tu delft delta exploded mobile rolf hut
Foto: Ifixit

Zelfverklaard geek Rolf Hut ontwikkelt meetapparatuur van consumentenelektronica. Hij is dol op smartphones, want die zitten bomvol sensoren.

Niets minder dan een revolutie staat ons volgens dr.ir. Rolf Hut (afdeling water resources, CiTG)te wachten. “Heb je het nieuws gevolgd over de laatste iPhone, de iPhone X? Die heeft gezichtsherkenning. Wetenschappers gaan apps ontwikkelen om deze feature uit buiten, dat kan niet anders.”

Als je gezichten kunt herkennen, kun je ook planten, vogels en insecten herkennen, redeneert de Delftse onderzoeker. Veldwerk zal voor biologen nooit meer hetzelfde zijn.

“Het is binnenkort gedaan met die types die het veld in gingen en Linnaeus-achtige tekeningen maakten van enkele planten. Straks stuur je een hele schoolklas het bos in. Met smartphones brengt die in een handomdraai alle flora en fauna in kaart.”

delta tu delft rolf hut
Rolf Hut: “Dertig jaar geleden moest je nog echt kabels trekken en afspraken maken met de PTT. Nu gooi je gewoon je telefoon met sensor in de rivier.” (Foto: Sam Rentmeester)

Verjaardagskaart

De MacGyver-onderzoeker, zoals collega’s Hut noemen, maakt meetapparatuur van consumentenelektronica. Voor een van zijn eerste trucs gebruikte hij sensoren uit de speakers van verjaardagskaarten die deuntjes produceren als je ze openvouwt. Die onderdeeltjes bouwde hij om tot regensensoren die neerploffende druppels registreren.

Nu volgt Hut de ontwikkelingen in de smartphone-industrie op de voet. Zijn onderzoeksveld heeft raakvlakken met zowat elke tak van de wetenschap waarin gemeten en gemonitord wordt.

Landbouwtechnologie is een van die gebieden. De technologie achter bluetooth beacons, door musea gebruikt om audiorondleidingen af te stemmen op het tempo van bezoekers, zou boeren ook wel eens kunnen helpen om de bodemvochtigheid van hun akkers te meten.

“We zijn hier in ons lab mee aan het experimenteren”, legt Hut uit. “De bakens zenden een radiosignaal uit. Op basis van dit signaal kunnen apps op smartphones specifieke taken uitvoeren, zoals uitleg geven over een kunstwerk dat in een bepaalde ruimte staat. De apps bepalen de afstand tot het baken. Wij hebben een aantal van die zenders ingegraven in zand. Als we water toevoegen verzwakt dit het signaal van de bakens. Dit gegeven kunnen we ook gebruiken om het vochtpercentage in de grond te meten.”

Ingeving

Het is simpel, maar je moet er maar net opkomen. Hetzelfde geldt voor de drijvers die begin dit jaar de Irrawaddy in Myanmar afstroomden om de dynamiek van deze rivier in beeld te brengen. “We gebruikten grote stukken piepschuim met daarop een GPS-tracker die elke minuut zijn positie op een lokale SD-kaart wegschreef en eens per kwartier inbelde om zijn meetgegevens online te zetten. In feite gebruikten we telefoons in hun meest uitgeklede vorm. Dit om te voorkomen dat ze gestolen werden.”

Halverwege het interview demonteert Hut een smartphone om diverse sensoren aan te wijzen. Hij is druk in de weer met schroevendraaiers en tangetjes wanneer hij plots alles uit zijn handen laat vallen en naar zijn computer rent. Hij heeft een ingeving.

Als je Siri altijd aan hebt staan op je telefoon - veel geeks hebben dat, dan registreert je telefoon non stop achtergrondgeluiden

“Ik moet uitvogelen of we iets kunnen doen met Siri, het spraakherkenningsprogramma van iOS. Ik stuur mezelf een mail ter herinnering.”

“Als je Siri altijd aan hebt staan op je telefoon - veel geeks hebben dat, dan registreert je telefoon non stop achtergrondgeluiden. Die geluiden klinken anders wanneer het regent. Wie weet kunnen we dat herkennen.”

Siri zou een goudmijn kunnen zijn. Een typisch gevalletje van big data mining door middel van smartphones. Dit soort data-analyses neemt volgens Hut een vlucht.

Een collega van Hut wist onlangs de hand te leggen 220 miljoen temperatuurmetingen. Hut: “Aan de batterijen van telefoons zitten thermometertjes om oververhitting te voorkomen. Als een batterij te heet dreigt te worden, schakelt hij zichzelf uit. Onderzoeker Aart Overeem van het KNMI, heeft metingen van die sensoren gebruikt om hittekaarten te maken voor onder meer Londen, Parijs, Moskou en Buenos Aires.”

Gegevens analyseren die standaard en centraal worden opgeslagen is een van de methoden om aan grote hoeveelheden gegevens te komen waarmee je fijnmazig zaken als temperatuur, geluid, vochtigheid en vervuiling in kaart kunt brengen. Een andere methode is citizen science. Je betrekt dan actief burgers bij je onderzoek.

Duizenden vrijwilligers hebben de afgelopen jaren met hun telefoon foto’s gemaakt van de lucht op heldere dagen

“Een geweldig voorbeeld van dit laatste vind ik de iSPEX meetcampagne, geleid door Frans Snik van de Universiteit Leiden. Doel van dit project is om de fijnstof in de atmosfeer te meten. Duizenden vrijwilligers hebben de afgelopen jaren met hun telefoon foto’s gemaakt van de lucht op heldere dagen. Dat deden ze met een opzetstukje met bijbehorende app die de lichtspectra meet. Het achterliggende idee is dat bepaalde kleuren licht minder ver door de atmosfeer heen dringen doordat ze door fijnstof geabsorbeerd worden.”

Supercomputers

“Telefoontjes zijn tegenwoordig supercomputers”, aldus Hut. En een mooie bijkomstigheid is dat je er ook nog eens mee kunt bellen of anderszins informatie mee kunt verzenden. Dit klinkt natuurlijk als een open deur. “Toch zit de kracht van vrijwel alle toepassingen ook in het feit dat je bij smartphones de sensoren en de telemetrie gecombineerd hebt”, zegt Hut.

“Het verzenden van gegevens was tien jaar geleden nog een bottleneck bij veel metingen. Je moest op locatie – in een weiland, langs een rivier of in een stad – gsm-modems plaatsen die de metingen konden doorseinen. Om die aan de praat te krijgen had je mensen nodig met een elektrotechnische opleiding. “Dertig jaar geleden was het helemaal een ramp. Toen moest je nog echt kabels trekken en afspraken maken met de PTT. Nu gooi je gewoon je telefoon met sensor in de rivier.”

Alumnimagazine Delft Integraal verschijnt morgen met het thema ‘sensoren’. Meer lezen?

New light on breath analysis

Haagse hitte

Magnetische metingen op atoomniveau

Optical hydrogen detectors patented