en frequentiesynthese Universiteit Gent Abstract: Dit project heeft een viervoudige doelstelling: 1. Het ontwikkelen van een theoretisch kader voor bemonsterde teruggekoppelde systemen met continuë-tijds-filters in de kring. Dit kader is gemeenschappelijk voor het Delta-Sigma en het PLL systeem 2. Het afleiden van praktische criteria voor robuuste stabiliteit 3. De analyse van parasitaire effecten (jittergevoeligheid, lineariteit) 4. De ontwikkeling van verbeterde ontwerpsmethodes Organisaties: • Vakgroep Elektronica en informatiesystemen

Onderzoekers: • Pieter Rombouts

Euro-NF: Anticipatie van het netwerk van de toekomst - van theorie tot ontwerp Universiteit Gent Abstract: Euro-NF is een uitbreiding van de succesvolle netwerken Euro-NGI/FGI. Aldus zal Euro-NF doorgaan met de ontwikkeling van een vooraanstaand excellentiecentrum op het vlak van het ontwerp van toekomstige telecommunicatienetwerken, dat fungeert als een collectieve denktank, een belangrijke ondersteuning biedt voor de Europese gemeenschap en tot een Europees leiderschap in dit gebied kan leiden. Organisaties: • Vakgroep Telecommunicatie en informatieverwerking

Onderzoekers: • Sabine Wittevrongel

Validering van biomerkers SMRP en osteopontine bij longvlieskanker Universiteit Gent

Abstract: Longvlieskanker of mesothelioom is een agressieve, asbest-gerelateerde kanker. Het gebruik van biomerkers voor mesothelioom in het beleid rond aan asbest blootgestelden kan zorgen voor betere en vroegere diagnose, screening in risicopopulaties, opvolgen van de therapierseepons, etc. In deze multicentrische studie van 600 deelnemers/patiënten, zullen SMPR en osteopontine, twee waardevolle biomerkers, verder gevalideerd worden, samen met de zoektocht naar andere potentiële biomerkers in mesothelioom. Organisaties: • Vakgroep Inwendige ziekten

Onderzoekers: • Jan Van Meerbeeck

'Scanning' en breedveld microscopie van (bio)organische systemen Universiteit Hasselt Abstract: De onderzoeksgemeenschap 'scanning' en breedveld microscopie van (bio)organische systemen die, naast twee groepen aan K.U.Leuven, een groep aan UGent en een groep aan UHasselt, zeven buitenlandse groepen omvat zal een 'state of the art' aanbod aan microscopietechnieken met volgende zwaartepunten ontwikkelen. 1) Optische microscopietechnieken met een resolutie beneden de diffractielimiet gebaseerd op STED (stimulated emission depletion microscopy) en S-PALM (stroboscopic photoactivatable localization microscopy) 2) Nieuwe artefactvrije fluorescentiecorrelatiespectroscopie (FCS) technieken welke toelaten kwantitatieve informatie te bekomen zoals '2-foci FC', 'lifetime FCS' en 'raster image correlation spectroscopy' (RICS) 3) De combinatie van optische technieken met 'scanning probe' technieken met nadruk op 'tip-enhanced' Ramanspectroscopie met hoge ruimtelijke resolutie. Deze technieken zullen met bestaande technieken gecombineerd worden om volgende onderwerpen, uit biowetenschappen en nanotechnologie te bestuderen: a) Transport en de functie van biomoleculen in celmembranen met focus op laterale organisatie in celmembranen ('rafts'), oliogendrocyten en siganaaltransductie door fotoreceptoren b) De intracellulaire dynamica van geneesmiddelcomplexen. Met FRAP (Flouresence Recovery After Photobleaching), FCS, HROM en 'Single Particle Tracking' (SPT) c) Onderzoek van ordening/reactiviteit in monolagen aan het vloeistof/vaste stof grensvlak door middel van scanning tunneling microscopie. Het effect van moleculaire chiraliteit op de structuur, symmetrie en eigenschappen van de monolagen en manipulatie van deze monolagen onder potentiaalcontrole via (elektrochemische) STM zullen onderzocht worden. Ook zal er onderzoek gebeuren naar supramoleculaire gelen en katalytische reacties binnen deze gelen met optische microscopie en 'Scanning Probe Microscopy' (SPM) d) Onderzoek van de dynamica van polymeerfilmen gedopeerd met kleine probe moleculen en van fluorescent gelabelde 'single polymer chains' in oplossing en in de smelt door middel van 'single moleule' technieken, SPM en HROM. Studie van de structurering en elektro-optische eigenschappen van mengsels van polymeren op submicron schaal. Exploratie van Ramanmicroscopie naar nieuwe geconjugeerde polymeren. Organisaties: • Biofysica • Fysiologie • Biomedisch Onderzoeks Instituut

Onderzoekers: • Marcel AMELOOT

Een nieuwe meettechniek gekoppeld aan een nieuwe modelbenadering voor de bepaling van de effectieve valsnelheid van een flocculerend sediment in estuaria.+ bijkomende financiering Vlaamse Overheid (zie opm) Vrije Universiteit Brussel Abstract: Onderhavig onderzoeksvoorstel steunt op het samenkomen en de wisselwerking tussen de deskundigheden van verschillende onderzoeksteams op het gebied van hydraulica, zowel wat betreft veldwaarneming, als experimenteel onderzoek en modelstudies. De promotors van deze studie hebben elk een jarenlange ervaring met hydrologisch en sedimentologisch onderzoek van het estuariene milieu. Enkele recente studies omvatten ondermeer identificatie van de aard en de structuur van bodemsedimenten, bepaling van het fluvio-marien evenwicht zowel in suspensie als in de bodem, studie van de zwevende stof en het flocculatieproces, maandelijkse monitoring van de sedimentlading tussen de BelgischNederlandse grens en Gent sedert 2002 (Chen, 2003; Chen & Wartel, 2005; Wartel et al., 2000; Wartel et al., 2004). Daarenboven hebben zij zeer veel ervaring met de ontwikkeling van recent verbeterde modelbeschrijvingen van fijn sedimenttransport toepasbaar op ingenieursmodellen voor grootschalige studies van sedimenttransport (bijv. Berlamont et al., 1993; Toorman, 1996, 2001, 2002, 2003; Toorman et al., 2002). Deze studies tonen aan dat om een duidelijk en volledig beeld te krijgen van de sedimentdynamica er een vernieuwend en diepgaand in-situ onderzoek van het flocculatieproces en van de vlokvalsnelheden, gekoppeld aan een modelmatige benadering, noodzakelijk is en dit ondanks de inspanningen van verschillende onderzoeksgroepen tijdens het laatste decennium. Organisaties: • Hydrologie en Waterbouwkunde • Medische Beeldvorming en Fysische Wetenschappen

Onderzoekers: • PIERRE VAN DEN WINKEL • FLORIMOND DE SMEDT

Schaalbare compacte macromodellen voor algemene microgolf en RF structuren. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Het doel van dit project is het bekomen van een geautomatiseerde modellering en identificatie omgeving voor schaalbare microgolf en RF sytemen en subsystemen. De data die we zullen gebruiken voor de modelextractie kunnen afkomstig zijn van een simulatie (bijvoorbeeld een fullwave EM simulatie) of een hoogfrequente meting van het systeem. Om de implementatie van het model platform-onafhankelijk te maken wordt gekozen om het model te generen in een SPICE of Verilog-A formaat. Dit laat toe om de modellen te gebruiken op om het even welk simulatieplatform. Organisaties: • Elektriciteit

Onderzoekers: • Gerd VANDERSTEEN • YVES ROLAIN

Cementgebonden materialen met zelfhelende werking door middel van bacteriën, polymeren of puzzolanen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Studie van zelfhelende werking door middel van bacteriën Organisaties: • Mechanica van Materialen en Constructies

Onderzoekers: • DANNY VAN HEMELRIJCK

In-situ spectroscopische studie van organische (mono)lagen geadsorbeerd op metalen en metaaloxides onder gecontroleerde depositie omstandigheden. Vrije Universiteit Brussel Abstract: In het recente verleden heeft META (onderzoeksgroep Metallurgie, Elektrochemie en Materialen - VUB) uitgebreid onderzoek verricht naar de interactie van organische moleculen met metaaloppervlakken, o.a. in het FWO-project G.0039.03N 'Identificatie met optische technieken van interactieproducten aanwezig op metalen ten gevolge van oppervlaktereacties'. Hierbij werd hoofdzakelijk expertise opgebouwd in het gebruik van insitu optische technieken zoals SE (Spectroscopic Ellipsometry) en RS (Raman Spectroscopy). Vanuit dit succesvol onderzoek wil META een nieuwe richting inslaan waarbij het accent helemaal verlegd wordt naar de in-situ bepaling van de elektronische eigenschappen van organische moleculaire lagen. Dit kadert in het onderzoek naar de eigenschappen van metalen bedekt met dunne organische lagen. De modificatie van metalen en metaaloxide oppervlakken door depositie van dunne organische lagen is een multidisciplinaire onderzoekstopic in volle ontwikkeling [12]. Men verwacht immers dat met deze dunne filmen wijzigingen van materiaaloppervlakken mogelijk zijn die, omwille van thermodynamische en technologische beperkingen, niet realiseerbaar zijn door bulkfase dopering. Veelbelovende toepassingsdomeinen zijn o.a. de moleculaire elektronica, de ontwikkeling van nieuwe surfactanten, de ontwikkeling van moleculaire lagen met verbeterde adhesie-eigenschappen of verhoogde oppervlaktebescherming [3-5]. Bovendien vormen ultra dunne lagen een uiterst interessant platform voor de studie van structurele organisatie, fasetransities, en transporteigenschappen in anisotrope, zogenaamde 'low-dimensional' structuren. Geïnspireerd door de enorme toepassingen in dit domein werden belangrijke doorbraken gerealiseerd, zowel op vlak van kennis van het depositiemechanisme van dunne lagen, als op vlak van meet- en interpretatietechnieken die kunnen gebruikt worden voor het bepalen van hun eigenschappen. Nochtans komt men tot de vaststelling [6] dat veel vragen onbeantwoord zijn in verband met het adsorptiemechanisme van organische moleculen en met de invloed van de natuur van het oxide en het depositiesysteem op de adsorptie. In het merendeel van de studies wordt de adsorptie van organische lagen op Au en Ag bestudeerd, omdat hun oppervlaktetoestand goed gedefinieerd is. Ze bieden echter weinig variatiemogelijkheden in adsorptie-eigenschappen. Bovendien zijn de chemische functionaliteiten, die in aanmerking komen voor de verankering van de organische moleculen, beperkt tot thiolen en selenolen. De binding tussen organische laag en oppervlak kan sterk verbeterd worden indien het oppervlak reactiever is en indien de molecule over meerdere bindingscentra beschikt. Metaaloxide oppervlakken zijn reactief t.o.v. meerdere chemische functionaliteiten en laten toe de adsorptieeigenschappen van dunne lagen te bestuderen i.f.v. de moleculaire structuur en de samenstelling. De kennis van laagvorming op metaaloxiden is echter beperkt. Het onderzoek wordt meestal uitgevoerd met macroscopische methoden als XPS (X-Ray Photoelectron Spectroscopy) en IRRAS (Infrared Reflection Absorption Spectroscopy) waarbij men de filmen a priori benadert als perfect geordende lagen. STM-AFM (Scanning Tunneling Microscopy-Atomic Force Microscopy) onderzoek toont echter aan dat de organische filmen in veel gevallen defecten vertonen. Men stelt vast dat de natuur van de oplossing van waaruit de organische molecule wordt afgezet (i.e. alcohol of water) en het zuur/base karkater van het oxide zeer belangrijk zijn. Een aantal fouten in de afzettingen is te wijten aan de keuze voor 'self assembling' depositie. Gecontroleerde afzetting biedt voordelen, maar is veel moeilijker uit te voeren en te bestuderen, omdat het moeilijk is om de moleculaire interacties en de laageigenschappen insitu te meten. Meestal wordt het preparaat verwijderd uit zijn afzetmilieu, waardoor het blootgesteld wordt aan omgevings- en/of vacuümomstandigheden. Deze aanpak, hoewel wereldwijd gebruikt, genereert tal van vragen over de vergelijking van ex- en in-situ waarnemingen. Het bemoeilijkt tevens de studie van de invloed van een externe sturing van het depositieproces,bvb. via de potentiaal, op de elektronische structuur en op de structurele parameters van het metaaloxide en van het gevormde complex tussen oppervlak en molecule. Organisaties: • Metallurgie, Elektrochemie en Materialenkennis

Onderzoekers: • ANNICK HUBIN • HERMAN TERRYN

Maten van homogeniteit en heterogeniteit gericht op classificatie en op het bepalen van homogene deelgroepen in Markov modellen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Zowel in classificatie als in geaggregeerde Markov-modellen staat het concept groep (categorie, klasse, status, ...)centraal, en moet het behoren tot de groep bepaald worden aan de hand van een reeks geobserveerde en/of latente eigenschappen. Deze groepen moeten derhalve op zich (intra-) homogeen zijn, terwijl verschillende groepen onderling (inter-) heterogeen moeten zijn. Homogeniteit en heterogeniteit kunnen echter op vele verschillende wijzen worden gedefinieerd naargelang de situatie (o.a. context, aard van de variabelen, doelstelling, methodologie, en beschikbaarheid van algoritmen). Een eerste doelstelling van het project is een overzicht en evaluatie te bekomen van de invulling van de begrippen homogeniteit en heterogeniteit, met speciale aandacht voor classificatie en geaggregeerde Markov analyse, in het bijzonder toegepast op besluitvorming en kwantitatief personeelsbeleid (de specialisatiedomeinen van de twee promotoren). Dit moet toelaten recente en tot nu toe losstaande eigen ontwikkelingen in Principal Separation Analysis, Profile-Based models en Hidden-Markov models exact te kaderen. De tweede doelstelling is de verdere verfijning en combinatie van al deze concepten en methodologieën, hetgeen zal leiden tot nieuwe en krachtigere analyse-instrumenten. Organisaties: • Wiskunde, Operationeel Onderzoek, Statistiek en Informatica voor Management

Onderzoekers: • MARIE GUERRY • FRANK PLASTRIA

Iteratief leren van model en regelaar voor sterk niet-lineaire systemen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: In dit project beperken we ons tot systemen met één enkele ingang om zo de complexiteit van de te ontwikkelen technieken beheersbaar te houden. De ontwikkeling van identificatiemethoden en niet-lineaire modelstructuren zal voornamelijk uitgevoerd worden door ELEC-VUB. De ontwikkeling van controlestructuren en ontwerpmethoden zal voornamelijk uitgevoerd worden door PMA-KULeuven. Uiteraard gebeuren beide ontwikkelingen in nauwe samenwerking. Identificatie van lokale niet-lineaire modellen [ELEC-VUB] Doel: het identificeren van benaderende niet-lineaire modellen die toelaten om een verbeterde ingang te berekenen vanuit de waargenomen uitgang: verbetering ingang =NL^-1(fout uitgang) Vragen: * Rechtstreekse identificatie van het inverse model >< inverteren van het geïdentificeerde model? * Selectie van gepaste modelstructuur en identificatiemethode * Is het ingangssignaal voldoende rijk om het model te identificeren? Organisaties: • Elektriciteit

Onderzoekers: • JOANNES SCHOUKENS

Compacte LCOS projectiesystemen voor de visualisatie van hoogkwalitatieve 3D beelden met een hoge plaats- en hoekafhankelijke resolutie. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Hoewel de theoretische basis voor driedimensionale beeldvorming reeds lang bestaat, is het slechts door de grote vooruitgang op het gebied van beeldmodulatoren, optische en micro-optische componenten, elektronica en beeldverwerking, dat er verschillende 3D beeldregistratieen visualisatiesystemen mogelijk geworden zijn. Toch zijn er nog heel wat fundamentele en technologische obstakels die moeten overwonnen worden. De resolutie, kijkhoek en focusseringsdiepte van 3D beeldschermen moeten nog veel beter worden en er zijn diverse problemen betreffende de benodigde bandbreedte voor werking in real-time. Verder is het duidelijk dat de beeldkwaliteit van de 3D beeldschermen weinig mag onderdoen voor deze van de bestaande 2D beeldschermen. Toch zullen 3D visualisatiesystemen pas echt doorbreken naar verschillende toepassingsdomeinen, zoals medische beeldvorming, amusement, communicatie, metrologie, prototype-visualisatie en e-commerce, indien bovenstaande vereisten kunnen vervuld worden met een relatief compact en goedkoop systeem. Met dit project proberen de onderzoekseenheden Toegepaste Natuurkunde en Fotonica (TONA) van de Vrije Universiteit Brussel en TFCG Microsystemen van de Universiteit Gent een belangrijke bijdrage te leveren tot de ontwikkeling van compacte multi-view systemen. Deze beeldschermen moeten vierdimensionale lichtvelden kunnen creëren met een grote plaats- en hoekafhankelijke resolutie die weinig of niets afdoen van de belangrijke specificaties van de hedendaagse 2D visualisatiesystemen. We willen dit realiseren door belichting met LEDs, LCOS beeldmodulatoren en innovatieve micro-optische componenten met elkaar te combineren. De gecombineerde technologieën zijn actieve onderzoeksdomeinen voor het verbeteren van 2D visualisatiesystemen, waar de deelnemende onderzoekseenheden veelvuldig ervaring mee hebben. Organisaties: • Toegepaste Natuurkunde en Fotonica

Onderzoekers: • Youri MEURET • HUGO THIENPONT

Perceptuele hashing en semi-fragiele watermarking voor de ontdekking, opsporing, herkenning en selectieve authenticatie van multimediamateriaal. Vrije Universiteit Brussel Abstract: In dit onderzoeksproject worden voor verschillende mediatypes zowel de robuustheids- als veiligheidsaspecten van perceptuele hashfuncties onderzocht . Hierbij zal ook onderzoek verricht worden naar semi-fragiele watermarking technieken zodat, in combinatie met de onderzochte perceptuele hashfuncties, performante selectieve authenticatietechnieken voor multimediamateriaal gerealiseerd kunnen worden. De voorgestelde oplossingen zullen geoptimaliseerd worden naar complexiteit en nauwkeurigheid toe, zodat een praktische implementatie mogelijk wordt. Organisaties: • Elektronica en Informatica

Onderzoekers: • ADRIAN MUNTEANU • JOERI BARBARIEN • PETER SCHELKENS

Een verstrooiïngstype scanning nabije-veld millimetergolven microscoop. Vrije Universiteit Brussel Abstract: De doelstelling van dit project is de studie, verwezenlijking en validatie van een vectoriële scanning nabije-veld mm-golfmicroscoop (SNMM), die zeer performant is qua beeldvorming en resolutie, op basis van een grondig onderzoek naar geavanceerde microprobes, originele modulatietechnieken en gesofistikeerde elektromagnetische beeldvormingalgoritmes. Uniek in dit project is dat ook multi-parameter (frequentie, polarisatie, invalshoek) belichting zal gebruikt worden om de beeldvorming te verbeteren! Deze doelstelling is slechts haalbaar dankzij een combinatie van uiteenlopende competenties. Onderzoekspartner VUB/LAMI is expert op het vlak van opto-elektronisch ontwerp en technologie in het optisch en mm-golfgebied en is sinds geruime tijd vertrouwd met het uitvoeren van verre-veld mm-golfbeeldvormingsexperimenten met een MVNA. De inbreng in dit onderzoeksdomein van exacte elektromagnetische modellerings- en beeldvormingstechnieken, gebaseerd op de Maxwell vergelijkingen, is vernieuwend en zal uitgevoerd worden door onderzoekspartner UGent/INTEC, die op dit vlak een uitstekende reputatie geniet en die tevens vertrouwd is met microgolfmetingen (microgolfnetwerkanalyzer, antenneconcepten). De performantie van de ontwikkelde microscoop zal getest worden op een aantal specifieke toepassingen in verschillende domeinen van de (ingenieurs)wetenschappen: elektronica, biotechnologie, materiaalkunde (corrosie),... Organisaties: • Elektronica en Informatica

Onderzoekers: • JOHAN STIENS • ROGER VOUNCKX

Experimentele en theoretische studie van nieuwe (half)geleidende nanocomposieten gebaseerd op co-continue blokcopolymeer matrices in combinatie met koolstof-nanotubes en metaal-gebaseerde nanowires. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Het project richt zich op een fundamentele studie van nieuwe (half)geleidende polymeer nanocomposieten met het laagst mogelijke vulstofgehalte, of een beduidend lagere percolatie drempel. Om dit doel te bereiken zal de kennis van de latex technologie voor de bereiding van PS homopolymeren met SWNT - een technologie die een optimale dispersie van de vulstof garandeert - worden uitgebreid naar de ontwikkeling van nieuwe nanocomposieten gebaseerd op fasegescheiden co-continue blokcopolymeer matrices in combinatie met koolstof nanotubes (NT) en metaal-gebaseerde halfgeleidende nanodraden (nanowires - NW). Organisaties: • Fysische Scheikunde en Polymeren • Scheikunde

Onderzoekers: • CORNELIS KONING • GUY VAN ASSCHE • BRUNO VAN MELE

Ontwikkeling van generische foutcorrectiefuncties voor incrementeel omvormen op basis van een vormelementtaxonomie. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Het voorgestelde onderzoek beoogt een fundamentele studie van de ongewenste vervormingsfenomen en compensatie-technieken bij het incrementeel omvormen van vlakke platen tot een gewenste geometrie. Incrementeel vervormen is een vernieuwende plaatbewerkingstechniek die in recente jaren een sterk toenemende interesse kent en het potentieel heeft om de plaatbewerkingssector grondig te veranderen. Het onderscheidende kenmerk van deze techniek is het feit dat, in tegenstelling tot klassieke omvormtechnieken zoals bijvoorbeeld het diepduwen, geen matrijzen nodig zijn om een plaatstuk te fabriceren. In de toekomst opent dit proces de deur voor een hele reeks nieuwe toepassingen die te duur zijn om met conventionele technieken te realiseren. Een bijkomend voordeel van deze techniek is dat deze tevens toelaat om stukken te fabriceren die met conventionele technieken niet maakbaar zijn. Organisaties: • Mechanica van Materialen en Constructies

Onderzoekers: • HUGO SOL

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

Niet-destructieve Optische analyse van Cultureel Erfgoed Materialen (NOCEM) Vrije Universiteit Brussel Abstract: In dit project onderzoeken we een nieuwe methode om cultureel erfgoed materialen op een niet destructieve manier te analyseren. Meer in het bijzonder focussen we ons op het mogelijke gebruik van UV-VIS-NIR optische spectroscopie om glas artefacten te karakteriseren op basis van hun kleur en chemische samenstelling. We gaan na in welke gevallen deze techniek kan worden gebruikt als vervangmiddel voor de complexe, destructieve en dure chemische analyse methoden (SEM-EDX, EPMA) die men standaard gebruikt om archeologische vraagstukken op te lossen met betrekking tot de conservatie, de restauratie en de chronologische en geografische situering van glas artefacten. Drie onderzoeksgroepen van de Vrije Universiteit Brussel zijn betrokken bij dit project: Applied Physics and Photonics (Prof. H. Thienpont en Dr. W. Meulebroeck), Materials and Chemistry (Prof. H. Terryn en K. Baert) and Art Sciences and Archaeology (Prof. K. Nys en H. Wouters). Het project wordt gefinancierd door de onderzoeksraad van de Vrije Universiteit Brussel. Organisaties: • Kunstwetenschappen en Archeologie • Toegepaste Natuurkunde en Fotonica • Materialen & chemie

Onderzoekers:

• HUGO THIENPONT • WENDY MEULEBROECK • KARIN NYS • HERMAN TERRYN

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

Ontwikkeling van natuurlijke mens/robot communicatie. Studie en implementatie van (joint)attention mechanismen. Vrije Universiteit Brussel Abstract: (English abstract, see below) Dit project situeert zich in het globale ANTY project van de VUB onder auspiciën van het Brusselse Hoofdstedelijk Gewest. Het ANTY project beoogt de ontwikkeling van de knuffelrobot Probo die ingezet zal worden bij zieke kinderen in het hospitaal. De initiële inzet van het project omvat de bouw van een eerste prototype en de uitbouw van een onderzoeksgemeenschap rond dit project gezien de multidisciplinaire aard ervan. Enerzijds gaat de multidisciplinariteit in de technische richting naar implementatie van artificiële intelligentie, visie- en spraaktechnologie, close human-robot interactie, enz. Anderzijds stelt dit project allerhande onderzoeksvragen in de humane wetenschappen gericht naar het gebruik van vernieuwende robot applicaties in nauwe samenwerking met de mens. Sociologische, medische en psychologische studies zijn dan ook essentiëel om dit project te ondersteunen, zodat niet alleen vanuit de "ingenieurswereld" een platform gecreëerd wordt. Robots als assistent van de mens in zijn directe omgeving zijn momenteel nog in de prille ontwikkelingsfase, maar de verwachtingen naar de toekomst van zulke applicaties zijn zeer groot. Een grondige en wel gefundeerde, discipline-overschrijdende, uitbouw van een onderzoeksnetwerk in dit domein zou dan ook een belangrijke strategische beslissing zijn. Eén van de essentiële onderzoekstopics rond "Cognitive Interactive Robotics", waarin het ANTY project zich situeert, is het opzetten van een natuurlijke communicatie tussen robot en gebruiker (in dit geval kinderen). Een eerste vereiste om een "sociale" interactie te kunnen verwezenlijken is een goed werkend aandachtssysteem. Het primaire doel van dit HOA project is dan ook het ontwikkelen van een zo realistisch mogelijk aandachtssysteem voor de robot Probo. Doordat partners (hier is één van de partners een robot) hun aandacht kunnen richten op gemeenschappelijke objecten of onderwerpen in het algemeen, ontstaat sociale interactie en meer bepaald 'joint attention' (JA). Voor dit project wordt eerst de focus gelegd op de ontwikkeling van een goed werkend aandachtsmodel, waarop in een tweede fase JA kan geïntegreerd worden. De ontwikkelde strategiëen en modellen zullen uiteindelijk in de robot Probo geïntegreerd worden om er ook een grondige evaluatie van te kunnen maken en dan vooral gericht naar het doelpubliek van het ANTY project. Deze evaluatie is niet alleen belangrijk op het einde van het project, maar is even essentiëel tijdens de ontwikkelingsfase, waar elke feedback van een effectieve implementatie en analyse met gebruikers nuttig kan zijn om de modellering bij te sturen (zgn. user centered design methodologie). Daarom zal in het kader van dit HOA project een parallel onderzoek opgezet worden waarbij een gebruikersgroep (kinderen in het hospitaal) gedefiniëerd wordt. Dit parallel luik kadert, buiten het valideringsscenario voor het ontwikkelde attentiemechanisme, in onderzoek naar Cognitieve Gedrags Therapie (CGT) voor het behandelen van chronische pijnsymptomen bij kinderen (zie bijlage 2 voor meer details). Automatiseringspogingen van zulke therapie omvatten interactieve CD roms en webapplicaties. De bijkomende ondersteunende onderzoeksvraag in dit HOA project is of een belangrijke meerwaarde kan gegenereerd worden via de robot Probo en welke specifieke tools ervoor ontwikkeld moeten worden in het kader van CGT. English abstract The HOA project is related to the global ANTY project that started in October 2005 at the VUB under the auspices of 'het Brussels Hoofdstedelijk Gewest'. Within the ANTY project, the R&MM intends to develop a huggable robot Probo, which can be used with hospitalized children. The initial goal of the ANTY project was the development of a prototype robot and the creation of a multidisciplinary research platform. The need for multidisciplinary approach is a result of a combination of both technical issues (e.g. the implementation of artificial intelligence, vision and speech technology, close human-robot interaction, etc.) and questions within human sciences regarding the direct use of innovative robot applications with humans. Social, medical and psychological studies are essential to support this project in order to avoid the creation of a robot from merely the world of engineering. The development of assistance robots for human environments is still very exceptional; however the possible applications in the near future are various. Therefore, an in-depth, well-founded and interdisciplinary construction of a research team seems a logic strategic decision. One of the essential research topics regarding "Cognitive Interactive Robotics" is the realization of natural communication possibilities between the robot and the user (e.g. children). A first element in realizing "social" interaction is a smoothly working attention system. Accordingly, one of the primary goals of the HOA project is the implementation of a human-like attention system on a robotic system. When partners of an interaction can orient attention on a common object or person, social interaction and "joint attention" (JA) in particular, is realized. To accomplish social interaction with our robot, the development of an attention system is a first goal, while in a second phase JA mechanisms can be integrated in this system. Finally, the realized models and strategies in the project will be implemented in the robot platform Probo to evaluate all elements, in particular in the environment of hospitalized children (the ANTY project). The evaluation is essential both during the project (feedback during the development) as at the end of the project. Feedback and analysis by users on the implementation is of great importance to guide and correct the further development of the software modules and their constituting models (a so-called user-centered design methodology). Organisaties: • Computationele Modelering Lab • Elektronica en Informatica • Toegepaste Mechanica • Orthopsychologie • Cognitieve en Biologische Psychologie

• Robotica & Multibody Mechanica onderzoeksgroep

Onderzoekers: • Bram VANDERBORGHT • DIRK LEFEBER • HICHEM SAHLI • ERIC SOETENS • JOHAN VANDERFAEILLIE • WERNER VERHELST • ANN NOWE

OptiMMA : Optimized MP-SoC middleware for event-driven applications. Vrije Universiteit Brussel Abstract: Het OptiMMA project zal de realisatie van opkomende, dynamische software applicaties op complexe multi-processor systemen op een chip (MP-Soc) ondersteunen. Deze doelstelling wordt bereikt door het gebruik van Middleware componenten, die in staat zullen zijn te onderhandelen tussen de embedded software en hardware platformen. Eén van de testplatformen voor de OptiMMA Middleware is een nieuw 3D graphics codeerschema dat wordt ontworpen in de context vna dit project. Organisaties: • Elektronica en Informatica

Onderzoekers: • ADRIAN MUNTEANU • PETER SCHELKENS