Dries Vanoost

Dries Vanoost

Onderzoeker bij Telecommunicatie en Microgolven (TELEMIC) aan KU Leuven Campus Brugge

Mijn expertise zorgt ervoor dat toekomstige machines niet alleen slimmer, maar ook betrouwbaarder en veiliger werken. We weten dat mens en machine in de toekomst meer zullen samenwerken. Je kan mijn expertise het best omschrijven als het bevorderen van betrouwbare (draadloze) communicatie en conditiemonitoring van elektrische aangedreven mechatronische systemen. Als mens en machine moeten samenwerken, moet men kunnen communiceren met elkaar. Systemen communiceren via elektromagnetische golven, terwijl de mens via (druk)geluidsgolven communiceert. Deze elektromagnetische golven worden makkelijk verstoord door verschillende factoren. Sinds het laatste decennium zijn het aantal elektromagnetische storingen in onze omgeving exponentieel toegenomen. Dit vormt een zeer grote uitdaging voor elektrisch aangedreven mechatronische systemen. De bekendste storing was het geluid dat je op je computer of radio hoorde vlak voor je een sms ontving. Dit was misschien vervelend, maar had geen verdere gevolgen. Veel grotere gevolgen waren er met de eerste generatie elektronica die de ABS op een voertuig controleerde. Deze werden ongewenst geactiveerd door een mobiele radiotransmitter, zoals een politieradio. Dat had toch wat grotere gevolgen… Deze evolutie en bijhorende uitdaging tonen aan dat het cruciaal is dat autonome systemen zelfstandig kunnen bepalen of ze aan het falen zijn. Dit doen we aan de hand van conditiemonitoring door het plaatsen van sensoren. Deze sensoren zijn de zintuigen van het systeem. Hierdoor zullen de systemen zelf melden wanneer ze vroegtijdig falen. Hierdoor krijgen we belangrijke inzichten!

Met mijn expertise creëren we meer betrouwbare en veilige elektrisch aangedreven systemen onder harde werkingsomstandigheden. Concreet kan dit over het volgende gaan:

§  Een analyse van de elektromagnetische actuatoren. Hierbij ga ik na wat de zwaktes en sterktes van het systeem zijn. Na deze analyse stel ik mogelijke alternatieven voor ter optimalisatie.

§  Elektromagnetische storingen kunnen een volledig system plat leggen. Dit gebeurt meestal niet van vandaag op morgen, maar is een opeenstapeling van opgebouwde problemen. De uitdaging zit in het zoeken van die problemen en natuurlijk oplossen.

§  De communicatie binnen veiligheidskritishe toepassingen betrouwbaarder maken. Meestal kiest men voor een triple-redundant systeem, maar dat is vaak niet voldoende. Dit systeem moet voldoende divers zijn om gewapend te zijn tegen externe fouten.

§  Conditiemonitoring via elektromagnetische grootheden. Hoe kunnen we optimaal luisteren naar onze systemen? Wanneer we meten, meten we vaak ruis. Dit zijn zaken die we meten, maar die we niet kunnen linken aan een specifieke oorzaak. Het is cruciaal om dit correct te detecteren, interpreteren en corrigeren om vroegtijdig falen en het extra belasten van andere subsystemen te vermijden. Een typisch voorbeeld is hier Motor Current Signal Analyse (MCSA).

Mijn eigen elektrisch motorconcept. In het laatste jaar van mijn masteropleiding had ik het idee om een elektrische motor te maken die geen gebruikt maakt van (kostelijke) spoelen om elektromagnetische velden te genereren. Een motor zonder spoelen zou vooral voordelen opleveren naar miniaturisatie, aangezien het heel moeilijk is om kleine spoelen te maken. Ik kreeg de kans om hierrond mijn masterproef te maken. Eindresultaat: een theoretisch concept. 

Later kreeg ik een toenmalige IWT-doctoraatsbeurs. Hiermee heb ik die motor zonder spoelen zonder gemaakt. Het draaiveld wordt nu gemaakt door de fluxvelden te controleren met een innovatieve magnetische schakelaar. Deze is gemaakt door een smart composiet dat gebruik maakt van magnetostrictie en piezoelektrische eigenschappen. Hierdoor kan je de magnetische fluxpatronen manipuleren. Mijn doctoraat heeft naast de publicatie ook geleid tot het patent De Gersem, H., Gielen, G., Peuteman, J., Pissoort, D., & Vanoost, D. (2020). U.S. Patent No. 10,630,209. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office. 

De samenwerking tussen autonome (AI) systemen en mensen. Ik ben ervan overtuigd dat deze evolutie onze leefwereld in de komende 5 à 10 jaar gigantisch zal beïnvloeden. We zullen dan samenwerken met elektrische aangedreven autonome (AI) systemen. Zij zullen zaken veel sneller en flexibeler uitvoeren dan de mens. Het zal echter geen competitie zijn tussen mens en machine, maar een coherente samenwerking die zal leiden tot een complex en volledig samenhangend ecosysteem. Hier zal de betrouwbaarheid en veiligheid van deze autonome (AI) systemen extreem belangrijk zijn. Op die manier kunnen ze als volwaardig lid meewerken in dit ecosysteem.

Industrie 4.0 is een eerste stap die verder wordt gezet in Industrie 5.0. Ik verwacht dat de interactie tussen mens en systeem versterkt wordt door wearables of zelf implanteerbare sensoren. Onze realiteit wordt dan meer en meer augmented (AR).

We staan nu aan de vooravond van deze (re)volutie. Het draagvlak voor deze technologie wordt vandaag gemaakt of gekraakt. Elke faling van een systeem komt wereldwijd in de media. Denk maar aan “Tesla on Autopilot Crashes into Overturned Truck on Busy Highway in Taiwan”. Wanneer een stevig draagvlak nu niet gerealiseerd wordt, zal dit niet enkel ten koste gaan van onze levensstandaard, maar zal het ook leiden tot jobverlies. 

Van jongs af ben ik al gefascineerd door elektrische machines. Deze fascinatie heeft zich enkel versterkt. Het uitzoeken wat mogelijkheden zijn met huidige technologie, samenwerken met een gedreven team en nagaan hoe we de limieten van onze systemen kunnen verleggen. Dat zijn zaken die mij inspireren en voortdrijven. Al zeker wanneer theorie en praktijk samensmelten.

Translate »