- Nieuwe LiDAR-systemen geven autonome voertuigen ‘gezichts’vermogen
- Zelfs voetballen worden uitgerust met sensortechnologie
- Synthetische sensoren en de toekomst van slimme apparaten
- Slimme steden nóg intelligenter door sensortech
Sensortechnologie is een essentieel onderdeel van de nieuwste innovaties waarmee zelfrijdende auto’s en slimme woningen heel snel werkelijkheid worden. Futuristen zien deze trends met grote interesse tegemoet; de nieuwste sensoren beschermen atleten tegen blessures en maken chronische pijnbestrijding mogelijk zodat we minder medicijnen hoeven te gebruiken. Ze zorgen straks voor minder verkeersproblemen en stellen ons in staat onze infrastructuur te bewaken. Ze helpen ons tijd en geld te besparen en levens te redden. Wetenschappers, ingenieurs en ontwerpers werken nauw met elkaar samen en combineren diverse technieken uit verschillende industrieën met elkaar om allerlei nieuwe toepassingen te ontwikkelen. Timothy Swager, John D. MacArthur professor aan het MIT zegt: “Als je kijkt naar wat er met sensoren gebeurt, realiseer je je dat veel verschillende disciplines samen moeten komen. Alomtegenwoordige detectietechniek heeft zoveel aspecten – chemisch, biologisch, fysiek, radiologisch.”
Nieuwe LiDAR-systemen geven autonome voertuigen ‘gezichts’vermogen
Uit een recent INRIX onderzoek naar het verkeer in het Verenigd Koninkrijk bleek dat de dagelijkse verkeersproblematiek het Verenigd Koninkrijk in 2016 maar liefst $30,8 miljard heeft gekost. Dit soort bedragen zijn nauwelijks voor te stellen, maar het betekent feitelijk dat het verkeer elk jaar meer dan $1.000 uit de portemonnee van de Britse automobilist steelt. Iedereen kan andere – leuker en belangrijkere – dingen bedenken om dat geld aan uit te geven. Zelfrijdende auto’s maken straks niet alleen een einde aan de verkeerschaos tijdens de spits, ook zal deze technologie veel levens redden. Rebecca Lynn, een investeerder in zelfrijdende technologie gelooft dat “LiDAR meer ongelukken zal voorkomen dan alle andere technologieën die op dit moment ontwikkeld worden bij elkaar – zoals genomics en kunstmatige intelligentie. Van alle nieuwe technologieën die ons leven beter maken is zelfrijdende technologie wel de meest baanbrekende. Veilig autonoom rijden is echter alleen mogelijk met LiDAR.”
LIDAR (LIght Detection And Ranging or Laser Imaging Detection And Ranging) is een technologie die met laserpulsen de afstand tot een object of oppervlak bepaalt. De techniek is vergelijkbaar met radar, zoals SONAR-onderzeeboten gebruiken om te navigeren. Zonder deze systemen zouden zelfs de meest verbonden auto’s blind zijn voor voetgangers, honden, fietsers en andere gevaren op de weg. Het probleem met de huidige auto-LiDARsystemen is het slechte bereik en de onbetrouwbaarheid. Zo kunnen de conventionele systemen donkere voorwerpen in slecht licht met moeite waarnemen en functioneren ze niet goed als het regent of mistig is.
Maar Luminar Technologies Inc. heeft daar een oplossing voor gevonden, en met $36 miljoen aan durfkapitaal hebben ze hun eigen systeem van de grond af opgebouwd. Het uitvoerig geteste Luminar-systeem is vele malen beter dan de systemen van de concurrenten die slechts een bereik hebben van 35-50 meter en bovendien maar 65 km per uur rijden om snel genoeg te kunnen reageren. Luminar’s LiDAR kan fietsers, mannequins in donkere kleuren en zelfs een zwarte streep in slecht licht op 200 meter afstand zonder problemen waarnemen. Met dit nieuwe systeem zouden zelfrijdende auto’s met normale snelheden veilig de snelweg op kunnen. Dit is een enorme doorbraak die de omarming van zelfrijdende voertuigen naar verwachting in een stroomversnelling zal brengen.
Zelfs voetballen worden uitgerust met sensortechnologie
Wetenschappers en artsen hebben onlangs ontdekt dat traumatisch hersenletsel tijdens American football veel vaker voorkomt dan voorheen gedacht. Je kunt je ook wel voorstellen dat wanneer die bomen van kerels keer op keer met grof geweld tegen elkaar aanbotsen, zelfs de beste helmen niet afdoende zijn om letsel te voorkomen. Op nauwkeurige hersenscans van voormalige spelers was te zien dat maar liefst 40% tijdens hun sportcarrière hersenletsel opliep, inclusief traumatische encefalopathie, wat kan leiden tot dementie en in sommige gevallen zelfs tot zelfdoding.
Maar de National Football League is helmen met ingebouwde sensoren aan het testen die artsen langs de lijn kunnen waarschuwen zodra er sprake is van een hersenschudding, zelfs nog voordat spelers zelf iets merken. Het doel van de experimenten is om in de toekomst snelle zorg te kunnen bieden, maar ook om verwondingen of blessures te herkennen die door deze geharde atleten vaak tijdens het spel niet opgemerkt worden.
FIFA maakt gebruik van sensoren om het werk van lijn- en scheidsrechters makkelijker te maken. Voetballen met chips – waarmee scheidsrechters kunnen zien wanneer de bal de doellijn volledig overschrijdt – werden onlangs goedgekeurd. Maar de voornaamste reden waarom er in de voetbalsport steeds meer gebruik gemaakt wordt van sensortechnologie heeft veel overeenkomsten met de redenen van de NFL. Voetbalsterren zijn peperduur. Cristiano Ronaldo van Real Madrid verdient bijvoorbeeld $24 miljoen per jaar, en Carlos Tevez van Shenhua FC verdient niet minder dan $30 miljoen per jaar. Met dit soort bedragen zijn investeringen in dure sensortechnologie om de gezondheid en fitness van spelers te monitoren geen overbodige luxe. Coaches, trainers en artsen willen maar al te graag weten wanneer Tevez meer transpireert dan de bedoeling is of wanneer Ronaldo tekenen van een hamstringblessure vertoont.
In de toekomst wordt sportanalyse gedreven door nano-sensoren die aan het lichaam zijn bevestigd, waardoor een ‘actieve huid’ van geprinte microsensoren wordt gecreëerd. De huid stuurt big data naar KI-systemen om blessures in real time – tijdens trainingen of wedstrijden – te voorspellen, diagnosticeren en behandelen. Dit soort technologie zal sneller worden geïmplementeerd dan je denkt: in 2015 introduceerde Quell al hun Relief Band die rond de kuit wordt gedragen. De Relief Band maakt gebruik van neurotech om kniepijn te behandelen. Dit type 24/7 behandeling is de toekomst van sensortech in de gezondheidszorg en maakt veel traditionele medicatie straks overbodig.
Synthetische sensoren en de toekomst van slimme apparaten
Je bent waarschijnlijk al bekend met slimme thermostaten als Nest die de temperatuur van je huis aan je persoonlijke voorkeuren aanpassen. In de toekomst zitten onze woningen vol met slimme apparaten, en ook al klinkt dit voor de meesten zeer interessant, er zitten toch ook wel wat haken en ogen aan. Slimme apparaten zijn namelijk nogal prijzig en de bedragen kunnen dan ook behoorlijk hoog oplopen, vooral als je er verscheidene hebt die eigenlijk alleen individueel data verzamelen en versturen, en niet echt op elkaar afgestemd of met elkaar verbonden zijn.
De Future Interfaces Group, een interdisciplinair laboratorium van het Human-Computer Interaction Institute aan de Carnegie Mellon University, heeft daar een oplossing voor ontwikkeld. In plaats van te vertrouwen op meerdere slimme sensoren in verschillende verbonden apparaten (direct of ‘distributed sensing’) stellen zij een eenvoudigere, goedkopere en effectievere manier voor: een centraal monitoringspunt. Hun doel is om een ’plug and play’ sensorboard te ontwikkelen dat informatie verzamelt over alle apparaten die je huishouden draaiende houden, variërend van hoe lang de koelkastdeur open staat tot hoeveel waspoeder je nog hebt. Men noemt het een ‘synthetische’ sensor omdat het gegevens synthetiseert – rauwe data opneemt en deze in bruikbare informatie omzet.
De Future Interfaces Group houdt zich bezig met virtualisatie, de ‘hogere orde’ organisatie van data. Gegevens worden daarmee omgezet in bruikbare informatie. Net als in het geval van big data is ‘rauwe’ informatie nutteloos. Wat je wilt is inzicht. Het interesseert je vast niet hoeveel graden de lucht vlak boven je keukenvloer is, maar je wilt waarschijnlijk wel weten wanneer je de oven aan en open hebt laten staan. De Future Interfaces Group heeft dus een sensorboard ontwikkeld waarmee je een ‘domme’ kamer slim maakt; één enkel apparaat dat een breed scala aan gegevens verzamelt en analyseert en de informatie vervolgens inzichtelijk en bruikbaar maakt.
Slimme steden nóg intelligenter door sensortech
Montreal, de Frans-Canadese hoofdstad van Quebec, behoort tot de slimste steden ter wereld. In 2016 kreeg het de titel “Intelligente Gemeenschap van het Jaar”, en sindsdien heeft de stad niet stilgezeten. Montreal heeft – net als de meeste grote stedelijke centra – te kampen met verlammende verkeersopstoppingen, verouderende infrastructuur en ongunstige weersomstandigheden. Om deze problemen op een slimme manier te lijf te gaan, combineert de stad de beste sensortechnologie met kunstmatige intelligentie (KI).
In samenwerking met de startup Infra.AI hoopt de stad real-time informatie te verstrekken om haar burgers beter van dienst te kunnen zijn. Door stadsvoertuigen van LiDAR-systemen te voorzien en aanvullende informatie van drones en satellieten te verzamelen, is Montreal in staat efficiënter te functioneren en de woon- en leefkwaliteit van de inwoners te verbeteren. Deze sensorsystemen kunnen bijvoorbeeld slaggaten in de weg van slechts 30cm doorsnee herkennen, waarna reparatieteams automatisch ingeschakeld worden. Een ander voorbeeld is slimme verkeersinformatie – waarmee noodvoertuigen op de snelste manier naar de plaats van een ongeval geleid worden om potentiële dodelijke vertragingen te voorkomen. En dankzij het constante monitoren van de kritieke infrastructuur worden de overheidsinstanties van Montreal op tijd gewaarschuwd voor dreigende problemen. In samenwerking met Waze, een gecrowdsourcete Google Traffic App, gebruikt de stad meer dan 500 verkeerscamera’s en 700 slimme signalen om het openbaar vervoer te prioriteren, waardoor woon-werkverkeer met 15 tot 20% verkort wordt.
Alle steden zullen sensoren en kunstmatige intelligentie op een gegeven moment – en sneller dan je denkt – omarmen. Geen stadscentrum kan zich veroorloven om de kracht van deze instrumenten bij het oplossen van problemen als, bijvoorbeeld, congestie te ontkennen. Synthetische sensoren zullen binnenkort steeds populairder worden en dit is dan ook zeker een trend om in de gaten te houden. Straks hebben we nog maar één eenvoudig toestel nodig om ons hele huis slim te maken.
In de innovaties die onze woon- en leefkwaliteit verbeteren spelen sensoren een essentiële rol. Van het oplossen van verkeersproblemen en het redden van levens tot het transformeren van onze woningen en het bijhouden van de WK scores – sensortechnologie wordt almaar belangrijker en in de toekomst zullen we niet meer zonder kunnen.
