Zeventien Veni’s voor Delftse toponderzoekers
NWO heeft aan 188 veelbelovende onderzoekers uit de volle breedte van de wetenschap Veni-financiering van maximaal 280.000 euro toegewezen. In de domeinen Toegepaste en Technische Wetenschappen (TTW) en Exacte en Natuurwetenschappen (ENW) worden zeventien wetenschappers van de TU Delft gehonoreerd. De laureaten kunnen daarmee in de komende drie jaar hun eigen onderzoekideeën verder ontwikkelen.
In het TTW domein zijn twaalf Veni’s toegekend aan:
Aimee Sakes – Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek & Technische Materiaalwetenschappen (3mE)
Trillen door het vaatstelsel
Cardiovasculaire interventies vereisen dat katheters een lage of hoge wrijving met de bloedvatwand hebben, afhankelijk van de taak die ze moeten uitvoeren, maar de huidige kathetertechnologie maakt het niet mogelijk om de wrijvingseigenschappen op verzoek te veranderen. Hoewel lage wrijving voordelig is tijdens het inbrengen en verwijderen van de katheter, bemoeilijkt het het vasthouden van een positie in het hart en het uitoefenen van krachten. Dit voorstel is erop gericht om hoogfrequente trillingen te gebruiken om katheters in staat te stellen hun wrijvingseigenschappen op verzoek aan te passen. De beoogde katheter kan schakelen tussen een "stick"-modus met hoge wrijving voor atraumatische verankering en een "slip"-modus met lage wrijving voor eenvoudig inbrengen en verwijderen.
Cosimo della Santina – Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek & Technische Materiaalwetenschappen (3mE)
ROSES: Dynamische robotmanipulatie van slanke en zachte objecten
De integratie van robots in ons dagelijks leven wordt belemmerd door hun onvermogen om objecten te manipuleren zoals de mens dat doet. Robots hebben bijvoorbeeld moeite met alledaagse taken zoals het oogsten van een roos uit een struik, het tanken van een auto bij een benzinestation of het ontwarren van twee kabels. Dit komt omdat al deze taken te maken hebben met het manipuleren van vervormbare objecten. Binnen ROSES zal ik de principes van manipulatie van vervormbare objecten blootleggen. Uiteindelijk zal ik robots uitrusten met de intelligentie die nodig is om hun omgeving op een betrouwbare manier aan te raken en aan te passen, en zo hun penetratie in ons sociaal-economisch weefsel bevorderen.
Mathias Peirlinck – Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek & Technische Materiaalwetenschappen (3mE)
Hoe weefselstructuur ervoor zorgt dat het hart (over)slaat
Het gemiddelde menselijke hart slaat 3 miljard keer in een mensenleven. Voor patiënten met hartfalen is dit helaas niet het geval. De onderzoeker zal hartweefsel zowel experimenteel als virtueel onderzoeken om meer inzicht te krijgen in de mechanismen die hartfalen veroorzaken. Op basis van microscopie, krachtopnames, computationele modellen en machine-learningtechnieken zullen ze de relaties tussen de microstructuur van het hartweefsel en de mechanische functie van het hart onderzoeken. Op deze manier wil de onderzoeker voorspellen hoe structurele weefselveranderingen de prestaties van het menselijk hart beïnvloeden en deze informatie gebruiken om behandelingsstrategieën voor patiënten met hartfalen te verbeteren.
Sid Kumar – Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek & Technische Materiaalwetenschappen (3mE)
Decoderen van proces-structuur-eigenschapkaarten van metalen door multischaal multi-getrouwheid grafiek leren
Hoewel nieuwe duurzame metalen in aantocht zijn - van groenere staallegeringen tot alternatieve metalen zoals magnesium - kan het jaren duren voordat ze commercieel en maatschappelijk worden toegepast. Deze uitdaging komt voort uit de complexe wisselwerking van microstructurele mechanica en verwerkingsomstandigheden, die elk enorm verschillen tussen metaalsystemen. Om de toepassing ervan te versnellen, zal dit onderzoek een machine-learningstructuur ontwikkelen om de microstructurele mechanica van verschillende metaalsystemen efficiënt te modelleren en het ontwerp van duurzame en optimale verwerkingsroutes mogelijk te maken.
Aleksandra Lekić – Elektrotechniek, Wiskunde & Informatica (EWI)
SAFE-GRID: Slimme en flexibele regeling voor een op vermogenselektronica gebaseerd elektriciteitsnet
SAFE-GRID zal fundamenteel onderzoek doen naar een nieuw ontwerp voor snelle microsecondenregeling voor elektriciteitsnetten op basis van vermogenselektronica (VE). De nieuwe methodologie zal gebaseerd zijn op een speciaal aangepaste gegevensgestuurde Model Predictive Control. Het zal een stabiele werking van het net garanderen, zelfs in het geval van onvoorziene storingen, en storingen sneller opheffen met kleinere spanningsafwijkingen en vermogensoverschrijdingen. Bovendien garandeert deze regeling een snelle werking van de netbeveiliging die de betrouwbaarheid van elektriciteitsnetten op basis van VE aanzienlijk kan verhogen.
Charlotte Frenkel – Elektrotechniek, Wiskunde & Informatica (EWI)
AdaptEdge - Op de hersenen geïnspireerde slimme apparaten die voortdurend kunnen leren van hun omgeving
Hoewel slimme apparaten veelbelovende toepassingen kunnen bieden, van industriële productiviteitswinst tot slimme steden en wearables, is er nog een obstakel dat hun succesvolle toepassing verhindert: langdurige betrouwbaarheid. Momenteel kunnen slimme apparaten zich namelijk niet zelfstandig aanpassen aan veranderingen in hun omgeving, nieuwe gebruikersfuncties en taakvereisten. Dit leidt ofwel tot afval door vroegtijdige vervanging van het apparaat of tot hoger batterijverbruik en onderhoudskosten door regelmatige over-the-air updates. Dit project zal dit obstakel overwinnen door de laatste ontwikkelingen in neurowetenschappen en machine learning te combineren, om zo slimme apparaten te voorzien van de mogelijkheid om continu van hun omgeving te kunnen leren.
Delphine de Tavernier – Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek (LR)
Vormveranderende windturbines - een manier om meer energie te produceren in turbulente omgevingen
Vogels kunnen vakkundig navigeren in turbulente luchtstroming door hun vleugels en lichaam van vorm te veranderen. Steeds groter wordende, aerodynamisch aangedreven windturbines kunnen dit niet, ondanks hun toenemende gevoeligheid voor atmosferische turbulentie en variabele stroming langs de enorme wieken. Dit resulteert in ongewenste prestatieverliezen en onnodige belasting. Dit onderzoek zal bio-geïnspireerde vormveranderende technologie introduceren in de wieken als een manier om de complexe atmosferische omgeving in de tijd aan te voelen en hierop instantaan te reageren.
Francesca De Domenico – Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek (LR)
Onthul met laserdiagnostiek (LITGS en LIF) de lokale NOx- en flashbackfysica van H2-vlammen (UNL2OCK H2)
Vliegtuigen op waterstofverbranding zijn veelbelovende kandidaten om de luchtvaart koolstofarm te maken. Mijn project draagt bij aan het verwezenlijken hiervan. Ik zal 'experimentele ogen' bouwen op waterstofvlammen: een nieuwe op laser gebaseerde 'thermometer' die in staat is om de lokale temperatuur en het geproduceerde NO-gehalte te meten. Met deze nieuwe diagnose kan ik de mechanismen achter de vorming van verontreinigende stoffen en instabiliteiten op waterstofvlammen beter begrijpen, wat uiteindelijk zal leiden tot de ontwikkeling van strategieën om deze te verminderen.
Frits de Prenter – Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek (LR)
De interactie tussen stromingen en omstroomde objecten simuleren in computermodellen
Het gebruik van computermodellen voor stromingen is essentieel voor een groot aantal toepassingen in de techniek en wetenschap, bijvoorbeeld voor het ontwerpen van windmolens. De Lattice Boltzmann Methode (LBM) is een veel gebruikte methode op dit gebied. Deze methode heeft echter een fundamentele zwakte, namelijk de manier waarop het effect van de omgeving op de stroming wordt voorgeschreven, bijvoorbeeld de wrijving tussen de stroming en windmolenbladen. In STABILIZE, ontwikkel ik een computeralgoritme dat deze interactie op een andere manier voorschrijft, en daarmee de zwakte op een fundamentele manier verhelpt. Dit vergroot de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van stromingsberekeningen.
Roberto Merino Martinez – Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek (LR)
Luister naar de toekomst: duurzame vliegtuigtechnologieën mogelijk maken door de geluidshinder te minimaliseren
Nieuwe technologieën die nodig zijn om tot een milieuvriendelijke luchtvaart te komen (bijvoorbeeld elektrische voortstuwing) moeten ook minimale geluidshinder veroorzaken om maatschappelijk aanvaardbaar te zijn. Ik stel een innovatieve, perceptiegestuurde ontwerpmethodiek voor die een paradigmaverschuiving vertegenwoordigt met betrekking tot state-of-the-art benaderingen, die eerst ontwerpen en daarna zoeken naar strategieën voor geluidsdemping. Ik neem voor het eerst de menselijke perceptie van geluid op in aero-akoestisch onderzoek en vliegtuigontwerpproces door nieuwe geluidskwaliteit-meetwaarden te evalueren en psycho-akoestische luisterexperimenten uit te voeren. Deze aanpak vermindert de geluidsimpact van de luchtvaart in lokale gemeenschappen en kan worden uitgebreid naar andere sectoren, zoals drones en windturbines.
Salua Hamaza – Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek (LR)
Luchtrobots in een tastbare wereld: Drones met tastzin handelen op hun omgeving
Drones zijn tot nu toe vooral “ogen in de lucht”. Om echter het volle potentieel van drones te benutten zal het nodig zijn dat ze ook fysieke interactie hebben met hun omgeving. Daarom zullen in dit project drones worden voorzien van het zintuig van tast, waarbij de focus niet alleen ligt op de bediening van ledematen, maar juist ook op het soepele en zachte ontwerp hiervan. Hierdoor worden drones slimmer op lichaam- en sensorniveau, en kunnen ze zich beter redden in moeilijke situaties, bijvoorbeeld in rokerige of donkere omgevingen in een brandend gebouw, dankzij de mensachtige tastzin.
Artur Schweidtmann – Technische Natuurwetenschappen (TNW)
Duurzame chemische processen ontwerpen met kunstmatige intelligentie
Nu de wereldwijde chemische industrie zich aanpast om groener te worden, is er een behoefte om de manier waarop chemische processen worden ontworpen te transformeren. Digitalisering en kunstmatige intelligentie bieden nieuwe mogelijkheden voor het ontwerp van duurzame chemische processen. In dit project wordt een nieuw algoritme voor “reinforcement learning” ontwikkeld. Het algoritme interageert met een simulatieomgeving en leert iteratief hoe chemische processen moeten worden ontworpen. Het onderzoek bevordert state-of-the-art methoden door gebruik te maken van de kracht van eerdere technische kennis en big data. De ontwikkelde methoden zullen worden geïmplementeerd in een softwareprototype dat door industriële gebruikers kan worden toegepast.
In het ENW domein zijn vijf Veni’s toegekend aan:
Anna Lukina – Elektrotechniek, Wiskunde & Informatica (EWI)
Explainable Monitoring
De digitale revolutie is hier, maar we zijn er nog niet klaar voor. Kunstmatige intelligentie automatiseert al veel processen in de echte wereld, zoals het besturen van treinen of het opsporen van financiële fraude. Zij is echter broos in nieuwe scenario's en laat de mens niet toe haar redenering te valideren. Dit onderzoek zal formele wiskundige redenering combineren met machine learning en visualisatie om er in real time voor te zorgen dat de ingezette algoritmen zich gedragen zoals menselijke deskundigen verwachten. Explainable Monitoring zal van interpreteerbaarheid een intrinsiek kenmerk maken van formele real-time monitoring.
Havva Yoldaş – Elektrotechniek, Wiskunde & Informatica (EWI)
Wiskundige analyse van metastabiliteit in complexe biologische systemen (MetaMathBio)
Veel biologische systemen, zoals moleculair transport, genregulatie en neurale netwerken, hebben meerdere stabiele toestanden. Interne of externe omstandigheden kunnen het systeem spontaan van een toestand naar een andere veranderen; dit wordt metastabiliteit genoemd. Als zulke dynamica in de neurale netwerken van de hersenen voorkomt, kan dit gerelateerd zijn aan neurologische aandoeningen, zoals epilepsie en de ziekte van Alzheimer. In dit onderzoek ontwikkelen we een wiskundig raamwerk waarbinnen metastabiliteit in biologische systemen bestudeerd kan worden. Dit zal leiden tot een beter begrip van de complexe dynamica in zulke systemen en kan gebruikt worden voor het voorspellen en sturen van hun gedrag.
Rihan Hai – Elektrotechniek, Wiskunde & Informatica (EWI)
Het begrijpen van impliciete relaties tussen datasets voor machine learning
Big data is een krachtige motor geworden voor doorbraken in veel kennisgebieden. Met de populariteit van machine learning worden grootschalige data gebruikt om modellen voor inzicht te creëren. Impliciete relaties verborgen in de data, zoals overeenkomsten, correlaties en afhankelijkheden, worden echter vaak over het hoofd gezien, waardoor menselijke inspanning enorm toeneemt en waardevolle ontdekkingen worden belemmerd. Dit project streeft naar een wetenschappelijke doorbraak in het begrijpen hoe datarelaties leertaken beïnvloeden door verborgen datarelaties te ontdekken, extraheren en formaliseren. Mijn Veni zal een grote invloed hebben op het gebruik van data om wetenschappelijke ontdekkingen op een groot aantal kennisgebieden te stimuleren.
Yoeri Dijkstra – Elektrotechniek, Wiskunde & Informatica (EWI)
Inzicht in zoutintrusie in estuaria onder invloed van klimaatverandering en menselijke ingrepen
In riviermondingen, ook wel estuaria, kan zout zeewater tientallen kilometers landinwaarts binnendringen, waardoor het rivierwater brak wordt en ongeschikt voor irrigatie en menselijke consumptie. Door zeespiegelstijging, droogte en rivierverdieping zal dit in de toekomst ernstiger worden. In deze studie wordt onderzocht hoeveel deze zoutintrusie kan verergeren, welke toekomstscenario’s het meest kritisch zijn en welke fysische processen dit veroorzaken. Daartoe wordt een nieuw type wiskundig model ontwikkeld, waarmee het mogelijk wordt efficiënt de fysische processen voor zoutintrusie in veel verschillende rivieren te bestuderen onder vele scenario's voor klimaatverandering en menselijke ingrepen.
Heng Wu – Technische Natuurwetenschappen (TNW)
Het fundamentele mechanisme van niet-wederkerige supergeleiding verkennen met behulp van 2D heterostructuren
Supergeleiding, waarbij elektrische ladingen in materialen zonder weerstand kunnen bewegen, is meestal wederkerig en manifesteert zich voorwaarts en achterwaarts. Onlangs werd niet-wederzijdse supergeleiding waargenomen in Josephson-overgangen zonder aangelegd magnetisch veld. Het fundamentele mechanisme voor dit fenomeen wordt echter niet volledig begrepen; theoretici hebben voorgesteld dat ingebouwde elektrische polarisatie de drijvende factor is. De onderzoeker zal op 2D heterostructuren gebaseerde Josephson-overgangen fabriceren met behulp van specifieke barrièrematerialen en supergeleiders om deze voorspellingen te testen en de fundamentele mechanismen van niet-wederzijdse supergeleiding te onthullen. Dit zal fundamenteel begrip stimuleren en niet-wederzijdse supergeleiding mogelijk maken voor technologieën van de volgende generatie.
Talentprogramma
Het NWO-Talentprogramma geeft onderzoekers de vrijheid om vanuit creativiteit en passie eigen onderzoek te doen. Het programma stimuleert vernieuwing en nieuwsgierigheid. Vrij onderzoek draagt bij aan en bereid ons voor op de maatschappij van morgen. Daarom zet NWO in op een diversiteit aan wetenschappers, domeinen en achtergronden. Veni maakt samen met de Vidi- en Vici-beurzen deel uit van het Talentprogramma.
NWO selecteert onderzoekers op basis van de wetenschappelijke kwaliteit en het innovatieve karakter van het onderzoeksvoorstel, de wetenschappelijke en/of maatschappelijke impact van het voorgestelde project en de kwaliteit van de onderzoeker.
Klik hier voor de antwoorden op een aantal veelgestelde vragen over het Talentprogramma.
Lees het persbericht van NWO.