Intreerede: Krachtige ontwerpcapaciteiten cruciaal voor oplossingen maatschappelijke uitdagingen
Op vrijdag 13 september houdt hoogleraar Matthijs Langelaar zijn intreerede Computational Design: Shaping the Future. Langelaar, die onderzoek doet naar algoritmes die mechanische ontwerpproblemen oplossen, benadrukt in zijn rede dat verbeterde ontwerpcapaciteiten een belangrijke bijdrage kunnen leveren aan oplossingen voor maatschappelijke uitdagingen.
De trein waarmee je dagelijks reist of de smartphone die je voortdurend gebruikt — alle onderdelen van deze alledaagse voorwerpen zijn met zorg ontworpen, wat vele uren aan denk- en rekenwerk vergt. Door de toenemende vraag naar technologische innovaties neemt de complexiteit van producten toe, evenals die van hun afzonderlijke componenten. Dit zorgt voor steeds ingewikkeldere ontwerpproblemen, legt Matthijs Langelaar, hoogleraar Computational Design and Mechanics, uit. Hij ontwikkelt tools die sneller en efficiënter oplossingen vinden voor deze complexe vraagstukken.
Verrassende ontwerpen
Langelaar noemt als voorbeeld de Flying V, een innovatief vliegtuig ontworpen door de TU Delft. “Vanwege de compleet nieuwe vorm van het vliegtuig was het noodzakelijk het gehele frame opnieuw te ontwerpen, wat resulteerde in tal van ontwerpuitdagingen.” Het frame moest bijvoorbeeld zowel licht als stijf zijn. Zulke schijnbaar tegenstrijdige eisen zijn bij uitstek geschikt voor algoritmische oplossingen. Waar een team ontwerpers wellicht weken zou besteden aan het berekenen van het meest optimale ontwerp, kan een algoritme dit binnen een dag doen. Bovendien hebben algoritmes het vermogen om out-of-the-box oplossingen te vinden en verrassende, maar efficiënte ontwerpen te genereren.
Prof.dr.ir. M. Langelaar
Algoritmes zijn met name nuttig bij het ontwerpen van onderdelen die vervaardigd worden met additive manufacturing, de industriële vorm van 3D-printen. “Dit opent veel nieuwe mogelijkheden voor de productie van mechanische componenten; ineens kunnen we een breder scala aan vormen maken”, aldus Langelaar. Een belangrijk aandachtsgebied van zijn onderzoek is dan ook hoe computational design de vormvrijheid van industrieel 3D-printen maximaal kan benutten.
Co-design
Toch zijn de algoritmes nog lang niet uitontwikkeld, waarschuwt Langelaar. “Er zijn nog veel uitdagingen die we moeten overwinnen voordat computational design op alle fronten toepasbaar is.” Als deze obstakels overwonnen worden, wordt de computer een soort ‘superontwerper’. Maar dit betekent niet dat menselijke ontwerpers overbodig worden. “Menselijke ontwerpers blijven essentieel, al zal hun rol veranderen. Algoritmes hebben nog steeds duidelijke opdrachten en instellingen nodig. Daarnaast zijn algoritmes niet onfeilbaar, dus blijft gezond ingenieursverstand en kritische evaluatie noodzakelijk. Ik verwacht daarom juist een intensievere samenwerking tussen mens en computer.”
Ontwerp is overal
In zijn intreerede bespreekt Langelaar verschillende praktijkvoorbeelden en de uitdagingen die nog voor hem liggen. Hij wil zijn publiek meegeven dat ontwerp van mechanische onderdelen overal om ons heen is, al wordt dit vaak als vanzelfsprekend beschouwd. “Achter elk object dat we dagelijks gebruiken, schuilt een enorme hoeveelheid werk. Door onze ontwerpcapaciteiten naar een hoger niveau te tillen, kunnen we vele ontwerpers ondersteunen in hun werkzaamheden, en zo bijdragen aan het oplossen van steeds complexere maatschappelijke vraagstukken, zoals duurzame mobiliteit en de energietransitie.”
De intreerede van Matthijs Langelaar is op vrijdag 13 september om 15:00 uur live te volgen via deze link. De rede kan daarna via dezelfde link teruggekeken worden.