Big data biedt Tomtom leven na navigatiekastje. Medeoprichter Peter Frans Pauwels. Analyse Kernfusie lijdt onder wensdenken

Transcriptie

1 Analyse Kernfusie lijdt onder wensdenken Achtergrond Trippen in een Tesla 2 Maandelijks magazine voor de hightechindustrie // 7 maart - 4 april 2014 // Medeoprichter Peter Frans Pauwels Big data biedt Tomtom leven na navigatiekastje

2 Bits&Chips EMBEDDED SYSTEMS Connecting professionals in connected devices from microsystems to square kilometer arrays 19 & 20 November Congrescentrum Brabanthallen s-hertogenbosch NL

3 Opinie Redactioneel Nieke Roos is hoofdredacteur van Bits&Chips. Verum is dood, leve Verum? Iets meer dan een maand na het faillissement is Verum eind januari uit zijn as herrezen. Vijftien van de oorspronkelijke geldschieters hebben het bedrijf uit Waalre vlot getrokken met een kapitaalinjectie van ruim een miljoen euro, waarna het is doorgestart met tien mensen. Slaagt de oude en nieuwe directeur Rob Howe er nu wel in om de onderneming levensvatbaar te krijgen? Ik gun het hem van harte, maar ik moet het nog zien. Sinds de start in 2004 is Verum al meerdere keren van koers veranderd. Het bedrijf begon als dienstverlener rond zijn Analytical Software Design-methode (ASD) om software eerst functioneel en wiskundig correct te ontwerpen en dan pas te gaan programmeren. Al snel kwamen Howe en medeoprichter Guy Broadfoot erachter dat klanten zelf aan de slag wilden met een product. Dat kwam er zo n vijf jaar geleden, na vier kapitaalrondes waarin ze de benodigde miljoenen bij elkaar haalden. Aanvankelijk bleef Verum er ASD-gerelateerde diensten naast verkopen. In 2010 besloot het daarmee te stoppen en volledig te gaan voor het product, de ASD:Suite, en de ontwikkeling daarvan, hoewel dit zorgde voor een pijnlijke daling in de inkomsten. Daarbij koos het in eerste instantie voor een volumegebaseerd businessmodel. Toen dat niet bleek te werken, stapte het over op een meer conventioneel model op basis van zitjes, in combinatie met een pay-per-use-constructie voor minder frequente gebruikers. In al die jaren en met alle koerswijzigingen is het niet gelukt om een positieve kasstroom te genereren. Verum teerde daardoor steeds verder in op zijn reserves, tot het eind vorig jaar de bodem van de schatkist bereikte. Wil Howe en de overgebleven zijnen in de herkansing niet hetzelfde lot beschoren zijn, dan zullen ze snel de vinger op de zere plek moeten leggen. Een derde leven gaat hun bedrijf niet krijgen. De economische crisis kan niet de hoofdoorzaak zijn geweest, want welke onderneming wil er in financieel moeilijke tijden niet dertig tot vijftig procent productiever en sneller op de markt zijn, zoals Verum claimt met ASD te kunnen bewerkstelligen? De echte boosdoener lijkt een verkeerde focus in de ontwikkelinspanningen: te veel aandacht voor de kerntechnologie en te weinig oog voor de gebruiksvriendelijkheid. Met een ongastvrij product win je geen nieuwe klanten. Daar zijn ze in Waalre nu ook van doordrongen, getuige de meest recente koerswijziging. In eerste instantie ligt onze focus niet op uitbreiding van de technologie, deed Howe de strategie van Verum 2.0 uit de doeken aan Bits&Chips. Met wat we hebben, kunnen we de komende jaren vooruit. Met een ongastvrij product win je geen nieuwe klanten De uitdaging is nu om er een gebruiksvriendelijk en schaalbaar product van te maken daar schort het jammer genoeg nog aan. Pas als ze dat voor elkaar hebben, willen de Waalrenaren verder timmeren aan het fundament. Dat zullen ze dan wel moeten doen zonder drie drijvende R&D-krachten. CTO Broadfoot en hoofd IP en research Philippa Hopcroft, die aan de wieg stonden van ASD, hebben Verum kort voor het faillissement verlaten omdat ze zich niet konden vinden in de nieuwe koers. Ook ontwikkelmanager Leon Bouwmeester werkt inmiddels elders. Dit gat vul je niet zomaar even op met de hulp van TNO-Esi of een universiteit, zoals Howe voor ogen heeft. Howe s eerste prioriteit is echter de wederopbouw van het klantenbestand, te beginnen met de bedrijven die na het failliet hun steun hebben betuigd. Dankzij hen leeft Verum nog hun vertrouwen heeft de geldschieters over de streep getrokken. Met Sioux is het eerste schaap al over de dam en er zullen er ongetwijfeld meer volgen. De nieuwe scherpstelling is een goede stap om de boel weer op de rails te krijgen, de braindrain een belangrijke zorg voor de levensvatbaarheid op de lange termijn. 2 3

4 Inhoud Deze keer in Bits&Chips Analyse Kernfusie lijdt onder wensdenken Voor het eerst heeft een kernfusiereactie meer energie opgeleverd dan er in werd gestopt, maar de twijfel blijft. Achtergrond Een Lorentz-motor op wielen Maarten Steinbuch maakt de balans op na de eerste tienduizend kilometer in zijn nieuwe Tesla Model S. 3 Verum is dood, 10 Hoognodige snoeibeurt voor woud 12 Nieuwe fysica in leve Verum? van draadloze-stroominitiatieven oude materialen Nieuws 6 In 140 woorden 8 Overzicht 10 Hoognodige snoeibeurt voor woud van draadloze-stroominitiatieven 12 Nieuwe fysica in oude materialen 16 Kernfusie lijdt onder wensdenken Opinie 3 Verum is dood, leve Verum? Nieke Roos 11 Slim en mobiel, een logische combinatie Hans Odenthal 15 Carbonanokwantumbiofluxopto Bram Nauta 19 Een plus een maakt drie Derk-Jan de Grood 23 Het antispaghettikookboek Jeroen Bouwens 28 De headhunter Anton van Rossum Achtergrond 20 Hoe koppel je requirements aan je model? 24 Een Lorentz-motor op wielen En verder 52 Trainingen 53 Events 56 Wegwijzer 59 Colofon 4 2

5 Thema Slimme mobiliteit Interview Mensen beseffen onvoldoende hoe big onze big data zijn Medeoprichter Peter Frans Pauwels vertelt hoe Tomtom met geavanceerde big data-analyses grip krijgt op verkeersstromen. Achtergrond Automatisch remmen voor fietsers via voertuig-fietscommunicatie TNO werkt aan een oplossing die auto s automatisch waarschuwt en laat remmen voor naderende fietsers en voetgangers. 42 Visiesystemen voor 47 Privacy en security 51 een betere mobiliteit van de connected car Eilandautomatisering Interview 30 Peter Frans Pauwels (Tomtom) Mensen beseffen onvoldoende hoe big onze big data zijn Opinie 51 Eilandautomatisering Joost Backus Achtergrond 36 Laat verkeersmanagement over aan het slimme voertuig 39 Overleg met verkeerslichten zorgt voor kwart minder CO 2 -uitstoot 42 Visiesystemen voor een betere mobiliteit 44 Automatisch remmen voor fietsers via voertuig-fietscommunicatie 47 Privacy en security van de connected car 49 Elektrische auto s in de cloud 2 5

6 Analyse In 140 woorden Innovatie Eindhovens hightechbeleid maakt zich schuldig aan mystiek De steun van de gemeente Eindhoven voor initiatieven als het Holst Centre en Solliance is eenzijdig en slecht onderbouwd, stelt het rapport De ronde van Eindhoven, geschreven door SEO in opdracht van de gemeente. De steun aan de hightechsector in onder andere Eindhoven hangt nu samen met de veronderstelling dat deze sector van groot belang is voor Eindhoven, Noord-Brabant en Nederland. Onduidelijk is echter wat het belang is van de hightech-activiteiten die afhankelijk zijn van overheidssteun. Zolang dat belang niet met statistiek is onderbouwd, zijn deze activiteiten kwetsbaar. In de stukken die nu beschikbaar zijn, blijft de onderbouwing hangen in een mystiek van multipliers en topsectorenretoriek. Mystiek kan goed werken om gelden vrij te krijgen, maar op een goed moment, zeker als er minder geld te besteden is, is er behoefte aan statistiek, vindt het onderzoeksbureau. PvG Chips 10:100:20 Eurocommissaris Neelie Kroes wil de halfgeleidersfabricage in Europa een impuls geven. Haar plan: met tien miljard euro Europees geld en honderd miljard industriële euro s het Europese aandeel in de mondiale IC-productie verdubbelen naar twintig procent. Wat dan weer zou moeten resulteren in 250 duizend nieuwe banen. Pardon? De Europese chipindustrie die investeert in eigen productiecapaciteit? Dat is toch even waarschijnlijk als een fab op de Zuidpool? Dan onderschat u toch de doortastendheid van Kroes. Achter de schermen heeft zij kennelijk de duimschroeven flink aangedraaid gedreigd subsidie stop te zetten of iets dergelijks want half februari leverde de industrie een rapport bij haar in met frasen als kansen voor groeiende leading-edge halfgeleiderproductie. Is de industrie oprecht tot inkeer gekomen, of hebben we hier te maken met een schijnbeweging? In juni weten we meer, als deel twee van het rapport uitkomt. PvG Lithografie Amerikaanse Mapper overgenomen Canon kocht onlangs Molecular Imprints, de Texaanse specialist in nano-imprintlithografie, in de hoop weer lithoapparatuur voor leading-edge IC-productie te kunnen gaan leveren. MI lijkt in veel opzichten op ons Mapper. Beide bedrijven zijn ontsproten aan een universiteit (TU Delft en University of Texas). Beide werken meer dan tien jaar aan een patroneringstechnologie die in de IC-industrie de concurrentie moet aangaan met optische lithografie (e-beam of nano-imprint). Beide houden geografisch enige afstand tot de gevestigde orde tegen Besturingssystemen Kroonjuweel Een tijdje terug schreven we in deze kolommen dat het noodlijdende Blackberry op een pot goud zit met zijn patentportfolio voor elliptic curve cryptography (ECC), een tak binnen de cryptografie die steeds relevanter wordt. Gartner-analist Thilo Koslowski ziet nog een tweede pot met goud bij de Canadese telefoonmaker: het QNX-besturingssysteem is het kroonjuweel in Blackberry s kroon die de rest van het bedrijf ook kan laten schitteren, zegt hij naar aanleiding van berichten dat automaker Ford Microsoft in zijn infotainmentsystemen verruilt voor QNX. Een geluk bij een ongeluk voor Blackberry; het plan in 2010 om met de overname van landgenoot QNX Software Systems een comeback te maken in smartphones en tablets mislukte volledig. Maar het doel van de QNX-overname was om de Microsoft-concurrentie in automotive het hoofd te bieden. Deze strategie vormt nu een welkome reddingsboei voor Blackberry. PE wie ze moeten opboksen (Delft/Eindhoven, Austin/Silicon Valley). En beide hadden een cruciale early customer (Mapper: TSMC, MI: Toshiba) die door afname van alfa- en bèta tools de ontwikkeling ondersteunde en investeerders vertrouwen gaf. Met al deze overeenkomsten dringt de vraag zich op: zal Mapper ook onder de vleugels van een kapitaalkrachtige branchegenoot worden genomen? ASML heeft al eens gezegd dat het geen interesse heeft. PvG Consumentenelektronica Goedkoper dan gratis Het eens oppermachtige Wintel-imperium moet zijn rijkdommen nu hard aanwenden om nog een rol te spelen in het post-pctijdperk. Volgens de geruchtenmolen zou Microsoft smartphonemakers als Huawei, Samsung en Sony vele honderden miljoenen dollars voorhouden als ze een Windows Phone 8-telefoon uitbrengen, terwijl Intel tientjes zou toeleggen op elke processor die ingebouwd wordt in een tablet. Niet direct, maar voor co-marketing en hulp bij ontwikkeling natuurlijk. Het is een strategie die succes kan hebben. Google deed in feite hetzelfde met Android, zowel naar telefoonmakers als naar app-ontwikkelaars. Maar succes is niet gegarandeerd. Toen IBM softwarebedrijven bijvoorbeeld betaalde om voor OS/2 te ontwikkelen, resulteerde dat in krakkemikkige producten alleen bedoeld om de cheque te innen. Een smak geld compenseert niet het gebrek aan een diep begrip van de markt en de juiste verstandhoudingen met de spelers. PE 6 2

7 How do you make a lithography system that goes to the limit of what is physically possible? At ASML we bring together the most creative minds in physics, electronics, mechatronics, software and precision engineering to develop lithography machines that are key to producing cheaper, faster, more energy-efficient microchips. Our machines need to image billions of structures in a few seconds with an accuracy of a few silicon atoms. So if you re a team player who enjoys the company of brilliant minds, who is passionate about solving complex technological problems, you ll find working at ASML a highly rewarding experience. Per employee we re one of Europe s largest private investors in R&D, giving you the freedom to experiment and a culture that will let you get things done. Join ASML s expanding multidisciplinary teams and help us to continue pushing the boundaries of what s possible. /ASML /company/asml

8 Nieuws Overzicht Verlichting Metatronics neemt Fonckel over Elektrotechnisch ingenieursbureau Metatronics uit Eindhoven heeft alle activiteiten van de bv s Foto: Fonckel Aesthetic Interactions en Fonckel overgenomen. Hiermee heeft het ook de rechten verworven op de Lumotion-lichtbediening. Deze technologie maakt het mogelijk om lichtbundels met gebaren te richten, te verbreden en te versmallen en de intensiteit ervan aan te passen. NR /fonckel Innovatie HightechXL kondigt startupfonds van 100 miljoen aan HightechXL zet een start-upfonds op van honderd miljoen euro. Het potje is bedoeld om de meest veelbelovende bedrijven uit het acceleratorprogramma Startupbootcamp en andere geselecteerde starters te ondersteunen. De helft van de huidige deelnemers aan het programma heeft een investeringsvoorstel ontvangen, voor in totaal tien miljoen euro. AP /hightechxl Sensoren Groningse starter biedt trillingssensor voor in huis De nieuwe Omnidots-sensor meet bewegingen en trillingen van gebouwen. Sinds begin februari richt de gelijknamige Groningse starter zich hiermee onder meer op zijn provinciegenoten die getroffen zijn door aardbevingen als gevolg van gaswinning. Daarnaast focust het bedrijfje op consumenten die wonen in de buurt van bouwwerkzaamheden en voorbijrazend verkeer. NR /omnidots Dienstverlening ICT mag Brandfort overnemen Op de afgelopen buitengewone aandeelhoudersvergadering heeft ICT Automatisering groen licht gekregen voor de overname van Brandfort. 73 procent van het geplaatste aandelenkapitaal was aanwezig en 53 procent daarvan heeft voor gestemd. De concurrerende propositie van de Amsterdamse detacheringsgroep DPA is daarmee van tafel. NR /ict Consumentenelektronica TP Vision haalt activiteiten grotendeels naar Azië Zeker de helft van TP Visions huidige activiteiten zal verdwijnen uit België na de verhuizing naar Gent. Dat heeft het personeel te horen gekregen tijdens een ondernemingsraad. Philips stapte onlangs uit de tv-joint venture, die daardoor volledig in handen kwam van het Chinese TPV. PE /tpvision Ex-speakertak Philips in Dendermonde overgenomen Premium Sounds Solutions, (een deel van) Philips voormalige speakertak, komt weer in Nederlandse handen: investeringsmaatschappij Value Enhancement Partners neemt de onderneming over van D&M. PSS heeft ongeveer een derde van de markt voor autoluidsprekers in handen. Daarnaast ont- wikkelt het voor consumentenelektronicamerken. PE /pss Zonnecellen Testsysteem Solliance naar de markt Een Nederlands consortium van bedrijven en onderzoeksinstellingen gaat een testsysteem voor zonnecellen op de markt brengen. In de klimaatkamer met gesimuleerd zonlicht kan gelijktijdig data worden verzameld over performance en degradatie. Voor het te ontwikkelen apparaat staat de Cigs-test opstelling model die momenteel in gebruik is bij Solliance. PvG /solliance Solland breidt uit na grote order PV-bedrijf Solland Solar tussen Aken en Heerlen breidt de productiecapaciteit uit van honderd naar honderdvijftig megawatt. De verhoging volgt op het tekenen van een orderovereenkomst met het Franse Thomson Energy. Ook Sollands zusterbedrijven El.Ital en Elifrance schroeven hun capaciteit op. PvG /solland Medisch Philips-dispenser deelt medicijnen uit voor thuiszorg Philips brengt in Nederland en België een medicijndispenser uit voor patiënten met chronische aandoeningen en ouderen. De Medido geeft op ingestelde tijden een zakje met voorverpakte medicijnen af en attendeert de gebruiker hierop via een geluidssignaal. Worden de medicijnen niet gebruikt, dan wordt dit doorgegeven aan het centrale thuiszorgsysteem. PE /medido Vlaamse start-up monitort bejaarden met infrarood en lo-res-camera Start-up Xetal uit Bonheiden en Iminds uit Gent ontwikkelen een systeem om ouderen in huis te monitoren. Valdetectie is een belangrijk doel van dit Little Sister-project. Hiervoor vult Xetal zijn infraroodgebaseerde Moca-systeem om personen te volgen aan met goedkope beeldverwerking. Iminds ontwikkelt de patroonherkenningssoftware die gevaarlijke situaties detecteert. PE /xetal Nederlands bedrijf sleutelt aan slim horloge voor de zorg Ninthway, een specialist in professionele draadloze toepassingen uit het Drentse Zwinderen, is een praktijktest gestart met een horloge dat lichaams temperatuur, hartslag en val bewegingen kan detecteren. Daarnaast kan de drager met een druk op de knop een spraakverbinding opzetten met een hulpverlener. Het apparaatje is bedoeld voor thuis- en instellingszorg. PE /ninthway TUE-promovendus ontwikkelt robot voor microchirurgie Raimondo Cau is aan de TUE gepromoveerd op een ontwerp voor microchirurgische toepassingen, bijvoorbeeld het herstellen van bloedvaten of zenuwbanen. Dat zijn zulke precieze handelingen dat relatief weinig chirurgen dit kunnen. Met de De volledige artikelen zijn te vinden op gevolgd door het label bij het betreffende stuk. 8 2

9 robot kan er echter trillingsvrij en vijf keer preciezer geopereerd worden dan met de hand. PE /cau Twents ontwerp opent deur naar betere armprothese De UT en Roessingh R&D hebben een nieuwe onderarmprothese ontwikkeld. Het prototype moet de huidige praktijk sterk verbeteren door actuatie met spiersignalen en terug koppeling via trillingen op de huid. De ontwikkeling is het voorlopige resultaat van het Myopro-project. PE /myopro Beeldverwerking Imecs hyperspectrale camera s vinden weg naar de markt De hyperspectrale beeldsensortechnologie die Imec vorig jaar onthulde, heeft de weg gevonden naar verschillende toepassingen. Onder meer Adimec uit Eindhoven, 3D-One uit Leiden, het Italiaanse Tattile en het Amerikaanse Bayspec hebben de Leuvense technologie verwerkt in systemen. Hyperspectrale beeldvorming is een combinatie van beeldvorming en spectroscopie. PE /imec Verkeer en vervoer Chinese elektrische auto geleverd met snellader van ABB Shenzhen BYD Daimler New Technology gaat een snellader Illustratie: Denza van ABB meeleveren met zijn elektrische auto Denza. Daartoe hebben de bedrijven een zesjarig samenwerkingsverband gesloten. Het gaat om gelijkstroomstations voor aan de muur met verschillende innovaties, waaronder een mobiele app voor remote monitoring en control tijdens het laden. NR /denza Transics wisselt van eigenaar Wabco neemt Transics voor 95,8 miljoen euro over van Tavares. Vanuit zijn hoofdkantoor in Brussel richt de Amerikaanse leverancier van controle-, rem- en stabiliteitssystemen zich vooral op zakelijke voertuigen. Met de overname van Transics stapt het bedrijf in wagenparkbeheer. PE /transics Proefproject tegen spookfiles op A58 Elf consortia binden de strijd aan tegen spookfiles op de A58 tussen Tilburg en Eindhoven. Samen met het ministerie van I&M, de provincie Noord-Brabant, SRE en Rijkswaterstaat werken ze aan nieuwe technieken in de auto om schokgolven op deze weg te voorkomen. De overheden dragen 12,25 miljoen euro bij. NR /spookfiles Tomtom brengt ontwikkelplatform uit voor bedrijfsleven Tomtom brengt een navigatiesysteem op de markt waar zakelijke klanten hun eigen toepassingen op kunnen baseren. Deze Bridge is in feite een Androidtablet voor automotiveomgevingen waarop de software van het bedrijf een centrale positie inneemt. Ontwikkelaars kunnen grotendeels op de standaard Android-Api s leunen, uitgebreid met Api s voor de Tomtomprogrammatuur. PE /tomtom 1 Innovatie Bonusbeleid ASML schaadt innovatief vermogen FNV-vakbondsbestuurder Ron van Baden stelt dat de bedrijfsvoering van ASML gebukt gaat onder een doorgeschoten bonuscultuur. In het Eindhovens Dagblad schrijft hij dat bonussen worden gebruikt om kritiek te smoren. Dat zou het innovatieve vermogen schaden, omdat medewerkers in hun beslissingen ook de gevolgen voor hun portemonnee meewegen. PvG /bonussen 2 Halfgeleiderindustrie Failliet Alsi start door als onderdeel ASM PT Nadat de surseanceperiode was geëindigd, is Alsi failliet verklaard. In ASM Pacific Technology heeft het een nieuwe eigenaar gevonden die heil ziet in een doorstart. De back-enddivisie van ASMI heeft de assets van het Beuningse bedrijf overgenomen. Al het personeel blijft in dienst, inclusief CEO Richard Boulanger. AP /alsi 3 Draadloos Boekhoorn en Pieper claimen revolutie in antennewereld Marcel Boekhoorn en Roel Pieper hebben een nieuw bedrijf aangekondigd dat volgens hen een revolutie in antennes zal ontketenen. De ontwerpen van de Antenna Company zouden flink efficiënter zijn en goedkoper te produceren dan de huidige designs. Ze zijn voor allerhande toepassingen te maken, van mobiele telefoons tot radar. PE /antennacompany 4 Lithografie TSMC s EUV-scanner ligt stil Na een fout in de EUV-lichtbron is ASML s eerste NXE:3300Bscanner in het veld langer offline geweest dan verwacht. Veldhoven meldt dat het probleem zich voordeed tijdens een geplande upgrade naar een hoger vermogen. Het incident heeft geen invloed op ASML s EUV-roadmap. PvG /euv 5 Meest geklikt Chips Stakingen bij NXP Vorige week hebben de werknemers bij NXP in Nijmegen het werk voor twee uur neergelegd. De vakbonden eisen een loonsverhoging van drie procent, terwijl de chipfabrikant niet hoger wil gaan dan 2,25 procent. Het personeel profiteert nauwelijks van de goede resultaten die NXP boekt, stellen ze. PE /nxp 2 9

10 Nieuws Energie Illustratie: Zens Hoognodige snoeibeurt voor woud van draadloze-stroominitiatieven De consolidatieslag in de initiatieven voor draadloze energieoverdracht is begonnen. De twee belangrijke stromingen hebben elk hun eigen industriegroep achter zich staan. Pieter Edelman nice thing about standards is that you have so many to choose from, The schreef Andrew Tanenbaum eens. Met name in de jonge jaren van een technologie zijn er vaak meerdere concurrerende aanpakken en implementaties, elk met een eigen groep supporters die investeren in hun standaard en vurig hopen dat het de standaard wordt. Zo ook bij draadloze energieoverdracht. Enkele jaren geleden kwam het idee tot rijping dat de technologie voor meer gebruikt kan worden dan elektrische tandenborstels of pacemakers: consumentenelektronica, keukenapparatuur, elektrische auto s, ze zouden er allemaal enorm van profiteren als de gebruiker niet meer met kabels aan de slag hoeft althans, daar was de industrie ineens van overtuigd. Chipmakers, elektronicaontwikkelaars, OEM s kortom: alle betrokkenen begonnen aan het idee te sleutelen. Het duurde niet lang voor de eerste samenwerkingsverbanden werden gevormd. In het tumult van alle verschillende allian ties, technologieën en start-ups, durfden tot nog toe weinig eindleveranciers echt aan de slag te gaan met draadloos laden. De meesten wachten rustig af totdat er een standaard als winnaar boven komt drijven. De afgelopen maanden heeft een van de industriegroepen, de Alliance for Wireless Power (A4WP), enkele belangrijke stappen gezet in deze consolidatieslag. Op eigen benen De A4WP zet met zijn Rezence-specificatie in op resonante energieoverdracht, de meest complexe van de twee hoofdstromingen. Standaard wordt energie inductief overgedragen: een wisselstroom wordt door een zendspoel gestuurd waardoor een magnetisch veld ontstaat, wat in een ontvangstspoel weer een voltage opwekt. De twee spoelen mogen hiervoor niet te ver van elkaar verwijderd zijn. De resonante aanpak plaatst elk van beide in een resonerend elektrisch circuit. Energie wordt zeer efficiënt overgedragen, mits de twee circuits dezelfde resonantiefrequentie hebben. De onderlinge afstanden kunnen hier veel groter zijn. De eenvoudige inductieve aanpak wist de afgelopen jaren vooral via de Qi-specificatie van het Wireless Power Consortium aan populariteit te winnen. Deze is vooral gericht op lage stromen voor consumentenapparatuur, hoewel er ook een variant in de maak is voor hoge stromen. Nokia voorzag zijn smartphones al grootschalig van laadspoelen, en langzaam beginnen ook andere telefoonmakers zoals HTC en Sony zich eraan te wagen. Resonante energieoverdracht is een iets ander verhaal. De technologie werd uitgevonden aan het MIT en via spin-off Witricity gepatenteerd en op eigen benen gezet. Afgelopen maand kondigde deze speler aan zich achter Rezence te scharen en toe te treden tot de A4WP. Daarnaast sloot de A4WP een deal met weer een andere industriegroep die zijn eigen inductieve energieoverdracht pusht: de Power Matters Alliance, waar onder meer Starbucks in zit. Beide groepen hebben nu afgesproken zich achter de resonante Rezence-specificatie te scharen en de inductieve technologie als optionele bijkomstigheid op te nemen in de standaard. En er is meer: de alliantie kondigt ook een variant voor hogere stromen aan, tot vijftig watt. Rezence en Qi blijven hiermee over als de twee belangrijke stromingen. Het speelveld wordt daardoor een stuk duidelijker en al op korte termijn zullen er meer producten verschijnen zonder elektriciteitskabel. Maar de eindstrijd moet nog beginnen. BLUE GUIDE EMC LAB CE NORMERING VOOR UW PRODUCTEN EMC COMPLIANCE LVD PRODUCTVEILIGHEID KALIBRATIE MEETAPPARATUUR Full compliant metingen met geaccrediteerd rapport Low cost precompliant metingen met compliant apparatuur Debug corner met technisch advies No nonsense aanpak Korte wachttijd, korte doorlooptijd Kalibratie van alle meetapparaten (ophaaldienst) MEER INFO OP Joseph Cardijnstraat 21, B-9420 Erpe-Mere Tel: +32 (0) Fax: +32 (0) info@bgemc.com bits-chips.indd 1 02/01/14 22:

11 Opinie Personeelsmanagement Hans Odenthal is hr-manager bij Sioux. Slim en mobiel, een logische combinatie Als je slim bent en wie durft van zichzelf het tegendeel te beweren zorg je ervoor dat je mobiel blijft. Hiermee bedoel ik niet dat je in het bezit van een rijbewijs moet zijn of de laatste trend moet volgen in de mobiele telefonie. Nee, ik bedoel dat je ervoor moet zorgen dat je op elk moment mobiel zou moeten kunnen zijn op de arbeidsmarkt. Begrijp me goed: ik ben geenszins fan van jobhoppers. Maar één ding moet je ze nageven: ze zijn blijkbaar in staat om elke keer een nieuwe baan te vinden. Als recruiter kom ik helaas te vaak het tegenovergestelde tegen. Een bedrijf sluit zijn deuren, al dan niet gedwongen, waardoor veel medewerkers op straat komen te staan. Op papier zitten daar vaak interessante sollicitanten en potentiële collega s tussen. Maar in het gesprek blijkt de betreffende persoon soms meer dan twintig jaar niet gewerkt te hebben aan zijn mobiliteit. Tja, het was niet nodig en mijn werkgever bood me ook geen mogelijkheden. Niet slim dus. Want als je noodgedwongen mobiel moet zijn, dan ben je te laat. De meeste productontwikkelaars waarderen hun medewerkers vooral vanwege de domeinkennis die ze hebben opgebouwd, op het eerste gezicht een logische keuze. Je hebt daarom niet zo snel door dat er een flinke adder onder het wegdek schuilt. Immers, op het moment dat je mobiel wilt of moet zijn, merk je dat een nieuwe werkgever niet warmloopt voor deze specifieke kennis. Een flinke teruggang in salaris is dan nog het minste risico dat je loopt. Ik vind het daarom onbegrijpelijk dat we niet zélf slimmer kijken naar onze eigen mobiliteit. We investeren blijkbaar gemakkelijker in de nieuwste slimme mobiel met quadcoretechnologie dan onszelf te verrijken met de nieuwste methodes en technieken. Daarnaast vind ik dat hier een verantwoordelijkheid is weggelegd voor de werkgever. Dit brengt meteen het dilemma naar voren, want waarom zou die zijn medewerkers slimmer en mobieler maken? Ik moet hierbij altijd denken aan een uitdrukking die ik ooit gehoord heb tijdens een training: Je kunt alleen maar blijven als je eerst kunt weggaan. Om te kunnen blijven bij je huidige werkgever moet je eerst zorgen dat je slimmer en aantrekkelijker wordt voor andere werkgevers. Inderdaad: om vervolgens niet weg te gaan! Het grote verschil zit hem erin dat het nu een keuze van jou is geworden. Natuurlijk kun je ook de keuze maken om wel weg te gaan, maar dat is niet de kern van mijn punt. Heerlijk toch, dat gevoel dat je blijft omdat je het echt wilt. En het idee dat je er in ieder geval alles aan doet, mocht zich de situatie voordoen dat je mobiel moet zijn. Een niet onbelangrijk bijkomend voordeel is dat elke Je kunt alleen maar blijven als je eerst kunt weggaan werkgever een gemotiveerde en slimme medewerker juist graag wil behouden. De relatie wordt hiermee dus veel gelijkwaardiger. Slimmer worden en daarmee mobieler. Daarna versterkt het fenomeen zich, want door mobieler te zijn, word je weer slimmer. Je leert immers te werken in verschillende (ontwikkel)omgevingen, in verschillende domeinen en/of met veel verschillende mensen. Slimme mobiliteit is daarmee een logische combinatie. 2 11

12 Technieuws Elektronica Nieuwe fysica in oude materialen Op het grensvlak tussen twee doodgewone oxides gebeuren soms heel onverwachte dingen. De Twentse hoogleraar Hans Hilgenkamp ziet er muziek in. Paul van Gerven Al een paar keer heeft Hans Hilgenkamp over natuurkunde verteld op de Zwarte Cross. Dan doet hij natuurlijk ook een leuk experiment. Een koperen strip laten smelten door er honderden ampères doorheen te jagen bijvoorbeeld. Of een supersterke magneet waarop iemand kan gaan staan zonder naar de grond te zakken. Het publiek vindt het geweldig en het programmaonderdeel keert ieder jaar terug. Een hoogleraar die college geeft aan biergooiende høkers: die wil Bits&Chips ook weleens ontmoeten. De wens blijkt op een misverstand te berusten, want de Zwarte Cross is veel meer een familie-event dan de meeste niet-achterhoekers zich realiseren, vertelt Hilgenkamp bij de koffieautomaat vlak voor het interview. Gelukkig was er nog een uitstekende aanleiding om naar Twente af te reizen: Fom kondigde eind vorig jaar aan vijf nieuwe programma s te honoreren voor onderzoek waarop de Nederlandse natuurkunde internationaal uitblinkt en waarvan het wetenschappelijk en maatschappelijk belang duidelijk aanwezig is. Hilgenkamp leidt het programma Two-dimensional electron devices in complex oxides, waaraan behalve zijn eigen Universiteit Twente ook de Universiteit van Amsterdam, de Radboud Universiteit, de TU Delft en de Universiteit Leiden deelnemen. Aan de laatste instelling heeft Hilgenkamp trouwens ook een deeltijdaanstelling. Het onderzoek richt zich op een klasse verbindingen die hot zijn in de onderzoekswereld: complexe oxides, oftewel oxides waarin het zuurstofanion meer dan één tegenion heeft. Op grensvlakken van twee van zulke doodgewone materialen doen elektronen soms onverwachte dingen, vergelijkbaar met het bijzondere gedrag van elektronen in grafeen. Zo gaat het grensvlak bijvoorbeeld spontaan geleiden, ook al zijn de individuele componenten isolatoren. In deze op STO en LAO gebaseerde transistor (boven) kan supergeleiding (onder) worden gemoduleerd met behulp van de gatespanning. Illustratie: MRS Bulletin, december 2013, pagina 1 Of er duikt onverwacht magnetisme op, of ferro-elektriciteit, of supergeleiding. Hilgenkamp en collega s willen dit fenomeen verder helpen doorgronden, er nieuwe voorbeelden van maken en de technologische implicaties daarvan verkennen voor elektronische toepassingen variërend van nieuwe sensoren tot transistoren. Eindeloos De opmars van complexe oxides begon in 1987, toen onderzoekers van IBM Research in Zürich ontdekten dat een keramisch materiaal gebaseerd op koperoxide supergeleidend werd bij 35 kelvin. Dat was een volslagen verrassing, want dit materiaal leek op geen enkele manier op de andere supergeleiders die toen bekend waren. Bovendien was het bij kamertemperatuur een isolator, terwijl alle supergeleiders gewoon geleiders waren, vertelt Hilgenkamp, die zelf destijds als jonge student blij verrast werd door de ontdekking. Het liet zien dat er nog enorme doorbraken in de natuurkunde kunnen zijn. Het duurde niet lang of er werden meer supergeleidende complexe koperverbindingen gevonden. Sommige bleven zelfs supergeleidend boven 77 kelvin, de temperatuur waarbij stikstof vloeibaar wordt. Dat toonde aan dat er echt iets nieuws gaande was: volgens de standaardtheorie konden er geen supergeleiders bestaan boven de dertig kelvin. Het oxide van IBM was met 35 kelvin mogelijk nog een grensgeval, maar om te verklaren hoe de nieuwe materialen nog bij tientallen graden hoger konden supergeleiden, moest er een nieuw theoretisch kader komen. 12 2

13 Het grensvlak tussen LAO en STO blijft isolerend als de LAOlaag drie eenheidscellen dik is (links), maar gaat geleiden als het vier eenheidscellen zijn. Twente was een van de vele onderzoeksinstellingen die destijds op dit fenomeen doken, en Hilgenkamp draagt er nu het vaandel. Interfaces of Correlated Electron Systems (Ice) heet zijn groep, naar het collectieve gedrag dat elektronen op grensvlakken kunnen vertonen. Hilgenkamp: In dit soort systemen kun je elektronen niet meer als individuele deeltjes zien, omdat ze een kwantuminteractie met elkaar aangaan die normaal gesproken geen rol van betekenis speelt. Supergeleiding is een voorbeeld van een gecorreleerd elektronensysteem: in een supergeleider vormen elektronen zogenaamde Cooper-paren, die zich samen als een soort superelektron moeiteloos door een kristalrooster bewegen. Op het grensvlak van twee complexe oxides ontstaan soms ook zulke elektronenzeeën. Die zitten daar gevangen vandaar de naam tweedimensionale elektronensystemen. Door nieuwe combinaties van complexe oxides te maken, hopen Hilgenkamp en collega s nieuwe eigenschappen te ontlokken, of dat nu supergeleiding of iets anders is, en natuurlijk te verklaren waarom die eigenschappen komen bovendrijven. Een betere plek dan Twente is er voor dit soort onderzoek in Nederland niet te vinden, want bij Hilgenkamp om de hoek zit de groep van Dave Blank en Guus Rijnders, die is gespecialiseerd in gepulste laserdepositie. Met deze techniek kunnen dunne lagen van een materiaal atoomlaag voor atoomlaag worden opgebouwd. Een nieuw materiaal met een extra atoomlaag of een andere atoomsoort is dus bij wijze van spreken zo gemaakt de mogelijkheden zijn eindeloos. Niche Het gaat echter niet alleen om exploratief onderzoek, benadrukt Hilgenkamp. We hebben ook al een idee over mogelijke toepassingen. Een van de meest interessante is om er transistoren mee te maken. Omdat in sommige systemen de elektronen zich veel sneller kunnen verplaatsen en de lengteschalen veel kleiner zijn dan in traditionele halfgeleiders, biedt dat interessante perspectieven. Om een en ander uit te leggen, begint de Twentse onderzoeker de structuur van een complex-oxidecombinatie uit te tekenen: lagen lantaanaluminiumoxide (LAO) boven op lagen strontiumtitaanoxide (STO). Om redenen die we nog niet precies begrijpen en dus willen onderzoeken verzamelen er zich elektronen op het grensvlak tussen STO en LAO. Die gaan in een soort geleidingsband van STO zitten, waardoor ze redelijk makkelijk bewegen. Waar wij nu naar kijken, is die geleiding aan- en uitschakelen met een gate net als in een reguliere transistor dus. We weten dat we minimaal vier lagen LAO nodig hebben, samen ongeveer twee nanometer dik. Als we daarop nu een zeer kleine gate maken, kunnen we met een elektrisch veld het mechanisme ontregelen dat ervoor zorgt dat er zich een tweedimensionale elektronenzee vormt. We kunnen dan dus schakelen tussen goed geleidende en een volkomen isolerende toestand. Het kan nog spannender, want bij lage temperatuur gaat het STO-LAO-grensvlak supergeleiden. Ook dat kunnen we aan- en uitzetten. Als eersten zijn wij erin geslaagd een supergeleidende transistor te maken, vertelt Hilgenkamp trots. Dat werkt echter alleen dicht bij het absolute nulpunt, maar we zouden bijvoorbeeld kunnen proberen koperoxide erin te verwerken om het bij hogere temperatuur te doen. Of we zouden de leidingen naar de gate kunnen uitvoeren als supergeleiders, mijmert hij. In gangbare elektronica kost het pompen van lading van en naar de gate veel energie. Als de stroomdraadjes supergeleidend zouden zijn, gaat er veel minder energie verloren als warmte. Ook als er minder lading nodig is om te schakelen, zou het veel schelen. Behalve het halen van sub-10-nanometerdimensies die buiten het bereik van CMos zouden kunnen liggen, bieden gecorreleerde elektronensystemen mogelijk dus nog meer voordelen. Het zou niet voor het eerst zijn dat specialisten in metaaloxides de halfgeleiderindustrie redden, grapt Hilgenkamp. Dezelfde mensen die een alternatief gateoxide hebben ontwikkeld toen de laag siliciumoxide te dun werd, zitten nu op dit soort onderwerpen. Toch is de hoogleraar zich er terdege van bewust dat een gevestigde technologie zich meestal niet zo makkelijk opzij laat schuiven. Natuurlijk haal je silicium niet zomaar in, maar in ieder geval hebben we hier ook met een planaire technologie te maken, net als CMos. In eerste instantie zie ik vooral mogelijkheden in de multifunctionaliteit van oxides, zoals de combinatie van schakelingen en sensoren. Dat biedt wellicht een niche waarin de technologie volwassen kan worden. 2 13

14 Meer dan toonaangevende elektronicamerken met de nieuwste technologieën, direct beschikbaar op RS Online nl.rs-online.com

15 Opinie Chipontwerp Bram Nauta is hoogleraar IC-design aan de Universiteit Twente. Carbonanokwantumbiofluxopto Elke maand wordt er wel melding gemaakt van een geweldige uitvinding die de toekomst van computers helemaal gaat veranderen. Vaak hebben een paar natuurkundigen iets in elkaar geknutseld dat iets kan onthouden of iets kan optellen. Nu heb ik alle denkbare respect voor dat soort onderzoek hoor zo is immers vijftig jaar geleden ook de transistor uitgevonden. Maar wat me een beetje dwarszit, is dat het resultaat steeds maar weer wordt verkocht alsof we over een paar jaar stoppen met klassieke chips maken en dat alles radicaal anders zal worden. Het hele idee van onze wet van Moore is economie. Als je een losse transistor kunt maken, dan kun je in hetzelfde materiaal ook best twee transistoren tegelijk maken en die alvast op elkaar aansluiten. Zo kwamen er steeds meer op een chip. Belangrijk hierbij is: het is veel goedkoper om een chip te produceren dan de losse transistoren en die later op elkaar aan te sluiten. Zolang je er maar genoeg van verkoopt, kan het economisch uit om chips te ontwerpen. Tegenwoordig is een productie van een miljoen stuks per dag van een bepaald type geen uitzondering. Economisch kan het nog steeds uit om transistoren te verkleinen en er zo steeds meer op een chip te zetten. De investeringen in nieuwe fabrieken zijn enorm en intussen zijn er maar een paar grote bedrijven in staat om nieuw fabs op te tuigen en terug te verdienen. De technologie heet nog steeds CMos, maar de transistoren zijn intussen veel ingewikkelder dan een jaar of vijftien geleden. Het schalen lijkt nog wel een paar generaties verder te kunnen gaan, maar het zal toch ergens ophouden: het wordt lastig iets kleiner te maken dan een atoom. Toch betekent dat niet dat we op de dag dat de schaling stopt, we iets heel nieuws zullen gaan bakken dat onze honger naar goedkope zuinige rekenkracht zal blijven stillen. Het probleem is namelijk simpel: je moet op dat moment dan iets gaan produceren met vele miljarden onderdelen, dat bovendien goedkoper is dan het CMos van dat moment. Dat vereist een enorme investering in geld, gecombineerd met een enorm technisch risico. Vind daar maar eens geld voor. Het risico bestaat omdat er een heel lange weg te gaan is van een knutselwerkje voor het tijdschrift Nature naar serieuze massaproductie. Vaak zijn de nieuwe componenten onderdeel voor onderdeel in elkaar ge- zet, met hulp van een microscoop. Dat is iets heel anders dan snel massaproduceren. Veel van die dingen doen het ook alleen bij temperaturen nabij het absolute nulpunt en zijn omgeven door een paar kubieke meter roestvrijstaal om ze überhaupt te laten werken. Wat doen we dan wel? Nou, we zijn met z n allen zo enorm druk geweest met de miniaturisatie van onze technologieën dat we nauwelijks tijd hebben gehad voor het design. Het blijkt bijvoorbeeld dat het overgrote deel van de snelheid en het vermogen van digitale schakelingen verloren gaat in de communicatie met het geheugen. We kunnen wel snel en zuinig rekenen, maar Er is een heel lange weg van knutselwerkje naar serieuze massaproductie het kost erg veel moeite en tijd om de data steeds maar uit het geheugen te sleuren. We kunnen natuurlijk ook gaan rekenen binnen in het geheugen. Hier wordt nu al onderzoek aan gedaan. Met nieuwe architecturen kunnen we de klap opvangen, waardoor het lijkt alsof de wet van Moore gewoon doorgaat. De gebruiker ziet immers alleen prijs, performance en stroomverbruik. Of dat nu met veel of weinig transistoren wordt bereikt, maakt niet uit. De toekomst voorspellen blijft moeilijk. Een van mijn goede leermeesters, wijlen professor Jan Middelhoek, schreef eind jaren tachtig in het blad Elektronica eens dat de wet van Moore nog tien jaar te gaan had. Dan zouden de afmetingen in de buurt van de golflengte van het licht komen en hield alles op. Meer was ook niet nodig, zo vervolgde hij, want wie had er nu chips nodig met meer dan 1 MB opslagcapaciteit? Deze column is gebaseerd op de Dies-rede die Bram Nauta eind vorig jaar uitsprak op de UT en op een recente ISSCC-lezing van Stanfordhoogleraar Mark Horowitz. 2 15

16 Analyse Energie Kernfusie lijdt onder wensdenken Voor het eerst heeft een kernfusiereactie meer energie opgeleverd dan er in werd gestopt, maar dat kan twijfel over de charismatische technologie niet wegnemen. Dat komt niet zozeer door de enorme complexiteit van de opgave om een rendabele kernfusiecentrale te bouwen, als wel door een onzorgvuldige voorbereiding. Paul van Gerven Het had al gebeurd moeten zijn: ontsteking, oftewel een plasma dat zichzelf dankzij kernfusiereacties een bepaalde tijd in stand houdt, met een energieoverschot dat kan worden aangewend om elektriciteit op te wekken. De National Ignition Facility (NIF) in het Californische Livermore miste twee jaar geleden de deadline voor ontsteking, nadat eerder al vertraging op vertraging was gestapeld. De bouw van het miljardenproject duurde vele jaren langer dan gepland, de doelstellingen werden teruggeschroefd en het management moest het veld ruimen. Als er geen link was met atoomwapens (zie kader Oorsprong van de NIF ), zou het Amerikaanse congres er waarschijnlijk allang de stekker uit hebben getrokken Maar onlangs, vier jaar nadat de faciliteit in gebruik was genomen, was er dan toch witte rook. Niet van ontsteking weliswaar verre van dat maar desalniettemin een prestatie die nog nooit eerder was neergezet. Voor het eerst genereerden fuserende waterstofisotopen meer energie dan er aan die atoomkernen was toegevoegd om ze tot fusie over te halen. Het nieuws, na een peerreviewprocedure half februari gepubliceerd in Nature, ging de hele wereld over. Wie de berichtgeving bij elkaar veegt, krijgt onwillekeurig de indruk dat er weliswaar nog een heleboel gedaan moet worden, maar dat er desalniettemin een duidelijk en geloofwaardig pad naar een kernfusiereactor is. Is dat wel zo? Schokgolven Kernfusie ontleent zijn kracht aan het betrekkelijk kleine massaverschil tussen de ingrediënten en eindproducten van de fusiereactie, dat dankzij de conversiefactor c 2 in E = mc 2 toch een royale hoeveelheid energie oplevert. Voor kunstmatig opgewekte fusiereacties op aarde worden doorgaans atoomkernen van deuterium (een proton en neutron) en tritium (een proton en twee neutronen) gebruikt, die bij extreem hoge temperatuur fuseren tot een heliumkern (twee protonen, twee neutronen) onder uitzending van een los neutron. De energie die de heliumkern afgeeft, is de sleutel tot succes: deze kan worden aangewend om nieuwe fusiereacties in gang te trekken en zo ontsteking te realiseren. Dat is moeilijker dan het lijkt, omdat het medium waarin al dat geweld plaatsvindt het plasma niet meewerkt. In de jaren vijftig dacht Princeton-hoogleraar Lyman Spitzer wel even een plasma met een magnetisch veld onder de duim te houden terwijl hij het tot fusietemperaturen opwarmde, maar hij kwam er al snel achter dat plasma s een Oorsprong van de NIF Nadat president Bill Clinton in 1996 een internationaal verdrag had getekend dat het testen van atoomwapens verbood, startten de Verenigde Staten een rentmeesterschapsprogramma om hun bestaande arsenaal operationeel te houden. Onderdeel daarvan waren computersimulaties van nucleaire explosies, maar deze zijn uiterst gevoelig voor uitgangswaarden. De National Ignition Facility (NIF), onderdeel van het Lawrence Livermore National Laboratory, werd primair in het leven geroepen om experimentele data te leveren die behulpzaam zijn bij simulaties en om de nucleaire expertise van het land op peil te houden. In de faciliteit worden echter ook andere wetenschappelijke experimenten uitgevoerd, al springen de fusieproeven natuurlijk het meest in het oog. Oorspronkelijk was het doel om ontsteking te realiseren, maar later is dat afgezwakt tot levering van experimenteel bewijs dat er meer energie kan worden gegenereerd dan er in werd gestopt. Figuur 2: De mini-atoombom van de NIF. Lasers veranderen het oppervlak van de target in een plasma (1), waardoor de brandstof wordt samengeperst (2) en uiteindelijk zo dicht wordt (3) dat het ontbrandt (4). Illustratie: Wikipedia 16 2

17 Figuur 1: De Iter-bouwput zoals die er vorig jaar bij lag. Foto: Iter uitermate complexe fysica hebben. Sindsdien is beperking van energieverliezen via het plasma een van de grootste opgaven waar fusici voor staan. Er zijn daarvoor vele manieren bedacht, maar twee steken er met kop en schouders boven uit. De ene berust net als Spitzers ingewikkeld vormgegeven Stellarator op magnetische opsluiting, maar dan in een torusvormige tokamak. De grootste van dit soort reactoren ooit, de International Thermonuclear Experimental Reactor (Iter, Figuur 1), wordt momenteel in Zuid-Frankrijk gebouwd, met de bedoeling te kunnen aantonen dat kernfusie een haalbare kaart is. Naar verwachting beginnen de eerste experimenten er in De andere insteek, waar de NIF mee werkt, lijkt op een gecontroleerde versie van een atoombom (Figuur 2). In de NIF knallen 192 lasers in een fractie van een seconde 1,8 miljoen joule op een brandstofcapsule niet groter dan een erwtje. Daardoor explodeert de buitenste laag, waardoor het binnenste van de capsule wordt samengedrukt. De compressie is niet genoeg om een kernfusieproces in gang te zetten, maar omdat er ook gewelddadige schokgolven door de materie razen, kunnen er onder bepaalde condities voldoende heliumkernen worden geproduceerd om uiteindelijk ontsteking tot stand te brengen. De onderzoekers van de NIF kwamen daar echter niet eens bij in de buurt: zij zouden daarvoor zeker honderd keer meer energieopbrengst moeten hebben. Er zijn echter tekenen dat de heliumkernen een solide bijdrage aan de gain hebben geleverd een eerste hint dus op het vereiste zelfverwarmingsproces, aldus fusie-expert Mark Herrmann van Sandia National Laboratories in een begeleidend commentaar bij het Nature-artikel. Ononderbroken Het NIF-resultaat is een prachtig staaltje van fysica en engineering, daarover bestaat weinig discussie. De mate van controle die moet worden uitgeoefend over de explosie is indrukwekkend. De energie moet precies op de juiste manier worden afgeleverd om te voorkomen dat de explosie instabiel wordt en de fusie verpest. Het is echter de vraag of het fair is om het mooie resultaat te presenteren als een stap naar het definitieve antwoord op de menselijke honger naar energie. Geen emissies, geen noemenswaardig radioactief afval, bewerkt zeewater als brandstof het zijn prachtige vooruitzichten, maar ze mogen niet worden gebruikt om de aandacht af te leiden van obstakels. Zo is er het neutronenprobleem. Omdat deze deeltjes neutraal zijn, kunnen ze niet worden bedwongen met elektrische of magnetische velden. De materie die ze onherroepelijk tegenkomen tijdens hun ontsnapping wordt aangetast. Daarbij ontstaat niet alleen zorgwekkend hoge radioactiviteit waarover de kernfusielobby zelden rept het plaatst tevens flinke vraagtekens bij de duurzaamheid van een eventuele fusiereactor. Eén potentiële oplossing pakt tegelijkertijd een ander probleem aan, namelijk dat van het tritium. Waarschijnlijk is economisch rendabele fusie-energie alleen haalbaar als fusiereactoren hun eigen tritium produceren. Het idee is om dat met een deken van lithium te doen, die de binnenkant van de reactor bekleedt. Ontsnappende neutronen die op de deken botsen, produceren tritium in een complexe cascade van reacties. Daarvoor is echter een uiterst hoge efficiëntie vereist; er mag bijna geen neutron verloren gaan. En dan moet de reactorwand ook nog de warmte aftappen die wordt omgezet in elektriciteit. Ten slotte blijven de economische aspecten van kernfusie ook vaak onderbelicht. Net als een naar verhouding waarschijnlijk nog goedkope chipfabriek zou een fusiereactor vrijwel permanent moeten draaien om rendabel te zijn. Maar het is buitengewoon lastig om een kernfusiereactie ononderbroken op gang te houden. Iter mikt op een tijdspanne in de orde van een kwartier, en dat is een heel eind verwijderd van wat nodig is voor een rendabele operatie. Twijfel Deze moeilijke problemen zijn geen reden om het bijltje erbij neer te gooien, maar ook geen reden om de businesscase van fusieenergie helemaal te negeren. Redelijkerwijs dienen eerst belangrijke randvoorwaarden afgedekt te zijn, voordat er vol enthousiasme peperdure projecten worden opgetuigd. Dat lijkt niet het geval. Er staat een onderzoeksfaciliteit gepland om het uiterst ingewikkelde in-situproductieproces van tritium te onderzoeken, maar het is op zijn zachtst gezegd vreemd dat Iter wordt gebouwd voordat duidelijk is of zo n cruciaal onderdeel van de reactor kan functioneren zoals bedacht. Vanzelfsprekend kun je met alleen pen en papier niet achterhalen of kernfusie een optie is, laat staan een economisch rendabele optie, maar wie niet kan zwemmen, springt beter ook niet direct in het diepe. Voor wensdenken is bij dit soort geldverslindende projecten geen ruimte. 2 17

18 Hier groeit amazing virtual prototyping TOPIC Embedded Systems is hét systeemhuis voor technische software-ontwikkeling, digitale hardware-ontwikkeling en test-, integratie- en confi guratiemanagement. En dus dé plek om je als professional te ontwikkelen. Je verlegt er continu je grenzen door complexe uitdagingen aan te gaan bijvoorbeeld voor een wereldspeler als Philips. Voor een van hun onderdelen ontwikkelen we software voor geavanceerde virtual prototyping. Slimme simulaties maken het mogelijk om belangrijke feedback te verkrijgen over apparatuur die nog jaren in ontwikkeling kan zijn. Onze kracht: ontwikkeling van de nieuwste producten en systemen met de nieuwste technologieën en tools afwisselende projecten bij opdrachtgevers of bij TOPIC je bepaalt je eigen carrièreverloop uitstekende begeleiding, coaching en training aantrekkelijke arbeidsvoorwaarden op maat TOPIC: sterk in cure & care, imaging & control, mobility & infrastructure, transport & logistics en research. Kijk ook op Ron Jaegers, Software Engineer bij TOPIC: Je werkt hier voor klanten in de top van de markt. En dus ben je voortdurend op zoek naar je eigen top. Je verlegt constant je grenzen. Daarom werk ik bij TOPIC. Topic. Blijf groeien

19 Opinie Groods greep Derk-Jan de Grood helpt organisaties meer grip te krijgen op hun (test)project. Een plus een maakt drie Ik ken veel testers die zich interesseren voor vliegtuigrampen. Lee Copeland kan bijvoorbeeld smakelijk vertellen over wat er gebeurde in de uren voordat vlucht zus en zo voortijdig eindigde. Ook kom ik regelmatig testcollega s tegen die details kunnen opdissen uit het Nasa-rapport dat is geschreven naar aanleiding van beide verongelukte spaceshuttles, de Challenger en Colombia. De Ariane-raket is een ander favoriet gespreksonderwerp in testerskringen. Op zich niet zo gek dat we als verantwoordelijken voor en ambassadeurs van de kwaliteit graag kijken naar die gevallen waar het misging. Het geeft ons een mooi doel en maakt duidelijk waarom we ons dagelijks inzetten: juist om zulk soort rampen te voorkomen. Misschien biedt het ook wel troost. Als er eens een fout in productie optreedt, kunnen we ons geruststellen met de gedachte dat zelfs grote jongens als de Nasa fouten maken. Maar bovenal lezen testers graag over vlieg- en ruimtevaartrampen omdat ze leerzaam zijn. In tegenstelling tot bij gemiddelde softwareprojecten wordt daar uitgebreid onderzoek gedaan naar de oorzaken. De les: vrijwel alle rampen gebeuren door een opeenstapeling van meerdere kleine fouten. Weinig hebben er een enkelvoudige oorzaak; het is bijna altijd een ongelukkige samenloop van omstandigheden. Dat het goed is om je hier ook bewust van te zijn binnen het gemiddelde testtraject, werd me onlangs duidelijk. Met een aantal collega s was ik een wifinetwerk aan het testen. Dit deden we redelijk ad hoc: sommigen liepen door en om het pand heen om netwerksterkte te peilen, anderen hadden een loadgenerator aangezet om de netwerkcapaciteit te meten en weer anderen bedachten dat het leuk zou zijn om het netwerk te spoofen. Spoofing is een techniek waarbij de verbinding wordt overgenomen door een ander netwerk dat zich voordoet als het vertrouwde netwerk. Dit bijvoorbeeld om stiekem gebruikersgegevens te achterhalen. Elke collega had wel een aantal bevindingen. Tijdens de debriefing rapporteerden we die aan de business. Allemaal waren het legitieme bevindingen die de ontvangende partij herkende en accepteerde. Maar toen gebeurde er iets moois: in de dialoog die ontstond, begonnen we de fouten te combineren. Als er buiten het pand bereik is, kunnen ongewenste personen zich onopgemerkt aanmelden en gegevens van het netwerk achterhalen. Uit de loadtest bleek dat dit invloed kan hebben op de snelheid. Omdat de organisatie veel met applicaties in de cloud werkt, zou dit betekenen dat medewerkers hun dagelijks werk niet goed kunnen uitvoeren en dat de helpdesk geen klantencalls kan verwerken, met alle consequenties van dien voor de klanttevredenheid. Als ongewenste personen het netwerk overnemen, kunnen ze onopgemerkt data inzien, bijvoorbeeld de strategische klantgegevens of de nieuwste producten. Omdat de netwerkmonitoring op een laag pitje stond, konden we onze opdrachtgever daarbij vertellen dat hij dit dan waarschijnlijk niet eens direct zou merken. Met dit laatste Een ramp bestaat uit een opeenstapeling van kleine incidenten punt hadden we de volledige aandacht van de business. Verdorie, zag je ze denken, hier moeten we zeker wat mee. De parallel tussen de rampen en de geschetste scène lijkt me duidelijk. Kleine fouten worden vaak over het hoofd gezien of terzijde geschoven als onbelangrijk. De problemen met de O-ring in de boosterraket van de Challenger waren bekend voor de laatste lancering. Toch hebben ze besloten de vlucht door te laten gaan. Blijkbaar hebben ze het risico onderschat of was het onvoldoende duidelijk welke gevolgen dit mankement kon hebben. Om rampen te voorkomen, dienen we verder te kijken dan het incident lang is. Het is belangrijk om ook de andere incidenten te kennen. Dat alleen is echter niet genoeg. We moeten onze kennis van de organisatie en de business gebruiken om fouten te combineren. Om scenario s te bedenken waarbij verschillende factoren elkaar kunnen versterken. Doen we dat goed, dan hebben we terecht de volledige aandacht van de business, en kunnen we gezamenlijk rampen voorkomen. 2 19

20 Achtergrond Modelgebaseerde ontwikkeling Hoe koppel je requirements aan je model? Veiligheidskritieke markten eisen dat high-level softwarerequirements een op een gekoppeld zijn aan de implementatie en tests. Maar het is niet altijd even duidelijk hoe modelgebaseerde ontwikkeling in dit plaatje past. John Thomas en Jared Fry van LDRA doen de recente inzichten uit de doeken. John Thomas Jared Fry In veiligheidskritieke markten als de lucht- en ruimtevaart, defensie, transport, kernenergie en medische toepassingen eisen de ontwikkelstandaarden vaak een koppeling tussen de high-level systeemrequirements en het low-level ontwerp. Van daaruit kan de link worden gelegd naar de daadwerkelijke code en bijbehorende tests. Deze keten garandeert dat alle requirements geïmplementeerd en getest zijn. In DO-178 en andere standaarden moet de traceerbaarheid bovendien twee kanten op werken: de tests worden ook naar de code gelinkt en verifiëren de requirements die de code implementeert. Indien juist toegepast, is er dus voor elke requirement een compleet overzicht van de koppeling tussen de tekst die hem beschrijft, de code die hem implementeert en de test die bewijst dat hij is ingevuld. Met deze tracering kunnen softwareontwikkelaars aan hun klanten aantonen dat ze de requirements hebben begrepen, het product hier volledig aan voldoet en dat het geen onnodige features of functionaliteit bevat. In de context van veiligheidskritieke software komt er een extra dimensie bij: bewijzen dat softwarerisico s tot een minimum zijn teruggebracht en dat al het nodige voor verificatie is uitgevoerd. Gedurende meer dan twee decennia heeft requirementstraceerbaarheid zichzelf bewezen als belangrijke methode voor het verzamelen, organiseren en verbinden van dit bewijs. Het model van requirementstraceerbaarheid gaat echter uit van een traditionele ontwikkelcyclus. Het integreren van modelgebaseerde ontwikkeling is een vrij nieuwe uitdaging. Toen DO-178B bijvoorbeeld werd geschreven, speelde MDD nog geen rol van betekenis. De laatste updates van de standaarden nemen deze ontwikkeling mee en bieden houvast om enkele valkuilen te voorkomen. Bedrijven binnen de luchtvaartindustrie worstelden lange tijd met het vraagstuk hoe ze modellen precies moeten beschouwen: als requirement of als broncode? Voor beide is wat te zeggen. Aangezien modellen op hoog niveau een overzicht van het project geven, vonden sommige bedrijven dat het high-level requirements zijn. Andere bestempelden modellen juist als broncode aangezien ze gebruikt kunnen worden om de implementatie te genereren. Voor beide situaties zijn ook tegenargumenten. Het model kan niet de high-level beschrijving vervangen, omdat er dan niks is om het modelgedrag aan te toetsen. Het model kan ook niet als de daadwerkelijke implementatie worden beschouwd, want fouten bij de codegeneratie, handmatige toevoegingen en de uitvoer op de doelomgeving worden hiermee over het hoofd gezien. Uiteindelijk is dit vraagstuk in DO-178C opgehelderd, op een manier die vanuit requirementstracering heel logisch is. Deze standaard beschouwt designmodellen als low-level requirements. Ze moeten worden behandeld als ontwerpdocumenten die beschrijven hoe de implementatie moet worden uitgevoerd. Daardoor kunnen ze accuraat worden geverifieerd (zie Figuur 1). Deze kijk op modellen heeft belangrijke consequenties voor requirementstracering. Volgens de richtlijnen moeten namelijk alle high-level requirements worden geïmplementeerd in requirements op lager niveau Figuur 2: Wanneer requirements niet aan individuele modelelementen worden gekoppeld, wordt het benodigde inzicht niet verkregen. DO-178B/C verbiedt deze manier van linken. 20 2