Interactieve revalidatiemachines

“Hier, dit is voor jou”, zegt io-studente Tamara Lazic´ van de Universiteit van Ljubljana terwijl ze met een grote glimlach een piepend telefoontje aangeeft. ‘Je hebt al 24 uur geen oefeningen gedaan!’, luidt een binnenkomend sms-bericht.
De afzender is Curve-it. Of althans, een computer waar Curve-it mee communiceert. Curve-it is een integraal sportpakje met daarin sensoren die bijhouden of patiënten met rugklachten thuis hun revalidatieoefeningen vaak genoeg en naar behoren doen. Hij presenteert de resultaten op een computerscherm en stuurt ze ook door naar de begeleidende arts zodat die de vorderingen op de voet kan volgen.
Het apparaat is een van de creaties om patiënten met uiteenlopende klachten te helpen revalideren. Studenten van universiteiten uit Engeland, Slovenië, Hongarije, Kroatië, Zwitserland en Nederland (drie deelnemers van de TU) presenteerden die afgelopen vrijdag bij Industrieel Ontwerpen. Zij werkten vijf maanden lang samen aan hun ontwerp via teleconferenties.
De TU is de initiatiefnemer van dit jaarlijkse project, het zogenaamde European Global Product Realisation. Vanuit de TU doen alleen IO-masterstudenten mee. Het internationale gezelschap is gemengder, variërend van elektronicastudenten tot luchtvaart- en ruimtevaartstudenten. “Het is belangrijk dat studenten leren samenwerken met buitenlandse collega’s”, zegt projectleider dr.ir. Niels Moes van IO. “Als je bij een groot bedrijf werkt en je moet in groepsverband een product ontwikkelen, dan zullen je collega’s zich vaak over de hele wereld bevinden.”
Elk jaar trekt een andere universiteit de kar. De ontvangende universiteit regelt contacten met bedrijven of instellingen die behoefte hebben aan slimme interactieve ontwerpen. Dit jaar was het Universitair Medisch Centrum Utrecht de ‘opdrachtgever’. 

Het bureau van prof.dr.ir. Jaap Haartsen staat vol met de nieuwste snufjes. Naast zijn computer ligt een ogenschijnlijk gewoon horloge, maar wie het uurwerk van dichtbij bekijkt, ziet veel afwijkende knopjes. Het klokje is voorzien van Bluetooth, en Haartsen kan, terwijl hij de tijd goed in de gaten houdt, zijn muziekinstallatie bedienen met behulp van zijn horloge. “Ik kan met mijn horloge mijn walkmantelefoon harder en zachter zetten en van nummer wisselen en ik kan er op zien wie mij op mijn mobiel belt”, zegt Haartsen. “Het is een soort afstandsbediening.”
Maar weinig mensen hebben een dergelijk multifunctioneel horloge, maar bij Haartsen is het niet uitzonderlijk. Hij draagt wel meer innovatieve apparaten tijdens zijn werk. Rond zijn nek bungelt een van de nieuwste headsets. Niet omdat de elektrotechnicus zo graag naar zijn eigen muziek luistert tijdens zijn werk bij Sony Ericsson. Het gaat Haartsen niet om de muziek, maar om de techniek die zich binnen in het apparaat bevindt. Haartsen is namelijk de bedenker van Bluetooth. Zonder zijn ontdekking zou het onmogelijk zijn om snoerloos met een headset te bellen en naar muziek te luisteren of om zonder draadjes data door te sturen.

Nu lijkt het de normaalste zaak van de wereld om zonder ingewikkelde snoeren bellend door het leven te gaan. Bouwvakkers informeren door middel van een klein oortje bij het thuisfront hoe laat het eten op tafel staat. Agenda’s hoeven niet meer te worden overgepend, met een druk op de knop is je agenda op zowel je computer als je I-phone of pda gesynchroniseerd. Alles met behulp van de Bluetooth-techniek. In 2006 werden al twaalf miljoen apparaten met Bluetooth per week verkocht. “En dat getal is alleen maar groter geworden”, zegt Haartsen.

Succes
De aantallen en het verkoopsucces hebben de elektrotechnicus volkomen verrast. Toen hij in de zomer van 1994 aan het Bluetooth-project begon, was hij er in zijn eentje mee bezig. “Ericsson had toentertijd een visie om een netwerk te creëren dat apparaten met elkaar zou laten communiceren. Zonder hulp van een basisstation. Dat was op dat moment nog helemaal niet mogelijk.”
Pda’s en computers konden in die tijd niet zonder hulp van het netwerk van de telefoon met elkaar communiceren. En daarmee stond Haartsen dan ook meteen voor een probleem. “De enige apparaten die zonder een basisstation werkten, waren walkietalkies. Zij communiceerden direct met elkaar met behulp van radiofrequenties. Maar probeer maar eens een frequentie te vinden die je mag gebruiken. Radio is zeer gereguleerd. Je kunt niet zomaar op een gsm frequentie gaan uitzenden, want dan krijg je meteen de politie achter je aan.”

Uiteindelijk werd een radioverbinding gevonden in de 2,45 GHz-band, waar ook babyfoons, de afstandsbediening van garagedeuren en wifi op zitten. De licentie daarvoor was een politiek schaakspel.
Haartsen stond voor veel technische problemen, die niet met een vingerknip waren op te lossen. “Al snel was ik er met veel collega’s mee bezig. Ik richtte mij voornamelijk op de theorie en vroeg mijn collega’s of zij het konden implementeren en bouwen.”
Haartsen en zijn collega’s zochten naar selectieve filters die ze zo klein mogelijk wilden maken op het silicium, het basismateriaal voor alle chips. “Als je in een radiosysteem zit, bevind je je in een gedeeld spectrum en heb je selectieve filters nodig om ervoor te zorgen dat de verschillende apparaten en gebruikers elkaar niet storen. Maar het was erg lastig in het begin om zulke selectieve filters te krijgen op silicium. Met nieuwe technieken konden we de filters toch op de chips krijgen, die zelf ook steeds kleiner werden”, zegt Haartsen. “Bovendien moest het systeem zo weinig mogelijk energie verbruiken, want anders ben je steeds batterijen aan het vervangen.”
Om storen van verschillende apparaten te voorkomen, bedacht de elektrotechnicus het frequency hopping-systeem. “Als twee gebruikers in dezelfde frequentie zitten, krijg je allebei een storing en werkt het apparaat niet”, zegt Haartsen. “Het is best lastig om dat te voorkomen. Een transmitter en een ontvanger moeten in dezelfde frequentie zitten, anders werkt het niet. Maar jouw transmitter en ontvanger moeten wel een ander hop-patroon volgen dan een andere gebruiker. Je kunt moeilijk tegen iemand met een zelfde apparaat zeggen dat hij niet in je buurt mag komen, omdat jij daar bezig bent en hij je apparaat anders stoort. Daarom hopt Bluetooth iedere zeshonderd microseconde van frequentie volgens een uniek patroon en heb je dat probleem niet. Ik wilde dat minstens tien gebruikers in dezelfde ruimte konden staan, zonder storingen. Ik word namelijk gestoord als een apparaat niet werkt en dat wilde ik hierbij met alle macht voorkomen.”

Mentale druk
Het bedrijf kreeg al gauw door dat het met het systeem goud in handen had. “Alle marketingmensen riepen toen dat Bluetooth een ontzettend succesvol systeem zou worden en dat er miljoenen van verkocht zouden worden. “Dat zorgde bij ons voor een enorme mentale druk”, zegt Haartsen. “Want we hadden nog geen bit van het ene naar het andere apparaat verstuurd.”
De eerste keer dat dit wel lukte, kan Haartsen zich nog goed herinneren. “We stonden met grote testboarden. De een aan het begin van de gang, de ander aan het eind. En het lukte om informatie aan elkaar door te sturen. Dat was geweldig, een enorme bevrediging dat alles wat je in al die jaren hebt bedacht zijn vruchten afwerpt.”
Haartsen denkt dat Bluetooth vooral zo succesvol is geworden, omdat de techniek in allerlei apparaten te gebruiken is en niet aan een bepaald merk verbonden is. “Voor gebruikers is het niet fijn als er verschillende standaarden zijn voor een bepaald apparaat, omdat je dan steeds nieuwe dingen moet aanschaffen en sommige systemen niet werken bij bepaalde apparaten. Bluetooth werkt bij elk apparaat. Wij waren de eerste en omdat het goed werkt, zijn wij de standaard geworden. Dat was ons geluk.”
De elektrotechnicus had als klein kind al een grote fascinatie voor elektrotechniek. “Ik las de Kijk en zag hoe Chriet Titulaer allerlei nieuwe dingen ontwierp. Daarin sleurde hij me helemaal mee. Ik sloopte oude tv’s uit elkaar om te zien hoe ze er van binnen uit zagen. Radiografisch bestuurbare vliegtuigen vond ik fantastisch, maar helaas mocht ik die toentertijd niet hebben. Radio was grote magie voor mij. Ik vond het fantastisch om ingewikkelde technische puzzels op te lossen. En dat heb ik nog steeds.”
Bij elektrotechniek op de TU Delft voelde hij zich dan ook erg op zijn plaats. “Ik vond al die theorie die ik kreeg fijn. Ik vond het niet erg dat er maar weinig practica waren. Ik kijk nog geregeld mijn oude studieboeken in om ingewikkelde dingen op te zoeken. Ik heb nog steeds veel aan mijn studie.”
Haartsen is nog lang niet uitgepuzzeld. Hij is nu vooral bezig om hogere datasnelheden met Bluetooth te halen en om andere technologieën onder de Bluetooth-paraplu te krijgen. “We zijn vooral bezig met gadgets en sensoren rond het lichaam. Een stappenteller in je schoen communiceert naar je telefoon, gps, zodat je thuis achter je computer kunt zien waar en hoeveel stappen je hebt gezet. Nu is dat alleen nog maar mogelijk als je Nike’s hebt, en een bepaalde telefoon. Wij willen dat iedereen met een mobiele telefoon dat straks kan. Deze techniek moet voor iedereen beschikbaar zijn. Niet voor exclusieve gebruikers.”

“Hier, dit is voor jou”, zegt io-studente Tamara Lazic´ van de Universiteit van Ljubljana terwijl ze met een grote glimlach een piepend telefoontje aangeeft. ‘Je hebt al 24 uur geen oefeningen gedaan!’, luidt een binnenkomend sms-bericht.

De afzender is Curve-it. Of althans, een computer waar Curve-it mee communiceert. Curve-it is een integraal sportpakje met daarin sensoren die bijhouden of patiënten met rugklachten thuis hun revalidatieoefeningen vaak genoeg en naar behoren doen. Hij presenteert de resultaten op een computerscherm en stuurt ze ook door naar de begeleidende arts zodat die de vorderingen op de voet kan volgen.

Het apparaat is een van de creaties om patiënten met uiteenlopende klachten te helpen revalideren. Studenten van universiteiten uit Engeland, Slovenië, Hongarije, Kroatië, Zwitserland en Nederland (drie deelnemers van de TU) presenteerden die afgelopen vrijdag bij Industrieel Ontwerpen. Zij werkten vijf maanden lang samen aan hun ontwerp via teleconferenties.

De TU is de initiatiefnemer van dit jaarlijkse project, het zogenaamde European Global Product Realisation. Vanuit de TU doen alleen IO-masterstudenten mee. Het internationale gezelschap is gemengder, variërend van elektronicastudenten tot luchtvaart- en ruimtevaartstudenten.

“Het is belangrijk dat studenten leren samenwerken met buitenlandse collega’s”, zegt projectleider dr.ir. Niels Moes van IO. “Als je bij een groot bedrijf werkt en je moet in groepsverband een product ontwikkelen, dan zullen je collega’s zich vaak over de hele wereld bevinden.”

Elk jaar trekt een andere universiteit de kar. De ontvangende universiteit regelt contacten met bedrijven of instellingen die behoefte hebben aan slimme interactieve ontwerpen. Dit jaar was het Universitair Medisch Centrum Utrecht de ‘opdrachtgever’. 

Vorig jaar moesten studenten voor een bedrijf in Kroatië nieuwe gebruiksdoeleinden bedenken en uitwerken voor zeecontainers. Ze toverden ze om in douanehuisjes of marktkraampjes. En het jaar daarvoor moesten ze in London etalages ontwerpen voor mannelijke cosmetica.

“Een week geleden ontmoetten we elkaar pas voor het eerst”, zegt José Maas, een van de drie Delftse deelnemers. “We hadden de taken verdeeld. De een werkte bijvoorbeeld aan het apparaat zelf, en een ander aan de interface. De afgelopen dagen hebben we alle onderdelen gecombineerd. Dat was heel spannend.”

Spannend is ook de uitvinding van Maas en haar medestudenten bedoeld voor polsrevalidaties, The Wristler. Met de The Wristler train je je pols door met een knuppel een vliegtuigje op een beeldscherm in de lucht te houden. Maak je te wilde bewegingen – heftigere bewegingen dan de arts toestaat – dan gaan rode lampjes branden en slaat het vliegtuigje uiteindelijk op tilt. Beweeg je onvoldoende, dan stort je ook neer.

Handig voor als een schouderklopje van een arts je niet genoeg motiveert, of als een boos sms-bericht je niet voldoende afschrikt om je bij de les te houden.