VAN VEILIGE AUTONOME SYSTEMEN TOT ELEKTRONISCH RISICOMANAGEMENT

ONDERZOEK IN DE KIJKER

Slimme technologieën zijn in volle opmars. Maar – eerlijk gezegd – zie je jezelf en je kroost straks een vliegtuig zonder piloot nemen? Of geopereerd worden door een robot aangestuurd door een chirurg aan de andere kant van de wereld? En als je twijfelt, wat houdt je dan tegen? Of – anders gesteld – wat moet er gebeuren om je koudwatervrees te boven te komen en onbezorgd in de nieuwe wereld van de autonome systemen te stappen? De professoren Davy Pissoort en Jeroen Boydens van Campus Brugge hebben hierover twee ITN-projecten opgezet in het kader van de het Marie Sklodowska-Curie programma van de EU.

ITN staat voor Innovative Training Networks. “Het gaat dus niet alleen om onderzoek”, verduidelijkt prof. Pissoort. “Het is de bedoeling om de zgn. ‘Early- Stage Researchers’ – dit zijn wereldwijd gerekruteerde top-doctoraatsstudenten – die aan een dergelijk project meewerken ook de nodige competenties bij te brengen om interdisciplinair, intersectoraal en internationaal aan de slag te gaan. Rond elk ITN-project is een Europees consortium van zgn. ‘beneficiaries’ actief, bestaande uit gereputeerde universiteiten, onderzoekscentra en hightechbedrijven. In ons geval zijn dat bijvoorbeeld de universiteiten van York, Twente en Hannover, het Fraunhofer Institut en Robert Bosch, Barco, Horiba MIRA, enz. Verder zijn er ook nog tal van partnerorganisaties bij betrokken. Daaronder ook ronkende namen als Jaguar Land Rover, Airbus, Statoil, Melexis, Lloyd’s Register EMEA, … In elk van onze projecten hebben we een netwerk van minstens 20 participerende organisaties. Weliswaar heeft ieder een duidelijk omschreven rol en verantwoordelijkheid, maar het managen van een dergelijke onderneming is en blijft een hele klus. Te meer omdat er behoorlijk wat geld mee gemoeid is. Voor beide ITN-projecten samen spreken we al gauw over 7 miljoen euro Europese fondsen”.

Hindenburg

“Bij de goedkeuring van onze eerste projectaanvraag heeft het lot – of veeleer het noodlot – ons een handje geholpen”, merkt prof. Boydens op. “Op het moment dat de jury zich over de ingediende dossiers boog, crashte in de VSA een zelfrijdende auto met als trieste balans één dode. Het werd meteen wereldnieuws. Terwijl er elk jaar op de Europese wegen meer dan 20.000 mensen verongelukken, werd het eerste dodelijk ongeval met een autonoom voertuig vergeleken met de Hindenburg-catastrofe in mei 1937 die het lot van de majestueuze luchtschepen definitief bezegelde”.

“Maar de toon was wel gezet”, vervolgt prof. Pissoort. ”Zolang autonome systemen buiten het publieke gezichtsveld blijven, is er geen vuiltje aan de lucht. Denk maar aan de ontelbare robots die nu al in de meeste industrieën de dienst uitmaken. Maar als autonome machines eenmaal in het straatbeeld of in het dagelijkse leven opduiken, slaat de onzekerheid omtrent de veiligheid en betrouwbaarheid toe. Niet helemaal onterecht overigens. De bestaande veiligheidsnormen hebben ongetwijfeld hun nut bewezen, maar dit zolang de mens op elk moment kon ingrijpen of overnemen. Dat is veel minder of niet het geval bij systemen die autonoom functioneren en zich gedragen op basis van vooraf gedefinieerde respons op specifieke situaties. Daar komt nog bij dat autonome systemen ook in staat zijn om te leren uit fouten en die ‘lessen’ met andere systemen te delen. Dat betekent voor de twijfelaars nog meer onzekerheid over hoe het systeem zich zal gedragen in onverwachte situaties”.

“Hier raken we de kern van ons Safer Autonomous Systems (SAS)-project”, vertelt prof. Boydens. “Ons doel bestaat erin het vertrouwen van het publiek te winnen door autonome systemen aantoonbaar veiliger te maken en dat in alle denkbare omstandigheden. Uitgebreid testen ligt voor de hand, maar biedt geen afdoende oplossing. Gewoon omdat het praktisch en financieel niet haalbaar is om alle mogelijke situaties uit te proberen. ‘Virtual model-based testing’ kan hier soelaas bieden. Een ander probleem is dat de wetgeving en – in geval van de zelfrijdende auto’s – de verkeersinfrastructuur nog niet aangepast zijn aan de nieuwe ontwikkelingen”.

Werkpakketten

Bij het SAS-project zijn verspreid over de Europese partners van het consortium vijftien doctoraatsstudenten betrokken. Zij zijn actief in zes werkpakketten. Drie zijn wetenschappelijk/technisch van aard; de overige houden verband met resp. training, disseminatie en management. In het programma is ook plaats voor drie casestudies. Die handelen o.m. over een zelfrijdend voertuig, een autonome boot, een zelf-opererende tractor, een autonoom olieboorplatform en een vlieg tuig zonder piloot. Verder zijn er nog zeven netwerk-brede evenementen gepland en een reeks workshops, webinars en e-learning modules via een multifunctioneel Open-Source Knowledge Platform. Over vier jaar hopen de Brugse professoren te kunnen uitpakken met een methodologie die als basis kan dienen voor internationale veiligheidsnormen en -reglementering zoals IEC 61 508 en ISO 26262.

Prof. Jeroen Boydens en Prof. Davy Pissoort

Risico’s

Het tweede MCSA ITN-project luistert naar de naam PETER, wat staat voor ‘Pan-European Training, Research & Education Network on Electromagnetic Risk Management’. Prof. Pissoort beschrijft de probleemstelling als volgt: “Elektromagnetische interferentie – kort weg EMI – kennen we allemaal als de klank uit een luidspreker verstoord wordt door een binnenkomende gsm-oproep. Op zich is dat niet erg. Problematisch wordt het wel als cruciale hightech apparatuur in auto’s, ziekenhuizen of gewoon bij je thuis gevoelig blijkt te zijn voor EMI. Terwijl bij conventionele apparaten de risico’s meestal visibel zijn, zijn hier onzichtbare krachten aan het werk. Een en ander betekent dat naarmate de apparatuur in complexiteit toeneemt en de gebruiker er meer afhankelijk van wordt, de risico’s navenant groter worden. Ook hier volstaan de gangbare normen en richtlijnen niet langer, zeker als er meerdere EMI-effecten tegelijk in het spel zijn. Daarom stelt het PETER-consortium zich tot doel om het EMI-management meer risico gebaseerd te maken. Dit vraagt om een interdisciplinaire aanpak die de hele levenscyclus van het systeem bestrijkt. Daarbij onderscheiden we 3 stappen: toeval- en risicoanalyse, risicoreductie en verificatie en validatie”.

Concreet worden er vijftien doctorandi opgeleid in de ontwikkeling van veilige en betrouwbare hightech systemen. Hen wordt geleerd anders te gaan denken. Niet langer in termen van regels maar in termen van risico’s.

Out-of-the-box

Het PETER-project bestaat uit zeven werkpakketten, waarvan vier van wetenschappelijk/technische aard. Ook hier staan casestudies op het programma afkomstig uit diverse industriële sectoren (maritiem, gezondheidszorg, automotive, energie) en betrekking hebbend op verschillende ontwerpniveaus (geïntegreerde schakelingen, subsystemen, systemen en netwerken van systemen). “Het is inderdaad de bedoeling dat onze onderzoekers hun bevindingen gaan toepassen in de ondernemingen die deel uitmaken van het consortium”, bevestigt prof. Boydens. “De resultaten moeten niet alleen innovatief zijn maar ook verkoopbaar. Van onze studenten verwachten we tevens een persoonlijk ontwikkelingsplan in functie waarvan ze hun opleidingstraject zelf vorm en inhoud kunnen geven. Aan inspiratie is er alvast geen gebrek: specialisten op het gebied van veiligheid, cyber-security en ethiek fungeren als gastspreker. Een opmerkelijke gast is Robin Van Galen, de coach van het nationale Nederlandse waterpolodamesteam. Zo zie je maar dat we out-of-the-box heel letterlijk nemen”.

SAS en PETER mogen dan nog maar pas uit de startblokken zijn, dit belet het Brugse duo niet om al verder te kijken. Ze smeden al volop plannen voor nog ambitieuzere ‘research innovation actions’. “Zolang het Peter Principle niet toeslaat, gaan we door”, lacht prof. Boydens.

Yves Persoons