Je leest:

Geluidloos stofzuigen

Geluidloos stofzuigen

Auteur: | 15 januari 2006

Dr.ir. René Visser onderzocht hoe je iets níet moet maken: herrie. “Geluidsproductie wordt een steeds belangrijker verkoopargument”, zegt de STW-promovendus van de Universiteit Twente. Producten, van haardrogers en scheerapparaten tot vrachtwagens en koelkasten, moeten steeds stiller, van de wet of van de consument. “Een koelkast van tien jaar geleden zouden mensen nu terugbrengen omdat hij zo hard zoemt.”

Visser ontwierp computermodellen die berekenen hoe hard de verschillende onderdelen trillen, en hoe sterk die trillingen via het oppervlak aan de lucht doorgegeven worden. “En trillende lucht, dat is geluid”, zegt de promovendus. Zo kun je dus voorspellen hoeveel herrie een apparaat maakt, nog voordat er een prototype van bestaat, en daar al bij het ontwerpen rekening mee houden.

“Zo zou het moeten gaan”, zegt Visser. Maar als onderzoeker met contacten met industrie weet hij ook wel dat in de praktijk andersom loopt. Productontwikkeling moet steeds sneller, en er moet met nog veel meer eisen rekening gehouden worden. “Dan kan het voorkomen dat een prototype te veel herrie maakt, en dan wil men graag achterhalen waar het geluid vandaan komt.”

Herriemakers opzoeken

Dus werkte de promovendus ook aan het ‘inverse probleem’: het terugrekenen van een gemeten geluidsprofiel naar trillingen in het apparaat. Zijn methoden worden inmiddels gebruikt door DAF en Philips, deelnemers in het STW-project, bijvoorbeeld om te kijken waar de meeste herrie vandaan komt bij iets ingewikkelds als een vrachtwagen.

Om zijn modellen te valideren, hield Visser het juist doelbewust eenvoudig. “Je moet zo simpel mogelijk beginnen”, zegt hij. Hij bouwde samen met een afstudeerstudent een blok aluminium met een luidspreker erin, afgedicht met een metalen plaat. Een precieze laserafstandsmeter meet de uitslag van de metalen plaat razendsnel, en legt de trillingen precies vast. Intussen neemt een batterij microfoons het opgewekte geluid op.

De experimentele resultaten boden zo een mogelijkheid tot het op de proef stellen van de testen, ofwel valideren van de computermodellen. “Eigenlijk een vergelijk tussen model en werkelijkheid.”

Visser is erg tevreden over de afwisselende inhoud van zijn onderzoek: de negentiende-eeuwse natuurkunde van de geluidsleer, programmeerwerk op moderne computers, experimenteel werk en dan ook nog de gevorderde wiskunde die komt kijken bij inverse- roblemen. “Dat zijn wiskundig instabiele problemen”, legt Visser uit, wat onder andere betekent dat het signaal uit de microfoons in principe niet voldoende is om eenduidig de juiste verdeling van het brongeluid te vinden.

De wiskunde die nodig is om deze instabiliteit te beteugelen, is heel wat jonger dan negentiende-eeuws en speelt ook een rol in veel andere systemen, van moderne telescopen tot medische apparatuur.

Inspiratie

“Dat maakt het interessanter”, vindt Visser. Inspirerend vond hij ook de samenwerking met de industrie, die ertoe leidde dat zijn rekenmethoden nog tijdens zijn promotieperiode toegepast werden. “Door zo’n contact hoor je wat voor problemen ze in de industrie hebben, wat voor methoden zij gebruiken, wat hen interessant lijkt en ook wat realistisch is in een industriële context.” Inmiddels werkt Visser voor een Duitse autofabrikant, ook weer aan complexe trillingen in auto’s.

“Op de universiteit leven mensen soms in hun eigen wereldje”, merkte Visser, en dat geldt soms ook voor technici. “Een technische oplossing in de industrie hoeft niet perfect te zijn, maar moet goed genoeg, op tijd en vooral binnen het budget blijven, terwijl wetenschappers graag zaken tot de bodem uitzoeken.”

Een andere les was het belang van communicatie. “In de industrie kun je niets alleen. Je móet wel samenwerken.” “Superleuk”, vindt de onderzoeker, maar er komen wel communicatievaardigheden bij kijken. “Veel wetenschappers, ik soms ook, vinden het leuker om dingen uit te zoeken dan om eindeloos te vergaderen.”

Toch is het belangrijk. “Ik werkte samen met twee aio’s in een project, toch niet een heel grote groep. Maar dan schrijf je bijvoorbeeld software die net niet compatibel is. Dat had je dan van tevoren moeten afstemmen: wat willen we nu eigenlijk precies en hoe gaan we het implementeren. Dat is echt typisch.”

Heel werk

Hoewel het onderzoek zelf goed liep viel de laatste fase, het beruchte schrijven van het proefschrift, Visser zwaar. Het kostte hem anderhalf jaar. “Ik heb wel momenten gehad dat ik dacht dat het nooit zou afkomen. Een goede tekst schrijven is zo moeilijk. Ik schrijf ook veel te veel, maar je moet je zijstraten schappen en de hoofdlijn in de gaten houden.”

Visser heeft niets met de elders wel gebruikelijke ‘handvol-artikelen-plus-inleiding-en-samenvatting’-aanpak van proefschriften schrijven, al was het ook omdat hij weinig in wetenschappelijke tijdschriften hééft gepubliceerd. “Liever vertel ik mijn resultaten op een conferentie, waar je collega’s spreekt.”

Maar uiteindelijk is het gelukt de berg informatie om te vormen tot een verhaal met kop en staart, vindt de onderzoeker. “Ik wilde perse een compleet verhaal, een overzicht van het werk in plaats van een schakel in een lange ketting. Ik houd niet van half werk.”

Het promotieonderzoek van René Visser is gefinancierd binnen het Open Technologieprogramma van STW.

De artikelen in de brochure Technologisch Toptalent 2005 werden geschreven door wetenschapsjournalist Bruno van Wayenburg.

Dit artikel is een publicatie van Technologiestichting STW.
© Technologiestichting STW, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 15 januari 2006
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.