Next Level Engineering

Nadat Anneloes van Dijk haar bachelor Werktuigbouwkunde aan De Haagse  succesvol had afgerond, wilde ze een technische master volgen. Ze koos voor de 1-jarige master Next Level Engineering. “Ik ben gefascineerd door de combinatie mens en technologie. Hoe kunnen technische hulpmiddelen het leven van mensen verbeteren? Mijn drive is problemen oplossen met creativiteit en met kennis werken aan verdere verbetering.”   

Anneloes (23) volgde eerder de minor Zorgtechnologie. “Dat onderwerp raakte mij. Ik wilde mij meer specialiseren in het maken van technische ontwerpen met impactvolle toepassingen.” Voor een project in het tweede blok van de master werkte Anneloes samen met medestudenten aan een project voor ouderen in een verzorgingshuis gericht op hulp bij eten. Anneloes: “Veel ouderen gaan mentaal en fysiek achteruit als ze in een verzorgingshuis komen. Dat komt omdat ze dan niet veel meer hoeven te doen.”  

Zelf een robot ontwerpen 

De insteek van dit project was om ouderen zelfstandig hun eten te laten maken. De studenten moesten zelf een oplossing bedenken. “We hebben daarvoor een prototype robot ontwikkeld met een 3D-printer. De robot is een tafelmodel en schenkt drankjes in als de ouderen op knopjes drukken. Zo voelen ouderen zich zelfstandiger. Uiteraard werd de robot het gespreksonderwerp aan tafel en zorgde het daarmee voor sociale interactie. Het plezier straalde ervan af.”  

Blinde arts 

Voor het afstudeerproject ging Anneloes naar de onderzoeksgroep Fotonica. Dit lectoraat richt zich op onderzoek met licht. Anneloes: “Mijn project was gericht op mensen met een hartritmestoornis die een operatie ondergaan. Bij zo’n zogeheten katheterablatie worden delen van het hart met elektriciteit weggebrand. Voorheen werd de ingebrachte apparatuur gevisualiseerd met behulp van röntgen. Helaas ziet de arts dan alleen in 1D wat hij precies doet. Met MRI krijg je een 3D-beeld en kun je veel preciezer en gerichter werken. Het probleem echter is dat wanneer je met MRI werkt, je de katheter niet meer op het beeldscherm ziet. Daarmee is de arts feitelijk blind tijdens de operatie.”  

Spiegel 

De bijdrage van Anneloes was om de katheter zichtbaar te maken in MRI. Anneloes: “Dat kan door een glasvezeldraadje van nog geen millimeter dik aan het instrument te binden. Door deze glasvezelkabel kan licht worden gestuurd. In deze kabel zitten optische structuren en deze weerkaatsen licht terug en werken als een soort spiegel. Zo kan de buiging van de katheter met berekeningen gevisualiseerd worden op een scherm.  

Grote impact 

Mijn bijdrage aan dit onderzoeksproject was om dit te bewijzen met experimenten. Ik heb kunnen bewijzen dat de theorie klopt en ik kon zelf al erg nauwkeurig bepalen wat de positie van de katheter was. Er moet nog onderzoek worden gedaan hoe dit verder toegepast kan worden. Ik ben natuurlijk superblij met deze resultaten. Ik heb zelfs een arts gesproken die mij vertelde over de grote impact in de praktijk. En daar doe ik het uiteindelijk voor!” 

Multidisciplinair 

Juist de verscheidenheid van de master Next Level Engineering sprak Anneloes aan. “Ik vond het cool dat ik de kans kreeg zoveel verschillende dingen te doen en mee in aanraking te komen, waaronder Neural Network, Artificial Intelligence en Machine Learning. Ook het vak Key Enabling Technologies sprak mij aan. In het laatste halfjaar kun je een richting kiezen. Je kan dan echt alle kanten op met uiteenlopende projecten. In elk project werk je samen met medestudenten. Iedere student heeft een andere achtergrond en neemt andere kennis mee. Dat multidisciplinaire karakter was echt een toegevoegde waarde. Ik heb daar heel veel van geleerd. Je leert elkaar vertrouwen, omdat een ander meer specifieke kennis heeft dan jij. Eigenlijk werkt het hetzelfde als in de beroepspraktijk. Ook dan moet je samenwerken met collega’s die een andere achtergrond hebben. De master was daarmee een ultieme voorbereiding op de praktijk! 

Antoine (23) volgde na zijn studie Industrial Design Engineering de 1-jarige master Next Level Engineering aan De Haagse Hogeschool. Het praktische karakter sprak hem erg aan. “Echt hands-on. Ook de relatieve kleinschaligheid sprak mij aan. Er waren korte lijntjes met de docenten en de medestudenten.”  

“Er waren veel interessante workshops, waarin er dieper werd ingegaan op de inhoud. Naast vakken zoals Data Science, waren er veel eenmalige workshops waarbij je in aanraking kwam met uiteenlopende onderwerpen. We gingen bijvoorbeeld in een laboratorium experimenteren met fotonen en lichtsensoren.”  

Afvalrobot 
De studie heeft volgens de student uit Frankrijk een sterk multidisciplinair karakter. “De studenten komen van allerlei verschillende opleidingen, zoals Industrial Design, Biomedical Engineering, Bewegingstechnologie. Je krijg hiermee de kans om van elkaar te leren en aan te vullen tijdens de gezamenlijke projecten. Zo werkte ik in een klein team aan het maken van een robot. Het doel van het project was om mensen op straat aan te zetten hun afval te recyclen. Dankzij de verschillende achtergronden konden we het project vanuit alle verschillende aspecten goed belichten.”  

Digital Shadow of Manufacturing 
Antoine zette zich tijdens zijn afstudeerproject in voor digital shadow of manufacturing, waarmee met digitale technologieën real-time gegevens van fysieke productieprocessen worden verzameld, verwerkt en gevisualiseerd. “Juist kleinere ondernemingen hebben moeite om hun data en de beschikbare technologieën om deze data te verwerken te bekostigen en optimaal in te zetten voor een efficiënte bedrijfsvoering.” Met de door Antoine ontwikkelde software en de inzet van sensoren kunnen bedrijven direct zien waar specifieke producten zich binnen de productielijn bevinden en daarmee concurrerend te blijven. “Ik maakte een digitale kopie van hun hele productieproces.” 

Mentale puzzel 
Antoine kreeg als feedback dat dit sterk heeft bijgedragen aan een verbeterd beslisproces dankzij het ontwerp van een slimmere route door het productieproces en de tijdsbesparing met het zoeken naar verloren producten. Antoine zet op verzoek zijn onderzoek voort. “Ik vind het heerlijk om het hele proces van product tot software tot de bodem uit te zoeken. Een soort mentale puzzel waarbij ik langzaam alle puzzelstukjes van een onderneming op de juiste plek leg.” 

Duidelijke trend 
Er is volgens Antoine een duidelijke trend zichtbaar dat steeds meer bedrijven gebruik willen maken van digital shadowing. “Dat komt enerzijds natuurlijk door het verbeteren van beslismomenten. Anderzijds zijn bedrijven met deze software in staat om flexibeler en sneller beslissingen te nemen.” En dat is volgens hem hard nodig in de economie van morgen. “Tjjdens de Covid-pandemie werd duidelijk hoe kwetsbaar bedrijven zijn. Als de keten ergens uitvalt, heeft dat verregaande gevolgen. Bedrijven moeten in staat zijn om snel en flexibel te handelen om overeind te kunnen blijven. Een andere belangrijke reden voor bedrijven om zich continu aan te passen is de verduurzaming van de industrie.”  

Flexibele markt 
De master Next Level Engineering helpt studenten volgens Antoine zich goed voor te bereiden op deze flexibele en dynamische markt. “Juist vanwege het multidisciplinaire karakter van de master. Je leert samenwerken met mensen met uiteenlopende achtergronden. Bovendien kom je tijdens dit jaar in aanraking met onderwerpen waar je eerst nog niets van wist en misschien nooit mee in aanraking zou zijn gekomen.” 

De master Next Level Engineering van De Haagse Hogeschool was voor Elske van Herwijnen de perfecte opvolging van haar bachelor Industrial Design Engineering. “Ik wil graag producten ontwerpen met een maatschappelijke meerwaarde. De master bracht mij meer technische vaardigheden.” 

“Ik vind het heel belangrijk dat er nieuwe producten worden gemaakt, maar voor mij voelt het ontwerpen van alledaagse producten zinloos. Er zijn al zoveel tafels, stoelen en lampen. Wat is dan de meerwaarde van een nieuw ontworpen product? Liever ontwerp ik producten die iets toevoegen aan de samenleving, producten waar mensen écht iets aan hebben.”  

Zelfrijdende voertuigen 

Tijdens de stage van haar bachelor maakte Elske een nieuw ontwerp voor een voetprothese. “Ik raakte bevangen over zorginnovatie, maar miste toen de technische kant bij dit proces. Toen kwam de master Next Level Engineering voorbij. Elske: “Een jaartje om technische kennis op te doen. Die kans pakte ik. Ik wilde meer leren over actuele ontwikkelingen, innovaties, zoals artificial intelligence en robotica. Al deze onderwerpen zijn aan bod gekomen. Tijdens de master is er ook veel aandacht voor het onderzoekgedeelte, bijvoorbeeld hoe je een scriptie moet schrijven of hoe je onderzoek moet doen. Je leert over nieuwe technieken. Bij het vak Key Enabling Technologies heb ik mij gefocust op zelfrijdende voertuigen. Super interessant!” 

Groen licht 

Tijdens de master Next Level Engineering werken studenten aan afstudeerprojecten vanuit de lectoraten van De Haagse Hogeschool. Er waren geen scriptieonderwerpen over zorginnovatie waarbij Elske direct met gebruikers in contact zou staan en voor hen een oplossingen zou bedenken. “Ik wil me juist in de toekomst bezighouden met dit onderwerp. En dan het liefst ook in contact met kwetsbare mensen. Hoe kan ik hen écht helpen? Na een gesprek met mijn lector kreeg ik groen licht om mijn eigen project te gaan uitvoeren.”  

Robotkat 

Tijdens een eerder project was Elske al bij een ouderenorganisatie terechtgekomen. Elske: “Daar zag ik mensen met dementie. Zij hadden een robotkat. De interactie hiermee draagt bij aan hun mentale welbevinden. Ik was daardoor geïnspireerd. Na literatuuronderzoek kwam ik achter een schrijnend probleem: slikproblemen bij mensen met dementie. Dat is een heel groot probleem waar veel mensen met vergevorderde dementie last van hebben. Dat komt omdat de aansturing van de hersenen minder goed functioneert en daardoor wordt het aansturen, coördineren en begrijpen van slikken moeilijk. Daardoor verslikken mensen zich en kunnen zelfs stikken. Veel mensen in een verzorgingshuis met dementie overlijden aan complicaties die verband houden met deze aandoening.”  

Positieve impact 

Elske verrichtte de eerste paar weken literatuuronderzoek, daarna ging ze langs bij zorglocaties. Elske: “Daar heb ik zorgprofessionals geïnterviewd, observaties gedaan, meegegeten met de ouderen. Vervolgens ben ik gaan brainstormen en heb ik oplossingen bedacht. Meerdere mogelijke oplossingen heb ik geprint met de 3D-printer en meegenomen naar het verzorgingshuis. Ik had een hele tas vol, waaronder een speciale drinkbeker met gaatjes zodat het drinken niet zo snel gaat en mensen zich dus niet meer verslikken. Na meerdere designcycli (bedenken, evalueren, verbeteren) heb ik mijn uiteindelijke prototype ontwikkeld: een felrode drinkbeker met een geurcompartiment. Mensen met slikproblemen krijgen namelijk een ingedikte vloeistof te drinken om verslikken tegen te gaan. Er zit niet veel geur aan het verdikte drinken, maar een extra geurtje zoals citroen of koffie kan de hersenen wel afleiden van de nare, behanglijm-achtige textuur van het drinken. Ouderen genieten meer van hun drankjes en drinken daardoor meer. Ik kijk terug op dit project met voldoening. Ik heb het gevoel dat ik een positieve impact heb kunnen maken. En dat sluit precies aan bij mijn passie!” 

Veel geleerd 

Elske kijkt tevreden terug op de 1-jarige master. Elske: “Ik vond het zeer leerzaam. Het was interessant dat er veel verschillende studies samenkomen, zoals Werktuigbouwkunde, Computer science en Bewegingstechnologie. Daardoor leer je onbewust veel van elkaar. Tijdens de projecten werk je nauw samen en kom je, met alle verschillende achtergronden en uiteenlopende kennis, samen tot veel betere eindproducten dan als je het alleen zou hebben gedaan. Dankzij dat multidisciplinaire aspect zie je heel veel verschillende perspectieven. Daar heb ik heel veel van geleerd.” Momenteel werkt Elske bij het lectoraat Technologie voor Gezondheidszorg van De Haagse Hogeschool. Elske: “Ik ben junior onderzoeker. Supergaaf dat ik mijn passie voor zorginnovaties door kan zetten in mijn baan! Zeker met de groeiende druk op de zorg ben ik ervan overtuigd dat sociale en technologische oplossingen hier veel voor kunnen betekenen.” 

Na haar bachelor Wiskunde in Iran en haar master Artificial Intelligence, wilde Fahime (34) zich verder specialiseren. “Ik koos Den Haag omdat Nederland een voorloper is op het gebied van AI. De master Next Level Engineering bood mij de kans om deze kennis in een multidisciplinaire omgeving in te zetten.”  

“Het was bijzonder interessant om de theorie van artificial intelligence in te zetten in praktijkgerichte projecten. Het is een verrijkende ervaring om met studenten met verschillende achtergronden, verschillende denkwijzen en verschillende culturen samen te werken. Het is belangrijk deze verschillen niet alleen te onderschrijven, maar ook te waarderen en kennis met elkaar te delen.”  

Rondslingerend plastic 
De afstudeerscriptie van Fahime ging over de inzet van machine learning bij het detecteren van verschillende soorten plastic afval met behulp van infrarood licht. Ongeveer 90 procent van al het rondslingerende plastic in de wereld behoort tot 6 verschillende soorten plastic. “Als je plastic wil recyclen moet je weten met welke soort plastic je te maken hebt. Want er kunnen geen verschillende soorten plastic door elkaar gebruikt worden in het recyclingproces.”  

Goedkoop alternatief 
De inzet van Fahime was om dit proces laagdrempelig te maken. “Het detectieproces is ingewikkeld en alleen grote recyclebedrijven kunnen dit doen. De apparatuur is bovendien erg kostbaar. Daarmee is het op heel veel plekken in de wereld onmogelijk om plastic te detecteren en daarmee plastic te recyclen.” Het doel van het project was om nauwkeurige apparaten te ontwikkelen om dit proces te versnellen. Apparatuur die betaalbaar, draagbaar en op afstand te bedienen is. 

Infrarood licht 
De uitdaging was dat de detectie gebeurt door het uitlezen van het spectrum van infrarood licht dat vanuit het plastic terugkaatst. Interpretatie van deze gegevens vereist verregaande kennis. Dankzij de inzet van machine learning gaat deze interpretatie automatisch en kan het instrument door iedereen worden gebruikt. Fahime: “Bijvoorbeeld door iemand in een ontwikkelingsland die met een draagbaar instrument plastic zwerfafval op het strand opraapt. Na een scan kan het ingezamelde plastic lokaal worden verkocht aan een recyclebedrijf.” 

Schonere planeet 
Deze instrumenten zijn een paar jaar geleden ontworpen door de Plastic Scanner Company. Fahime heeft de scansoftware accurater gemaakt met behulp van AI-software. Door bovendien te kijken hoe de apparaten zelf efficiënter kunnen worden, zullen deze in de nabije toekomst goedkoper worden en eenvoudiger in gebruik. “Alhoewel de scanapparatuur bijdraagt aan een schonere planeet, vind ik het in de eerste plaats belangrijk om het mondiale gebruik van plastic te verminderen.”