/Voorpagina /Nieuws /Mensen /Achtergrond /Academie /Onderzoek /Opinie /Reportage /Bestuur /Cultuur /Studentenleven /Ruis /Harmpje /Colofon

/Vacatures /Mensa /Oude cursors /pdf formaat /Faculteits Berichten /Zoeken /TUE

jaargang 42, 13 januari 2000 Onderzoek

Een adaptieve dj in je jukebox Adaptieve dj/Gertjan Harberink Het probleem is bekend bij iedereen die een grote muziekcollectie heeft. Omdat je door de bomen het bos niet meer ziet sta je steeds vaker vertwijfeld voor je verzameling om de juiste cd voor het juiste moment te kiezen. IPO-promovendus dr. Steffen Pauws maakte aan dit probleem een eind met PATS, een systeem voor Personalised Automatic Track Selection. Een ‘agent’ die je assisteert bij het programmeren en afspelen van je favoriete muziek. Een soort zelflerende dj. Pauws promoveerde gisteren op zijn onderzoek. In cafés zijn jukeboxen sinds de jaren vijftig geen onbekend gezicht. Tegenwoordig zijn de romantisch aandoende met singeltjes gevulde Wurlitzers vervangen door cd-jukeboxen. Onopvallende dozen waar met gemak twee- of driehonderd cd’s in kunnen. Over een tijdje is dit systeem ook ouderwets en bestaat de jukebox alleen nog maar uit een harde schijf gevuld met muziek. Het zal niet lang duren voor dergelijke systemen ook in de huiskamer te vinden zijn, naast of in plaats van de traditionele cd-speler. Maar hoe zorg je er nou voor dat een dergelijk apparaat de muziek draait die het beste bij het moment past? Tijdens een feestje bijvoorbeeld. Of voor een romantisch avondje. Nummer voor nummer programmeren is een hels karwei, zowel bij de jukeboxen als bij conventionele cd-spelers, omdat je exact moet weten onder welk nummer de tracks zitten die bij het moment en jouw voorkeuren passen. Even een nummer op een andere plaats zetten of wissen lukt amper, dat is bij een normale cd-speler al geen doen. Gewoon op de ‘random’ knop drukken, werkt niet omdat het apparaat de meest vreemde combinaties zou kunnen afspelen. Wat zou het daarom prettig zijn als het apparaat zelf suggesties deed bij het programmeren. Of sterker nog, wat zou het prettig zijn wanneer de jukebox zelfstandig de juiste nummers uit de collectie pikt omdat hij redelijk nauwkeurig weet wat jouw voorkeuren zijn. Samen met co-promotor Berry Eggen van het NatLab bedacht IPO-promovendus Steffen Pauws een systeem dat precies datgene doet. PATS, Personalised Automatic Track Selection, bepaalt zelf welke muziek er afgespeeld wordt. Of, en dat is ook bijzonder makkelijk, geeft bij het programmeren van tracks suggesties voor nummers die goed op elkaar aansluiten. Pauws studeerde in 1991 af als medisch informaticus in Leiden waar hij zich toegelegd had op biomedische signaal analyse. Daarna was hij verbonden aan het Stan Ackermans Instituut, waar hij de tweejarige opleiding Technische Informatica deed. Daar hield hij zich ondermeer bezig met spraakherkenning om vervolgens in het kader van vervangende dienstplicht bij het IPO aan de slag te gaan. Zijn project begon als contractresearch voor Philips en mondde uit in een promotie. Vier jaar werkte hij aan zijn onderzoek. Het uiteindelijke proefschrift schreef Pauws in zijn eigen tijd, terwijl hij bij het IPO alweer aan een nieuw project begonnen was. Steffen Pauws ontwierp PATS, een systeem voor Personalised Automatic Track Selection. Foto: Bram Saeys Vier keer Waar hij aan werkte is in feite een zelflerende functionaliteit op een cd-speler. “Wanneer je veel muziek hebt, is het moeilijk om overzicht te hebben van je collectie. Het programmeren van je apparaat is een grote taak want je moet elk nummer stuk voor stuk intoetsen. Met mijn methode hoef je alleen maar het eerste nummer op te zetten. Het systeem stelt vervolgens zelf het programma samen en presenteert dit aan de gebruiker. Vervolgens geeft de gebruiker aan welke nummers hij wel of niet in de selectie wil hebben. Aan de hand van de nummers die de gebruiker weigert, leert het systeem de voorkeuren van de gebruiker kennen.” Uit onderzoek van Pauws blijkt dat het systeem een redelijk beeld van de muzieksmaak van de gebruiker kan opbouwen. Zo’n zeventig tot tachtig procent van de keuzes die PATS maakt, valt in de smaak van de gebruiker als het systeem genoeg geleerd heeft over de voorkeuren van de gebruiker. Vier keer met PATS werken is genoeg om al een aardige profielschets op te stellen. “Na vier keer halen gebruikers gemiddeld twee tot drie tracks uit de selectie van tien stukken die PATS aan hen voorlegt.” Wanneer gebruikers langer met PATS werken, gaat het de voorkeuren nog beter kennen en zal het steeds minder missers presenteren. Sfeer en tempo Voor zijn proefschrift digitaliseerde Pauws honderden muziekfragmenten en stopte ze in zijn computer. Alleen dat werk kostte hem al een half jaar. De muziekliefhebber putte uit zijn eigen collectie en die van zijn copromotor en NatLab-medewerker dr.ir. Berry Eggen. “Dat was een enorm werk. Van elke cd die we uitkozen, pikten we twee goede en één slecht nummer. Dit om te voorkomen dat onze smaak zou domineren. Dat hebben we gedaan voor ongeveer 160 cd’s.” Verder interviewde Pauws jazzliefhebbers over de manier waarop zij naar hun favoriete muziek luisteren. “Zij letten natuurlijk op de uitvoerenden maar ook op zaken als stijl, sfeer, tempo, improvisatie, instrumentatie en tempo.” De afzonderlijke nummers in de database voorzag Pauws van al deze extra informatie. Een tijdrovend werkje. “Daar komt bij dat toen ik begon de software voor MP3 nog heel rudimentair was. Dat heeft me veel tijd gekost, want dat betekende bijvoor-beeld dat ik zelf een systeem moest maken om de muziek op te slaan en af te spelen terwijl je dat spul nu gewoon gratis kunt downloaden van het net. Ik heb het systeem dus van de grond af moeten opbouwen. Het voordeel is dat ik er veel van geleerd heb.” Verder werkte Pauws met een zeventigtal verschillende proefpersonen in vijf gebruikersexperimenten. Ook het invoeren van de meta-informatie, de informatie over de muziekstukken, hoeft de gebruiker in de toekomst niet meer zelf te doen. De industrie wil onderlinge afspraken om dit soort informatie op uniforme wijze aan de tracks te plakken. Bij MP3 files kan dat soort meta-informatie bijvoorbeeld heel eenvoudig bijgevoegd worden. Ook zijn er op het internet databases te vinden waarin informatie over duizenden cd’s opgeslagen is. Bijzettafeltje Tot zover de theorie. In één van de testlaboratoria van het IPO staat een proefopstelling van Pauws’ systeem. Een luie stoel, een monitor, boxen en een fikse trackbal op een bijzettafeltje. “Het is een prototype. Die zijn altijd wat groter”, verduidelijkt Pauws. Het systeem blijkt kinderlijk eenvoudig en intuïtief te werken. Pauws maakte een interface die eruitziet als een fruitautomaat. Op het scherm staan vier rollen. Op de eerste rol verschijnen de geprogrammeerde nummers. Op rol twee staan de verschillende genres. Na het aanklikken van een genre verschijnen op rol drie alle nummers uit dat genre. Na het aanklikken van een nummer van die rol verschijnen tenslotte op rol vier een aantal aanbevelingen voor andere nummers. Het programmeren van een perfect muziekprogramma blijkt een eitje. Even kijken. Liever geen neobop en geen hardbop. We kiezen voor ‘Bebop’. Op de tweede rol verschijnt een paar nummers, waaronder het relaxte Autumn Leaves. Tegelijkertijd raadt het systeem ‘Good Bait’ van Dizzy Gillepsie aan. Even later schalt de jazz door de testruimte. “Uit mijn onderzoek blijkt dat mensen heel makkelijk een muziekprogramma samen kunnen stellen met dit apparaat, ook al hebben ze het nog nooit gezien.” Het systeem lijkt behalve voor thuisgebruik ook ideaal voor cafés. “Of voor de ziekenhuisomroep. Mensen zouden zelf kunnen bepalen waar ze naar willen luisteren”, denkt Pauws. Kindje Zelf zal hij er niet de boer mee op kunnen gaan. Philips heeft een groot deel van het onderzoek gefinancierd. Het werk is deels bij en in samenwerking met het NatLab gedaan en de patenten liggen daarom grotendeels bij de Eindhovense elektronica-gigant. Toch is zijn promotie zeker niet het einde van zijn carrière in de muziek. Pauws verruilt over twee maanden het IPO-gebouw voor het NatLab waar hij verder onderzoek gaat doen op dit gebied. Wat er van PATS zal worden, weet hij niet. “De ideeën en concepten zullen hergebruikt worden. Wellicht door mezelf. Het hangt dus een beetje van mezelf af hoe het verder gaat met mijn systeem.” Pauws hoopt er het beste van. “Het is toch een kindje. Dat wil je zien opgroeien.” /.

Polymeriseren met oog voor de praktijk Polymeren/Lucy Holl De faculteit Scheikundige Technologie vierde eind november met het symposium ‘40 Jaar Polymeren in Eindhoven’ het feit dat er al vier decennia onderzoek aan polymeren wordt gedaan. Prof.dr.ir. Ton German van de capaciteitsgroep Polymeerchemie en Coatingtechnologie heeft bijna al die veertig jaren meegemaakt. En uitgekeken op het polymerenonderzoek raakt hij nooit. Ton German publiceerde met zijn medewerkers tal van artikelen op het gebied van onder meer copolymerisatie, polymerisatiekinetiek en emulsiepolymerisatie en zit in veel internationale en nationale samenwerkingsverbanden. Grote bedrijven uit de hele wereld staan in de rij om lid te worden van zijn consortium, de Foundation Emulsion Polymerisation. Maar wie oude nummers van Cursor of diens voorloper TH-Berichten naloopt, zal zijn naam nauwelijks aantreffen. “We hoeven ook niet uitsluitend Lemstra’s of Meijers te hebben aan de TUE”, zegt German. Juist die mix van karakters, van belangstellingen, van manieren van werken, is goed.” German doelt op zijn polymerencollega’s, prof.dr. Piet Lemstra, de extroverte directeur van het Dutch Polymer Institute, en prof.dr. Bert Meijer, die geregeld de media haalt met nieuwe, opzienbarende polymeerstructuren. Prof.dr.ir. Ton German. Foto: Bram Saeys Nummer zes Toen German in 1957 als scheikundestudent (‘nummer zes’) aan de toenmalige Technische Hogeschool Eindhoven begon, werd het onderzoek naar polymeren nog nauwelijks geaccepteerd als een aparte discipline. Ach, is dat nu wel iets blijvends, werd er gezegd. De toenmalige faculteitsvoorzitter Van Loon dacht daar anders over en haalde prof.dr. Derk Heikens naar Eindhoven. Die startte in 1959 het laboratorium voor kunststoftechnologie. Diezelfde Heikens was eind november eregast op de polymerendag van de faculteit en kreeg de TUE-erepenning voor zijn pionierswerk. Na zijn afstuderen in 1963 bleef hij in de polymeren en promoveerde op copolymerisatie van etheen en vinylacetaat. Na zijn promotie werkte German een tijdlang aan Baylor University in Houston aan hoge temperatuurbestendige polymeren voor de scheiding van biologische monsters en aan het biocompatibel maken van polymeren voor implantaten. Ook dat was destijds nog een onontgonnen gebied. Hij kwam terug naar Eindhoven en werd lector en ten slotte hoogleraar. Steeds dienden zich weer nieuwe polymerenonderwerpen aan, bijvoorbeeld de polymere katalyse. Dat onderzoek scoorde hoog in de citatie-index. We vonden dat de activiteit van een ontzwavelingskatalysator middenin een polymerenkluwen met een factor honderd omhoog ging. Dat was een onbegrepen effect en we wilden er meer van weten. We vonden de verklaring, maar het principe bleek niet breder toepasbaar. Op een gegeven moment hebben we het gebied verlaten. Ik wil toch altijd dat er op termijn enig zicht komt op een praktische toepassing voor de industrie.” Verbreding Het polymerenonderzoek aan de TUE was beperkt, totdat er halverwege de jaren tachtig andere tijden aanbraken. De kunststoftechnologen Piet Lemstra en Han Meijer kwamen naar Eindhoven en dat was het begin van een sterke verbreding van het onderzoek. Er ontstonden nieuwe constructies en verbanden met als hoogtepunt de komst van een topinstituut, het Dutch Polymer Institute in 1997. In de begintijd telde de polymerengroep van Heikens zo’n zes mensen. Nu omvatten de Eindhoven Polymer Laboratories ruim 200 medewerkers. De faculteiten Scheikundige Technologie, Werktuigbouwkunde en Technische Natuurkunde werken daarbij nauw samen. “De complete chain of knowledge is aanwezig. Het onderzoek loopt intussen uiteen van macromoleculaire chemie tot verwerking. Dat brede spectrum van disciplines is van groot belang, juist voor het polymerenonderzoek. De chemici die de polymeren maken, moeten kunnen praten met degenen die aan verwerking doen en andersom. Als moleculair niet de goede structuur gemaakt wordt, kan zelfs de beste verwerker er niets van bakken.” Bedrijfsleven De uitbreiding van het polymerenonderzoek maakte ook een intensievere samenwerking met het bedrijfsleven mogelijk. Eén van de ideeën was multi-sponsored onderzoek. Ton German: “Lemstra en ik hebben vrijwel tegelijkertijd twee van die constructies opgezet. Hij voor polymerenmengsels en ik voor emulsiepolymerisatie. Spoedig daarna zag je het verschil in benadering. Lemstra denkt graag in steeds grotere organisatiestructuren en is intussen bij het Dutch Polymer Institute uitgekomen. Bij mij kwam het tot de oprichting van de Foundation Emulsion Polymerisation. Als ik eenmaal zo’n goede constructie heb, probeer ik die optimaal te benutten.” Het consortium van German telt nu twintig bedrijven uit de hele wereld, waaronder AKZO-NOBEL, DSM, BFGoodrich, BASF, DuPont, Goodyear, ICI, Rhodia, Rohm and Haas en Shell. Er is zelfs een wachtlijst van bedrijven die toe willen treden. De deelnemers geven ieder een vast bedrag per jaar, waarvoor promotie-onderzoek van gezamenlijke interesse wordt verricht. “We combineren de interesses en kunnen zo een stuk of vijf onderzoekplaatsen financieren. Bedrijven blijken vaak dezelfde pre-competitieve belangstelling te hebben voor nieuwe chemie en technologie en deze constructie spreekt ze enorm aan. Het sponsoren van een enkel promotie-onderzoek kost toch al gauw meer dan een ton per jaar. Nu betalen ze aanzienlijk minder en krijgen ze toch veel kennis terug. Voor ons betekent dit dat we vernieuwend onderzoek kunnen verrichten dat ook in de onderzoekvisitatie goed scoort”. Gat in de markt Emulsiepolymerisatie is intussen één van de belangrijkste onderwerpen geworden voor de groep van German. “Het is een gat in de markt. Klassiek worden polymeren gemaakt in organische oplosmiddelen en die zijn uit milieu-overwegingen sterk uit de gratie geraakt. Een alternatief is polymerisatie in heterogene, disperse systemen, waarbij je de monomeerdruppeltjes heel fijn verdeelt in water. Je houdt uiteindelijk gepolymeriseerde deeltjes over, gedispergeerd in water. We kennen allemaal de latex-muurverven, maar alle vijf de laklagen op een auto kunnen ook al op waterbasis worden gemaakt. De kwaliteit wordt steeds beter en er zijn talrijke andere toepassingen”. Witte vlek Toen emulsiepolymerisatie halverwege de jaren tachtig als veelbelovende techniek boven kwam drijven, bleek meteen het grote gebrek aan fundamentele kennis op dit gebied. Het was een witte vlek op de kaart. En nu nog zijn er wereldwijd maar drie universiteiten (waaronder de TUE) die als de brede expertise-centra gelden. German: “Wij konden destijds starten, omdat we al lang bezig waren met polymerisatieprocessen, en met de relatie tussen de polymerisatiecondities en de uiteindelijke producteigenschappen. Bovendien hadden we al snel in de gaten dat emulsiepolymerisatie principiële voordelen heeft. In de heterogene systemen konden we dingen doen, die in homogene systemen nooit lukten. Er zijn unieke microstructurele en morfologische effecten te bereiken. We kunnen heterogeniteit aanbrengen op moleculaire schaal en op deeltjesschaal. Die heterogeniteit is voor de latere eigenschappen zeer belangrijk.” Neem weer die latexverf. Die moet goede filmvormende eigenschappen hebben en op de ondergrond goed hechten en dus een plakkerig, zacht karakter hebben. Maar de laag moet na aanbrengen mechanisch sterk zijn en krasvastheid vertonen. Zulke tegenstrijdige eisen vragen om heterogeniteit. Radicaal De groep van German kijkt naar emulsiepolymerisatie, maar ook naar totaal andere nieuwe technieken en methoden om tot een betere beheersing van de microstructuur en daarmee de eigenschappen van polymeren te komen. German: “De aantrekkelijkste methode is altijd nog de radicaalpolymerisatie, omdat die industrieel makkelijk en goedkoop is uit te voeren. Recentelijk zijn er ontdekkingen gedaan op het gebied van de zogenoemde gecontroleerde radicaalpolymerisatie, die het mogelijk maken om ook met die eenvoudige techniek goed gede-finieerde structuren, bijvoorbeeld blokcopolymeren, te maken. Dan heb je het in eerste instantie over homogene systemen. En natuurlijk kijken we daarna ook of het eveneens in water kan. Onze kennis van de heterogene polymerisaties geeft ons dan een grote voorsprong”. Relevantie Het gaat German in ieder geval altijd om nieuwe en betere polymerisatieprocessen met industriële relevantie. “In de groep van organisch chemicus Bert Meijer wordt bijvoorbeeld schitterend werk verricht op het gebied van de supramoleculaire chemie. Wij proberen eveneens om maximale grip te krijgen op polymere structuren, maar gaan niet uit van buitengewoon exotische bouwstenen. Onze monomeren moeten industrieel haalbaar zijn in gebruik, maar de gevormde polymeren moeten toch de vaak geavanceerde eigenschappen hebben die de gebruikers willen.” De kijk is anders, maar German benadrukt nogmaals het belang van de breedte van het TUE-onderzoek. “De bedrijven in het consortium vinden het uiterst interessant dat we die hele range in huis hebben. Het vernieuwende onderzoek dat we met steun van het consortium verrichten kan zich dan uitstrekken over een breed gebied van proces tot product en dat wordt gewaardeerd”. En ook German heeft natuurlijk los van het consortium een aantal NWO- en TUE-gesubsidieerde promotieplaatsen die de meer fundamentele kant opgaan. Het is belangrijk om de balans tussen fundamenteel en toepassingsgericht onderzoek in de gaten houden, vindt hij. Die kruisbestuiving heeft bovendien veel nieuwe ideeën voortgebracht. “Eén daarvan is het plan om te gaan polymeriseren in superkritisch CO2. Dat is nu nog te duur en complex voor de industrie, maar het zou een heel belangrijk nieuw gebied op de onderzoekskaart kunnen worden.”/.