“In de eerste fase van de coronacrisis lag het zwaartepunt van Delfts onderzoek ten behoeve van de bestrijding van corona vooral op de medische kant. Er dreigde een tekort aan IC-bedden en beademingsapparatuur, en er waren te weinig medische beschermingsmiddelen”, vertelt Deborah Nas, hoogleraar Strategic design for technology-based innovation bij de faculteit IO. “In die fase heeft de TU Delft een waardevolle rol gespeeld met projecten gericht op apparatuur en producten. Nu zitten we in een nieuwe fase: hoe gaan we met zijn allen leren leven met deze nieuwe situatie van social distancing? Ook daar kunnen we als TU een rol in spelen, want hierin speelt digitale technologie een belangrijke rol.”

Al in april organiseerde het Ministerie van Volksgezondheid, Welzijn en Sport een marktconsultatie over digitale oplossingen voor de transitiefase. “Oorspronkelijk ging dat om vier vragen, maar al snel ging alle aandacht naar de eerste vraag, de contactapp. Juist die andere vragen, waar de TU Delft een rol wilde spelen, verdwenen naar de achtergrond”, aldus Nas.

De intrinsieke motivatie onder wetenschappers om een bijdrage te leveren bleef: “Hoe kunnen we onze specifieke kennis inzetten voor het maatschappelijk goed, vroegen we ons af. Al discussiërend kwamen we tot de conclusie dat onze toegevoegde waarde erin zit dat we onderzoekers én ingenieurs zijn: we denken niet alleen, we willen ook doen. Zo kwamen we op het idee om de campus als living lab te gebruiken voor digitale technologieën ter ondersteuning van de anderhalvemetersamenleving.”

Onderzoekers van CiTG, EWI, TBM, IO en BK werken samen aan vier deelprojecten. Die lijken op het eerste gezicht los van elkaar te staan, maar de kracht zit ‘m juist in de combinatie. “Als TU Delft willen we een veilige plek bieden om te werken en studeren, dat is ook onze verantwoordelijkheid als werkgever en onderwijsinstelling.

Dus moeten we social distancing faciliteren. Maar in hoeverre helpen de maatregelen die je daarvoor treft? Kan het aantal mensen dat theoretisch is toegestaan in het gebouw zich in de praktijk aan social distancing houden, en helpt het wel om fietspaden eenrichtingsverkeer te maken? Als je de juiste data verzamelt, dan kun je door middel van analyses bestaande maatregelen evalueren, nieuwe maatregelen ontwerpen en op termijn ook voorspellingen maken over de drukte op de campus.”

“Vanaf de start van het project hebben we ethiek, privacy en security in het hart van ons project gezet: experts op deze terreinen zijn daarom onderdeel van ons kernteam. We werken volgens privacy by design. We hebben bijvoorbeeld geen toegang tot camerabeelden en de data waar we mee werken voldoet aan de GDPR.”

Outdoor mobility dashboard

Het eerste project is een outdoor mobility dashboard. “De regel is dat je anderhalve meter afstand moet houden, ook buiten”, zegt Nas. “We hebben op dit moment onvoldoende zicht op hoe en waar mensen zich bewegen op de campus. Ons eerste doel is daarom om inzicht te krijgen waar het druk en niet druk is en hoe dat verandert over tijd. Wordt er bijvoorbeeld meer gefietst en hoe wordt het openbaar vervoer gebruikt?”

Die gegevens moeten komen van sensoren. Nas: “Zo bepalen we bijvoorbeeld waar mensen wachten op een busplatform (bij elkaar of op anderhalve meter afstand) en hoe het in- en uitstappen verloopt als er een bus staat. Op basis hiervan kunnen we busfrequenties laten aanpassen of belijning aanbrengen bij de bushalte. Dit soort inzichten verkrijgen we zonder camerabeelden door te sturen. De intelligentie om beeld om te zetten in privacy-proof data zit in de sensor. Dat ziet er ongeveer zo uit:

Ook gaan we nieuwe sensoren testen die door het Do IoT Fieldlab ontwikkeld zijn, waar met behulp van millimetergolven wordt gedetecteerd of een bewegend object een voetganger of een fietser is en waar deze zich bevindt.”

Het dashboard wordt een soort digital twin van de campus: een 3D-model waarin we met een kleurcodering aangeven hoe druk het ergens is. Dit dashboard dient toekomstig wetenschappelijk onderzoek. Het is de bedoeling om het sensornetwerk in de toekomst te laten uitgroeien tot een volwaardig Mobility Lab voor wetenschappelijk onderzoek. Het project wordt geleid door Prof. Serge Hoogendoorn en Dr. Sascha Lanser.

Indoor crowd dashboard

Er is ook een binnenshuis variant van dit dashboard in ontwikkeling; die zal als pilot bij de faculteit IO worden getest. “Hier willen we kijken of we voldoende inzicht kunnen verschaffen over drukte in het gebouw. Daar zitten nog wat technische uitdagingen aan. Maar als we dat eenmaal accuraat kunnen, hoe kunnen we mensen dan helpen om bijvoorbeeld drukke plekken te mijden? En wat doet het bijvoorbeeld met je gevoel van veiligheid als er straks een groot dashboard-scherm bij de ingang staat? Dat zijn dingen die we gaandeweg uit moeten vinden”, vertelt Nas. Ook bij het indoor dashboard staat privacy centraal: “We gaan alleen werken met geanonimiseerde en geaggregeerde data. Het inzicht is immers vooral afhankelijk van de combinatie van datasets.”

Wetenschappers van IO, EWI en BK werken nauw samen onder leiding van Prof. Gerd Kortuem van IO. Als de pilot bij IO succesvol is dan kan een dergelijk dashboard ook voor andere faculteiten ontwikkeld worden. Naast praktisch nut en wetenschappelijk onderzoek dient dit project ook een onderwijsdoel. Studenten van IO zullen betrokken worden en leren om data-gedreven te ontwerpen.

Conversational agent

Het derde initiatief is een feedback tool gericht op studenten. Het is nu moeilijker om in contact te blijven met studenten. Daarom is er extra aandacht voor het meten van ‘wellbeing’: hoe gaat het met studenten, hoe voelen ze zich?  “Vooral eerstejaarsstudenten staan voor een enorme uitdaging. Ze hebben nog geen vrienden in Delft, hebben nog geen band met hun studiegenoten of docenten. Als we daar geen voeling mee houden, dan haken er straks nog veel meer af dan in een normaal jaar. Je wilt studenten natuurlijk niet overspoelen met questionnaires”, vindt Nas.

“Het idee is om ze op een laagdrempelige manier om feedback te vragen. Hoe het met ze gaat, of meer gericht: deelnemers aan een bepaald vak op de campus kun je bijvoorbeeld vragen of ze er bij waren en of ze zich veilig voelden.” Omgekeerd zouden studenten zelf ook informatie kunnen delen, bijvoorbeeld van locaties waar het te druk wordt; informatie die dan weer meegenomen kan worden in het dashboard.

De conversational agent, een soort chatbot, wordt in samenwerking tussen EWI en IO ontwikkeld onder leiding van Alessandro Bozzon, die professor is bij beide faculteiten.

Contactnetwerken

Gegevens uit de eerste drie projecten kunnen ook weer input vormen voor onderzoek bij EWI, waar onder leiding van Prof. Piet Van Mieghem gewerkt wordt aan virusverspreidingsmodellen. “De meeste epidemische modellen veronderstellen nu dat het contactnetwerk gekend en statisch is. Als we beter inzicht krijgen in de contactnetwerken van mensen, dan kunnen die virusverspreidingsmodellen veel realistischer worden, nauwkeuriger voorspellen en kunnen maatregelen gerichter ingezet worden. De data uit de eerste drie projecten levert hier een belangrijke bijdrage aan. Verschillende technologieën kijken met een bepaalde ‘lens’ naar menselijk gedrag, sommige op individueel niveau, terwijl andere groepen van mensen meten. Voor het modelleren van het hele contactnetwerk moet data op verschillende aggregatieniveaus aan elkaar gekoppeld worden, iets wat nog niet eerder gedaan is.” 

Toekomstgericht

Voorlopig lopen de vier deelprojecten tot het eind van het jaar; in januari wordt bekeken of en hoe er mee wordt verdergegaan. De investeringen en inspanningen zullen ook op langere termijn hun vruchten afwerpen. “Het indoor crowd dashboard gaat nu over informatie voor het managen van het maximum aantal mensen in een faculteit, maar in de toekomst kun je dat ombuigen om de capaciteit van gebouwen te optimaliseren, zodat bijvoorbeeld de collegezalen ten volle benut worden”, geeft Nas als voorbeeld.

Een belangrijke databron voor dit dashboard, afkomstig uit ons WiFi-netwerk, komt beschikbaar voor toekomstig wetenschappelijk onderzoek. Het sensornetwerk dat buiten wordt uitgelegd moet in de toekomst gaan dienen als een living lab op het gebied van mobiliteit. Sowieso hebben de projecten een dubbelfunctie: ze dragen bij aan ons wetenschappelijk onderzoek en er komt informatie uit op basis waarvan praktische maatregelen kunnen worden genomen. “Neem de feedback tool: chat-based interactie is in opkomst en is voor ons een heel interessant onderzoeksveld. In welke situaties werkt dat nu wel of niet?”

Breed project

Nas coördineert de vier deelprojecten. “Alhoewel je de concepten los kunt zien van elkaar, zijn er veel kruisverbanden. Het is mijn taak de links te leggen tussen de verschillende onderdelen en onderzoekers en de concepten mede vorm te geven. Ook op het gebied van ethiek, privacy en security is een centrale rol belangrijk.”, vertelt ze. “Extra leuk aan dit project is dat ik de TU op een hele andere manier leer kennen, we werken namelijk nauw samen met universiteitsdiensten zoals vastgoed, facilitymanagement en ICT. Valorisatie heeft ook een zeer belangrijke rol in het project. Het maakt mij trots om te zien  dat iedereen er vol voor gaat om Delftse technologie in te zetten in de strijd tegen corona.”

Met inmiddels vijf betrokken faculteiten en de UD is dit een uniek en heel breed project geworden. Voor zulke projecten ziet Nas vaker een coördinerende rol weggelegd voor IO. “Je hebt iemand nodig die de ideeën bij elkaar brengt en er iets van maakt. Als we meer interfacultair willen samenwerken, kunnen we daarbij goed gebruik maken van IO-ers.”