Betrokken mensen: Een bril die het onzichtbare zichtbaar maakt, een zakcomputer die weet waar hij zich bevindt. In het draadloze communicatieonderzoek knaagt de vraag: wat komt er eigenlijk na GSM en PDA?Het is u misschien niet opgevallen, maar pal voor de aula staat sinds enige tijd een standbeeld.
Delen
Een gespierde held uit de Griekse oudheid is het, midden op het voetpad dat naar de ingang van de aula leidt. Nooit iets van gemerkt? Dan had u ook maar de speciale bril moeten dragen waaraan het Delfts interdisciplinair onderzoekscentrum (Dioc) Alomtegenwoordige Communicatie (‘ubiquitous communications’, ofwel Ubicom) de afgelopen vier jaar heeft gewerkt.
Alomtegenwoordige communicatie, het klinkt pompeus. Maar: ,,Communicatie wordt in onze maatschappij steeds meer alomtegenwoordig”, zo stelde de eerste man van het Dioc, prof.dr.ir. Inald Lagendijk vorige week vast tijdens het multimediasymposium Mmsa 2002. ,,Dat is eigenlijk al zo sinds de doorbraak van de mobiele telefoon.”
De onderzoekers van Ubicom % elektrotechnici, natuurkundigen, geodeten, computertechnici en industrieel ontwerpers % bundelden destijds de krachten om een speciaal soort virtual reality op te wekken: eentje die naadloos aansluit op de échte werkelijkheid. Zie het standbeeld voor de aula: je kunt eromheen lopen en hem van alle kanten bekijken, alsof hij er écht staat. AR of Augmented reality, is de term daarvoor: ’toegevoegde werkelijkheid’.
Handig, zo’n bril. Je zou er nog niet bestaande bouwprojecten mee kunnen beoordelen, of bijvoorbeeld kunnen bekijken hoe een tram in de TU-wijk eruit ziet. Onderhoudsmonteurs zouden hem gebruiken om in drie dimensies te zien waar ingegraven en weggewerkte leidingen lopen. Gamers zouden er allerlei spannende computerspelen mee kunnen spelen. Bibliotheekbezoekers zouden het boek dat ze zoeken dwars door het gebouw heen kunnen zien oplichten. Artsen zouden via de bril extra informatie kunnen krijgen tijdens een operatie. Toeristen zouden hem kunnen gebruiken om de weg te vinden, door richtingaanwijzertjes op de bril te projecteren. Of, zo opperde Dioc-grondlegger dr.ir. Ed Deprettere vier jaar geleden, misschien kon de vermeerderde werkelijkheid met slimme lasers wel rechtstreeks op het netvlies worden geprojecteerd.
Kitscherig
Maar het viel niet mee. Al na een paar jaar toonde een promovendus aan dat het met de netvliesprojectie niet zou lukken. Het Dioc slaagde er maar niet in de apparatuur draagbaar te krijgen. En worstelde met de datacompressie: de spookbril moet immers iedere seconde minstens een megabyte aan video-informatie wegschieten en verwerken % draadloos, welteverstaan.
De Ubicombril blijft voorlopig wat hij na ruwweg negen maanden onderzoek ongeveer al was: een onhandelbaar laboratoriumapparaat waarmee je een kitscherig beeld uit het tuincentrum voor de aula kunt zien staan. ,,Ubicom had toch wat moeite met het vinden van de ultieme killer-applicatie”, zegt dr.ir. Wouter Serdijn, een van de projectleiders van het onderzoek. ,,We zijn weer vijf jaar verder sinds we begonnen, men kijkt weer net iets anders aan tegen telecommunicatie.”
Alle reden voor bedrukte gezichten op het Mmsa-symposium waar Ubicom officieel werd beëindigd, zou je zeggen. Niets is minder waar. De bril die de werkelijkheid moest vermeerderen was immers slechts richtsnoer voor het onderzoek, benadrukt Lagendijk. ,,We gingen een beetje voor het ‘man-op-de-maanidee’. Zo’n systeem ontwerpen is een uitdaging die de techniek op allerlei manieren voortstuwt.”
Zo heeft Ubicom geleid tot belangrijke nieuwe inzichten over stroomverbruik, miniaturisatie, videotechniek en compressie. Ubicom kreeg een zeer goede internationale beoordeling, met veelzeggend genoeg een ‘excellent’ voor ‘wetenschappelijke impact’. Bovendien heeft het programma de samenwerking tussen de verschillende vakken gesmeerd en een aantal kundige doctors en ingenieurs opgeleverd, stelt Serdijn vast. ,,Mijn zoontje wilde laatst ook al weten wanneer die bril waaraan ik werk in de winkel te koop is. Maar zo werkt het niet. Het apparaat ligt tien kilometer ver weg, en wij wilden vijf kilometer vorderen. Goed: vervolgens blijkt het apparaat niet tien, maar elf kilometer van ons verwijderd. Dat neemt dat niet weg dat we nog altijd vijf kilometer zijn opgeschoten.”
Dierenrijk
Misschien ligt de toekomst van Ubicom voorlopig elders: in zakcomputers. Neem het apparaat waaraan dr.ir. David Keyson en zijn collega’s van industrieel ontwerpen al een paar jaar werken. Een ‘elektronische mobiele gids’, dat is waar Keyson op inzet. Bedoeld voor een nogal onverwachte plaats: Artis. Bezoekers van de dierentuin kunnen bij de ingang een zakcomputertje huren. Daarop niet alleen nieuws en een inzoombare plattegrond, maar ook een educatieve quiz. Volgens onderzoek van IO-afstudeerder Julie Beusmans brengt zo’n digitaal vraag- en antwoordspelletje kennis over het dierenrijk ruim twee keer zo goed bij als een quiz vanaf papier.
De toerist van informatie voorzien % nu het Ubicom-programma erop zit, is dat de nieuwe metafoor waaraan Lagendijk en collega’s hun onderzoek ophangen. Geef de toerist een zakcomputer mee, zo luidt ongeveer het idee. De palmtop zal hem de weg wijzen, zijn openbaar vervoer uitzoeken, hem vertellen wat er in het museum te zien is en zijn hotel boeken % als een persoonlijke gids. ‘Cactus’, luidt deopvallende naam van een van de onderzoeksprogramma’s die Ubicom opvolgt: ‘Context aware communication, terminal and user’. Uitvoerende partijen: TNO en de faculteiten ITS en OCP. Vlak daarlangs start een groot onderzoek naar draadloze, ultrahoge breedband communicatietechniek, ‘Airlink’ geheten. Het apparaat aan het eind van de tunnel is ditmaal geen bril, maar een zogeheten i-Dea: ‘intelligent device acting as an electronic agent’.
Lagendijk zegt het maar meteen: ook i-Dea is eerder onderzoeksleidraad dan een apparaat dat er moet en zal komen. Het scenario van de toerist die op pad gaat met i-Dea heet dan ook nadrukkelijk een ‘verhaallijn’, een metafoor die aanschouwelijk maakt waartoe het onderzoek kan leiden. Kán, want de wetenschap achter de palmtoppende toerist is bepaald pittig. Zo moet het Airlink-onderzoek trucs bedenken om draadloze communicatietechniek, waarvoor men nu nog een complete radarinstallatie nodig heeft, in een handzaam zakmachientje te proppen. ,,Liefst niet groter dan een creditcard”, volgens Serdijn.
De andere grote onderzoeksuitdaging is de ontwikkeling van een handcomputer die ‘weet’ waar hij zich bevindt en wat zijn eigenaar wil. Dat zou bijvoorbeeld het hanteren van een stadsplattegrond flink vergemakkelijken. ,,Individuen die ergens staan hebben altijd moeite om een plattegrond mentaal te roteren”, schrijft ook Keyson in zijn Artis-onderzoek. En i-Dea moet zich driedimensionaal kunnen oriënteren: je staat voor een gebouw, en de computer weet waar de ingang zit, of beter nog: welk gebouw het is. ,,We zijn optimistisch dat zulke toepassingen gaan lukken”, zegt Siyka Zlatanova, een van de onderzoekers die studeert op het probleem. ,,De overgang van tweedimensionale naar driedimensionale plattegronden is in gang gezet.” Maar eerlijk is eerlijk, problemen zijn er ook. Zo bestaan de driedimensionale stadsplattegronden die nodig zijn voor de 3D-herkenning nog nauwelijks.
Valkuil
En dan is er dat andere probleem: dat van de killer-toepassing. Wie werkt aan futuristische communicatietechniek, riskeert uit te komen op een apparaat waar niemand op zit te wachten, hoe handig het toestel misschien ook lijkt. ,,We hebben regelmatig stevige discussies gehad over de zin en onzin van augmented reality als richtsnoer voor het onderzoek”, stelt Lagendijk. Ook Keyson kent de valkuil: ,,De ontwikkelingen in de technologie gecombineerd met de snelheid waarmee nieuwe producten verschijnen heeft de verwachting van de gebruiker ingehaald. Daardoor zijn veel bedrijven op zoek naar economisch haalbare toepassingen voor nieuwe technologie. In het geval van de elektronische gids zien dierentuinbezoekers die onbekend zijn met personal digital assistants en mobiele informatietechnologie wellicht niet in wat een elektronische gids te bieden heeft.” Afgezien daarvan zijn Europeanen toch al een beetje bangig als het gaat om nieuwe techniek, zo constateerde ook multimediadirecteur Emile Aarts van Philips Research eerder dit jaar op een ict-conferentie. ,,Als universiteit moet je je voortdurend afvragen: wat zou er over vijf jaar zijn?” zegt Serdijn. ,,Daar moet je dan de eieren leggen, en ervoor zorgen dat de industrie het oppikt.”
Dat zoiets teleurstellend kan uitpakken ondervond Keyson toen hij de dierentuinpalmtop wilde introduceren in Artis. ,,We zijn er na een proef van twee maanden maar weer mee gestopt”, meldt een woordvoerster van Artis desgevraagd. ,,Er bleek toch te weinig vraag naar.”
www.ubicom.tudelft.nl
www.cactus.tudelft.nl
www.airlink.tudelft.nl
www.freeband.nl
17 promovendi en postdocs, 20 afstudeerders; 20 onderzoekers en ondersteunende personeelsleden in deeltijd
Mooiste resultaat:
De samenwerking (en soms verhitte discussies) tussen de verschillende disciplines uit vier faculteiten: ITS, Citg, TNW, en OCP. Vanuit verschillende invalshoeken is gekeken naar de samenbindende onderwerpen ‘low power’, ‘quality of service’, en ‘system approach’. Met name deze brede insteek is in internationaal verband opgevallen.
Grootste teleurstelling:
Het discontinueren van de Diocs. Strategisch gepositioneerde Diocs in combinatie met veel vrijheid voor de programmaleider kunnen de TU-Delft op geselecteerde terreinen snel en slagvaardig op de (inter)nationale kaart zetten, zoals onder meer de Diocs Ubicom en Imds (intelligent molecular diagnosis system) bewijzen. Het is jammer dat na zo’n korte looptijd het unieke Dioc-mechanisme wordt vervangen door geïnstitutionaliseerde en veel behoudendere speerpunten.
Aardigste spin-off:
De zogeheten Lart (www.lart.tudelft.nl): een embedded systeem opgebouwd rond een ARM-processor. Dit systeem vormt een belangrijkebouwsteen in verschillende test- en meetopstellingen in Ubicom. Heeft internationaal nogal wat aandacht getrokken. Samen met enkele bewegingssensoren vormt Lart het hart van een programmeerbaar systeem dat dit kwartaal voor het eerst in de bachelor informatica wordt gebruikt
Welk probleem moet echt worden opgelost:
Door de toename van complexiteit en rekenkracht in steeds compactere systemen worden we overspoeld door informatie in allerlei soorten en maten. We moeten daarom technische systemen ontwikkelen die de rekenkracht en de snelheid van huidige en toekomstige processoren combineren met de menselijke ingenuïteit, om zo te komen tot, zeg maar, intelligente systemen.
(Gegevens verstrekt door prof.dr.ir. Inald Lagendijk)
Een bril die het onzichtbare zichtbaar maakt, een zakcomputer die weet waar hij zich bevindt. In het draadloze communicatieonderzoek knaagt de vraag: wat komt er eigenlijk na GSM en PDA?
Het is u misschien niet opgevallen, maar pal voor de aula staat sinds enige tijd een standbeeld. Een gespierde held uit de Griekse oudheid is het, midden op het voetpad dat naar de ingang van de aula leidt. Nooit iets van gemerkt? Dan had u ook maar de speciale bril moeten dragen waaraan het Delfts interdisciplinair onderzoekscentrum (Dioc) Alomtegenwoordige Communicatie (‘ubiquitous communications’, ofwel Ubicom) de afgelopen vier jaar heeft gewerkt.
Alomtegenwoordige communicatie, het klinkt pompeus. Maar: ,,Communicatie wordt in onze maatschappij steeds meer alomtegenwoordig”, zo stelde de eerste man van het Dioc, prof.dr.ir. Inald Lagendijk vorige week vast tijdens het multimediasymposium Mmsa 2002. ,,Dat is eigenlijk al zo sinds de doorbraak van de mobiele telefoon.”
De onderzoekers van Ubicom % elektrotechnici, natuurkundigen, geodeten, computertechnici en industrieel ontwerpers % bundelden destijds de krachten om een speciaal soort virtual reality op te wekken: eentje die naadloos aansluit op de échte werkelijkheid. Zie het standbeeld voor de aula: je kunt eromheen lopen en hem van alle kanten bekijken, alsof hij er écht staat. AR of Augmented reality, is de term daarvoor: ’toegevoegde werkelijkheid’.
Handig, zo’n bril. Je zou er nog niet bestaande bouwprojecten mee kunnen beoordelen, of bijvoorbeeld kunnen bekijken hoe een tram in de TU-wijk eruit ziet. Onderhoudsmonteurs zouden hem gebruiken om in drie dimensies te zien waar ingegraven en weggewerkte leidingen lopen. Gamers zouden er allerlei spannende computerspelen mee kunnen spelen. Bibliotheekbezoekers zouden het boek dat ze zoeken dwars door het gebouw heen kunnen zien oplichten. Artsen zouden via de bril extra informatie kunnen krijgen tijdens een operatie. Toeristen zouden hem kunnen gebruiken om de weg te vinden, door richtingaanwijzertjes op de bril te projecteren. Of, zo opperde Dioc-grondlegger dr.ir. Ed Deprettere vier jaar geleden, misschien kon de vermeerderde werkelijkheid met slimme lasers wel rechtstreeks op het netvlies worden geprojecteerd.
Kitscherig
Maar het viel niet mee. Al na een paar jaar toonde een promovendus aan dat het met de netvliesprojectie niet zou lukken. Het Dioc slaagde er maar niet in de apparatuur draagbaar te krijgen. En worstelde met de datacompressie: de spookbril moet immers iedere seconde minstens een megabyte aan video-informatie wegschieten en verwerken % draadloos, welteverstaan.
De Ubicombril blijft voorlopig wat hij na ruwweg negen maanden onderzoek ongeveer al was: een onhandelbaar laboratoriumapparaat waarmee je een kitscherig beeld uit het tuincentrum voor de aula kunt zien staan. ,,Ubicom had toch wat moeite met het vinden van de ultieme killer-applicatie”, zegt dr.ir. Wouter Serdijn, een van de projectleiders van het onderzoek. ,,We zijn weer vijf jaar verder sinds we begonnen, men kijkt weer net iets anders aan tegen telecommunicatie.”
Alle reden voor bedrukte gezichten op het Mmsa-symposium waar Ubicom officieel werd beëindigd, zou je zeggen. Niets is minder waar. De bril die de werkelijkheid moest vermeerderen was immers slechts richtsnoer voor het onderzoek, benadrukt Lagendijk. ,,We gingen een beetje voor het ‘man-op-de-maanidee’. Zo’n systeem ontwerpen is een uitdaging die de techniek op allerlei manieren voortstuwt.”
Zo heeft Ubicom geleid tot belangrijke nieuwe inzichten over stroomverbruik, miniaturisatie, videotechniek en compressie. Ubicom kreeg een zeer goede internationale beoordeling, met veelzeggend genoeg een ‘excellent’ voor ‘wetenschappelijke impact’. Bovendien heeft het programma de samenwerking tussen de verschillende vakken gesmeerd en een aantal kundige doctors en ingenieurs opgeleverd, stelt Serdijn vast. ,,Mijn zoontje wilde laatst ook al weten wanneer die bril waaraan ik werk in de winkel te koop is. Maar zo werkt het niet. Het apparaat ligt tien kilometer ver weg, en wij wilden vijf kilometer vorderen. Goed: vervolgens blijkt het apparaat niet tien, maar elf kilometer van ons verwijderd. Dat neemt dat niet weg dat we nog altijd vijf kilometer zijn opgeschoten.”
Dierenrijk
Misschien ligt de toekomst van Ubicom voorlopig elders: in zakcomputers. Neem het apparaat waaraan dr.ir. David Keyson en zijn collega’s van industrieel ontwerpen al een paar jaar werken. Een ‘elektronische mobiele gids’, dat is waar Keyson op inzet. Bedoeld voor een nogal onverwachte plaats: Artis. Bezoekers van de dierentuin kunnen bij de ingang een zakcomputertje huren. Daarop niet alleen nieuws en een inzoombare plattegrond, maar ook een educatieve quiz. Volgens onderzoek van IO-afstudeerder Julie Beusmans brengt zo’n digitaal vraag- en antwoordspelletje kennis over het dierenrijk ruim twee keer zo goed bij als een quiz vanaf papier.
De toerist van informatie voorzien % nu het Ubicom-programma erop zit, is dat de nieuwe metafoor waaraan Lagendijk en collega’s hun onderzoek ophangen. Geef de toerist een zakcomputer mee, zo luidt ongeveer het idee. De palmtop zal hem de weg wijzen, zijn openbaar vervoer uitzoeken, hem vertellen wat er in het museum te zien is en zijn hotel boeken % als een persoonlijke gids. ‘Cactus’, luidt deopvallende naam van een van de onderzoeksprogramma’s die Ubicom opvolgt: ‘Context aware communication, terminal and user’. Uitvoerende partijen: TNO en de faculteiten ITS en OCP. Vlak daarlangs start een groot onderzoek naar draadloze, ultrahoge breedband communicatietechniek, ‘Airlink’ geheten. Het apparaat aan het eind van de tunnel is ditmaal geen bril, maar een zogeheten i-Dea: ‘intelligent device acting as an electronic agent’.
Lagendijk zegt het maar meteen: ook i-Dea is eerder onderzoeksleidraad dan een apparaat dat er moet en zal komen. Het scenario van de toerist die op pad gaat met i-Dea heet dan ook nadrukkelijk een ‘verhaallijn’, een metafoor die aanschouwelijk maakt waartoe het onderzoek kan leiden. Kán, want de wetenschap achter de palmtoppende toerist is bepaald pittig. Zo moet het Airlink-onderzoek trucs bedenken om draadloze communicatietechniek, waarvoor men nu nog een complete radarinstallatie nodig heeft, in een handzaam zakmachientje te proppen. ,,Liefst niet groter dan een creditcard”, volgens Serdijn.
De andere grote onderzoeksuitdaging is de ontwikkeling van een handcomputer die ‘weet’ waar hij zich bevindt en wat zijn eigenaar wil. Dat zou bijvoorbeeld het hanteren van een stadsplattegrond flink vergemakkelijken. ,,Individuen die ergens staan hebben altijd moeite om een plattegrond mentaal te roteren”, schrijft ook Keyson in zijn Artis-onderzoek. En i-Dea moet zich driedimensionaal kunnen oriënteren: je staat voor een gebouw, en de computer weet waar de ingang zit, of beter nog: welk gebouw het is. ,,We zijn optimistisch dat zulke toepassingen gaan lukken”, zegt Siyka Zlatanova, een van de onderzoekers die studeert op het probleem. ,,De overgang van tweedimensionale naar driedimensionale plattegronden is in gang gezet.” Maar eerlijk is eerlijk, problemen zijn er ook. Zo bestaan de driedimensionale stadsplattegronden die nodig zijn voor de 3D-herkenning nog nauwelijks.
Valkuil
En dan is er dat andere probleem: dat van de killer-toepassing. Wie werkt aan futuristische communicatietechniek, riskeert uit te komen op een apparaat waar niemand op zit te wachten, hoe handig het toestel misschien ook lijkt. ,,We hebben regelmatig stevige discussies gehad over de zin en onzin van augmented reality als richtsnoer voor het onderzoek”, stelt Lagendijk. Ook Keyson kent de valkuil: ,,De ontwikkelingen in de technologie gecombineerd met de snelheid waarmee nieuwe producten verschijnen heeft de verwachting van de gebruiker ingehaald. Daardoor zijn veel bedrijven op zoek naar economisch haalbare toepassingen voor nieuwe technologie. In het geval van de elektronische gids zien dierentuinbezoekers die onbekend zijn met personal digital assistants en mobiele informatietechnologie wellicht niet in wat een elektronische gids te bieden heeft.” Afgezien daarvan zijn Europeanen toch al een beetje bangig als het gaat om nieuwe techniek, zo constateerde ook multimediadirecteur Emile Aarts van Philips Research eerder dit jaar op een ict-conferentie. ,,Als universiteit moet je je voortdurend afvragen: wat zou er over vijf jaar zijn?” zegt Serdijn. ,,Daar moet je dan de eieren leggen, en ervoor zorgen dat de industrie het oppikt.”
Dat zoiets teleurstellend kan uitpakken ondervond Keyson toen hij de dierentuinpalmtop wilde introduceren in Artis. ,,We zijn er na een proef van twee maanden maar weer mee gestopt”, meldt een woordvoerster van Artis desgevraagd. ,,Er bleek toch te weinig vraag naar.”
www.ubicom.tudelft.nl
www.cactus.tudelft.nl
www.airlink.tudelft.nl
www.freeband.nl
17 promovendi en postdocs, 20 afstudeerders; 20 onderzoekers en ondersteunende personeelsleden in deeltijd
Mooiste resultaat:
De samenwerking (en soms verhitte discussies) tussen de verschillende disciplines uit vier faculteiten: ITS, Citg, TNW, en OCP. Vanuit verschillende invalshoeken is gekeken naar de samenbindende onderwerpen ‘low power’, ‘quality of service’, en ‘system approach’. Met name deze brede insteek is in internationaal verband opgevallen.
Grootste teleurstelling:
Het discontinueren van de Diocs. Strategisch gepositioneerde Diocs in combinatie met veel vrijheid voor de programmaleider kunnen de TU-Delft op geselecteerde terreinen snel en slagvaardig op de (inter)nationale kaart zetten, zoals onder meer de Diocs Ubicom en Imds (intelligent molecular diagnosis system) bewijzen. Het is jammer dat na zo’n korte looptijd het unieke Dioc-mechanisme wordt vervangen door geïnstitutionaliseerde en veel behoudendere speerpunten.
Aardigste spin-off:
De zogeheten Lart (www.lart.tudelft.nl): een embedded systeem opgebouwd rond een ARM-processor. Dit systeem vormt een belangrijkebouwsteen in verschillende test- en meetopstellingen in Ubicom. Heeft internationaal nogal wat aandacht getrokken. Samen met enkele bewegingssensoren vormt Lart het hart van een programmeerbaar systeem dat dit kwartaal voor het eerst in de bachelor informatica wordt gebruikt
Welk probleem moet echt worden opgelost:
Door de toename van complexiteit en rekenkracht in steeds compactere systemen worden we overspoeld door informatie in allerlei soorten en maten. We moeten daarom technische systemen ontwikkelen die de rekenkracht en de snelheid van huidige en toekomstige processoren combineren met de menselijke ingenuïteit, om zo te komen tot, zeg maar, intelligente systemen.
(Gegevens verstrekt door prof.dr.ir. Inald Lagendijk)
Comments are closed.