Nieuwe technieken staan klaar om het aanzien van de wereld te veranderen. De multinationals van morgen zijn de hightech-startups van vandaag. MT werpt een blik vooruit in het nieuwe decennium.
Hoezo voedselcrisis, hoezo energiecrisis? Binnenkort eten we sappige hamburgers uit het laboratorium. Geen methaanuitstotende koeien komen er meer aan te pas. We vliegen CO2-neutraal naar onze afspraak in Guangdong in de supersonische waterstofjet. De stewardessrobot serveert ons drankje.
Science fiction? Technieken houden op SF te zijn zodra de science de fiction inhaalt. MT nam een kijkje in de laboratoria en zet de hotste technieken van het nieuwe decennium op een rij. Nieuwe technieken, nieuwe businesskansen.
De 10 van de jaren ‘10
1 Reageerbuisvlees
2 3D tv
3 Aansturing 2.0
4 Waterstof
5 Robotica
6 Alles in de cloud
7 Nanotech
8 3D-printen
9 Augmented reality
10 Smart surroundings
REAGEERBUISVLEES
Ons vlees komt binnenkort niet meer van varken, kip of rund maar uit een reageerbuis. Goed voor dier en milieu.
De biotechnologie verkent nieuwe grenzen. Lichaamsdelen worden nagemaakt in het laboratorium voor medische doeleinden. Een potentieel nog grotere markt wordt in Nederland verkend: in Amsterdam, Utrecht en Eindhoven realiseerde een onderzoeksgroep het varkenslapje in een reageerbuis.
De belofte is enorm. In de toekomst behoort dierenleed tot het verleden, net als het enorme beslag op de natuurlijke hulpbronnen dat de veesector pleegt. Ruim 60 procent van de wereldproductie graan verdwijnt, samen met 85 procent van alle soja, tussen malende varkens- en runderkaken. Een groot deel verlaat als mest en methaan het lichaam weer. De veestapel is goed voor zo’n 20 procent van de broeikasgassen, waarmee een vleesmaaltijd net zo belastend is als 70 kilometer in een gezinsauto.
Het reageerbuisvarkentje (geesteskind van de gepensioneerde Amsterdamse ondernemer Wim van Eelen) poept niet en laat geen winden. Het gebruikt niet meer grondstoffen dan nodig en kent weinig afvalstoffen. Het is niet meer – maar ook niet minder – dan een kweekje spierstamcellen. Helaas is het nog niet voor consumptie geschikt. Het gekweekte spierweefsel is nog slap en futloos. (Voor de koks onder ons: het percentage uitrolbare eiwitten is met 60 procent nu tweederde van dat van een op de Argentijnse pampa grazend rund). Dat moet worden verbeterd door training door elektrostimulatie en een nog te brouwen optimale mix van 150 voedingsstoffen. “Het is oplosbaar. Het denkwerk is gedaan, nu moeten nog de juiste verhoudingen gevonden worden”, zegt Mark Post, een van de drie onderzoeksleiders. “Voorspellen is lastig, maar met 5 jaar hebben we dat onder de knie en over 10 jaar kan er kweekvlees in de supermarkt liggen.”
Het ‘Frankenvarkentje’ krijgt ongetwijfeld snel een runderbroer. “Er is geen technische reden waarom dat niet kan”, zegt Post. Een haalbaarheidstudie naar de commerciële exploitatie van kweekvlees constateert dat het – op dit moment – vrijwel breakeven is. Maar Post vindt die verwachting te conservatief. “De aannames gaan ervan uit dat de voedingsbodem even duur blijft als de onderzoeksbodem nu. Maar dat is de dure IVF-bodem.” Ook vanuit vega- en klimaathoek is er weinig tegenin te brengen. Post: “De markt is in principe oneindig groot.”
3D TV
Televisies mogen zelf dan steeds platter worden, de toekomst is aan de derde dimensie. Volgende stap: holografie.
3D, dat is toch met rood-groene brilletjes? Wat is daar nieuw aan?
Beeld met diepte was inderdaad al populair in de jaren ’50 van de vorige eeuw en kende in de jaren ’80 een korte opleving. Maar nu de media en de platforms volledig digitaliseren, lijkt de definitieve doorbraak aanstaande. Het was de grote buzz op de consumentenelektronicabeurs CES die recent in de VS plaatsvond. Film kijken is passé. Voortaan gaan we film ‘ervaren’, aldus de marketingcampagnes die alle grote producenten momenteel lanceren. Early adopters schaffen al dit jaar een 3D-tv aan, voorspeld wordt dat ‘we’ over 10 jaar allemaal een 3D-beeldscherm in huis hebben. In de VS zijn drie 3D-stations in oprichting en ook de openingswedstrijd van het WK wordt in juni in 3D de ether in geslingerd.
Wie twijfelt er nog?
Philips, onze nationale trots, ontbreekt met een 3D-consumententelevisie. Zij zien de vooralsnog noodzakelijke terugkeer van het ridicule brilletje als grootste bezwaar. Ondanks de miljard dollar die de in 3D geproduceerde filmhit Avatar in nog geen drie weken binnensleepte, denkt Philips dat we dat thuis niet willen.
Goed punt. Wie zet thuis nou zo’n brilletje op?
Klopt. Maar het kan ook anders. Nota bene hetzelfde Philips zette twee jaar geleden een productierijp prototype van de brilloze 3D-tv in de ijskast. De lenticulaire technologie – waarbij een mat van bolvormige lenzen voor het tv-scherm verantwoordelijk is voor de diepteweergave – is vrijwel rijp, maar levert ‘slechts’ beeld op met ‘standaarddefinitie’. Philips ontwikkelde ook software om ‘platte opnamen’ om te toveren tot 3D-beelden. Maar in de tussentijd is de consument gewend geraakt aan high definition-beeld. Dat neemt niet weg dat over 3 tot 5 jaar de brilloze 3D-ervaring ook in uw lokale Mediamarkt of BCC te koop is.
Wie willen het?
Allereerst de fabrikanten. Het verhoogt de waarde van het product, terwijl een 3D-chip nog geen 20 euro kost. En 3D kan in principe in alle beeldschermen worden toegepast. Aan de consumentenkant zijn gamers de belangrijkste groeigroep. Games en ook films gaan in 3D. Tussen de 10 en 15 procent van alle films wordt in 2014 in 3D geschoten.
What’s next?
De even bijzondere als antieke beeldweergave van de holografie. Met nóg groter diepte-effect, omdat er beelden via een holle spiegel ‘zwevend’ in de ruimte worden geprojecteerd. Vorig jaar lieten wetenschappers van de universiteit van Tokio een demovideo verschijnen waarin zo’n projectie lijkt te interacteren met een echt object. Holografische regendruppels stuiterden van een echte hand af. Pulsen microgeluid creëerden tegelijk de illusie van aanraking. Waarmee de brug tussen de virtuele en de echte wereld definitief geslagen is.
De marktprognose
Mondiale filmomzet in drie dimensies in 2009: 5,5 mld. Over twee jaar naar verwachting 25 miljard dollar. PricewaterhouseCoopers verwacht dat in 2014 van alle bioscoopschermen in de VS circa 30 procent 3D aankan, in Europa zou dat een kwart zijn. In 2014 heeft 15 tot 25 procent van de Amerikaanse huishoudens een 3D-tv, in Europa tussen de 6 en 15 procent. Verwachting voor 3D in mobieltjes in de VS: 2,5 procent in 2014.
AANSTURING 2.0
De besturing van apparaten bereikt een ander niveau. Met ogen, spieren, brein: de afstandsbediening kan het voortaan zonder duim.
Eye tracking.
Besturingsmiddel: het oog
Deze methode, waarbij de kijkrichting van een persoon wordt bepaald met infrarood licht, kan gebruikt worden voor verschillende soorten besturing. Zo heeft het Zweedse bedrijf Tobii een systeem ontwikkeld waarbij autospiegels, airbags en muziekselectie op basis van oogbewegingen van autobestuurders worden geregeld. Eyetracking kan bijvoorbeeld checken of een bestuurder alert genoeg is. Ook toepassingen op het gebied van gaming en computerbesturing horen tot de mogelijkheden. Microsoft presenteerde eind 2009 een computer die kan worden bestuurd door het oog.
Brain machine interface.
Besturingsmiddel: het brein
De vraag ‘waar denk je aan?’ wordt in de toekomst beantwoord met: ‘Dat zie je toch!’ Door hersenactiviteit te meten, via elektro-encefalografie, kunnen gedachten worden omgezet in daden. Zo heeft de Wisconsin Universiteit al getwitterd door alleen maar te denken. En Honda presenteerde vorig jaar robot Asimo, die zijn rechterhand bewoog als een proefpersoon aan een rechterhand dacht. In de medische sector hebben Europese onderzoekers vorig jaar een robothand aan een geamputeerd persoon verbonden, die deze met zijn gedachten kon bewegen. De eerste denkspellen zijn ook al gesignaleerd.
Motion sensing.
Besturingsmiddel: het lichaam
Zwaai je hand naar links en de televisie verspringt naar Nederland 2. Maak een trappende beweging en je avatar schiet de bal op doel. Toekomstmuziek? Met een 3D-chip die diepte kan inschatten en een camera die data verzamelt, is het nu al uitvoerbaar. Hitachi werkt aan een tv die zapt op beweging en Microsoft komt eind 2010 met Project Natal, een spelcomputer waarbij interactie zonder controller mogelijk is. Er zijn ook kansen in andere markten. Zo heeft het Belgische Softkinetic met het Nederlandse Silverfit samen met fysiotherapeuten een bewegingsspel ontwikkeld voor revaliderende patiënten.
Muscle machine
Besturingsmiddel: het spierstelsel
Begin dit jaar werd bekend dat de researchafdeling van Microsoft een patent heeft aangevraagd rond besturing via spieren, zonder dat daarbij enige fysieke input nodig is. Op dit moment komen daar nog veel elektroden, sensoren en draden bij kijken, maar de volgende generatie is draadloos, aldus het bedrijf. Als eventuele toepassingen noemt Microsoft gaming (luchtgitaar spelen, nu echt!), muziek opzetten tijdens het joggen (even je spieren spannen om het volgende nummer te horen) en een autodeur openen terwijl je in beide handen een tas vasthebt.
WATERSTOF
Waterstof overvleugelt onze door fossiele brandstoffen aangedreven economie. Ook bij u thuis.
Wat is het?
Waterstof is H2, bij kamertemperatuur een gas. Het is een energiedrager die als alternatief kan dienen voor fossiele brandstoffen en die emissieloos kan zijn. Waterstof wordt vooralsnog voor 99 procent gewonnen door het ‘kraken’ van koolwaterstoffen zoals aardgas. Maar – en daar zit de emissieloze belofte – het kan ook door elektrolyse. Op die manier kan waterstof tijdelijk te veel geproduceerde stroom door windmolens en zonnepanelen opslaan en de piekproductie nuttig aanwenden.
Waarom verandert waterstof de wereld?
Allereerst, de olie raakt (ooit) op. Ten tweede, de koolwaterstofeconomie kent veel nadelen, waaronder broeikasgassen. Wellicht de belangrijkste driver is de geopolitieke realiteit: veel olie- en gasvoorraden zijn in handen van te wantrouwen regimes. Tot slot, ook niet onbelangrijk: waterstof biedt een technologische uitdaging die past binnen het concept van de kenniseconomie.
Waarom duurt dat nog zo lang?
Onze economie is vrijwel volledig gebaseerd op olie. De weerstanden en gevestigde belangen zijn groot. Kijk bijvoorbeeld naar de auto-industrie: de auto is gebaseerd op de uitontwikkelde verbrandingsmotor met peperdure versnellingsbak. Beide verliezen hun functie als er op waterstof wordt overgestapt.
Hoe gaan we waterstof gebruiken?
Om energie in op te slaan bijvoorbeeld, maar ook als brandstof. Autofabrikanten als BMW en Mazda werken daar nu al aan. De echte turnaround zit in de brandstofcel. Die zet waterstof om in stroom en concurreert met conventionele accu’s. Stroom waar we maar willen: kleine brandstofcellen gevoed door ampullen waterstof verschijnen als energievoorziening in laptops en andere mobiele elektronica. Tussen 5 en 10 jaar van nu komen er hybride accu-waterstofauto’s op de markt. Over 10 jaar zitten we in de eerste fase van de roll out van de brandstofcel-aangedreven auto.
Wat is het nadeel?
De opslag. H2 brandt zeer heftig en geeft explosiegevaar.
Wat is de marktpotentie?
Extreem groot. Nu is de wereldproductie ca. 45 miljard m3 per jaar (tegen een gemiddelde prijs van 1 dollar per m3). De markt groeit nu al met 15 procent per jaar, dat kan nog veel sneller gaan als de olie schaarser wordt.
ROBOTICA
Steeds vaker komen we de robot tegen in het dagelijks leven. Vergrijzing en defensie helpen hem verder vooruit.
“Vergrijzing is een enorme driver voor de ontwikkeling van robots”, stelt Stefano Stramigioli, hoogleraar op de Technische Universiteit van Twente, een van de roboticabrandhaarden in Nederland. Veel van de zorg die met de vergrijzing samenhangt kan door robots worden ondervangen. De robo-butler is inmiddels niet ver weg meer, stelt de Italiaan. De tuinmanvariant bestaat al: een volautomatische grasmaaier die op gezette tijden uw gazonnetje bijwerkt is in ieder tuincentrum te koop. En er zijn ook al een miljoen schoonmakende robots actief op luchthavens en in ziekenhuizen. Bobby, genoemd naar de trouwe hond van Kuifje, is nog in ontwikkeling. En wel hier, in Nederland. Over een jaar of 10 zal deze robot ondersteunend zijn in het huishouden. “Vooral bij ouderen. Dan kan hij praten, spelletjes spelen, assisteren bij medicijngebruik en via telemanipulatie een arts of hulpverlener mee laten kijken om te zien of alles goed gaat”, voorspelt Stramigioli. Hij doet dat wel met de nodige armslag. “Alles verder weg dan 5 jaar is speculatief. En een belangrijk gevaar dat deze sector bedreigt is het wekken van verwachtingen die we niet kunnen waarmaken.”
Verwevenheid
Nergens wordt de verwevenheid van alle nieuwe technologieën zo helder als in de robotica. “De softwarearchitectuur is zo complex, dat die moeilijk beheersbaar is”, zegt Stramigioli. We kennen al geavanceerde robothanden, bewegingssensoren, optische en audiosensoren. De opgave is om alles goed met elkaar te combineren. “Het is cruciaal dat het systeem zijn eigen fouten herkent en corrigeert. Er is sprake van een zero fault tolerance.”
Vandaar ook dat de internationale roboticagemeenschap (vooralsnog) bijna alle software open source ontwikkelt. “Dat maakt het ontdekken en herstellen van fouten makkelijker”, aldus Stramigioli. Grote uitzondering is Microsoft, dat met een gesloten softwaresysteem anticipeert op de verwachte exploderende markt.
De schedel van het door de vakgroep van Stramigioli ontwikkelde, met sensoren volgestopte, robothoofd is geprint: in 3D. En bij de medische robots zal nanotechnologie een rol gaan spelen. Nu al worden er met de 1,5 miljoen dollar kostende Da Vinci-robot minimaal invasieve prostaatoperaties uitgevoerd op vijf plaatsen in Nederland. Hierbij heeft de chirurg de beschikking over een 3D-weergave van het operatiegebied onder de huid. Maar ook de cloud komt om de hoek kijken, via RoboEarth. Dit project moet het internet voor robots worden. Ondermeer TU Eindhoven en Philips werken hier samen om robots hun ‘kennis’ te laten uitwisselen.
Aziatisch geweld
De Koreaanse overheid heeft ambities. Robotica is de geplande trekker van de nationale economie. In 2020 moet ieder huishouden een robot hebben. En Korea wil in 2018 20 procent van de wereldrobotmarkt bedienen. De komende vijf jaar investeert de overheid daar 600 miljoen euro in onderzoek naar intelligente robots. En daarnaast nog veel meer in de onderwijsinfrastructuur om die ontwikkeling mogelijk te maken.
Zoals achter veel technologische ontwikkelingen is er ook in de robotica een militair belang. Robots die zelfstandig aan het front kunnen opereren, zijn uiterst handig. Hier komt de grootste push uit de VS. Het Amerikaanse leger, geconfronteerd met soldaten die zonder ledematen terugkeren uit Irak of Afghanistan, investeert circa 100 miljoen dollar in prothetica, oftewel robotprotheses.
Nederlandse niche
Speelt Nederland ook nog een rol? Ja, maar op een wat bescheidener schaal. Dennis Schipper van Demcon is bijvoorbeeld slim in een niche gaan zitten. “Zo hebben we Lopes, een robot die assisteert bij het leren lopen na een verlamming.” De robot neemt plaats in een soort exopak dat loopbewegingen maakt waar de patiënt dit nog niet kan. “Het concept kan marktrijp worden gemaakt, mede door een subsidie van twee keer 8 ton van de provincie en van Pieken in de Delta.” Toch een andere maatvoering dan die 600 miljoen euro van Zuid-Korea.
ALLES IN DE CLOUD
Informatie en diensten komen in het virtuele netwerk terecht. Boekenkast, archief en server kunnen de deur uit.
Wat is het?
De term de ‘cloud’ wordt gebruikt voor alle in- of externe ict-diensten die niet vanuit de eigen computer of server worden aangestuurd. Bestanden en software staan niet meer op de eigen harde schijf of server maar op internet, waar ze oproepbaar zijn vanaf elk denkbaar randapparaat: de desktop op kantoor, de zakelijke laptop of de smartphone. Dat wil niet zeggen dat iedereen toegang heeft; de bestanden zijn afgeschermd voor onbevoegden.
Voorbeelden?
Zonder dat we het doorhebben zitten we dagelijks al met ons hoofd in de wolken, denk aan diensten als Hotmail, Google Docs, Spotify (streaming muziekdienst) en aan het – nu nog – minder bekende Evernote (notities opslaan in de cloud). Of aan op bedrijven gerichte diensten als Salesforce.com (CRM in de wolken) en Amazon Elastic Compute Cloud (capaciteit waar en wanneer je maar wilt).
De toekomst?
Steeds meer bedrijven zoeken de internetwolken op. Microsoft heeft een cloudversie van Office aangekondigd. Ook Apple lijkt de stap te maken. Eind 2009 kocht het bedrijf de muziekdienst Lala, waarmee gebruikers hun muziek kunnen opslaan en vanaf elke willekeurige locatie afspelen. Een andere vorm die zichtbaar wordt: on demand-televisie via internet. Het enige wat u straks nodig heeft is een randapparaat en een internetverbinding. De rest is allemaal in de cloud te vinden.
Wat zijn de voordelen?
Flexibiliteit. Bedrijven hoeven alleen te betalen voor de gebruikte capaciteit. Het is ook makkelijker te ‘schalen’: capaciteit inkopen als het nodig is, afstoten als de behoefte geslonken is. Bovendien kunnen kosten worden bespaard op eigen servers en zijn applicaties altijd en overal beschikbaar (zolang er een internetverbinding is, tenminste). Andere voordelen: de fysieke exemplaren van cd’s, films en boeken hoeven niet langer gedistribueerd en gekocht te worden, en liggen ook niet op zolders stof te happen.
Zijn er ook nadelen?
De twee meest heikele punten zijn veiligheid en privacy. Hoe makkelijk geeft je je klantenbestand uit handen aan Salesforce.com? Hoe weet je zeker dat daarmee goed wordt omgegaan? En wat gebeurt er met de data als Salesforce.com onverhoopt failliet gaat?
Marktvoorspelling?
IDC denkt dat in 2012 ruim 40 miljard dollar in cloud computing omgaat, Gartner komt op 150 miljard dollar in 2013 en Merrill Lynch schat de omzet rond die tijd op 160 miljard dollar.
NANOTECH
Nanotechnologie is ‘overal en niet te stoppen’. Legoën met atomen is nu al een miljardenmarkt.
De Amerikaanse overheid noemt het dé techniek van de 21ste eeuw. Nanotechnologie raakt alles wat we kennen. Als er wordt gedacht, ontworpen en ontwikkeld op nanoschaal, dan wordt er gebouwd met atomen. Twee, drie, vier atomen op de juiste manier aan elkaar geklonken zijn een onwaarneembaar klein apparaatje. Een transistor bijvoorbeeld. En heel veel transistors bij elkaar vormen het kloppend hart van uw laptop. Een chip op nanoschaal is nog steeds niet met het blote oog waarneembaar. De wereld van het ‘atomair klein’ lost problemen op die onoplosbaar leken. Al is het maar omdat er voor nano-devices haast verwaarloosbare hoeveelheden grondstoffen worden gebruikt. Een gram is genoeg om grote aantallen te produceren.
Aan het MIT (het Massachusetts Institute of Technology) wordt hard gewerkt aan het printen van nanochips op papier, een heel wat goedkopere ondergrond dan het nu gangbare silicium. “Dat verandert de wereld onherkenbaar en ik verwacht dat er binnen 5 jaar veel van deze printbare elektronica gerealiseerd is”, zegt Dave Blank, wetenschappelijk directeur van MESA+, een onderzoeksinstituut aan de Technische Universiteit Twente en een van de Nederlandse voortrekkers van nanotechnologie.
Lab-on-a-chip
Ook de Nederlandse nanosector roert zich. Niet alleen ontstaan er jaarlijks zo’n 10 bedrijven die nanotechnologie commercieel exploiteren, ook wordt nano nu al toegepast in consumentenelektronica, de (dier-)geneeskunde, de voedseltechnologie en de chemische industrie. Nano zet ook onze drinkwatervoorziening op zijn kop: filtratie krijgt een nieuwe betekenis. “De technologie wordt verschrikkelijk breed toegepast. Je kunt ook niet echt spreken van een nanosector”, zegt Blank. “Nano is overal en niet meer te stoppen.”
Tijdens het gesprek frummelt hij aan een plastic plaatje van nog geen drie centimeter in het vierkant: een ‘lab-on-a-chip’. Het plastic is bedoeld om een minuscuul plaatje glas hanteerbaar te maken. Verstopt in het glas, in iets wat op een krasje lijkt, zit het product. “Dit apparaat test het kaliumgehalte in het bloed. Een druppeltje is genoeg.” Het moet het leven van dierenartsen aanzienlijk vergemakkelijken. “Vroeger moest er een buis bloed worden afgenomen en dat moest in een lab onderzocht worden. Nu passen er genoeg van deze nanotesters in de tas van de dierenarts om de hele intensieve veehouder in één keer te bedienen. Om te maken kost het bijna niets”, zegt Blank. “Alleen al voor deze toepassing wordt een miljardenmarkt verwacht.”
Medische doorbraak
Blank verwacht de grote introducties in eerste instantie in de medische hoek en dan vooral die van de diagnostiek. “We kunnen één enkel virusdeeltje of antistofdeeltje detecteren. Dat betekent dat de diagnose al veel eerder kan plaatsvinden.” Nu al is er een lithiumdetector die een psychiater assisteert bij het voorheen tijdrovende en op de gok inregelen van de hoeveelheden antidepressiva die werken voor één patiënt. “Ook bij diabetes, waarbij de hoeveelheden insuline belangrijk zijn, biedt nanodiagnostiek uitkomst. Zeker als die gekoppeld wordt aan een insulinepomp.”
De apparatuur om procesmatig atomen en moleculen mee te manipuleren is duur. Daarom is in Twente een apparatenfonds ingesteld waaruit de apparaten voor massaproductie worden voorgefinancierd, zodat nanostart-ups de apparaten kunnen leasen. “Met het wegnemen van die eerste kapitaaleis krijgen veel meer bedrijven de kans te ontstaan”, zegt Mirjam Luizink, verantwoordelijk voor de ontwikkeling van het Twentse nanocluster.
Probleem is nog het ontbreken van wetgeving. Nano is nog te vers om nu al te worden gereguleerd. “Waar we naartoe moeten is een regulerend systeem vergelijkbaar met de E-nummers voor voedsel”, aldus Luizink en Blank.
3D-PRINTEN
Printen in drie dimensies is the next big thing. Er wordt zelfs al gewerkt aan de printer die zichzelf kan printen.
Op bezoek bij TNO Industrie & Techniek laat Krista Polle een klein, wit voertuig zien dat precies hetzelfde werkt als een gemiddelde speelgoedauto. Zet het op de grond, wind het mechanisme op door een achterwaartse beweging met de wielen en rijden maar. Het voertuig dat Polle een paar meter laat rijden zit echter ingenieuzer in elkaar dan je zou denken. “Het is in zijn geheel geprint”, zegt de TNO-expert. Het voertuig is in een 3D-printer laagje voor laagje opgebouwd tot één geheel, inclusief scharnierpunten, raderen, veer en opwindmechanisme.
Laserstraal
Dit soort printers bestaat al sinds eind jaren ’80. De basis is altijd een computermodel of CAD-tekening, de manier van producten driedimensionaal printen verschilt. Het kan gaan met een laserstraal die over het oppervlak van steeds een nieuw laagje metaal- of kunststofpoeder beweegt en op de juiste plaats het poeder aan elkaar smelt. Of met een machine die laag voor laag een vloeibaar kunststof op de gewenste dwarsdoorsnede spuit of uithardt.
Rapid manufacturing
In eerste instantie werden dit soort machines vooral ingezet voor eenmalige prototypes. Tegenwoordig kunnen 3D-printers echter ook worden ingezet als deel van het productieproces. Rapid manufacturing, heet het dan. Al gaat het printen nog niet zo snel als een 2D-printer: TNO kan 1 centimeter in een uur printen, maar ongeveer 1 centimeter in 8 uur is gangbaarder. Terry Wohlers, zelfverklaard goeroe van rapid manufacturing, noemt het dan ook liever additive manufacturing (AM). In een rapport van zijn bedrijf Wohlers Associates voorspelt hij dat de markt in 2015 zal zijn verdubbeld. Op dit moment gaat in deze markt wereldwijd zo’n 1,2 miljard dollar om.
Passende beugels
Bedrijven als Siemens en Phonak gebruiken 3D-printen al om op maat gemaakte hoortoestellen te maken, terwijl Invisalign perfect passende beugels maakt met de 3D-printer. Ook richting consumenten wordt 3D-printen al op beperkte schaal ingezet. Zo print het Eindhovense bedrijf Shapeways je eigen ontwerp voor je uit en kan FigurePrints.com hetzelfde doen met je avatar uit het online spel World of Warcraft. Volgens sommigen zal de 3D-printer in de toekomst zelfs in iedere woonkamer een plekje krijgen.
Dentale industrie
Ook bedrijven uit andere sectoren profiteren van de 3D-printer, zoals softwarebedrijven die de ontwerpen moeten vertalen naar geprinte producten. Eén daarvan is Delcam PLC, waar Jan Willem Gunnink manager European research projects is. Hij zegt dat 3D-printen een enorme groei in nieuwe markten voor het bedrijf mogelijk maakt. “We ontwikkelen nu maatsoftware, die is opgebouwd uit basiselementen, zodat het makkelijk implementeerbaar is op verschillende markten. Op dit moment zien wij de grootste commerciële kansen in de medische sector, in de dentale industrie, bij steunzolen en in de markt voor reparatie.”
Metaal printen
De verbetering van materialen zorgt voor een snellere toepassing van driedimensionaal printen, zegt Polle. Een mechanische auto is leuk, maar een auto van nylon is redelijk zinloos. Tegenwoordig is het echter al mogelijk om met verschillende materialen door elkaar een kaakimplantaat te printen, waarbij een deel van de kaak na implantatie letterlijk oplost. Ook metaal printen behoort al tot de mogelijkheden. Polle: “Maar metaal met een andere grondstof combineren lukt nog niet. Daarvoor verschillen de procesomstandigheden te veel. We gaan ervan uit dat dit probleem binnen 10 jaar is opgelost.”
Printer print printer
3D-printen heeft grote gevolgen, denkt Gerben van den Berg, senior consultant bij Berenschot, net als TNO en Delcam betrokken bij het RM-project Custom-Fit. Businessmodellen zullen veranderen, maar ook de hele keten van grondstof naar product naar consument kan op zijn kop komen te staan, zegt hij. “Voor sommige bedrijven in de toeleverende industrie kan dit einde oefening betekenen. Als je iets zelf kunt maken, heb je ze niet meer nodig.”
Bedrijven moeten hierop voorbereid zijn, zegt Van den Berg. “Stel je voor dat je alle producten on-demand kunt maken. Dan hoef je nauwelijks meer voorraden aan te houden, en iedere klant kan zijn of haar eigen product zélf vormgeven. Echte mass customization dus. Dat belooft wat!”
Met de overtreffende trap is Adrian Bowyer van de Bath Universiteit in Engeland bezig: de RepRap, een printer die – jawel – zichzelf kan printen. Dat lukt hem inmiddels al voor de helft. Wordt dus ongetwijfeld vervolgd.
AUGMENTED REALITY
De realiteit om je heen wordt ‘aangekleed’. De hippe technologie zorgt ook voor Nederlands succes.
Wat is het?
Een technologie waarbij informatie grafisch over het werkelijke beeld wordt geprojecteerd.
Voorbeelden?
Door data van CCTV-camera’s uit zijstraten te combineren met het uitzicht vanuit de auto kunnen automobilisten door muren heen kijken – en zien of er verkeer uit de zijstraten aankomt. Door beursbezoekers een virtuele bril op te zetten kunnen ze tussen levensechte meubelontwerpen lopen, zonder dat de ontwerpers de kostbare meubels over de hele wereld hoeven te zeulen. Door je telefoon te richten op een bedrijfspand laat Companyspot.nl informatie over het daar gehuisveste bedrijf op je beeldscherm zien. Gemaakt met software van Layar, de Nederlands kampioen op het gebied van augmented reality.
De Nederlands kampioen?
Layar werd eind vorig jaar door BusinessWeek in een lijst gezet met de meest intrigerende new businesses. Het bedrijf heeft een browser ontwikkeld die een laag data over het beeldscherm van mobiele telefoons legt. Richt het scherm bijvoorbeeld op het Museumplein en de dichtstbijzijnde pinautomaat komt tevoorschijn. Dat lukt met behulp van de ingebouwde gps en het kompas, waardoor locatie en richting aan gegevens kunnen worden gekoppeld. Layar biedt de functionaliteit gratis aan ontwikkelaars, die er een eigen toepassing bij mogen maken. Wereldwijd zijn 1.500 mensen bezig met het maken van nieuwe varianten van Layar.
En de toekomst?
Verwacht AR-games, AR-marketingacties, AR-bedrijfsservices, verhalende AR en compleet nieuwe werelden in AR. Juniper Research voorspelt dat de omzet van augmented reality zal groeien van 2 miljoen dollar in 2010 naar 732 miljoen dollar in 2014. Tegen die tijd zullen er wereldwijd 350 miljoen telefoons in omloop zijn die geschikt zijn voor AR-toepassingen. Juniper heeft drie potentiële inkomstenstromen gedefinieerd: pay-per-download, inkomsten uit voorgeïnstalleerde software en abonnementen en advertenties.
Doet Google er nog iets mee?
Maak een foto met je mobiel en Google zoekt er op internet de juiste informatie bij, dat is in een notendop Google Goggles. De techniek (nu nog in de experimentele fase) heeft ook een toepassing gericht op lokale bedrijven waarover informatie kan worden opgevraagd dankzij gps en kompas. In principe kan Goggles ook personen herkennen (maak een foto van een onbekende en Google vindt het bijbehorende LinkedIn-profiel), maar om privacyredenen is dat nog geblokkeerd.
SMART SURROUNDINGS
Sensors worden niet alleen gebruikt om toezicht te houden, maar ook om processen te regelen en controleren.
De wereld om ons heen wordt intelligenter. Steeds meer sensoren meten onze wensen en behoeftes en spelen daar – meestal ongemerkt – op in. Neem Philips, dat aan een muziekspeler werkt waarbij het ritme van de muziek omhooggaat met de inspanning die de luisteraar levert. Of Nedap, dat bezig is met een slim parkeerterrein waarbij auto’s via elektronische wegwijzers naar vrije plekken worden geloodst. Ander voorbeeld: het Great Barrier Reef in Australië. Voor de mens is het onmogelijk om dit grootste koraalrif ter wereld dag en nacht in de gaten te houden. Dus neemt technologie deze taak over. Het koraal wordt met draadloze sensornetwerken gecontroleerd op temperatuur en lichtinval. Dit gebeurt met technologie van het Nederlandse bedrijf Ambient Systems, dat in 2004 startte als spin-off van de Universiteit Twente.
Oprichter en cto Paul Havinga, wat is de impact van de door jullie gebruikte technologie?
“Wij kunnen met onze draadloze sensornetwerken onder meer inzicht geven in logistieke processen van bedrijven. Zo kan bijvoorbeeld achterhaald worden of er een breuk is ontstaan en of het transport onder de juiste temperatuur is verlopen. Door processen te monitoren kunnen in de toekomst fouten verminderd worden, waardoor de efficiency omhoog gaat en de kosten omlaag gaan.”
Ceo Hans Derksen, wat is de businesscase van Ambient Systems?
“Ons businessmodel is indirect: we leveren onze technologie vooral aan partners, die uiteindelijk aan hun klanten een totaaloplossing bieden. Via hen gaat het klantcontact, al bieden we op de farmaceutische markt wel een totaaloplossing, die recentelijk door een logistieke dienstverlener wereldwijd is geïmplementeerd. Dit zullen we in de toekomst waarschijnlijk vaker doen. Dat is voor ons interessant, want als je informatie biedt doe je geen eenmalige levering, maar ben je continu met de klant in contact.”
Hoe ziet de toekomst van smart surroundings eruit?
Hovinga: “Meten kunnen we al goed, maar het op afstand regelen van processen willen we nog verder ontwikkelen. Daarnaast richten we ons op energiezuinigheid. Op dit moment werken we met batterijen voor onze sensoren, maar in de toekomst zullen we energie vergaren uit de omgeving.”
Derksen: “Deze ontwikkeling kun je ook doortrekken naar de huiskamer, naar de medische sector of naar de energiemarkt. De potentie is enorm. Daarnaast groeit de technologie mee met de markt. Stel dat er bepaalde regelgeving komt waaraan bedrijven moeten voldoen, bijvoorbeeld op het gebied van de temperatuur van etenswaren, dan hebben wij de technologie om partijen daarbij te helpen.”
