Kleine smalbandzenders zorgen niet alleen voor een machtigere big brother, maar ook voor een logistieke revolutie. TU-wetenschappers zoeken de doorbraak in breedbandtechnologie, om straks met één blieb de kar met boodschappen af te kunnen rekenen.
De directie van het Deense Legoland vond oktober afgelopen jaar een nieuwe oplossing voor een oud probleem. Om het kwijtraken van kinderen te voorkomen, geeft het pretpark de kleintjes bij binnenkomst een zendertje met radio frequency identification (RFID). Kleuterlief kan daardoor in het hele pretpark opgespoord worden, doordat hij zijn eigen unieke signaaltje uitzendt. Een informatiecentrum kan op verzoek van de ouders precies vertellen welk kind waar zit en hoe lang.
Met een vergelijkbare technologie start de Amerikaanse regering deze zomer een proef bij toeristen, zo kondigden ze afgelopen week aan. Wie via de luchthaven van New York het land binnenkomt, krijgt een pas met RFID-zender. Die pas laat overal in de States zien waar de toerist is, hoe lang hij daar is en – vooral belangrijk – wie hij is.
Deze toepassingen met hoog big brother-gehalte spreken misschien het meest tot de verbeelding. Maar financieel gezien ligt de grootste belofte voor RFID in de logistiek en het handelswezen. RFID zou ongeveer rond 2010 de streepjescode op producten moeten vervangen. Als de zendertjes eenmaal klein en goedkoop geproduceerd kunnen worden, kan met RFID het hele logistieke proces geautomatiseerd worden. Dit zou voor een enorme efficiencyslag zorgen.
In Amerika is de technologie daarom inmiddels een hype, waar bedrijven en universiteiten op inspringen. In Nederland loopt die ontwikkeling niet zo’n vaart. Decaan prof.ir. Marco Waas van Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek kan zich hierover opwinden. Hij was twee jaar geleden in zijn functie als vice-president supply chain and technology bij Unilever betrokken bij de introductie van RFID in het internationale bedrijfsleven. “We beweren dat Nederland een distributieland is, maar in de ontwikkeling van RFID hebben we de boot gemist”, zegt hij. “Een reden is dat we in Europa grote bedrijven missen die de kar willen trekken. In Amerika heb je twee grote trekkers, supermarktketen Wallmart en het ministerie van defensie. Die hebben een groep universiteiten en bedrijven een deadline gesteld waarop de technologie marktwaardig is. Dat had ik hier ook graag gezien.”
Op de TU hoopt hij nog een bescheiden RFID-inhaalslag te maken. “We hebben afgelopen jaar vanuit onze faculteit toch nog twee onderzoeksprojecten kunnen opzetten waarbij de ontwikkeling van RFID een rol speelt”, zegt hij. “Eén voor Sony-kleurentelevisies en één voor de luchtvaartindustrie. Ook heb ik nog gesprekken met het Amsterdamse havenbedrijf, waarop als het goed gaat een vervolg komt.”
Groothandel
Op het gebied van de smalbandige RFID-technologie, zenders die uitzenden op één frequentie, mag de koek inmiddels verdeeld zijn; toch zijn er andere manieren om op de ontwikkeling van RFID-technologie in te haken. Bijvoorbeeld met de ontwikkeling van ultra wide band (UWB). Met deze breedbandtechnologie kun je de hoeveelheid informatie die je door de ether zendt opschroeven tot enkele honderden megabits per seconde. UWB kan namelijk tegelijk alle frequenties gebruiken tussen drie en tien gigahertz, in plaats van slechts enkele.
Een groep van tien wetenschappers van faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica en hun promovendi doet samen met enkele bedrijven en TNO onderzoek naar de mogelijkheden van die technologie in het Wicomm-project. Afgelopen najaar kregen ze een doorstartsubsidie van onderzoeksfinancier STW, om de ontvangst en zendeigenschappen van de techniek te verbeteren.
UWB maakt snellere RFID-techniek mogelijk – ideaal voor het magazijn van een supermarkt of groothandel. “Het probleem met de huidige RFID-smalbandtechnologie is een lagere datasnelheid”, zegt dr.ir. Wouter Serdijn van de basiseenheid elektronica (EWI), deelnemer in Airlink, een TU-onderzoeksproject naar de mogelijkheden van ultra wide band. “Stel dat je een pallet op een heftruck hebt, met allemaal verschillende goederen met zendertjes, die je langs een scanner rijdt. De huidige technologie heeft nog moeite om al die verschillende producten tegelijk af te lezen.” Met UWB kan dit probleem verholpen worden. “Daarmee kun je een hele pallet met verschillende goederen scannen”, zegt Serdijn. “Verder zou je met één keer scannen bij de kassa de rekening van je boodschappen kunnen krijgen, zonder ze uit het wagentje te halen.”
Ook voor het vervoer van goederen via containers op zee zou UWB een aanvulling kunnen zijn op bestaande smalbandtechnologie. UWB-signalen worden minder verstoord door metalen objecten.
Verstoord
Of de soms sciencefictionachtige voorspellingen uitkomen, hangt af van de vordering van het onderzoek. “We doen in het Airlink-project vooral verkennend onderzoek naar de zend- en ontvangsteigenschappen, en de invoering van UWB”, zegt Serdijn. “Voor praktische toepassingen moeten we wel nog wat hobbels overwinnen. Bijvoorbeeld hoe je voorkomt dat je signaal verstoord wordt door andere UWB-zenders, of UMTS-signalen (voor het zenden van films en beeld via gsm) en andere smalbandzenders als Wireless LAN (draadloos breedbandinternet), die op vijf gigahertz uitzenden.”
Ook heeft de Amerikaanse wetgeving nu al een beperking gesteld aan het vermogen waarmee UWB-zenders een signaal mogen uitzenden, waarin de Europese Unie nu volgt. “We mogen maximaal 0,1 milliwatt per signaal uitzenden, om niet met andere zenders in conflict te komen”, zegt dr.ir. Gerard Janssen, die voor Airlink onderzoek doet naar UWB-antennes en signaalfiltering. “Daardoor beperk je de afstand waarover je UWB kunt gebruiken tot tien meter, misschien honderd.”
Maar in de beperking toont zich de meester en door deze begrenzing zijn daarom andere interessante toepassingen te bedenken. “Defensie is juist in UWB geïnteresseerd omdat de signalen zo zwak zijn”, zegt Janssen. “Ze zoekt naar RFID-technologie met signalen die na honderd meter onleesbaar voor de vijand zijn. Je kunt dan soldaten in het veld op korte afstand met UWB geruisloos hun
posities laten doorgeven, zonder dat de vijand dit verderop opmerkt.”
Een ander voordeel is dat een eventueel negatief gezondheidsimago voor UWB achterwege blijft, omdat UWB-signalen tienduizend maal zwakker zijn dan UMTS. Rond UMTS-antennes en hun signalen (vijf watt zendvermogen) ontstond afgelopen najaar een mediahype. De UMTS- antennes zouden het functioneren van de hersenen kunnen beïnvloeden. Dit bleek uit een onderzoek dat TNO had gehouden onder 72 proefpersonen. De Gezondheidsraad zag nog geen aanleiding om de plaatsing van antennes te stoppen, omdat het onderzoek nog te kleinschalig was. Een nieuw Zwitsers, grootschaliger gezondheidsonderzoek moet dit najaar aantonen of TNO gelijk had.
Ook voor RFID kunnen ethische discussies het imago beïnvloeden. Want met de introductie van zenders als in het US-Visit-project op de New Yorkse luchthaven, vrezen steeds meer mensen voor hun privacy. De Rotterdamse hoogleraar e-marketing prof.dr. Cor Molenaar is daarom afgelopen jaar een RFID-platform begonnen. Via lezingen wil hij samen met bedrijven als Philips het big brother-imago bestrijden.
“Met name op het gebied van persoonsgebonden chips met identificatiemogelijkheden bestaat veel wantrouwen, meestal uit onkunde over wat de techniek inhoudt”, zegt Molenaar. “Ook uit religieuze hoek krijg ik commentaar. Laatst werd ik bij een lezing over RFID door iemand geattendeerd op een passage in het bijbelboek Openbaringen. Daarin staat dat mensen een merkteken krijgen van het beest, en hij koppelde dat aan RFID-chips. Ik ben daarom nu in gesprek met twee predikanten die mij hun uitleg over die passage geven, zodat ik bij een lezing op alles voorbereid ben en het voortijdig kan pareren.”
Molenaar verwacht rond 2010 een grootschalige introductie van persoonsgebonden RFID-chips. “Naast de vervanging van streepjescodes bij producten zit daar toch de grootste toepassing in”, zegt hij. “Je moet dan denken aan chips voor persoonsidentificatie bij rekeningrijden, maar ook voor verzekeringsgegevens. Je hoeft dan niet meteen een chip in je huid te injecteren, maar je kunt hem ook – net als een skipas in Oostenrijk – bij je dragen. Maar in sommige gevallen zou chips injecteren een uitkomst zijn, bijvoorbeeld bij dementerende bejaarden die veel ziekenzorg nodig hebben. Dan zijn ze bij iedere instelling te identificeren, ook als ze zelf hun persoonsgegevens zijn vergeten. Ik zie niet in wat daar nu zo eng of schadelijk aan is.”
www.rfidkenniscentrum.nl
www.freeband.nl/project.cfm?id=502
www.frequentieland.nl
www.rfidnederland.nl
Kinderen kwijtraken in grote pretparken kan met zendertjes met radio frequency identification (RFID) verleden tijd zijn. Het Deense Legoland gebruikt de zenders al. (Foto: XXXXX)
Rond UMTS-antennes ontstond afgelopen najaar een mediahype. Ze zouden het functioneren van de hersenen kunnen beïnvloeden. Geen probleem voor UWB, dat tienduizend maal zwakker is dan UMTS. (Foto: XXXX)
De Amerikaanse regering begint deze zomer met een RFID-proef onder toeristen. Wie via de luchthaven van New York het land binnenkomt, krijgt een pas met RFID-zender. Die pas laat overal in de States zien waar de toerist is, hoe lang hij daar is en – vooral belangrijk – wie hij is. (Foto: XXXX)
Origami met frequenties
Gsm, UMTS, Wifi en Wireless LAN; de ether zit tjokvol signalen en golven die onze communicatie door de lucht sturen. UWB-ontvangers moeten hieruit de ‘eigen’ informatie oppikken.
“We willen geen stoorsignalen van gsm-telefoons oppikken”, zegt dr.ir. Wouter Serdijn van de basiseenheid elektronica (EWI) en deelnemer aan Airlink, een TU-onderzoeksproject naar de mogelijkheden van ultra wide band. “Daarom ontwikkel ik voor UWB-ontvangers een filter dat de UWB-frequenties oppikt maar stoorsignalen eruit gooit. Met slimme algoritmes kun je de frequenties rondom gsm-frequenties als het ware opvouwen, een soort origami met frequenties. Die frequenties met daarin de informatie van de UWB-boodschap transformeer je omlaag in het frequentiedomein. Dat transformeren is nodig, omdat je in een lager frequentiedomein beter je informatie kunt uitlezen.”
Serdijn kan de breedbandsignalen met wiskundige technieken opvouwen dankzij een wezenlijk verschil tussen UWB en gsm. “Gsm is smalbandige technologie”, zegt hij. “Een mobieltje zendt golven uit op één of enkele frequenties. Met UWB stuur je geen golven op een frequentie, maar pulsen. Je werkt dus in het tijdsdomein en niet in het frequentiedomein. Als je een signaal bewerkt, en je transporteert het naar een lagere frequentie, verander je daardoor niks aan de inhoud van de informatie. Die is niet afhankelijk van een enkele frequentie zoals bij gsm.”
UWB-technologie wordt wel eens vergeleken met de vroegste scheepstelegraafmachines, waarmee schepen als de Titanic hun sos’jes draadloos uitzonden. De plaats van elektromagnetische pulsen in een tijdsdomein en de polariteit (plus of min) daarvan geven weer wat voor informatie er wordt verzonden. Bij UWB ligt de informatiedichtheid alleen een miljard maal hoger, omdat de techniek op een grotere bandbreedte uitzendt.
De directie van het Deense Legoland vond oktober afgelopen jaar een nieuwe oplossing voor een oud probleem. Om het kwijtraken van kinderen te voorkomen, geeft het pretpark de kleintjes bij binnenkomst een zendertje met radio frequency identification (RFID). Kleuterlief kan daardoor in het hele pretpark opgespoord worden, doordat hij zijn eigen unieke signaaltje uitzendt. Een informatiecentrum kan op verzoek van de ouders precies vertellen welk kind waar zit en hoe lang.
Met een vergelijkbare technologie start de Amerikaanse regering deze zomer een proef bij toeristen, zo kondigden ze afgelopen week aan. Wie via de luchthaven van New York het land binnenkomt, krijgt een pas met RFID-zender. Die pas laat overal in de States zien waar de toerist is, hoe lang hij daar is en – vooral belangrijk – wie hij is.
Deze toepassingen met hoog big brother-gehalte spreken misschien het meest tot de verbeelding. Maar financieel gezien ligt de grootste belofte voor RFID in de logistiek en het handelswezen. RFID zou ongeveer rond 2010 de streepjescode op producten moeten vervangen. Als de zendertjes eenmaal klein en goedkoop geproduceerd kunnen worden, kan met RFID het hele logistieke proces geautomatiseerd worden. Dit zou voor een enorme efficiencyslag zorgen.
In Amerika is de technologie daarom inmiddels een hype, waar bedrijven en universiteiten op inspringen. In Nederland loopt die ontwikkeling niet zo’n vaart. Decaan prof.ir. Marco Waas van Werktuigbouwkunde en Maritieme Techniek kan zich hierover opwinden. Hij was twee jaar geleden in zijn functie als vice-president supply chain and technology bij Unilever betrokken bij de introductie van RFID in het internationale bedrijfsleven. “We beweren dat Nederland een distributieland is, maar in de ontwikkeling van RFID hebben we de boot gemist”, zegt hij. “Een reden is dat we in Europa grote bedrijven missen die de kar willen trekken. In Amerika heb je twee grote trekkers, supermarktketen Wallmart en het ministerie van defensie. Die hebben een groep universiteiten en bedrijven een deadline gesteld waarop de technologie marktwaardig is. Dat had ik hier ook graag gezien.”
Op de TU hoopt hij nog een bescheiden RFID-inhaalslag te maken. “We hebben afgelopen jaar vanuit onze faculteit toch nog twee onderzoeksprojecten kunnen opzetten waarbij de ontwikkeling van RFID een rol speelt”, zegt hij. “Eén voor Sony-kleurentelevisies en één voor de luchtvaartindustrie. Ook heb ik nog gesprekken met het Amsterdamse havenbedrijf, waarop als het goed gaat een vervolg komt.”
Groothandel
Op het gebied van de smalbandige RFID-technologie, zenders die uitzenden op één frequentie, mag de koek inmiddels verdeeld zijn; toch zijn er andere manieren om op de ontwikkeling van RFID-technologie in te haken. Bijvoorbeeld met de ontwikkeling van ultra wide band (UWB). Met deze breedbandtechnologie kun je de hoeveelheid informatie die je door de ether zendt opschroeven tot enkele honderden megabits per seconde. UWB kan namelijk tegelijk alle frequenties gebruiken tussen drie en tien gigahertz, in plaats van slechts enkele.
Een groep van tien wetenschappers van faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica en hun promovendi doet samen met enkele bedrijven en TNO onderzoek naar de mogelijkheden van die technologie in het Wicomm-project. Afgelopen najaar kregen ze een doorstartsubsidie van onderzoeksfinancier STW, om de ontvangst en zendeigenschappen van de techniek te verbeteren.
UWB maakt snellere RFID-techniek mogelijk – ideaal voor het magazijn van een supermarkt of groothandel. “Het probleem met de huidige RFID-smalbandtechnologie is een lagere datasnelheid”, zegt dr.ir. Wouter Serdijn van de basiseenheid elektronica (EWI), deelnemer in Airlink, een TU-onderzoeksproject naar de mogelijkheden van ultra wide band. “Stel dat je een pallet op een heftruck hebt, met allemaal verschillende goederen met zendertjes, die je langs een scanner rijdt. De huidige technologie heeft nog moeite om al die verschillende producten tegelijk af te lezen.” Met UWB kan dit probleem verholpen worden. “Daarmee kun je een hele pallet met verschillende goederen scannen”, zegt Serdijn. “Verder zou je met één keer scannen bij de kassa de rekening van je boodschappen kunnen krijgen, zonder ze uit het wagentje te halen.”
Ook voor het vervoer van goederen via containers op zee zou UWB een aanvulling kunnen zijn op bestaande smalbandtechnologie. UWB-signalen worden minder verstoord door metalen objecten.
Verstoord
Of de soms sciencefictionachtige voorspellingen uitkomen, hangt af van de vordering van het onderzoek. “We doen in het Airlink-project vooral verkennend onderzoek naar de zend- en ontvangsteigenschappen, en de invoering van UWB”, zegt Serdijn. “Voor praktische toepassingen moeten we wel nog wat hobbels overwinnen. Bijvoorbeeld hoe je voorkomt dat je signaal verstoord wordt door andere UWB-zenders, of UMTS-signalen (voor het zenden van films en beeld via gsm) en andere smalbandzenders als Wireless LAN (draadloos breedbandinternet), die op vijf gigahertz uitzenden.”
Ook heeft de Amerikaanse wetgeving nu al een beperking gesteld aan het vermogen waarmee UWB-zenders een signaal mogen uitzenden, waarin de Europese Unie nu volgt. “We mogen maximaal 0,1 milliwatt per signaal uitzenden, om niet met andere zenders in conflict te komen”, zegt dr.ir. Gerard Janssen, die voor Airlink onderzoek doet naar UWB-antennes en signaalfiltering. “Daardoor beperk je de afstand waarover je UWB kunt gebruiken tot tien meter, misschien honderd.”
Maar in de beperking toont zich de meester en door deze begrenzing zijn daarom andere interessante toepassingen te bedenken. “Defensie is juist in UWB geïnteresseerd omdat de signalen zo zwak zijn”, zegt Janssen. “Ze zoekt naar RFID-technologie met signalen die na honderd meter onleesbaar voor de vijand zijn. Je kunt dan soldaten in het veld op korte afstand met UWB geruisloos hun
posities laten doorgeven, zonder dat de vijand dit verderop opmerkt.”
Een ander voordeel is dat een eventueel negatief gezondheidsimago voor UWB achterwege blijft, omdat UWB-signalen tienduizend maal zwakker zijn dan UMTS. Rond UMTS-antennes en hun signalen (vijf watt zendvermogen) ontstond afgelopen najaar een mediahype. De UMTS- antennes zouden het functioneren van de hersenen kunnen beïnvloeden. Dit bleek uit een onderzoek dat TNO had gehouden onder 72 proefpersonen. De Gezondheidsraad zag nog geen aanleiding om de plaatsing van antennes te stoppen, omdat het onderzoek nog te kleinschalig was. Een nieuw Zwitsers, grootschaliger gezondheidsonderzoek moet dit najaar aantonen of TNO gelijk had.
Ook voor RFID kunnen ethische discussies het imago beïnvloeden. Want met de introductie van zenders als in het US-Visit-project op de New Yorkse luchthaven, vrezen steeds meer mensen voor hun privacy. De Rotterdamse hoogleraar e-marketing prof.dr. Cor Molenaar is daarom afgelopen jaar een RFID-platform begonnen. Via lezingen wil hij samen met bedrijven als Philips het big brother-imago bestrijden.
“Met name op het gebied van persoonsgebonden chips met identificatiemogelijkheden bestaat veel wantrouwen, meestal uit onkunde over wat de techniek inhoudt”, zegt Molenaar. “Ook uit religieuze hoek krijg ik commentaar. Laatst werd ik bij een lezing over RFID door iemand geattendeerd op een passage in het bijbelboek Openbaringen. Daarin staat dat mensen een merkteken krijgen van het beest, en hij koppelde dat aan RFID-chips. Ik ben daarom nu in gesprek met twee predikanten die mij hun uitleg over die passage geven, zodat ik bij een lezing op alles voorbereid ben en het voortijdig kan pareren.”
Molenaar verwacht rond 2010 een grootschalige introductie van persoonsgebonden RFID-chips. “Naast de vervanging van streepjescodes bij producten zit daar toch de grootste toepassing in”, zegt hij. “Je moet dan denken aan chips voor persoonsidentificatie bij rekeningrijden, maar ook voor verzekeringsgegevens. Je hoeft dan niet meteen een chip in je huid te injecteren, maar je kunt hem ook – net als een skipas in Oostenrijk – bij je dragen. Maar in sommige gevallen zou chips injecteren een uitkomst zijn, bijvoorbeeld bij dementerende bejaarden die veel ziekenzorg nodig hebben. Dan zijn ze bij iedere instelling te identificeren, ook als ze zelf hun persoonsgegevens zijn vergeten. Ik zie niet in wat daar nu zo eng of schadelijk aan is.”
www.rfidkenniscentrum.nl
www.freeband.nl/project.cfm?id=502
www.frequentieland.nl
www.rfidnederland.nl
Kinderen kwijtraken in grote pretparken kan met zendertjes met radio frequency identification (RFID) verleden tijd zijn. Het Deense Legoland gebruikt de zenders al. (Foto: XXXXX)
Rond UMTS-antennes ontstond afgelopen najaar een mediahype. Ze zouden het functioneren van de hersenen kunnen beïnvloeden. Geen probleem voor UWB, dat tienduizend maal zwakker is dan UMTS. (Foto: XXXX)
De Amerikaanse regering begint deze zomer met een RFID-proef onder toeristen. Wie via de luchthaven van New York het land binnenkomt, krijgt een pas met RFID-zender. Die pas laat overal in de States zien waar de toerist is, hoe lang hij daar is en – vooral belangrijk – wie hij is. (Foto: XXXX)
Origami met frequenties
Gsm, UMTS, Wifi en Wireless LAN; de ether zit tjokvol signalen en golven die onze communicatie door de lucht sturen. UWB-ontvangers moeten hieruit de ‘eigen’ informatie oppikken.
“We willen geen stoorsignalen van gsm-telefoons oppikken”, zegt dr.ir. Wouter Serdijn van de basiseenheid elektronica (EWI) en deelnemer aan Airlink, een TU-onderzoeksproject naar de mogelijkheden van ultra wide band. “Daarom ontwikkel ik voor UWB-ontvangers een filter dat de UWB-frequenties oppikt maar stoorsignalen eruit gooit. Met slimme algoritmes kun je de frequenties rondom gsm-frequenties als het ware opvouwen, een soort origami met frequenties. Die frequenties met daarin de informatie van de UWB-boodschap transformeer je omlaag in het frequentiedomein. Dat transformeren is nodig, omdat je in een lager frequentiedomein beter je informatie kunt uitlezen.”
Serdijn kan de breedbandsignalen met wiskundige technieken opvouwen dankzij een wezenlijk verschil tussen UWB en gsm. “Gsm is smalbandige technologie”, zegt hij. “Een mobieltje zendt golven uit op één of enkele frequenties. Met UWB stuur je geen golven op een frequentie, maar pulsen. Je werkt dus in het tijdsdomein en niet in het frequentiedomein. Als je een signaal bewerkt, en je transporteert het naar een lagere frequentie, verander je daardoor niks aan de inhoud van de informatie. Die is niet afhankelijk van een enkele frequentie zoals bij gsm.”
UWB-technologie wordt wel eens vergeleken met de vroegste scheepstelegraafmachines, waarmee schepen als de Titanic hun sos’jes draadloos uitzonden. De plaats van elektromagnetische pulsen in een tijdsdomein en de polariteit (plus of min) daarvan geven weer wat voor informatie er wordt verzonden. Bij UWB ligt de informatiedichtheid alleen een miljard maal hoger, omdat de techniek op een grotere bandbreedte uitzendt.
Comments are closed.