Dit is deel 2 van een drieluik over de Engineering Doctorate (EngD) in Autonomous Systems. In dit artikel van vorige maand vertelde Rinnert Jan Politiek over zijn ervaringen bij Omnidots. In deze aflevering spreken we Damien Dufour. Hij werkt bij AutoMooring Solutions (Groningen) aan de ontwikkeling van autonome maritieme systemen. Zijn EngD laat zien hoe academisch onderzoek en praktijkgerichte innovatie elkaar kunnen versterken.
Wat gebeurt er als je kunstmatige intelligentie, robotica en maritieme techniek samenbrengt? Volgens Damien Dufour ontstaat er dan vooral een interessante uitdaging: een systeem bedenken is één ding, maar ervoor zorgen dat het in de echte wereld betrouwbaar werkt, is iets heel anders.
Damien is Lead Engineer Maritime Robotics & AI Development bij AutoMooring Solutions. Tegelijkertijd doet hij zijn Engineering Doctorate (EngD) in Autonomous Systems aan de Rijksuniversiteit Groningen (RUG).
Zijn onderzoek richt zich op computer vision en neurale netwerken voor objectdetectie en lokalisatie in een maritieme omgeving. Daarmee werkt hij aan technologie die onder meer kan bijdragen aan het verder automatiseren van werkzaamheden rond schepen.
Van engineering naar AI en autonome systemen
Damien komt oorspronkelijk uit Zuid-Afrika en woont inmiddels zeven jaar in Nederland. Zijn achtergrond ligt in industrial engineering, met een sterke focus op robotica en automatisering.
Bij AutoMooring Solutions houdt hij zich bezig met maritieme robotica en AI. Zijn werk bevindt zich op het snijvlak van kunstmatige intelligentie, computer vision, robotica, besturingstechniek en mechanische systemen. Juist die combinatie spreekt hem aan.
AutoMooring Solutions ontwikkelt oplossingen om werkzaamheden in de maritieme sector verder te automatiseren. Damien werkt onder meer aan het automatiseren van een mooringsysteem en aan autonoom bunkeren, waarbij AI-vision en AI-targeting een belangrijke rol spelen.
De aanleiding is duidelijk. De maritieme sector is relatief traditioneel en nieuwe technologie wordt niet overal snel omarmd. Tegelijkertijd neemt het tekort aan gekwalificeerd personeel toe. Ook veiligheid speelt een grote rol. Werken met brandstoffen brengt bijvoorbeeld risico’s met zich mee. Automatisering kan daardoor niet alleen efficiëntie opleveren, maar ook bijdragen aan veiliger werken.
Waarom een EngD en geen PhD?
Na zijn eerdere opleiding wilde Damien zich verder ontwikkelen. Een PhD vond hij echter te academisch. Hij zocht een traject waarin hij onderzoek kon doen én de resultaten daadwerkelijk in de praktijk kon toepassen.
Daarom sprak een EngD hem aan.“Ik wilde onderzoek doen op hoog niveau, maar tegelijkertijd iets ontwikkelen dat daadwerkelijk verschil maakt in de praktijk.”
De combinatie van verschillende vakgebieden was voor hem bovendien een belangrijke reden om voor Autonomous Systems te kiezen. AI, software, robotica en engineering komen er samen. Vooral de stap van waarnemen naar handelen spreekt hem aan.
Een eigen innovatievraagstuk
Damien zit inmiddels in de belangrijkste onderzoeks- en ontwikkelfase van zijn EngD. De probleemdefinitie en de technische richting zijn grotendeels bepaald. Nu ligt de nadruk op het ontwikkelen, testen en valideren van de computer-visiontechnologie.
Zijn EngD is bovendien bijzonder omdat hij al bij AutoMooring Solutions werkte voordat hij aan het traject begon. Het project is daardoor sterk vanuit de praktijk ontstaan. Damien bedacht zelf het eerste prototype van het systeem. Nu werkt hij aan de verdere ontwikkeling en opschaling daarvan.
Het uiteindelijke doel is ambitieus: een systeem dat niet alleen technisch werkt, maar ook betrouwbaar en nauwkeurig genoeg is om in de praktijk te worden ingezet.
Computer vision op zee is een flinke uitdaging
Op papier klinkt objectherkenning met AI misschien eenvoudig. In een maritieme omgeving is dat het zeker niet. Water reflecteert. Het weer verandert voortdurend. Er kan sprake zijn van regen, opspattend water en moeilijke lichtomstandigheden. Objecten kunnen bovendien gedeeltelijk worden afgeschermd door andere schepen.
Daar komt nog een ander probleem bij: er is relatief weinig geschikte data beschikbaar om de AI mee te trainen. De maritieme sector loopt op dit gebied nog achter op sommige andere sectoren.
Damien ontwikkelt daarom nieuwe neurale netwerken voor het detecteren en lokaliseren van objecten. Een voorbeeld is het herkennen van verschillende typen aanleg- en afmeerpunten. Om een systeem betrouwbaar te laten functioneren, moet het leren omgaan met veel verschillende situaties.
Een prototype dat beter presteerde dan verwacht
Een van de momenten waar Damien het meest trots op is, is het eerste proof of concept. Het prototype liet betere resultaten zien dan vooraf verwacht. Dat is een belangrijk moment in een innovatietraject. Tegelijkertijd is het nog maar een tussenstap.
Want in een laboratorium aantonen dat een systeem werkt, is iets anders dan het betrouwbaar inzetten in een dynamische maritieme omgeving. Dat verschil heeft Damien tijdens zijn EngD steeds beter leren zien.
Technologie is maar één onderdeel van het probleem
Een belangrijke les uit zijn EngD is dat technische prestaties slechts één van de eisen zijn.
Binnen een universiteit kun je je relatief sterk richten op de technische oplossing. Binnen een bedrijf spelen daarnaast andere factoren mee. Denk aan kosten, beschikbare middelen, tijd, veiligheid, klanten, concurrenten en de mogelijkheid om een oplossing in bestaande systemen te integreren.
Damien noemt de universiteit daarom een soort beschermde omgeving. In het bedrijfsleven moet een technologie zich bewijzen binnen een veel groter geheel.
Dat vraagt om een andere manier van denken. Niet alleen: werkt het? Maar ook: is het veilig? Is het praktisch? Kan het worden geïntegreerd? Is het economisch haalbaar? En levert het daadwerkelijk meerwaarde op?
Van specialist naar systeemdenker
Juist daar heeft het EngD-traject hem veel geleerd. Tijdens zijn eerdere opleiding lag de nadruk vooral op industrial engineering en robotica. Binnen zijn EngD heeft hij zich verder verdiept in AI, machine learning, computer vision en softwareontwikkeling.
Maar misschien nog belangrijker is dat hij heeft geleerd om verder te kijken dan zijn eigen technische discipline. Een oplossing moet passen binnen het complete systeem. En daarvoor moet je kunnen communiceren met verschillende mensen en disciplines. Een gesprek met het marketingteam vraagt bijvoorbeeld om een andere uitleg dan een gesprek met het technische team of de directie.
AI moet zich ook buiten de testomgeving bewijzen
Het EngD-traject heeft ook zijn kijk op AI veranderd. Damien is kritischer geworden op systemen die goed presteren op een benchmark, maar minder goed functioneren zodra ze in de echte wereld worden ingezet.
Een AI-model kan uitstekende resultaten behalen met statische testdata. In een dynamische omgeving kunnen de prestaties vervolgens sterk teruglopen. Dat verschil vindt hij belangrijk. “Een goed resultaat op een benchmark betekent nog niet dat een AI-systeem ook goed werkt in de echte wereld.” Voor autonome systemen is betrouwbaarheid daarom minstens zo belangrijk als de technische innovatie zelf.
Wat brengt een EngD een bedrijf?
Volgens Damien zit een belangrijke meerwaarde van een EngD in de extra onderzoekscapaciteit. Een regulier productteam heeft vaak onvoldoende tijd om een complex technisch vraagstuk diepgaand te onderzoeken. Een EngD-trainee kan zich daar juist langere tijd op richten.
Daarnaast brengt een trainee een netwerk mee vanuit de universiteit. Via de RUG kan Damien bijvoorbeeld relatief gemakkelijk kennis en expertise uit verschillende onderzoeksgroepen benutten. Voor AutoMooring Solutions levert dat volgens hem een nieuwe mogelijkheid op om geavanceerde kennis te verbinden aan concrete technische uitdagingen.
En wat leert de EngD kandidaat van een bedrijf?
Die wisselwerking werkt twee kanten op. Op de universiteit draait het om onderzoeksvragen, nieuwe methodes en ambitieuze technische oplossingen. In het bedrijfsleven komt daar een belangrijke vraag bij: kunnen we dit daadwerkelijk gebruiken?
Een oplossing moet kunnen worden geïntegreerd in bestaande systemen. Ze moet veilig zijn. Ze moet praktisch toepasbaar zijn. En uiteindelijk moet ze meerwaarde bieden ten opzichte van wat er al bestaat. Dat perspectief krijgt een student volgens Damien veel sterker mee in het bedrijfsleven.
Geen extra capaciteit, maar een nieuwe capability
Damien is duidelijk positief over de mogelijkheden van een EngD voor bedrijven. Zijn belangrijkste advies: kies een vraagstuk dat echt moeilijk is. Een EngD is volgens hem niet bedoeld om een bestaand probleem waarvoor al een oplossing bestaat nogmaals uit te werken. Juist complexe vraagstukken bieden ruimte voor onderzoek, experiment en nieuwe benaderingen.
Ook is vrijheid belangrijk. Geef een EngD-trainee de ruimte om vanuit verschillende invalshoeken naar het probleem te kijken. “Het is niet alleen extra engineeringcapaciteit. Het is een nieuwe capability die je als team ontwikkelt.” Dat is volgens Damien precies waar de kracht van een EngD zit.
Een EngD voor studenten én bedrijven
Damien ziet zichzelf inmiddels duidelijk verdergaan in de wereld van robotica en AI. Vooral het ontwerpen van nieuwe AI-oplossingen voor traditionele vraagstukken trekt hem aan. Over vijf jaar ziet hij zichzelf mogelijk als strategisch denker of leider van een R&D-team, waarbij hij nieuwe technologie helpt ontwikkelen én naar de praktijk brengt.
Zijn advies aan studenten is helder. Een EngD past goed bij mensen die onderzoek interessant vinden, maar ook graag bouwen en ontwikkelen. Je moet comfortabel zijn met onzekerheid, zelfstandig kunnen werken en verschillende disciplines en meningen kunnen combineren.
Zijn eigen omschrijving van een EngD vat het treffend samen: “Geavanceerd onderzoek gecombineerd met engineering uit de echte wereld. Je ontwikkelt nieuwe technologie voor autonome systemen en zorgt er vervolgens voor dat die technologie ook echt werkt.”
Voor ICD is juist die verbinding interessant. Noord-Nederland heeft innovatieve bedrijven die werken aan complexe technologische vraagstukken. Tegelijkertijd zijn er talentvolle afgestudeerden die hun kennis verder willen ontwikkelen en direct willen toepassen. Een EngD brengt die twee werelden bij elkaar.
In het derde en laatste deel van deze serie spreken we met Jesse Roorda, die zijn EngD bij Philips doet. Daarmee laten we opnieuw een andere kant van de samenwerking tussen universiteit en bedrijfsleven zien.
Dit is de link naar het artikel van vorige maand
