Toegepaste Ingenieurs­wetenschappen

Doctoraatsverdediging Girmi Schouten

Girmi Schouten is doctor in de toegepaste ingenieurswetenschappen

De Faculteit Toegepaste Ingenieurswetenschappen heeft er sinds 3 december een doctor bij. Girmi Schouten verdedigde zijn thesis getiteld 'Biologically-Inspired Radar Sensing for Robotic Perception, Navigation and SLAM', met professor Jan Steckel als promotor.

Girmi Schouten Girmi Schouten

In zijn thesis stelt dr. Schouten een nieuw soort sensor voor, die betrouwbaar obstakels detecteert in landbouw of industriële omgevingen waar weersomstandigheden en deeltjes in de lucht het zicht belemmeren. Hij ontwikkelde die sensor zo dat die minimaal is in gewicht, energieverbruik en kosten.

Om aan alle vereisten te voldoen, bestudeerde dr. Schouten de manier waarop vleermuizen echolocatie gebruiken om hun omgeving waar te nemen. Die zenden een ultrasoon signaal uit en vangen reflecties op van objecten in de omgeving. Aan de hand van de informatie in de echo’s, kunnen ze de locatie, vorm en zelfs textuur van het object bepalen. Hiervoor gebruiken ze enkel hun mond of neus, oren en hersenen.

Het doel van dr. Schoutens thesis is om deze echolocatiefunctionaliteit na te bouwen in een elektronisch systeem. Hij gebruikte radiogolven in plaats van geluid, omdat deze meer bestand zijn tegen invloeden van de omgeving. Hiervoor is een uitgebreide studie uitgevoerd naar de achterliggende principes van echolocatie en is er onderzocht hoe deze naar radar vertaald kunnen worden. Het ontwerp van de sensor is geïnspireerd door de morfologie van de vleermuis, terwijl de signaalverwerking geïnspireerd is door de neurologie van vleermuizen en andere dieren.

Met deze thesis demonstreert dr. Schouten dat het mogelijk is om met de sensor locaties in een onbekende omgeving te herkennen. Het systeem kan zo een kaart van de omgeving op bouwen en zichzelf lokaliseren op die kaart. Deze kaart dan verder gebruikt worden om efficiënt routes tussen specifieke locaties in de omgeving uit te stippelen.

Verder kan een voertuig, gebruik makend van de sensor, succesvol autonoom navigeren in een onbekende omgeving. Voor de controle van het voertuig liet dr. Schouten zich inspireren door de intelligentie van insecten, waarbij verschillende elementaire besturingscomponenten samenwerken om complex gedrag te bekomen. Hierdoor kan het systeem navigeren in verschillende soorten omgevingen zonder te botsen, en kan het zich ook herstellen als het vast komt te zitten.

Met dit onderzoek zet dr. Schouten een eerste stap in de ontwikkeling van een biologisch-geïnspireerde radarsensor.