innovation for life TNO-rapport T N O -0 6 0 -DT M -201 2-007 57 Trendanalyse Technologie Vlaanderen 2020-2050 Behavioural and Soc etal Sciences Van Mourik Broekmanweg 6 2628 XE Delft Postbus 49 2600 AA Delft wrryw.tno.nl T +31 88 866 30 00 F +31 88 866 30 10 infodesk@tno.nl Datum 1 april 2012 Auteu(s) Beitske Boonstra (red.) Geiske Bouma (red.) Marc Rijnveld (red.) Annelieke van der Giessen Govert Gijsbers Frans van der Zee Martin van de Lindt Aantal pagina's 5'l (incl. bijlagen) Opdrachtgever Vlaamse Overheid Departement Ruimtelijke Ordening, Woonbeleid en Onroerend Erfgoed Projectnaam Ruimtelijke lmpact van Technologie 2020-2050 Projectnummer 054.01721 Alle rechten voorbehouden Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuld gd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, foto-kopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder voorafgaande toestemming van TNO. lndien dit rapport in opdracht werd uitgebracht, wordt voor de rechten en verplichtingen van opdrachtgever en opdrachtnemer vemezen naar de Algemene voomaarden voor opdrachten aan TNo, dan wel de betreffende terzake tussen de partijen gesloten overeenkomst Het ter inzage geven van het TNO-rapport aan direct belang-hebbenden is toegestaan. o 201 2 TNO
TNO-rapport I TN0-060-DTM-2012-007 57 2l 51 I nhoudsopgave 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 7 lnleiding......4 Het onderzoek......,...4 Technologische innovatie.......4 Maatschappelijke ontwikkelingen...6 Technologische trends en ruimtelijke effecten in vijf sectoren...6 DESTEP...7 Bronnen...9 Trends in de ICT sector...10 lnleiding...10...'10 ICT in Vlaanderen... Trends en technologische ontwikkelingen in de 1CT......10 Eerste schets van ruimtelijke consequenties......14 Bronnen...10 Trends in de landbouwsector...18 lnleiding...'18 Landbouw in V1aanderen......18 Trends en technologische ontwikkelingen in de landbouw.....19 Eerste schets van ruimtelijke consequenties......22 Bronnen...24 Technologische trends in de industrie......25 lnleiding...25 lndustrie in V aanderen...........25 Trends en technologische ontwikkelingen in de industrie...27 Eerste schets van ruimtelijke consequenties......29 Dwarsverbanden met andere sectoren....31 Bronnen...31 Trends in de energiesector...33 lnleiding...33 Energie in V1aanderen......33 Trends en technologische ontwikkelingen in de energie en eerste schets van ruimtelijke consequenties......3s Dwarsverbanden met andere sectoren...38 Bronnen...39 Trends in de mobiliteitssector...40 lnleiding...40 Trends en technologische ontwikkelingen in mobiliteit......42 Eerste schets van ruimtelijke consequenties......47 Dwarsverbanden met andere sectoren...48 Bronnen...49 Ondertekening......51
TNO-rapport I TN0-060-DTM-2012-OO7 57 3t51
TNO-rapport I TNO-060-DTM-2012-007 57 4l 51 ln leid ing 1.1 Het onderzoek Op 28 januari 2011 heeft de Vlaamse overheid de Startnota van het Beleidsplan Ruimte Vlaanderen (BRV) goedgekeurd. Doel van het BRV is het uitzetten van toekomstig ruimtel k beleid dat invulling geeft aan de kwalitatieve doelstellingen voor duurzame ruimtelijke ontwikkeling gedefinieerd door de Vlaamse Regering. Ter ondersteuning van het BRV heeft de Vlaamse Overheid een onderzoek uitgezet naar de te venryachten ruimtelijke impact van technologische ontwikkeling in de periode 2020-2050. De algemene probleemstelling luidt daarbij: een realistisch beeld krijgen van technologische ontwikkelingen en de mogelijke ruimtelijke effecten daarvan, en hoe daar keuzes in beleid op af te stemmen met als doel een duurzame ruimtelijke ontwikkeling. Deze Trendanalyse is het eerste resultaat van de studie Ruimtelijke lmpact van Technologie 2020-2050, uitgevoerd door TNO in samenwerking met Urban Unlimited, in opdracht van de Vlaamse Overheid - Departement Ruimtelijke Ordening, Woonbeleid en Onroerend erfgoed. Het is de visie van TNO en Urban Unlimited dat innovatie in technologie nooit op zichzell staat, maar dat dit een complex geheel is van technische mogelijkheden, maatschappelijke trends en de institutionele context. Deze drie aspecten zullen dan ook leidend zijn in de verschillende stappen van het onderzoek. 1.2 Technologische innovatie De relatie tussen ruimtelijke ontwikkeling en technologische verandering is bijzonder complex. Het is immers niet alleen de nieuwe technologie die invloed uitoefent op ruimtelijke ontwikkeling, het is ook de maatschappelijke acceptatie en institutionele contexten die bepaalde innovaties mogelijk maken. lnnovatie wordt in dit onderzoek dan ook als volgt gedefinieerd: "een succesvolle combinatie van hardware (technologie), software (kennis, gebruik, eruaring) en orgware (organisatie en instituties) vanuit een sociaal, politiek en economisch standpunt" (Smits 2002). De vertaalslag van nieuwe technische mogelijkheden (inventions) naar daadwerkelijk gebruik daarvan in producten en diensten (innovations) vindt niet één-op-één plaats. Er zijn immers ook genoeg innovaties die niet zonder meer maatschappelijk worden geaccepteerd. Maar veel van wat over 10 ol 20 jaar als succesvolle innovatie te boek zal staan, is nu al in de maak. lnnovatie en market uptake zijn slechts ten dele te beïnvloeden. De richting van innovaties in termen van inzet van publieke en private middelen, de al dan niet maatschappelijke urgentie van vraagstukken en bepaalde algemene trends (minder vervuilend, bijdragend aan meer flexibiliteit in aanwending en gebruik, of de trend naar kleinere en lichtere producten) zijn echter wel in kaart te brengen. De volgende begrippen uit de innovatieliteratuur helpen om deze relatie te kunnen duiden: - Co-evolutie: Mensen hebben de neiging om technologie als 'driver' te zien van sociale verandering of juist andersom. ln de praktijk is het allebei waar en ligt het zelfs iets genuanceerder; veranderingen in techniek, gedrag, politiek, beleid en ook ruimtelijke ordening beïnvloeden elkaar voortdurend. ln wezen spreken we over een
TNO-rapport I TN0-060-DTM-2012-007 57 5/51 samenspel van diverse processen die het technologische en het sociale domein omvatten. ln de innovatieliteratuur spreekt men in dit verband van co-evolutie. Ook de maatschappelijke (dis)acceptatie van een nieuwe technologie is onderdeel van een proces van co-evolutie (Bijker et a.1987, Garud and Ahlstrom 1997). - Niet-lineariteit: Relaties tussen technologische en sociale processen kunnen elkaar versterken over de tijd. De doorwerking van kleine veranderingen hebben dan enorme gevolgen die vooraf nauwelijks te voorspellen zijn. Denk bijvoorbeeld aan de snelle opkomst van het internet en GSM-gebruik in de jaren '90. Het verloop van dergelijke innovatieprocessen is chaotisch en grillig. Ontwikkelingen zijn achteraf vaak wel te begrijpen (we weten hoe en waarom het internet zo belangrijk is geworden) maar nauwelijks te voorspellen (ontwikkelingen hangen samen met factoren die van te voren niet bekend waren). ln de literatuur spreekt men van een niet-lineaire ontwikkeling (Arthur 1994, Hekkert et at. 2007). - Multi-level: Het type innovatieprocessen waar we het over hebben betreft niet zozeet de introductie van een product (zoals een ipad) maar een ingrijpende verandering van onze maatschappij, inclusief infrastructuur, politiek, cultuur, etc. Toch worden dergelijke systeeminnovaties ook gedragen door veranderingen op het niveau van producten, diensten en individueel gedrag. Om de complexiteit van dit type technologische verandering te kunnen vatten is het van belang om verschillende ontwikkelingsniveaus te onderscheiden. Het multi-level-denken vindt zijn oorsprong in de evolutionaire economie en heeft geresulteerd in een krachtig denkmodel dat helpt bij het duiden van complexe maatschappelijke veranderingen in relatie tot technologische innovatie. Het idee hierbij is dat innovatie gebaat is bij ruimte voor experimenten met nieuwe technologieën en praktijken (niche-level) maar uiteindelijk ook bij selectie door de eisen die gesteld worden door het maatschappelijke systeem (regime-level). Deze evolutionaire ontwikkelingen zijn gesitueerd in een (deels ook ruimtelijk-geografische) context (macro-level) (Rip and Kemp 1998, Geels 2002). - Reboundeffect: ln geval van technologische ontwikkelingen is het goed om ook het zogenaamde 'reboundeffect' in ogenschouw te nemen, wat iets zegt over de relatie tussen gedragsverandering en technologische innovatie. Het reboundeffect kan worden omschreven als het gedrag van consumenten waarbij de beoogde besparingen of efficiëntie (voor een deel) weggenomen worden in de vorm van een hogere consumptie (bijvoorbeeld men gaat meer stoken of meer autorijden doordat dit goedkoper is geworden). Het reboundeffect kan ruwweg in drie verschillende categorieën worden onderverdeeld (Dimitropoulos & Sorrell 2006): l) Directe reboundeffecten: deze effecten zijn een toename in het gebruik van een product of dienst (bijv. het langer laten branden van de verlichting) als gevolg van de wens van consumenten om meer van een product of dienst gebruik te maken wanneer de kosten hiervan lager zijn; 2) lndirecte reboundeffecten: deze effecten zijn een toename in de aankoop van (luxe)goederen en diensten zoals auto's en vakanties door een toename in het besteedbaar inkomen; 3) Langetermijneffecten die van invloed zijn op de wereldwijde economie: deze effecten zijn het gevolg van directe en indirecte reboundetfecten die tot veranderingen in meerdere sectoren van de wereldwijde economie kunnen leiden.
TNO-rapport I TN0-060-DTM-2012-007 57 6/5r Kortom, naast maatschappelijke acceptatie en institutionele inbedding, zijn ook demografische, sociale en economische ontwikkelingen van invloed op technologische ontwikkeling en de mate van ruimtelijke impact van technologie. De gedachtenlijn dat het niet alleen om technologische vernieuwing gaat, maar ook over de maatschappelijke acceptatie en het verbinden van actoren en instituties, is leidend in dit onderzoek. De nadruk in deze verkenning ligt bovendien op de technologie die momenteel al voorzien wordt, vanwege de grote onzekerheid die gepaard gaat met verdere extrapolaties van technologische ontwikkelingen naar 2050. 1.3 Maatschappelijke ontwikkelingen De technologische innovatie staat niet op zichzelf, maar vindt plaats binnen een maatschappelijke context waar verschillende ontwikkelingen zich afspelen. Deze maatschappelijke ontwikkelingen met een tijdshorizon van 2050 kennen veel onzekerheden. Toch zullen we in dit onderzoek op die lange termijn denken. Om de ruimtelijke impact van technologische veranderingen te duiden moeten we rekening houden met die veranderende omstandigheden. De mate waarin maatschappelijke acceptatie en doorontwikkeling van technologieën tot stand komt hangt dus af van het toekomstscenario. ln 'De toekomst van de Vlaamse Ruimte in een veranderende wereld' (2011), is reeds een uitwerking gegeven aan die mogelijke scenario's. Er zijn twee maatschappelijke spanningsvelden die hier naar voren komen. Enerzijds het spanningsveld tussen de mate waarin een maatschappil zich internationaal profileert of eerder sterk terugplooit op een regionale reflex, en anderzijds een spanningsveld tussen de mate waarin een overheid een zeer actieve rol wenst op te nemen of een overheid die heel veel initiatief overlaat aan private ontwikkelingen. Deze 'assen' vormen de bandbreedte waarin de maatschappelijke ontwikkelingen zich tegen 2050 zullen afspelen. Binnen het proces van het Beleidsplan Ruimte Vlaanderen zijn deze assen ook omarmd. Voor een nadere uitwerking van de ontwikkelingen in de omgeving en context verwijzen we naar paragraaf 1.5 waarin een schets gegeven is van de belangrijkste externe factoren die van invloed zijn op de technologische ontwikkelingen. 1.4 Technologische trends en ruimtelijke effecten in vijf sectoren Dit rapport bestaat uit quick-scans van de technologische ontwikkelingen in vijf sectoren. Deze scans zijn opgesteld door middel van desk research en gebaseerd op toekomstverkenningen waarin technologie, innovatie en economie centraal staan. Gezien het korte tijdsbestek en beperkte middelen voor het onderzoek is er voor gekozen deze quick-scans zoveel mogelijk te baseren op reeds uitgevoerde technologie- en innovatiestudies, en deze niet verder aan te vullen met verdiepende verkenningen. De inventarisatie van belangrijkste trends en drivers uit deze studies is uiteraard wel aangescherpt en toegesneden op de Vlaamse situatie, met inachtneming van de huidige maatschappelijke en economische activiteiten en structuur.
TNO-rapport I TN0-060-DTM-2012-007 57 7 151 1.5 DESTEP Om deze technologische ontwikkeling systematisch in beeld te brengen, hebben wij gekozen voor een onderscheid naar vijf sectoren, waaryan wij op voorhand venryachten dat de technologische innovaties een brede ruimtelijke impact zullen hebben. Deze sectoren z n: lct, landbouw, industrie, energie en mobiliteit. Om een schets te geven van de belangrijkste externe factoren die van invloed zijn op de technologische ontwikkelingen in de betreffende sectoren, is bij de quickscans gebruik gemaakt van een DESTEP analyse. De DESTEP methode is gebaseerd op zes elementen, te weten: Demografische, Economische, Sociaal/culturele, Technologische, Ecologische en PolitieUjuridische factoren (cf. Thompson 1967). Deze analyse biedt inzicht in de macro- omgevingsvariabelen waarop Vlaanderen geen directe invloed uitoefent, zoals vergrijzing van de bevolking. Bij het opstellen van de quick-scans bleken de DESTEP analyses per sector veel overeenkomsten met elkaar te vertonen en is besloten om één analyse voor alle quick-scans te gebruiken. Daarbij hebben we er voor gekozen de Technologische factoren grotendeels achteruege te laten, omdat deze uiteraard in de quick-scans zelf worden behandeld. Als daarnaast bepaalde DESTEP factoren echter wel specifíeke invloed uitoefenen op ontwikkelingen in een bepaalde sector, dan worden deze ontwikkelingen apart in de quick-scans benoemd. We onderkennen daarnaast dat proces-innovatieve en sociaal-innovatieve ontwikkelingen grote invloed kunnen hebben op de technologische ontwikkeling en ruimtelijke impact daarvan. ln deze eerste fase van het onderzoek zullen wij ons echter voornamelijk op de technologie zelf richten. Voor zover bepaalde procesinnovatieve en sociaal-innovatieve ontwikkelingen de ruimtelijke impact van een technologische ontwikkeling bepalen worden deze in de volgende fasen van het onderzoek, waarin specifiek de verkenning van ruimtelijke impact centraal staat, meegenomen.
TNO-rapport I TN0-060-DTM-2012-007 57 8t51 Tabel 1 Omgeving- en contextanalyse DESTEP Demografie. Wereldbevolking stijgt naar ca. 9 miljard in 2050. Sterke bevolkingsgroei in delen van Azië, Afrika en de VS. Globale migratie neemt toe. Europe urbaniseert: 85% van de bevolking woont in 2050 in steden, gemeten naar FUA (functional urban areas). De Europese bevolking stabiliseert en vergrijst. Gemiddelde levensverwachting st gt, verdere vergrijzing en toename gezonde levensjaren. Bevolkingstoename Vlaanderen van 6,2 mln. (2010) naar 6,9 mln. (2050). (ser, 2007) Ecologisch. De gevolgen van klimaatverandering worden zichtbaar en leiden tot toenemende schade (storm, ijs/sneeuw, water).. Bewustwording van consumenten en bedrijven neemt toe. Trend naar schonere, klimaatvriendelijkere en energieeffìciêntere industrie zet door o.a. door grondstoffen schaarste.. Mondiale footprint blijft stijgen. r De leefbaarheid in steden komt verder onder druk te staan.. Ruimtedruk op ecosystemen, verlies van biodiversiteit, aantasting life support functies neemt toe. Economie. De mondiale econom e kent een grote volatiliteit en onzekerheid. o Customisation als trend neemt verder toe in belang.. Verdere ontwikkeling van internationale waardeketens waarin bedrijven tegelijkertijd met elkaar samenwerken en concurreren (coopetition). o Het nieuwe werken, flexibeler (anytime, anywhere) en interactieve werkstructuren, zet door.. Eenzijdige offshoring- en outsourcingtrend naar opkomende af, econom eën zwakt inshoring/insourcing neemt toe. Economische groei in Azië en BRIClanden, relatieve stagnatie in EU en VS. Schuldenlast legt druk op overheidsbegroting, met name in VS en EU.. Economische ongelijkheid (arm - rijk) neemt toe tussen en binnen landen. o Pnjzen van energie en grondstoffen stijgen, er is ongelijke toegang tot hulpbronnen. Technologie. Technologische versnelling, convergentie van technologieën.. Voortgaande informatisering van samenleving. Politiek a a Sociaal a Twee divergerende trends op wereldschaal: enerzijds toenemende internationalisering, anderzijds richten landen zich meer op het eigen belang, en verliezen internationale instituties aan invloed. Legitimiteit van overheid verder onder druk. Relatie overheid - samenleving verandert: primaat komt bü maatschappelijk initiatief. De vraag is of de huidige trend van liberalisering op EU niveau nog lang doozet. Verdere afstemming van investeringen op EU niveau, bijvoorbeeld afstemming over klimaat- en energ iedoelstelli ngen. De transitie naar green economy wordt gekenmerkt door verschillende snelheden EU, VS en Az ë. Gemiddelde levensstandaard neemt toe en bevordert meer consumptieve levensstijl en vraag naar dito producten. Voortgaande individualisering en emancipatie met als gevolg een toenemend aantal tweeverdieners. Mondige burger eist transparantie en zeggenschap. Sociaal-economische spanningen in steden. Klimaatverandering en natuurrampen leiden tol internationale migrat estromen.
ïno-rapport I TNO-060-DTM-2012-007 57 9/51 1.6 Bronnen Arthur, B.W. (1994) lncreasing Returns and Path Dependence in the Economy. University of Michigan Press, Ann Arbor Ml. Bijker, W.E., Hughes, T.P. and Pinch, T. (1987), The Social Construction of Technological Systems. MIT Press, Cambridge, MA. Dimitropoulos, J., Sorrell, S. (2006), The rebound effect: micro-economic definitions, limitations and extensions. UKERC working Papers, spru, university of Sussex. Eurostat (population and social conditions) (200S), Sfafr'sflcs in Focus No 7212008; and European commission, 'Demography report 2008: Meeting social needs in an ageing society'. SEC, 2008, 291 1. Garud, R. and Ahlstrom, D. (1997), Technology Assessment: A socio-cognitive perspective. Journal of Engineering and Technology Management 14: 25-48. Hekkert, M.P., Suurs, R.A.A., Negro, S.O., Kuhlmann, S. and Smits, R.E.H.M. (2007), Functions of lnnovation Systems: A new approach for analysing technological change. Technological Forecasting and Social change 74:413-432. SEI (2007). Waarnemingen 2000-2007: Berekeningen FpB; Bevolkingsvooru itzichten 2007-2060. Smits, Ruud (2002), lnnovation studies in the 21st century: Questions from a user's perspective. ln: Technological Forecasting & SocialChange, 69,2002 Steunpunt Ruimte en Wonen, Annette Kuhk, Guy Engelen, Philippe Vandenbroeck, Els Lievois, Jan Schreurs, Frank Moulaert, (2011) De toekomst van de Vlaamse Ruimte in een veranderende wereld, Aanzet tot scenario-analyse voor het ruimtelijk beleid in Vlaanderen, vertrekkend van de studie welvaart en Leefomgeving Nederland (2006), september 2011 Thompson, James David (1967), Organizations in Action: Social Science. ln: Bases of Administrative Theory, McGraw Hill United States.
TNO-rapport I TNO-060-DTM-2012-007 57 10t51 2 Trends in de ICT sectorl Deze quick-scan gaat over innovatie en technologische trends in de ICT secfor. 2.1 lnleiding Deze quick-scan geeft inzicht in de laatste ontwikkelingen in ICT en op de mogelijke ruimtelijke impact van deze technologische ontwikkelingen voor Vlaanderen. ICT kan worden gezien als een opzichzelfstaande sector. Het omvat de productie van hardware (telecommunicatie en computer apparatuur, chips, netwerk systemen e.d.), software en diensten die het mogelijk maken om op elektronische wijze informatie te venruerken, leveren en tonen. ICT kan ook gezien worden als een 'general purpose technology' (technologie voor'algemeen gebruik') die innovatie in andere sectoren mogelijk maakt. ICT heeft dan ook impact op de gehele economie en maatschappij omdat het product-, diensten- en organisationele innovatie in andere sectoren stimuleert en mogelijk maakt.2 2.2 ICT in Vlaanderen De ICT-sector in Vlaanderen is een kennisintensieve en innovatieve sector en is koploper wat betreft het aandeel van onderzoek en ontwikkeling in de omzet en het personeelsbestand. Samen met de chemie sector en de farma-sector heeft de ICT sector het grootste aandeel in de totale Vlaamse uitgaven aan onderzoek en ontwikkeling. Meer dan in andere sectoren werken Vlaamse CT-bedrijven samen met andere bedrijven en kennisinstellingen, zowel nationaal als internationaal. Rondom KU Leuven en IMEC bevindt zich een concentratie van hightech ICT bedrijven. ln 2009 waren in Vlaanderen rond de 850 bedrijven actief in de productie van ICT hardware, daarmee werk biedend aan zo'n 23.000 personen. Het aantal bedrijven dat software en IGT-oplossingen ontwikkelt, adviseert over ICT en informatiediensten levert is beduidend groter; rond de 9.500 met een werkgelegenheid voor 45.500 personen. (Vlaams lndicatoren Boek 201 1). 2.3 2.3.1 Trends en technologische ontwikkelingen in de ICT Algemene trends De ICT sector kent een sterk geglobaliseerde en gefragmenteerde waardeketen (keten van activiteiten waarbij na elke stap waarde toegevoegd wordt), waarin de productie steeds meer op basis van modules plaats vindt en de orkestratie van die gefragmenteerde waardeketen een grote uitdaging is. Tegelijkertrld is er een sterke concentratie van ICT bedrijven in regionale clusters wereldwijd, vaak rondom belangrijke Ondezoek & Ontwikkelings centra. Het cluster rondom IMEC en de DSP Valley is hier een voorbeeld van. I Auteur: Annelieke van der Giessen. Redactie: Marc Rijnveld en Geiske Bouma. ' Ord"t ICT zo'n brede toepassing in de economie en maatschappij kent is het ondoenlijk om alle ontwikkelingen en mogelijke toepassingen in alle economische sectoren te beschrijven. Deze analyse richt zich op die trends en toepassingen die niet al aan bod komen in de andere vier domeinen in dit rapport, zoals wonen, gezondheidzorg, duuzaam leren en e-commerce en e- entertainment.
TNO-rapporl I TNO-060-DTM-2012-007 57 11151 Een belangrijke ontwikkeling is de toenemende convergentie van producten en diensten in ICT oplossingen. ICT hardware en services worden steeds meer geïntegreerd, niet alleen in een eindproduct waarbij het product gecombineerd met een dienst wordt aangeboden of een product wordt geleverd als een dienst, maar ook in de ontwikkeling van de producten en componenten zelf. Deze toenemende convergentie zorgt ervoor dat de ICT sector steeds minder als een aparte, opzichzelfstaande sector te identificeren zal zijn. Bedrijven zullen dan ook steeds meer geïdentificeerd worden naar gelang hun rol in de waardeketen. De convergentie strekt zich ook uit naar andere sectoren en technologieën; dit komt aan bod in de sectie over technologische ontwikkelingen. Een ander belangrijke ontwikkeling in ICT is de vergroening van lct. Enerzijds wordt gewerkt aan een duurzamere productie van ICT producten; anderzijds wordt er ook gewerkt aan het terugdringen van het energiegebruik door ICT toepassingen. Daarnaast wordt ICT in toenemende mate ingezet om andere sectoren energie-efficiënter te laten worden. 2.3.2 Technologische ontwikkelingen Miniaturisatie Een van de belangrijkste trends is de combinatie van steeds snellere en steeds kleinere ICT apparatuur: een verdergaande miniaturisatie naar micro- en nanoschaal. Er wordt gewerkt aan flinterdunne chips die direct in / op folie worden geprint met daarin dan ook de 'user interface' (deel van een programma dat de interactie tussen de gebruiker en de computer mogelijk maakt) ven verkt. Dergelijk onderzoek wordt bijvoorbeeld gedaan bu IMEC in Leuven, in samenwerking met het Holst Centre in Eindhoven. Slimme materialen Nieuwe materialen zoals organische materialen en polymeren maken het mogelijk om ICT apparatuur kleiner, sterker, flexibeler, dunner, lichter en met zeer specifieke eigenschappen te maken. ICT componenten kunnen dan slim geïntegreerd worden in allerlei andere materialen en oppervlakten, tot zogenoemde 'slimme materialen'. Dit betekent bijvoorbeeld dat ICT componenten veniverkt kunnen worden in textiel en daarmee draagbaar kunnen worden. Een andere toepassing is bijvoorbeeld het venruerken van sensoren in materialen zodat materiaal zich kan aanpassen aan de omgevrng. Convergentie van ICT met nano- en biotechnologie en cognitieve wetenschappen Ontwikkelingen in de informatie- en communicatietechnologie worden steeds meer gecombineerd en geïntegreerd met andere wetenschaps- en technologiegebieden zoals nanotechnologie, biotechnologie en cognitieve wetenschappen. Dit maakt nieuwe toepassingen zoals bio-geïnspireerde ICT systemen en DNA-chips mogelijk. Een andere vorm van convergentie is de integratie van optica, elektronica en mechanica (de zogenaamde opta-mechatronica). Dit maakt nieuwe toepassingen mogelijk zoals zeer geavanceerde robotica. Digitale convergentie en alomtegenwoordige netwerken Er is in toenemende mate sprake van digitale convergentie als gevolg van het samensmelten van verschillende ICT apparatuur, diensten en inhoud (content) waardoor grenzen tussen voorheen losstaande apparatuur (computer, mobiele
TNO-rapport I TNO-060-DTM-2012-007 57 12 I '',i, telefoon, tv e.d.) vervagen. Alle inhoud wordt gedigitaliseerd en alle apparatuur zal met elkaar kunnen communiceren. Deze ontwikkeling hangt ook sterk samen met de ontwikkeling van alomtegenwoordige informatie- en communicatienetwerken en sensornetwerken. Alomtegenwoordige netwerken maken het mogelijk om altijd, overal verbonden te zijn. lnformatie over aanwezigheid, locatie, bankgegevens en authenticatie en identificatie zorgen voor snelle en automatische bezorging van diensten. Alomtegenwoordige netwerken zijn mogelijk door snelle toename in de bandbreedte van optische kabels (verbindingskabel die door middel van optische signalen (licht) digitale informatie transporteert) en de snelle toename in de beschikbaarheid van draadloze netwerken. 'Ubiquitous computing en networks' wordt vaak beschreven als een situatie waarin we altijd omringd zijn door computers en netwerken en waarbij het verspreiden en ven verken van informatie volledig geïntegreerd is in alledaagse objecten en activiteiten. Een ontwikkeling die samenhangt met die van alomtegenwoordige netwerken is die van ingebedde (embedded) technologieên. ICT wordt steeds meer onzichtbaar; ICT systemen en sensoren zitten in steeds meer producten en dit leidt tot een onzichtbare en ook autonome technische infrastructuur. 'Ambient intelligence' en semantisch internet Enerzijds door meer computerkracht, anderzijds door vooruitgang in kunstmatige intelligentie die ICT apparatuur autonomie kan geven wordt ICT apparatuur steeds intelligenter en intuïtiever. ICT apparatuur zal steeds meer taken van de mens overnemen en zal in staat zijn zichzell te organiseren en samen te stellen. Het maakt'ambient intelligence' mogelijk: mensen zullen omgeven zijn door intelligente en intuïtieve interfaces verborgen in allerlei objecten in de omgeving. Het betekent de overgang van een situatie waarin mensen zich moeten aanpassen aan de ICT apparatuur naar een situatie waarin ICT apparatuur zich inpast in de menselijke omgeving. Het zal ook bijdragen aan de ontwikkeling van een semantisch internet: directe en onmiddellijke communicatie tussen apparatuur door beter begrip en automatische interpretatie van informatie door ICT systemen. 2.3.3 Mogelijke toepassingen De beschreven technologische ontwikkelingen in ICT laten zien dat de mogelijke toepassingen haast oneindig zijn en voor verschillende sectoren in de economie en maatschappij van belang zijn. ln deze analyse beperken wij ons tot toekomstige ICT toepassingen in gebouwen ('smarf buildings'), gezondheidszorg ('smañ healthcare sysfems'), onderuvijs (duurzaam leren) en de veranderende woon-werk-consumptie patronen. Smañ buildings De noodzaak om ons energieverbruik terug te dringen, maar ook de vergrijzing en het groeiend aantal alleenstaanden en het combineren van meer functies thuis (wonen, werken, leren, vrije tijd en winkelen) vragen om woningen die duurzamer zijn, die ouderen faciliteren om langer zelfstandig te blijven en allerlei functies slim combineren. Gebouwen worden in toenemende mate uitgerust met slimme domotica systemen (elektronische communicatie in de woning en woonomgeving) die het mogelijk maken om altijd en overal de basisfuncties (venruarming, koeling, beveiliging, verlichting) in een gebouw te controleren en te sturen. Automatische, intelligente en gebruikersvriendelijke huishoud technologieën, maar ook telegezondheidszorg toepassingen zorgen er voor dat ouderen langer zelfstandig thuis kunnen blijven wonen. Mensen zullen in toenemende mate deel uitmaken van een
TNO-rapport I TN0-060-DTM-2012-007 57 13/51 'netwerk maatschappij' waarbij ze werk, onderwijs en training, maar ook communicatie en socialisatie met familie en vrienden, ontspanning en winkelen vanuit huis, online kunnen doen. Belangrijk daarbij is dat, ondanks dat wonen, werken en leren op één plaats samen komt, de verschillende functies toch gescheiden kunnen worden en zeker tele-werk en tele-ondenrvijs zo comfortabel en discreet mogelijk in de dagelijkse routine ingepast worden. Sma t health care sysfems Gezondheidszorg zal in toenemende mate personaliseren. De patiënt komt centraal te staan, krijgt de regie en effectieve zorg, toegesneden op de individuele patiënt. Dit vraagt om toepassingen en systemen die gepersonaliseerde diagnosestelling en behandeling mogel k maken. Diagnose en behandeling worden effectiever en efficiënter als ze meer toegesneden zijn op de individuele eigenschappen van de patiênt (genetisch profiel, ziektehistorie). Tegelijkertijd maken ICT toepassingen het mogelijk om zelf-diagnose, monitoring en zelf-behandeling toe te passen, of aansturing daarvan op afstand (via online communicatie). Zorg wordt niet langer voornamelijk in het ziekenhuis verleend, maar steeds meer thuis, vooral voor chronische aandoeningen. Het helpt ouderen langer zelfstandig thuis te wonen. De vergrijzende bevolking vraagt ook om nieuwe en andere vormen van gezondheidszorg, rekening houdend met de specifieke kenmerken van ouderen, maar voor mogelijke nieuwe ouderdom gerelateerde aandoeningen. Patient informatie zal vanuit verschillende bronnen (zorgverleners) bij elkaar gebracht worden in een systeem waardoor een snellere uitwisseling van gegevens mogelijk is en de effectiviteit en efficiëntie van de zorgverlening wordt versterkt. Digitaalleren Met behulp van nieuwe CT-toepassingen wordt het mogelijk om efficiênter en effectiever te leren waarbij de individu de regie in handen heeft en kan leren wanneer, waar en hoe dit het beste kan. Zo kan de samenleving zich sneller aanpassen aan veranderende eisen uit de omgeving. Het leermateriaal en de leermethodes worden toegesneden op het individu. Digitaal leermateriaal is altijd en overal voorhanden. Mensen zullen steeds meer in netwerken met medestudenten leren, verschillende bronnen van studiemateriaal combineren en kennis zoeken bij de 'crowd'. Daarnaast zullen leren en werken steeds meer gecombineerd en geïntegreerd plaats gaan vinden, resulterend in levenslang leren. ICT toepassingen maken deze ommezwaai naar gepersonaliseerd en levenslang leren mogelijk. E-commerce en e-entertain ment ln relatie met de hiervoor genoemde domeinen waar ICT van belang is en zal zijn, zullen de woon-, werk-, leer- en consumptie patronen veranderen. Mensen kunnen in toenemende mate los van plaats en tijd werken, leren, ontspannen en winkelen. E-commerce maakt een aanzienlijke groei door en consumenten zullen steeds meer online aankopen doen, los van plaats en tijd. Overigens niet alle aankopen zullen online geschieden; sommige producten lenen zich niet zo goed voor online aankopen. Consumenten vinden het prettig om bepaalde producten voor de aankoop toch in het echt te zien of uit te proberen en winkelen kent ook een ontspannings- en entertainment functie. Voor ontspanning en entertainment zullen mensen enerzijds fysieke en sociale belevingen opzoeken, zoals het samen drinken van een biertje in het café of een bezoek aan een pretpark. Anderzijds zullen mensen ontspanningsmogelijkheden en entertainment steeds meer in huis halen, bijvoorbeeld door online toegang tot films, muziek, spellen, boeken, tijdschriften en