‘Batterij niet nodig’

Volgens het Van Dale woordenboek Engels-Nederlands is een scavenger een aaseter of aaskever, een vuilnisman of een voddenraper. Het werkwoord ‘to scavenger’ betekent: vuil ophalen, opruimen. Geen van de gegeven definities evenwel voldoet ook maar enigszins aan de ‘microtechnologische’ uitleg. Bert Gyselinckx, programma-directeur van het Holst Centre in Eindhoven, noemt een scavenger een apparaat ‘dat energie haalt uit zijn omgeving.’ Hij verklaart het onderzoek naar het gebruik van scavengers bij IMEC vanuit het verlangen om ‘realtime informatie uit de omgeving op te pikken’. Gyselinckx: “In 2001 hebben we op IMEC een activiteit opgezet die keek naar technologieën voor sensornetwerken. RFID-tags zijn er een soort voorlopers van. Die tags kunnen een signaaltje afgeven, maar ze zijn niet geschikt om actief informatie uit de omgeving op te halen. Dan hebben sensoren toegevoegde waarde. Zij kunnen meten wat de omgevingstemperatuur is; wat de luchtdruk is; hoe snel een machine draait. Die informatie kunnen sensoren verzamelen en doorsturen naar een centraal punt. Ons onderzoek is gericht op de realisatie van intelligente draadloze sensornetwerken.”
Sensoren behoren allesbehalve tot het koninkrijk van de wetenschappelijke fantasieën. Moderne auto’s worden er volop mee uitgerust.

Ambient Intelligence
Desgevraagd somt Erik Verhaest, Commercieel Directeur Citroën Nederland, er een aantal op: “Wij gebruiken hoogtesensoren voor de vering, regensensoren voor de ruitenwissers, lichtsensoren voor de dimmende binnenspiegel, et cetera.” Gyselinckx verwacht dat het aantal sensoren dat we in de toekomst zullen gebruiken dramatisch zal toenemen. Niet alleen in de auto. “Als ik nu om mij heen kijk, zie ik op tafel al twee telefoontjes liggen, daarnaast een opnameapparaat en beide dragen we een polshorloge. Die apparaatjes hebben elk behoefte aan energie om te kunnen functioneren. Maar batterijen zijn lastig. Die moeten vervangen worden. Dat kan best, zolang we ons kunnen beperken tot een paar apparaatjes. Maar het idee is dat onze omgeving in de toekomst vol zit met apparaten, uitgerust met sensoren, die werkelijk overal in zitten. Dat is de wereld van de ‘Ambient Intelligence’ (omgevende of omringende intelligentie).” Die Ambient Intelligence zal behoefte hebben aan
energie. Het is daar dat de scavengers van het Holst Centre van pas komen.
Gyselinckx: “Het idee is om systemen te bouwen die energie halen uit hun omgeving. Het bekendste voorbeeld is de zonnecel. Zo kijken we ook naar thermische energie die menselijke warmte kan omzetten in elektriciteit. Scavengers zijn niet echt nieuw. We hadden honderden jaren geleden al water- en windmolens. In auto’s zitten nu zogenaamde TPS of Tire Pressure Sensors om de druk in de banden te meten. Die sensoren worden gevoed met batterijen die na verloop van tijd noodgedwongen vervangen moeten worden. Dat valt in auto’s nog wel mee, omdat die dingen weinig energie verbruiken. Maar na verloop van tijd zou je daar een scavenger aan toe kunnen voegen die de trillingsenergie gebruikt om de luchtdrukmeter te voeden. Het is onbegonnen werk, als je hele omgeving is uitgerust met sensoren, om al die batterijtjes stuk voor stuk te vervangen. Elke batterij die niet al tot maximaal 100 microwatt voeding nodig heeft kan vervangen worden door een scavenger. Dat zal overigens niet het geval zijn met je mobiele telefoon, omdat die teveel energie nodig heeft. Maar het zal wel het geval zijn met al die perifere apparaatjes daaromheen, zoals de bluetooth headset van je mobieltje. We hebben prototypes die ongeveer één microwatt opbrengst vermogen opleveren. Dat is zwaar onvoldoende. Op termijn moeten we daar tien tot honderd keer meer uithalen. Het staat allemaal nog in zijn kinderschoenen.’

Everyware everywhere
Ambient Intelligence wordt door sommige wetenschappers ook ‘Ubiquitous Computing’
(alomtegenwoordige computertechnologie) genoemd. De term werd in 1981 bedacht door wijlen Mark Weiser, voormalig Chief Scientist van het Palo Alto Research Center (PARC) van Xerox. Designer Adam Greenfield kwam eerder dit jaar op de proppen met de term ‘Everyware’. Die term heeft meer kans van slagen bij het grote publiek dan het reguliere ingenieursjargon. Toch denken de meeste researchers niet uitsluitend aan business-to-consumer oplossingen. De toepassingsgebieden voor scavengers gaan van de gezondheidszorg, de procesautomatisering, over de landbouw tot en met mobile gaming. Gyselinckx: “We zijn traditioneel gestart met toepassingen op het vlak van de gezondheidszorg. Wij zijn gespecialiseerd in zogenaamde ‘Body Area Networks’ (BAN). Het gaat om technologie die ons toestaat om mensen uit te meten. Hoe fit is iemand? Er zijn medisch gezien gegevens die je wilt meten. Maar de draadjes maken het moeilijk om metingen in een ambulante situatie bij mensen thuis te installeren. We hebben dat geminiaturiseerd, intelligenter gemaakt en we hebben ervoor gezorgd dat het minder energie nodig heeft. – dat is waar wij bij IMEC goed in zijn. Daardoor zijn die dingen goed in het dagelijkse leven te gebruiken.” Predictive Maintenance is een ander type toepassing waar de scavengers van het Holst Centre van pas kunnen komen. In de Brabantse industrie kunnen bedrijven van het type ASML en Océ op termijn profiteren van scavengers. Gyselinckx: “We zijn nu de eerste prototypes aan het bouwen die volgend jaar in robots ingebouwd kunnen worden. Robuuste apparaten die mechanica en elektronica combineren hebben uiteindelijk baat bij dit soort van technologie. Er is wel degelijk een grote markt voor. Over vijf jaar komen de eerste avant-garde producten op de markt komen. Over tien jaar zijn scavengers mainstream.’