Onderzoeksgroep

Productontwikkeling

Expertise

Ontwikkeling van medische producten

AI-gedreven VR-training in een adaptieve gebruikerscontext. 01/01/2021 - 31/12/2022

Abstract

Voorliggend project zal AI en 3D scanning technieken introduceren bij de ontwikkeling van VR-opleidingen. Door Proofs of concept (POC's) en user cases wordt geïllustreerd hoe VR-trainingen effectiever gemaakt kunnen worden om motivatie en kennisoverdracht bij werknemers te optimaliseren. Dit project richt zich in eerste instantie tot 50 KMO's die VR-trainingssimulaties ontwikkelen. Daarnaast behoren 129 opleidings- en vormingscentra die trainingen aanbieden en attesten afleveren tot de doelgroep.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Verschaalbaar maatsystem voor mondmaskers. 01/01/2021 - 31/12/2021

Abstract

Dit project richt zich op het probleem dat er geen 'one size fits all' FFP2/FFP3 mondmasker bestaat. Dit doen we door een maatsysteem te ontwikkelen voor (jong)volwassenen op basis van anthropometrische databanken en 3D scannen van hoofdvormen van zorgpersoneel. Ontwerp, prototypes en testing zal worden gedaan aan de Antwerp Design Factory. Als validatie zullen zowel kwalitatieve als kwantitatieve metingen worden gedaan met eindgebruikers, gericht op comfort en functionaliteit.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

4D Thermische beeldvorming van mensen gebruik makend van statistische vormmodellen. 01/10/2020 - 30/09/2022

Abstract

In dit project zullen we een methode ontwikkelen om de thermische conditie van een persoon te volgen doorheen de tijd, met behulp van onder meer thermische camera's. Daartoe worden virtuele 3D-modellen opgesteld. De voorgestelde techniek legt de basis voor een gebruiksvriendelijk en mobiel meetsysteem voor laboratoria, ziekenhuizen, revalidatiecentra, trainingsfaciliteiten voor sporters.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

3DScan^3. 01/01/2020 - 31/12/2021

Abstract

Dit is een gezamenlijke aanvraag van onderzoeksgroepen aan de faculteit Ontwerpwetenschappen. Bij deze faculteit richt het onderzoek zich op de mens, in relatie tot artefacten zoals uit producten, cultureel erfgoed en gebouwen. Het punt dat deze onderzoeksactiviteiten met elkaar verbindt is schaal - de menselijke ervaringsschaal van de tastbare en visuele artefacten, die direct met het sensorische systeem kunnen worden waargenomen, zonder extra instrumenten (bijv. Een vergrootglas of telescoop). We willen ontworpen artefacten beschouwen, begrijpen en erover nadenken, gesitueerd op een schaal van millimeters tot kilometers. Voor alle onderzoeksgroepen zijn verbeterde digitaliseringssystemen nodig om met concurrerende instellingen mee te kunnen dingen, en in specifieke aspecten zal dit ons in staat stellen excellentie te ontwikkelen (in het bijzonder digitaal erfgoed / time machine en digitale modellering van het menselijk lichaam).

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ontwikkeling en validatie van een gebruiksvriendelijke methode om immersieve technologieën maximaal te benutten in het productontwikkelingsproces. 01/11/2019 - 30/10/2021

Abstract

Het doel van dit onderzoek is om een gebruiksvriendelijke methode op te stellen voor productontwikkelaars om beter om te gaan met Virtual, Augmented Reality en/of Mixed reality (MR, het mengen van de echte en de virtuele wereld). Met andere woorden zullen we een methode definiëren en valideren om MR in te zetten in het productontwikkelingsproces. Het project is ontstaan uit de vaststelling dat het productontwikkelingsproces verbeterd kan worden door het gebruik van deze technologieën. Organische vormen (oppervlakken met niettriviale kromming) kunnen bijvoorbeeld direct in MR worden verwerkt en vervolgens worden afgestemd op flexibele productietechnieken zoals 3D printen, zodat de noodzaak van complexe en omslachtige schermmanipulaties bij digitaal tekenen wordt omzeild. De methode wordt opgesteld door de nieuwste ontwikkelingen rond VR te implementeren in verschillende stadia van het ontwerpproces: ideeëngeneratie, systeemontwerp, conceptontwerp, prototyping en productie. Voorziene verbeteringen zijn: verhoogde efficiëntie, betere communicatie, verbeterde perceptie (esthetiek), snellere verificatie, minder iteraties en snellere besluitvorming. Het resultaat word een methodologie die productontwikkelaars in staat stelt om beter te ontwerpen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Letselpreventie bij zware beroepen. 01/10/2019 - 30/09/2021

Abstract

In dit project willen we de situatie van dokwerkers analyseren om hun werk-ergonomie te verbeteren, door onder meer aanbevelingen voor nieuwe producten en opleiding. Dit project heeft een sterk multidisciplinair karakter, in samenwerking met kinesitherapie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De inzet van 3D-technologie voor de restauratie van complexe kunstobjecten. 01/01/2019 - 31/12/2022

Abstract

Breekbare en zeer gedetailleerde objecten uit het culturele erfgoed, zoals gebeeldhouwde keramiek, kunnen niet handmatig worden hersteld zonder verdere schade. 3D-technologie kan een grote hulp zijn bij het reparatieproces. Dit omvat 3D-scannen, modelleren en 3D-printen. Een gerestaureerd object, dat wordt behandeld voor esthetische, commerciële of museale doeleinden en met duurzame materialen, heeft een algehele grotere waarde. Het voorgestelde onderzoek zou het bijvoorbeeld mogelijk maken om replica's van fijne en gedetailleerde sculpturen te produceren voor een betere tactiele zintuiglijke ervaring. Dit onderzoeksvoorstel heeft vier hoofddoelen: - Een methode ontwikkelen voor restauratoren door een digitale toolbox te creëren: wat voor soort scanning-, modellering- en printtechnieken zijn er beschikbaar en voor welk type gebeeldhouwd keramiek of andere kunstwerken kunnen ze worden gebruikt? - Daarom is er ook behoefte aan meer inzicht in de schade die aanwezig is in cultureel erfgoed, te beginnen met gebeeldhouwde keramische objecten. - Bepalen welke voorwaarden nodig zijn voor een goede reparatie: authenticiteit en andere waarden zijn belangrijk om te overwegen tijdens conservering en de ethische beslissing die hieruit voortvloeit heeft uiteindelijk invloed op het visuele resultaat. - Formulering en validatie van de methodologie door een verzameling van cases.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Snelle ontwikkeling van FFP2-FFP mondmaskers. 16/03/2020 - 15/03/2021

Abstract

Dit project startte begin maart toen er ernstige tekorten dreigde in beschermende mondmaskers, naar aanleiding van de COVID-pandemie. Het doel was om voldoende FFP2 en FFP3 maskers te voorzien voor zorgverstrekkers. Het team aan de Antwerp Design Factory startte onmidellijk een parallel R&D traject waarbij modelontwikkeling, materiaalvoorziening, productie en validatie simultaan werden uitgevoerd om snel te prototypen, valideren en bij te sturen. De standaard regelgeving (EN 149) werd vertaald in een protocol voor nood-validatie in samenspraak met FAGG en FOD economie. Na één maand waren er twee modellen: voor industriële productie (gebogen naden) en voor personalisatie en noodproductie (rechte naden). De modellen werden extern gevalideerd door IFA en Mensura. De uiteindelijke lijn produceert 5000 FFP2 maskers in een 38 uren shift met 8 operatoren. Ze is semi geautomatiseerd en extreem compact, met mogelijkheid om sommige stappen te delokaliseren. De maskers zijn voorzien aan UZA en ZNA om zorgverstrekkers te beschermen en aan Provincie Antwerpen om mee het contact tracing programma te helpen opzetten. Daarnaast is er een donatie aan het Rode Kruis Libanon.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Optimalisatie van functies in mens-product interacties. 01/04/2019 - 30/03/2020

Abstract

Ontwerp van producten die nauw aansluiten op het lichaam of een effect op dat lichaam beogen, in het bijzonder het ontwerp van medische producten, vergen een doorgedreven integratie van kennis van geometrie en fysiologie. Daarbij is het het cruciaal om eerst het volledige mens-product systeem te ontwerpen, dat moet voldoen aan vooropgestelde specificaties. Het te ontwerpen systeem bevat dan vaak een aantal functies die nog niet gekend zijn, en door de ontwerper uitgetekend moeten worden om voor optimale functionaliteit, comfort en veiligheid. Een gekend voorbeeld zijn 3D ortheses waarbij krachtwerking en geometrie op elkaar moeten aansluiten, wat gerealiseerd kan worden door topologische optimalisatie in beschikbare CAD paketten. Het specifieke doel van dit klein project is om een ontwerpmethodiek te ontwikkelen op basis van actuele wiskundige optimalisatietechnieken voor het ontwerp van stromingsgedrag van medische substanties, om de therapeutische, diagnostische en/of gebruikseffectiviteit effectiviteit van het beoogde te ontwikkelen eindproduct te optimaliseren. De bijzondere focus van dit klein project is de rheologie van medische substanties bepalen vanuit in vitro experimenten, om zo de wijze van toediening te optimaliseren voor zowel de ontvanger van medicatie als de toediener in spuit-naald gebaseerde applicatoren. De afschuifspanning in functie van de afshuifsnelheid bepaalt het stromingsgedrag van de vloeistof. Deze onbekende functie (rheologie-in Newtoniaanse vloeistoffen equivalent met viscositeit) zal berekend en gevalideerd worden door het voorspelde stromingsgedrag te linken aan observabele grootheden bekomen uit empirische metingen. De specifieke resultaten van dit project zullen ons in staat stellen om rheologie te meten met slechts zeer beperkte hoeveelheid vloeistof, en dit met eenvoudige en goedkope apparatuur: een krachtbank die de verplaatsing controleert en daarbij de uitgeoefende kracht registreert. Zo kan de kracht en stroming van medicatie die vaak (te) duur is voor uitgebreide rheologische studies (vb vaccins, celtherapie) toch snel, eenvoudig en accuraat in kaart gebracht worden. Dankzij de kennis van interne krachtwerking van bestaande en nieuwe medicatie kunnen applicatoren gebaseerd op spuit-naald configuraties, geoptimaliseerd worden, met rechtstreekse toepassingen in de ontwikkeling van applicatoren voor celtherapie en andere medische substanties, vb intradermale vaccinatietechnieken. Met dit project willen we een bredere methodiek initiëren om state-of-the-art wiskundige optimalisatietechnieken te integreren binnen het ontwerpproces van lichaamsnabije en medische producten. Dit algemeen doel zal er op lange termijn toe bijdragen dat wiskundige optimalisatie van functies (functionaalanalyse) rechtstreeks zal doorstromen naar praktische toepassingen binnen een data-gedreven productontwikkelingsproces. De inzichten vanuit praktische toepassingen kunnen op hun beurt input zullen geven naar te ontwikkelen algoritmen en optimalisatietechnieken.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Optimalisatie van een microfluidische strip en uitleestoestel door design en engineering van de diagnosesnelheid van de minimale inhibitorische concentratie (mic) van antibiotica (MIC-STRIP). 01/02/2019 - 31/07/2020

Abstract

De snelle beschikbaarheid van informatie betreffende bacteriële pathogenen en hun antimicrobiële resistentie is van cruciaal belang in het beheer van besmette patiënten en de controle op de ontwikkeling en verspreiding van antibioticum resistentie. MIC-STRIP is een nieuwe fenotypische methode die de uitlezing van antimicrobiële resistentie van een bacteriële infectie binnen 4 uur toelaat en aldus een snelle gepaste antibioticumbehandeling mogelijk maakt.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Zorgtechlink: de ontbrekende schakel tussen ontwikkeling en vermarkting voor zorgtechnologie. 01/01/2019 - 31/12/2019

Abstract

Het doel van dit project is om een werkwijze te ontwikkelen die het hiaat opvult in de ontwikkeling van zorgtechnologie (het ontwerp) naar het effectief marktklaar maken en brengen van nieuwe zorgproducten. De focus ligt dus op de overgang van productdesign naar valorisatie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De validatie van de analyse van de menselijke gang zonder gebruik van markers. 01/07/2018 - 31/12/2019

Abstract

Markerless motion tracking werd erg populair sinds de introductie van de Microsoft Kinect in 2010, zowel in gaming als in de industrie. Om bewegingsregistratie zonder markers te gebruiken in het domein van medische revalidatie, is echter een gegarandeerd hoge nauwkeurigheid vereist. Om dit doel te bereiken, zullen we de registratie van draadmodellen (skeleton tracking algoritme) combineren met meerdere 3D beelden, geregistreerd door 3D-camera's. De ontwikkelde methode zal worden gevalideerd met het op een marker gebaseerde Vicon-systeem van het M²OCEAN lab en 3D scans van personen in statische positie. Na deze validatie zal de techniek worden geïmplementeerd op een loopband om de gang van een persoon te evalueren. Om de gang waarheidsgetrouw te simuleren, zal de testpersoon een virtual reality (VR) bril dragen, zodat het lijkt alsof die in een zo realistisch mogelijke omgeving loopt. Deze VR omgeving stimuleert de hersenen en beïnvloedt de gang van de testpersoon, wat extra informatie oplevert in vergelijking met de gang op een loopband zonder VR.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Scapula Tilter: correctie van scapulaire dyskinesie bij patiënten met subacromiaal pijnsyndroom: het effect van een orthopedisch hulpmiddel. 01/09/2017 - 01/03/2019

Abstract

Het subacromiaal pijnsyndroom is de meest voorkomende oorzaak van pijn in de schouder, verantwoordelijk voor zo'n 50% van de mensen met schouderpijn. Vele studies hebben recent het belang van een correcte positionering van de scapula (of schouderblad) aangetoond bij deze populatie. In het kader van twee privaat verdedigde masterproeven productontwikkeling werd eerder een orthopedisch apparaat ontworpen om de scapula correct te positioneren. Het huidige projectvoorstel is gericht op de vermarkting van dit apparaat. In de eerste plaats zal het prototype verder uitgewerkt en aangepast worden zodat bevestigd kan worden dat het apparaat effectief het schouderblad in een correcte positie plaatst. Vervolgens wordt met dit verbeterde prototype een voorstudie uitgevoerd om aan te tonen dat dit apparaat pijn kan verminderen bij mensen met het subacromiaal pijnsyndroom. Tegelijkertijd zal een valorisatietraject worden uitgewerkt om de mogelijkheden tot vermarkting van het product te onderzoeken.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

De ontwikkeling van een gebruiksvriendelijk besturingssysteem voor een multi-grip handprothese geschikt voor jonge kinderen met een armreductie 01/07/2017 - 31/12/2018

Abstract

Binnen de wereld van de arm protheses zijn er veel nieuwe ontwikkelingen gaande die het verlies van een bovenste ledemaat steeds beter kunnen compenseren. De bionische handen die recent op de markt zijn verschenen stellen de gebruiker in staat om meerdere en complexe handgrepen uit te voeren. De aansturing van de bionische handen maakt in de meeste gevallen gebruik van twee EMG signalen. Om met deze twee signalen de verschillende vrijheidsgraden (DOF) van de bionische hand aan te sturen wordt er gebruik gemaakt van een sequentiële besturingsstrategie. Deze besturingsstrategie vergt veel training van de gebruiker. Momenteel zijn er verschillende strategieën in ontwikkeling die een gebruiksvriendelijke en efficiëntere bediening mogelijk moeten maken. Deze nieuwe en veelbelovende ontwikkelingen zijn bijna uitsluitend gericht naar volwassenen met een enkele arm reductie. Kinderen met een dubbele arm reductie kunnen amper gebruik maken van de beschikbare protheses en daarenboven bieden ze vaak geen oplossing voor hun specifieke noden. Dit project heeft als doel om de meest recente ontwikkelingen op het gebied van prothese besturing en prothese robotica beschikbaar te maken voor een kind met een dubbele arm reductie. Het project is gegroeid uit de masterthesis van Erik Haring. Deze masterthesis resulteerde in een eerste prototype van een prothese 'socket' en een robotische hand, specifiek ontworpen voor een kind met een dubbele arm reductie. Met dit project willen we de volgende stap zetten en een gebruiksvriendelijk en intuïtief besturingssysteem ontwikkelen dat de menselijke input kan omzetten naar de gewenste bewegingen van de robotische hand. Om dit doel te bereiken meten we, met behulp van een EMG meetopstelling, de spieractiviteit in de stomp van een kind met een dubbele arm reductie. De EMG data wordt vervolgens geanalyseerd om de spiercontracties te identificeren die gebruikt kunnen worden voor de aansturing van de prothese. Op basis hiervan kan een eerste prototype van het besturingssysteem gemaakt worden. Door de gebruiker vervolgens een robotische hand te laten besturen kan het initiële besturingssysteem getest worden. Aan de hand van deze test worden de nodige aanpassingen doorgevoerd. De kennis en inzichten opgedaan in dit project hopen wij verder in te kunnen zetten in gelijkaardige projecten voor jong gehandicapten. De ontwikkelde methodologie kan een basis vormen voor het ontwerpen en ontwikkelen van gebruikersvriendelijke besturingssystemen voor protheses en assistieve technologie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ontwikkeling van een modulair product-architectuur voor draagbare EEG headsets (Ctrl-Mind). 01/07/2017 - 30/06/2018

Abstract

Brein‐computer interfaces (BCIs) koppelen technische systemen rechtstreeks aan de hersens van de gebruiker, waardoor (inter)acties kunnen plaatsvinden met de gebruiker en diens omgeving zonder gebruik te maken van het neuromusculair systeem. Via elektrodes worden EEG signalen waargenomen, potentiaalverschillen van enkele micro‐Volt, die vervolgens via classificatie‐algoritmen geïnterpreteerd worden. Zo kunnen zowel bewuste als onbewuste cognitieve processen gedetecteerd worden en dit op niet invasieve wijze. De totale BCI‐markt heeft het komende decennium een verwachte jaarlijkse groei van 15%. Verwacht wordt dat niet‐invasieve BCIs, i.e. EEG gebaseerde BCIs, in deze groeiende markt een aandeel zullen hebben van tenminste 40%. Dit marktaandeel is verklaarbaar door een combinatie van technologiepush en –pull. Pull omdat door de vergrijzing en de daarmee gepaard gaande opkomst van neurologisch geïnduceerde ouderdomsziekten, er een grote nood aan BCIs zal ontstaan voor diagnose, monitoring en assistieve toepassingen; push omdat technologie adaptatie een veelheid van nieuwe toepassingen mogelijk zal maken. De technologie roadmap om deze toepassingen te ontsluiten (vnl. BNCI H2010) concentreert zich in de eerste plaats op onderzoek en ontwikkeling naar verbeterde elektrodes, micro‐elektronica en signaalverwerking. Naast deze technologische ontwikkelingen, is echter ook onderzoek nodig naar, gebruiksgerichte ontwerpmethoden om BCIs te ontwikkelen die binnen een reguliere consumentencontext gebruikt kunnen worden, dus buiten een gecontroleerde labo of klinische setting. Het correct positioneren van elektrodes op de schedel van de gebruiker is hier een cruciale uitdaging. Enerzijds moeten de elektrodes met voldoende druk op de schedel geplaatst worden, voor goede signaalcaptatie en stabiliteit, anderzijds mag deze druk niet te hoog zijn om geen discomfort te veroorzaken bij de gebruiker. Daarnaast moeten de elektrodes bij voorkeur op geijkte anatomische posities op de schedel contact maken om de functionaliteit van state‐ofthe‐ art wetenschappelijke apparatuur te kunnen evenaren. Verder moet dit gerealiseerd worden in een draagbaar en acceptabel design. Binnen dit POC project combineren we twee types nieuwe wetenschappelijk‐technologische kennis om aan al deze uitdagingen tegemoet te komen. We combineren 1) lopend state‐of‐the‐art onderzoek binnen het onderzoeksconsortium Productontwikkeling‐Visielab naar statistische vormmodellen, in het bijzonder parametrische ontwerpmethoden op het menselijk lichaam, toegespitst op de menselijke schedel en 2) een bestaande innovatieve techniek voor accurate elektrode positionering. Het beoogde resultaat is een product architectuur voor draagbare EEG‐headsets die modulair is, in de zin dat de product architectuur verschillende uitvoeringen van draagbare EEG‐headsets definieert, in functie van beoogde doelgroep en beoogde toepassingen en adaptabel voor realisaties binnen bedrijfspecifieke randvoorwaarden (productie, branding, integratie elektronica componenten). Zo zullen we over een ontwikkelplatform beschikken van waaruit verschillende uitvoeringen van draagbare EEG‐headsets gerealiseerd kunnen worden. De modulaire product‐architectuur voor draagbare EEG headsets zal gepositioneerd worden als B2B product in de hierboven geschetste groeiende EEG‐gebaseerde BCI markt.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

ColdID: preventie van nageltoxiciteit bij kankerpatiënten. 01/06/2017 - 31/05/2019

Abstract

Cytotoxische chemotherapie is een veel gebruikte behandeling bij borstkanker, prostaatkanker en longkanker. Een belangrijk nadeel van de behandeling is de mogelijke ontwikkeling van ernstige bijwerkingen zoals nagelveranderingen (b.v. kleur, broosheid, schade ...). In zijn meest ernstige vorm kan dit leiden tot onycholyse of het loslaten van een deel van de nagel, wat vaak voorafgegaan of vergezeld wordt met ernstige pijn. Zo wordt nageltoxiciteit vastgesteld bij 44% van de patiënten die met taxanen worden behandeld. Nageltoxiciteit kan worden vermeden of beperkt door het gebruik van ijshandschoenen. De ijshandschoenen worden gekoeld op -20°C en gedragen gedurende een chemokuur. Het gebruik van de ijshandschoenen is echter zeer pijnlijk en de therapietrouw is beperkt. Binnen dit project wordt een medisch instrument ontwikkeld om nageltoxiciteit bij kankerpatiënten te vermijden. Het instrument beoogt een pijnloze en effectieve preventie van nageltoxiciteit.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Dynamische 3D lichaamsvormen uit initiële 3D scans en ijle bewegingsregistratie voor het schatten van drag bij wielrennen (InLocoMotion). 01/01/2017 - 31/12/2020

Abstract

Het doel van dit doctoraat is te onderzoeken hoe de volledige 3D lichaamsvorm van eender welk individu accuraat gemodelleerd kan worden in CAD, in eender welke positie, vanuit statische 3D vorminformatie en op te meten gewrichtshoeken. Dit zal het gebruik van dynamische 3D modellen mogelijk maken voor het ontwerpen, simuleren en optimaliseren van producten die een dynamische interactie kennen met het menselijk lichaam. Dit zal ons bijvoorbeeld in staat stellen om CFD (Computational Fluid Dynamics) modellen op te stellen om de aerodynamische weerstand van fietsers accurater vast te stellen vergeleken met huidige CFD methodieken.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Virtual SIZE. 01/12/2016 - 30/06/2019

Abstract

Dit project heeft als algemeen doel om een technologisch platform te ontwikkelen dat toelaat wielerkledij te ontwikkelen met een geoptimaliseerde pasvorm op basis van persoonlijke metingen. Het eerste objectief is om een meetsysteem te ontwikkelen dat toelaat om een individuele wielrenner op te meten. Het tweede objectief laat toe om een 3D vormmodel van romp en ledematen te ontwikkelen voor de lichaamshouding van wielrenners.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Accuraatheid van vibrotactiele feedforward voor houdings- en bewegingssturing. 01/07/2016 - 31/12/2017

Abstract

De huid is het grootste orgaan van ons lichaam en vormt een barrière met de uitwendige omgeving die ons beschermt tegen uitdroging, infecties en kwetsuren. Ze bevat diverse mechanoreceptoren die instaan voor tastzin. Onze tastzin kan zowel passief omgevingsinformatie opnemen, bijvoorbeeld waarneming van aanraking, textuur en omgevingstemperatuur, als informatie verstrekken ten gevolge van eigen motorische manipulaties van onze omgeving, bijvoorbeeld een voorwerp vastnemen en controleren. Dit bimodale karakter van tastzin maakt de huid potentieel zeer interessant om artificiëel gegenereerde instructies voor motorische acties te verstrekken. De hypodermis (onderste huidlaag) bevat over ons gehele lichaam Pacini-receptoren die zich bij deformatie van de huid snel aanpassen aan de geïnduceerde drukverschillen. Daardoor kunnen trillingen via de huid adequaat waargenomen worden. Deze vibrotactiele stimuli zijn goed begrepen in termen van frequentie, intensiteit, ritme en resolutie in functie van de plaats op het lichaam waar ze worden toegediend. Met gespecialiseerde actuatoren kan informatie van diverse aard via het lichaam overgebracht worden: ter vervanging/ondersteuning/imitatie van tactiele waarnemingen via statische druk, en voor communicatie van omgevings- en/of lichaamsinformatie. Met trillingsactuatoren kan houding (zitten, staan, liggen,...) of beweging (bijvoorbeeld houdingsveranderingen) van een persoon gestuurd worden. Binnen de literatuur zijn toepassingen van houdingsmonitoring en –sturing geïdentificeerd in diverse domeinen zoals onder meer bewegingstraining, sport, revalidatie, assistieve producten, musiceren en choreografie. Om deze toepassingen te ontsluiten zijn gevalideerde accurate draagbare systemen voor lichaamssturing met vibrotactiele stimuli nodig. Een eerste stap is dan ook onderzoeken wat de meest accurate manier is om houdings- en bewegingsinstructies te verstrekken via vibrotactiele signalen. In dit project onderzoeken en valideren we hoe we vibrotactiele stimuli kunnen aanwenden om door feedforward mechanismen houding en beweging te sturen, dat is, door informatie te verstrekken over de gewenste toekomstige houding een vaste tijd vooruit. Proefpersonen voeren eerst de referentiebeweging uit die via onder meer gewrichtshoeken geregistreerd wordt in het M²OCEAN bewegingslabo. Binnen dit labo wordt de houding en beweging van personen accuraat geregistreerd. De proefpersonen dienen deze referentiebeweging opnieuw uit te voeren in het M²OCEAN labo, enige tijd later. Daarbij wordt de referentiebeweging synchroon met de eigenlijke beweging opgeroepen. Op basis van het verschil tussen respectieve gewrichtshoeken van de huidige houding en de toekomstige referentiehouding worden vibrotactiele signalen gegenereerd om de actuele houding naar de toekomstige referentiehouding te sturen. We introduceren een metriek voor accuraatheid van houdings- en bewegingssturing op basis van het verschil tussen de huidige houding en huidige referentiehouding en onderzoeken voor welke feedforward tijd de sturing met trillingsactuatoren het meest accuraat is. Dit onderzoek anticipeert op lopende ontwikkelingen van betrouwbare systemen voor off-site bewegingsregistratie, die we dan kunnen uitbreiden met vibrotactiele stimuli om geregistreerde houding en beweging te sturen naar een gewenste referentie. Het systeem zal het mogelijk maken om een waaier van nieuwe producten te ontwikkelen voor draagbare automatische, op het terrein inzetbare houdings- en bewegingsoptimalisatie en zo verdere toepassingen in de productontwikkeling en onderzoek in bewegings- en revalidatiewetenschappen induceren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Ontwikkeling en validatie van een electrode positioneringssysteem voor EIM metingen. 01/05/2016 - 30/06/2017

Abstract

Het betreft onderzoek en ontwikkeling naar de randvoorwaarden voor gegarandeerd stabiel en betrouwbaar contact van elektrodes met het lichaam en het verder ontwikkelen van een prototype binnen deze randvoorwaarden. Het doel is om een gebruiksvriendelijk en geijkt meetinstrument voor het meten van spieraanspanning te verkrijgen, zonder dat daarbij lichaamseigen elektrische signalen moeten opgevangen worden zoals gebeurt met elektromyografie (EMG). De beoogde valorisatie van de ontwikkeling is het eenvoudig kunnen meten van een verhoogde spiertonus en het effect van kinesitherapeutische behandeling zoals bij bvb. de behandeling van verhoogde spiertonus van de trapezius (stijve nek).

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Evaluatie van elektrodedruk en signaalkwaliteit van verbeterde EEG headset prototypes 01/04/2016 - 31/03/2017

Abstract

Het menselijk lichaam varieert sterk van persoon tot persoon qua geometrie en vorm. Antropometrie heeft tot doel variaties van voornamelijk geometrische aard binnen een populatie te beschrijven. Traditioneel is antropometrie gericht op het in kaart brengen van lichaamsdimensies-1D-, en bijbehorende statistiek. Evoluties in beeldvorming en beeldverwerking maken het echter in toenemende mate mogelijk om grote databanken van accurate, waarheidsgetrouwe 3D modellen van het menselijk lichaam op te stellen. Door deze modellen uniform, met eenzelfde parameterdomein, te beschrijven ontstaat een correspondentie tussen gelijkaardige punten; bijvoorbeeld het topje van de neus wordt dan bij iedereen geïdentificeerd als hetzelfde punt. Zo heeft elk punt op een model een bundel corresponderende punten doorheen de databank. Deze zogenaamde statistische vormmodellen brengen de ruimtelijke -3D- variatie in kaart. Met de juiste ontwerptools op basis van statistische vormmodellen kunnen betere producten ontworpen worden, in het bijzonder: comfortabeler, beter op het lichaam aansluitend en daardoor beter functionerende producten. Bij traditionele optische 3D scans dragen proefpersonen een haarnetje, voornamelijk om de vorm van hun schedel te kunnen benaderen en om artefacten te voorkomen. Het schedeloppervlak wordt dan door de aanwezige haarlaag hoe dan ook slechts benaderend weergegeven. Het is een hiaat dat met traditionele 3D scans geen accurate statistische vormmodellen van de eigenlijke schedel (zonder haar) verkregen kunnen worden. Binnen het doctoraat van D. Lacko is een innovatieve methode ontwikkeld om op basis van medische beelden accurate statistische vormmodellen van de menselijke schedel op te stellen. Geflankeerd met toepassingsgericht onderzoek (cadans.uantwerpen.be) zijn bijbehorende ontwerpmethodes ontwikkeld: voor parametrisch ontwerpen, voor maatvoering en voor het opstellen van waarheidsgetrouwe generische pasvormen. Door de verbeterde vormmodellen van de schedel in combinatie met de ontwerpmethodes, kunnen producten ontwikkeld worden die rechtstreeks, doorheen de haarlaag, met de schedel interageren en/of daarop aansluiten. Voorbeelden zijn hoorapparaten of elektro-encefalogram (EEG) registratie-apparatuur (headsets). EEG is een onderzoek waarbij hersenactiviteit wordt gemeten via kleine potentiaalverschillen op de schedel, gedetecteerd door gevoelige elektrodes en signaalversterking en –verwerking. De ontwikkeling van draagbare, comfortabele, acceptabele en geijkte EEG headsets is een voorwaarde om klinisch gebruik te verbeteren en niet klinische, off-site, potentiële toepassingen te ontsluiten. Op basis van het accurate vormmodel van de menselijke schedel en de nieuwe CAD tools zijn er reeds niet functionele designs (mock-ups) in verschillende iteraties ontwikkeld binnen de onderzoeksgroepen Productontwikkeling en Visielab en vergeleken met commercieel beschikbare headsets waarbij achtereenvolgens en cumulatief: 1) verbeterde pasvorm en stabiliteit, en 2) reproduceerbaarheid van elektrodeposities werd nagestreefd en vastgesteld. De onderzoekshypothese is dat beter passende headsets met geijkte en reproduceerbare elektrodepositionering ook betere EEG signalen zullen kunnen capteren. Signaalkwaliteit van draagbare EEG headsets in functie van pasvorm en elektrodepositionering is nog nooit eerder onderzocht omdat, buiten onze mock-ups, er nog geen draagbare EEG headsets bestaan met reproduceerbare elektrodepositionering. Binnen dit project worden middelen gevraagd om de huidige mock-ups uit te rusten met druk en impedantiemetingen om zo de onderzoekshypothese te toetsen.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Multidisciplinair onderzoek van vaccinatie en infectieziekten (Vaxinfectio-PO). 01/01/2015 - 31/12/2020

Abstract

Geïntegreerd vaccin en microbiologisch onderzoek met focus op een verbeterde kennis van de immuunrespons bij profylactische en therapeutische vaccins (inclusief tumorvaccins) en het beperken van antibioticaresistentie. Verschillende innovatieve onderzoekstopics zijn lopende of zitten in de pipeline: potentiële ontwikkeling van theranostische toestellen (e.g. snelle Point of Care diagnostica, optische biosensoren, lab-on-chip, microarrays) voor detectie van pathogenen and geassocieerde resistentie en dit in samenwerking met verschillende Europese onderzoekspartners; potentiële ontwikkeling van snelle diagnostische tests en injectiesystemen; potentiële ontwikkeling van patiënt specifieke cellulaire vaccins voor gerichte antivirale en antikanker therapie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

CADANS: Een CAD platform voor 3D Statistisch-Antropometrisch Ontwerpen. 01/01/2014 - 31/12/2015

Abstract

Het project heeft tot doel om statistische vormmodellen van het menselijk lichaam bruikbaar te maken voor en te verspreiden naar een brede doelgroep door deze te implementeren in een CAD-omgeving. De focus ligt in eerste instantie op de inzet van vormmodellen van het menselijk hoofd voor het ontwerp van beter aansluitende en/of beter functionerende producten die op het hoofd gedragen worden. Het project wordt uitgevoerd volgens de IWT/TETRA (TEchnologie TRAnsfer) formule, dat is in samenwerking met relevante industriële actoren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Onderzoek naar een nieuw medical device met gegarandeerde collectie van eerste fractie urine voor de detectie van humaan papilloma virus (COLLI-PEE). 01/07/2013 - 30/06/2014

Abstract

Dit project heeft als doel een nieuw medisch 'device' te ontwikkelen om de detectie van seksueel overdraagbare infecties in urine te optimaliseren en standaardiseren. Daarbij wordt zowel de technische werking, klinische als gebruiksaspecten geëvalueerd en geoptimaliseerd. In een samenwerking tussen Novosanis en het IOF consortium Vaxinfectio-PO werd door Novosanis voornamelijk technische werking en produceerbaarheid onderzocht, door Vaxinfectio de klinische randvoorwaarden en door PO de gebruiksacceptatie en -semantiek. De samenwerking tussen de verschillende partners versterkte de industriële en wetenschappelijke relevantie. Het project won in 2015 de IWT innovatie-award nominatie maatschappelijke relevantie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

    Categorische Kanstheorie. 01/01/2007 - 31/12/2008

    Abstract

    We zullen de in de laatste decennia ontwikkelde benaderingsleer van de onderzoeksgroep Analytische en Toplogische Structuren toepassen op ruimten van kansmaten. Van cruciaal belang voor de theoretische ontwikkeling van deze situatie is de interactie van deze benaderingsleer met convexe modulen [Z. Semadeni, N. Pumpluen, R. Rohrl]. Deze laatste zullen ons immers in staat stellen het algebraïsche aspect van deze constructie te doorgronden, zodat we uiteindelijk tot een ruimere "Stochastische Processen'' monad [M. Giry] kunnen komen.

    Onderzoeker(s)

    Onderzoeksgroep(en)