Beste PWS Team,

Voor mijn profielwerkstuk wil ik een AI model maken die kan voorspellen of iemand een risico heeft op gehoorschade op basis van zijn gegevens. Hiervoor hebben we een database met gegevens zoals leeftijd, hoe vaak de persoon naar concerten gaat, het type werk (industrie, kantoor of dienstensector) en geslacht en of de persoon daadwerkelijk gehoorschade heeft. We begrijpen niet helemaal hoe we vanaf de data komen naar de daadwerkelijke voorspelling.

We zien heel veel opties, maar daardoor zien we door de bomen het bos niet meer.

Vervolg: we hebben best wat personen in de database waarvan de data niet compleet is. Verder snappen we ook niet helemaal hoe we de data moeten voorbereiden voor het model. Kan u daarover uitleggen?

Beste jonas22,

Bedankt voor je vraag! Helaas hebben we op de TUD geen tandheelkundig departement. Daarvoor kan je beter terecht bij het eramsus MC of de VU. Ook Leiden univ heeft geen specifiek tandheelkunde departement.

Mijn excuses en succes met de zoektocht!

Beste Lotte Noorlander, Veerle Vreeken en Lauti Montero Arevalo,

We hebben jullie technasiumexpertaanvraag ontvangen en ik zou jullie graag helpen met jullie opdracht.

Ik heb hiervoor een forumtopic aangemaakt, zodat we de communicatie overzichtelijk op één plek kunnen houden.

Korte samenvatting van jullie aanvraag:

• Onderwerp: Het bouwen van een zonnepaneel
• Hoofdvraag: Hoe bouw je het meest efficiënte zonnepaneel op basis van perovskiet
• School: Alkwin Kollege

Met vriendelijke groet,
Tadjiro Velzel

Beste MilanL,

Ik vind het mooi dat jullie de onderzoeksvraag al wat hebben uitgewerkt! Sommige PWS hoofdvragen worden "vriendelijk gehouden" om het begrijpbaar te houden, maar missen daarom een stukje wetenschappelijke diepgang. In jullie geval hebben jullie daar al een stap vandaan gezet.

Hij zou nog wel een stukje scherper kunnen door inderdaad de doelgroep te specificeren. Ik zou dat kort houden door iets als "onder jongeren" toe te voegen. Je zou nog de opzet (random control trial oid) kunnen toevoegen, de belasting (20% lichaamsgewicht), of de specifieke uitkomstmaat (gemiddelde RMS amplitude) in de hoofdvraag kunnen verwerken, maar gewoonlijk houd ik er meer van om dat pas in de introductie en methode naar voren te laten komen.

Ik denk dat jullie tijdens het PWS (en ervoor ook al) zullen tegenkomen dat vooral PWS-begeleiders sterke meningen hebben over hoe de hoofdvraag opgesteld moet worden, maar dat dit op de universiteit wat meer wordt losgelaten. Voor nu dus vooral even kortsluiten met jullie eigen begeleider.

Voor de hoeveelheid proefpersonen moet je een power analyse doen. Hiervoor moet je weten hoe groot het effect is dat je wilt kunnen waarnemen. Dit kan bijvoorbeeld een verschil van 10% zijn. Verder moet je de kans instellen dat je het effect ook daadwerkelijk opmerkt. Het kan namelijk zijn dat het verschil er wel is, maar dat je hem door toeval niet hebt gemeten. Dat noemt men de power (tussen 0 en 1). Je hebt ook de alpha nodig. Dat is de kans dat het effect er niet is, maar je hem wel meet door toeval (vals positief). De meeste calculatoren vragen ook wat je verwacht als de standaarddeviatie en het gemiddelde in groep 1 en groep 2.

https://clincalc.com/stats/samplesize.aspx

Hiermee bouw je dus een foutmarge in.
Je noemt "statistisch significant verschil" en hier zit eigenlijk al een foutmarge bij ingebouwd. De grens voor statistisch significant (alpha = 0.05) betekent dat je 1 op de 20 keer een effect meet wat er eigenlijk niet is. Op basis van je berekening voor de statistische significantie kom je dus tegen wat je foutmarge is. Het enige dat je vooraf moet doen is kritisch zijn over de methode waarmee je meet en met data outliers.

Ik raad aan dat je iets als een paired t-test gebruikt, zodat je individuen met zichzelf vergelijkt in plaats van verschillende groepen. Dan check je voor elk persoon "wat is het verschil tussen deze persoon in conditie 1 en conditie 2) in plaats van "wat is het verschil tussen groep 1 en groep 2). Let op: voor de power analyse heb je dan een andere tool nodig (https://www.statscalculators.com/calculators/hypothesis-testing/sample-size-and-power-analysis-calculator) . Zo heb je wat minder invloed van overige factoren binnen de groep, zoals geslacht.

Ik zou elke persoon meedere metingen laten doen binnen dezelfde conditie (bijvoorbeeld 3 sets extern en 3 sets intern). Dan kan je kiezen of je de 3e set wil gebruiken, omdat proefpersonen de conditie van beter begrijpen, of het gemiddelde wil nemen van de sets. EMG signalen zijn namelijk nogal ruisgevoelig.
Als je deze eerste methode gebruikt is het effect van ervaring ook iets kleiner, omdat je niet de eerste set telt. Ik denk wel dat er een kans is dat het effect groter is bij ervaring met krachttraining, omdat interne en externe focus vereist dat je niet bezig bent met hoe je de beweging uberhaupt moet maken.
Zet ook een limiet op de hoeveelheid reps binnen een set, zodat de metingen met elkaar representatief blijven. Als je het effect van focus goed wilt meten, zal je niet-gerelateerde subanalyses zoals de hoeveelheid reps die een persoon kan leveren of welk percentage lichaamsgewicht getild kan worden, even moeten laten liggen.

Als jullie nog vragen hebben, hoor ik het graag!
Tadjiro Velzel
Onderzoeker neurorobotica Erasmus MC & elektrotechnicus

Beste Lisa Verbunt,

Het zijn goede hoofdvragen en deelvragen! Het zijn er vooral heel veel. Misschien is het mogelijk om met één deelvraag er twee te beantwoorden, zo denk ik dat de vraag "In welke slaapfasen komen dromen voor en welke kenmerken van deze fasen geven inzicht in de mogelijke functies van dromen?" ook wel het antwoord kan bevatten op de vraag "Welke rol spelen dromen bij het verwerken van ervaringen en het voorbereiden op toekomstige situaties?"

Verder zou ik een concluderende deelvraag aan het einde toevoegen die echt vergelijkingen maakt tussen dromen en reinforcement learning. Dan kan je dat onderdeel gebruiken om definitief de hoofdvraag te beantwoorden.

Loopt het verder allemaal de goede kant op?
Tadjiro Velzel

Testbericht update tadbeero

Beste Lisa Verbunt ,

Wat leuk dat jullie zo'n originele onderzoeksvraag hebben! Dat is eens iets nieuws dat ik nog niet eerder heb gezien.
Ik vind het terrein dat jullie gaan onderzoeken super interessant. Ik denk vooral dat het waardevol is (na de onderzoeksvraag) duidelijk te hebben afgebakend wat je precies gaat onderzoeken, omdat zowel het veld van dromen, behavioral sciences, en reinforcement learning erg breed zijn.

Je zou kunnen inzoomen op experience replay [https://arxiv.org/abs/1712.01275]
Tijdens experience replay worden ervaringen opnieuw afgespeeld tijdens het leren, wat neurowetenschappers ook zien bij slaap.

"In hoeverre vervullen dromen een vergelijkbare functie als experience replay in reinforcement learning bij het verbeteren van toekomstig gedrag?"

Het is ook mogelijk om in te gaan op slaap in zijn geheel als verwerkingsperiode, niet enkel op bewust dromen. Ook dit kan behulpzaam zijn om in de onderzoeksvraag al afgebakend te hebben.

Hebben jullie al een set deelvragen? Het lijkt me bijvoorbeeld goed om een structuur te hebben die een beetje lijkt op de volgende:

1. Hoe werkt reinforcement learning?
2. Welke rol speelt experience replay binnen reinforcement learning?
3. Wat weten over de functie van dromen volgens neurowetenschappen?
4. Welke overeenkomsten bestaan tussen experience replay en dromen?
5. Welke factoren karakteriseren het verschil tussen experience replay en dromen?

Het lijkt me super mooi als jullie uit de wetenschappelijke literatuur kunnen kijken naar studies met bijvoorbeeld fMRI of EEG beelden tijdens dromen. Zo kan je het neurowetenschappelijke deel linken aan echte hersenactiviteit en til je het onderzoek een beetje uit het zweverige domein, waar men wel eens verloren in raakt bij psychologisch droomonderzoek.

Richard Sutton en Andrew Barto hebben reinforcement learning ontwikkeld en hebben hierover een boek geschreven. Hierin zit een hoofdstuk genaamd Neuroscience. Het boek heet "Reinforcement Learning: An Introduction". Zo krijg je direct het technische perspectief van de auteurs en hun mening over de neurowetenschappelijke koppeling. [https://web.stanford.edu/class/psych209/Readings/SuttonBartoIPRLBook2ndEd.pdf]

David Silver van UCL heeft trouwens videolectures op youtube over reinforcement learning die ook waardevol zijn.

Matthew Walker is een belangrijke onderzoeker over dromen en heeft hier ook een boek over geschreven, maar heeft ook wetenschappelijke publicaties. Het boek heet "Why We Sleep" en zijn publicaties zijn vaak te vinden in samenwerking met Stickgold. Hierin kan je specifiek zoeken op Sleep replay. Voor zover ik begrijp gebeurt deze replay voornamelijk in de hippocampus en heet hierom ook hippocampal replay. Tijdens de slaap vuurt dezelfde reeks hippocampusneuronen als tijdens de daadwerkelijke ervaring.
[https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=hippocampal+replay]

Laat me graag weten als je er niet helemaal uitkomt met bronnen die niet beschikbaar zijn, dan kan ik via het TU Delft domein (of Erasmus MC domein) nog helpen.

Aarzel niet als je nog ergens een vraag over hebt!
Tadjiro Velzel

Lisa Verbunt said:

Hoi, voor ons PWS willen wij onderzoeken hoeverre reinforcement learning en dromen op elkaar lijken met als onderzoeksvraag: Welke overeenkomsten en verschillen bestaan er tussen de manier waarop dromen en reinforcement learning eerdere ervaringen verwerken om toekomstig gedrag te beïnvloeden?

Wat vinden jullie van dit als onderzoeksvraag? Welke bronnen zouden handig zijn om dit te onderzoeken? En voor het reinforcement learning specifiek zijn handig om dit echt te kunnen onderzoeken en/of dit goed te vergelijken met dromen

Beste Kinnunen,

Mijn excuses dat het zo lang heeft geduurd! Ik help je graag verder. Er zijn nog wel een paar dingen voor mij een beetje onduidelijk.

Waarvoor wordt de focuser gebruikt? Gaat het hier om een telescoop? En van welk formaat?

Commerciele focussers gebruiken zo pakweg tussen de 20 en 50 N * cm. Vaak hebben deze een verfijnde aansturing, zodat de motor het focusmechanisme niet kapotdraait wanneer er iets in het systeem blokkeert. Hierom zou ik ook niet aanraden om hoger dan 40 N cm te gaan. Lijkt me een prima keuze!

2. Hoe meer bewegende componenten je in het systeem introduceert, hoe moeilijker het wordt om nauwkeurig te werken. Het is in mijn mening beter om een stepper motor te gebruiken met een driver die microstepping ondersteunt. Zo verplaats je de nauwkeurigheids-eisen van het mechanisch systeem naar het elektronisch systeem. Dat kan veel complexiteit en afstelling besparen, omdat je minder speling hebt.

Ik kan uit jullie toepassing nog niet lezen of het dan gaat om een direct drive, of een aansturing met een timing belt. Ik denk dat beiden prima voldoen. In het geval dat je kiest voor belt drive, raadt ik aan dat je de motor uitzet wanneer hij niet bezig is (door de enable pin op de driver te gebruiken), zo wordt de motor niet te warm. Wanneer de as te warm wordt, verandert nameliik de aanhechting op de timing belt.

3. Zowel 1.8° als 0.9° zijn prima. Als je 0.9° gebruikt ben je minder afhankelijk van microstepping, maar dat is niet per se een groot voordeel. Vaak wordt de focusing meer bepaald door de mechanische eigenschappen van de focuser dan door de aandrijving op elektronisch vlak. Op zijn hoogst bereik je met 0.9° een wat meer vloeiende beweging, maar niet per se een meer nauwkeurige.

4. Moderne drivers geven een veel beperktere resonantie & trilling dan oudere. Ik zou aanraden om een enigszins moderne te gebruiken (TMC2209 of TMC2225 bijvoorbeeld). Een riemaandrijving kan ook een laag trilling dempen vanwege de elasticiteit van de belt. Ook raad ik aan om het systeem niet op hoge spanning te monteren. Als je een hoge spanning op de belt monteert, beweegt het systeem misschien strakker, maar ook met meer trilling. Wanneer je een belt systeem gebruikt, is de angst dat de riem knapt niet de grote uitdaging. De spanning heeft eerder invloed op de hoeveelheid trilling.

5. Met betrekking tot warmte zou ik vooral denken aan de hoeveelheid stroom die je de motor toekent. De meeste steppers geven een range aan van spanningen en stromen waaronder ze kunnen werken. Je hoeft echt niet meer dan ~40-70% te geven mbt nominale stroom. Het is niet nodig om tegen de bovenkant (of zelfs boven) de range aan stroom te geven. En bovenal, beperk dus de houdstroom (wanneer de motor niet beweegt).

Samenvattend dus

NEMA 17, 1,8°, ongeveer 40 N cm.
Bijvoorbeeld TMC2209-driver met 1/16 of 1/32 microstepping.
Directe koppeling of GT2-riemaandrijving.
Houdstroom verlagen wanneer de focuser niet beweegt.

Ik hoor graag als jullie nog verdere vragen hebben!

Tadjiro Velzel
Elektrotechnicus & roboticaonderzoeker

Technasiumaanvraag: Fix de adbeer plugin

Beste Splinther, Bjorn, Liam, Demi, Liz, Tijn,

We hebben jullie technasiumexpertaanvraag ontvangen en ik zou jullie graag helpen met jullie opdracht.

Zullen we een introductiemeeting inplannen op een van de volgende momenten?

Volgende week dinsdag, 14:00

Korte samenvatting van jullie aanvraag:

• Onderwerp: Fix de adbeer plugin
• Hoofdvraag: Hoe fix ik de adbeer plugin
• School: TU Delft

Met vriendelijke groet,
Tadjiro Velzel

Beste @PepynvdVM,

Inmiddels worden de lucht- en ruimtevaartgerelateerde vragen beantwoord door een andere collega, maar die is tot zo'n 19 mei niet in Nederland. Tijnkappen

Wanneer ik hem weer bij een meeting zie wanneer hij terug is, zal ik hem herinneren dat hij dit nog moet beantwoorden.

Tadjiro Velzel

testing new adbeer implementation

Beste@A-T

Helaas kunnen wij jullie niet helpen aan een opdracht voor jullie meesterproef / O&O opdracht. De afspraak tussen de Stichting Technasium en de TU Delft is dat leerlingen bij de TU Delft terecht kunnen voor expertise en dat leerlingen zich voor opdrachten richten op het bedrijfsleven.

Het spijt mij dat ik jullie in dit stadium niet verder kan helpen; mochten jullie straks een opdrachtgever hebben en inhoudelijke technische vragen hebben, dan kun je wel weer terecht op het forum van PWS TU Delft. Studenten van verschillende opleidingen beantwoorden daar online vragen van leerlingen die bezig zijn met profielwerkstuk, meesterproef of andere O&O opdrachten. Een van hen kan ook aan jullie groepje gekoppeld worden als expert.

Veel succes met het vinden van een opdrachtgever en als het onderwerp bij de TU Delft past dan zien wij jullie graag terug met een expert-aanvraag!

Met vriendelijke groet,
Tadjiro

Beste Timoh,

Om op een helling van 10% stabiel 10km/h te rijden, heb je voor een 140kg object (skelter +accu, motor etc) zo'n nominaal vermogen nodig van 600W. Hierbovenop komt natuurlijk nog een stukje verlies vanwege transmissie, bandenspanning, oneven terrein etc, dus zou ik voor een motor gaan met een nominaal vermogen van 800-1000W.
Voor versnellen en overkomen van obstakels wil je dat het piekvermogen wat hoger ligt dan het nominaal vermogen, zo rond de 1500-2000W.
Hierin in borstelloze DC motor vaak het makkelijkst aan te sturen (Brushless DC motor of BLDC motor).

Als je systeem runt op ~48V (wat veelvoorkomend is voor dit soort toepassingen), dan moet de accu dus zo;n 30-40A kunnen leveren.
BLDC motoren draaien gewoonlijk liever snel dan sterk.

Je kunt de doelsnelheid van de wielen bepalen in rotaties per minuut (rpm) door middel van de diameter van de wielen te gebruiken.
De omtrek van het wiel bereken je via pi * diameter, vervolgens krijg je de RPM door de doelsnelheid te delen door de omtrek en te vermenigvuldigen met 60 - om van rotaties per seconde tot RPM te gaan).
Voor een wiel van 40cm en een doelsnelheid van 10kmh (2.8 m/s), is de RPM 132 rotaties per minuut.

De tandwielcombinatie (of gear ratio) zal het toerental van de motor zijn tegenover de RPM van het wiel.
Voor een BLDC motor met een toerental RPM van 3000, is de overbrenging dus 3000:132 oftewel 22.7:1
Dit is een erg grote stap om op zo'n vermogen in een keer te overbruggen, dus ik zou zoeken naar een systeem die het in minstens twee stappen doet, in plaats van via een enkele tandwieloverbugging.

Voor de zekerheid zou ik ook nog de koppel (torque) checken. Deze bereken je op basis van de hoeksnelheid. Dit is een maat van hoe snel de wielen ronddraaien.
Elke omwenteling draait de motor 2 pi radialen (360 graden). Bij een RPM van 3000 (dus 50 per seconde) draait de motor 100 pi radialen per seconde, oftewel een hoeksnelheid van ongeveer 314 radialen per seconde.

De koppel (torque) is het vermogen gedeeld door de hoeksnelheid -> tau = P/omega. In dit geval is dat nominaal 1000W/314rad/s = 3.2Nm torque.
Aan de wielkant wordt de torque groter door de overbrugging, namelijk met de zelfde factor als de overbugging. De torque aan de wielkant is dus 3.2 * ~22.5 = 72Nm. Hiervan verlies je een stukje op het wiel, dus kan je uitgaan van een koppel van 60Nm. Dit is meer dan genoeg kracht om de skelter door zand of over wortels heen te krijgen.

Kortom, stel je zou een motor hebben met een nominaal vermogen van 1000W, een piekvermogen tussen 1500-2000W en een overbrugging van 22,5:1, dan zou je een snelheid van 10km/h halen met een toerental van 3000RPM aan de motorzijde.

Dan nu over de accu:

Als je 200W wil voorzien aan de meetaparatuur voor 48U, heb je dus 48*200 = 9.6kWh nodig alleen voor het meetaparatuur. Ik zou dit een stukje omhoog afronden naar 12kWh om wat marge te hebben voor efficientieverlies in de spanningsomvormer die de accuspanning naar de aparatuurspanning omzet.

Voor de motoren wil je dat nominale vermogen van 1000W kunnen leveren voor 2 uur lang. Dat komt neer op 1000W * 2hr = 2kWh. Ook hier zou ik een ruime marge nemen voor verliezen in het systeem en voor wanneer je piekvermogen moet leveren ipv nominaal vermogen. Dus ik zou 3kWh rekenen. Samen heb je dus 15kWh accu nodig. Lion accu's hebben een energiedichtheid van ongeveer 200Wh/kg, dus je zou op een accu van ongeveer 75kg uitkomen.

Vaak wordt accucapaciteit weergegeven in ampere-uur. In het geval van een 48V systeem, zou een 15kWh accu 15kW/48V = 312.5Ah moeten leveren.
Ik zou aanraden om een gecombineerde accu voor het hele systeem te gebruiken, waarbij je een DC-DC omvormer gebruikt om van 48V naar 24V te schakelen voor het meetsyteem. Dan kan je eenvoudiger opladen en heb je maar een enkel batterijmanagement systeem nodig.

Hier nog even alle formules bij elkaar:
Omtrek van wiel: diameter * 2 * pi
Rotaties per minuut wiel: 60 * doelsnelheid (in m/s) / wielomtrek
Gear ratio: RPM motor/RPM wiel
Hoeksnelheid = 2 * pi * RPM/60
Torque/koppel = Motorvermogen / hoeksnelheid
Accucapaciteit = Vermogen * tijd
Ampere-uur rating = Capcaiteit / spanning

Naast de accu en motoren zal je dus een battermijmanagement systeem (BMS) nodig hebben voor het opladen en ontladen. Ook zal je een electronic speed controller (ESC) nodig hebben voor het aansturen van de motor.

Laat me graag weten als delen hiervan onduidelijk zijn en als je verder nog vragen hebt!
Groeten
Tadjiro Velzel

Madelon1234 Ja! Stuur graag een mailtje naar tadjiro@velzel.com, dan stuur ik jullie morgenochtend op hetzelfde adres een microsoft teams meeting link terug

Tadjiro

Beste tobias_m 0,

Je hoeft niets voor te bereiden! Als je rond de ingang ergens gaat zitten, kom ik je die maandag ophalen.

Groeten, Tadjiro

Beste tobias_m 0,

Zou maandag 8 december voor jou uitkomen om 13.00?
Dan ontvang ik je graag op van der Burghweg 1, Delft

Tadjiro Velzel

Beste fedra,

Leuk dat je bezig bent met alternatieve brandstoffen! Alleen ik begrijp niet helemaal hoe in jullie plan de energie opgewekt wordt? Want voor zover ik weet is membraandestillatie altijd energie-negatief. Is er nog een extra techniek die hier toegepast wordt, zoals pressure retarded osmosis of reverse elektrodialyse?

M.v.g.,
Tadjiro Velzel

Beste Madelon1234,

Het lijkt me het makkelijkst om een keer te videobellen, dan kan ik wat beter zien wat jullie tot nu toe hebben en van plan zijn.
Zou woensdag 3 december online om 9 uur uitkomen?

M.v.g.,
Tadjiro Velzel

Beste Féline ,

Ik zie hem vandaag, dus zal hem vertellen om een berichtje te sturen!