Onderzoek Herbert Peremans

Abstract

De vierde industriële revolutie (Industrie 4.0 zoals het vaak wordt genoemd) wordt aangedreven door extreme digitalisatie, mogelijk gemaakt door een enorme rekenkracht, gestuurd door slimme machines en draadloze netwerken. In de laatste zes jaar heeft Nexor — een multidisciplinair samenwerkingsverband tussen vier Antwerpse onderzoekslaboratoria — daar een solide portfolio opgebouwd. Momenteel versterken we het consortium om ons toe te laten door te groeien tot een gevestigde waarde in het Europese landschap. Het voorliggende projectvoorstel beschrijft onze plannen voor 2021 - 2026, met de expliciete bedoeling om industriële partners in staat te stellen hun Industrie 4.0 uitdagingen aan te pakken. We volgen daarbij een vraaggedreven aanpak, om toekomstige partners te overtuigen onze innovatieve ideeën op te pikken. We mikken daarbij onder andere op gezamenlijke onderzoeksprojecten (TRL5—7) en licentieovereenkomsten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Demeyer Serge
• Co-promotor: Challenger Moharram
• Co-promotor: Chevalier Amélie
• Co-promotor: Daems Walter
• Co-promotor: De Meulenaere Paul
• Co-promotor: Denil Joachim
• Co-promotor: Derammelaere Stijn
• Co-promotor: Minnaert Ben
• Co-promotor: Peremans Herbert
• Co-promotor: Perez Guillermo Alberto
• Co-promotor: Steckel Jan
• Co-promotor: Vangheluwe Hans
• Co-promotor: Vanlanduit Steve
• Co-promotor: Verlinden Jouke Casper
• Mandaathouder: Bozyigit Fatma
• Mandaathouder: De Mey Fons

Onderzoeksgroep(en)

• Antwerpen Systemen en software Modellering (AnSyMo)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Mental time travel (MTT) is het vermogen om te los te komen van het heden en het kunnen simuleren van ervaringen uit het verleden en in de toekomst. In mensen is MTT fundamenteel voor het oplossen van problemen door het anticiperen van de gevolgen van acties gebaseerd op ervaring uit het verleden. De vraag of dieren ook over MTT vermogens beschikken kan beantwoord worden door in soort-specifieke taken te onderzoeken hoe dieren gebruik maken van tijd en ruimte bij het probleem oplossen. Dolfijnen, vleermuizen en papegaaien zijn geschikte kandidaten voor dit onderzoek aangezien zij mogelijks beschikken over dit vermogen. Zij beschikken over excellente ruimtelijke orientatie vaardigheden en leven in fission-fusion gemeenschappen waarin zij soortgenoten volgen, samenwerken met en in competitie gaan met soortgenoten. Onze hypothese is dat zeezoogdieren, vleermuizen en papegaaien kenmerken van MTT zullen vertonen maar op verschillende tijdschalen, afhankelijk van hun ecologie and fysiologie. We zullen bestuderen hoe deze fylogenetisch diverse model groepen in hun geest reizen door de tijd-ruimte, en in welke mate zij temporele information uitwisselen met soortgenoten bij het oplossen van naturalistische taken. Wij exploreren hierbij alle kerncomponenten van MTT: perceptie van tijd, episodisch geheugen en plannen voor de toekomst. Ons doel is gelijkaardige experimentele procedures bij de verschillende model soorten te volgen, om de gelijkenissen en verschillen in de cognitieve processen die aan MTT ten grondslag liggen te ontsluieren. Inzichten in de biologische systemen worden geimplementeerd in robot platformen die beter toelaten de onafhankelijke variabelen systematisch te manipuleren alsook verschillende MTT mechanismen te testen. Resultaten van de robot experimenten worden gebruikt om de experimenten met dieren verder te verfijnen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In de wapenwedloop tussen prooien en roofdieren zijn diverse verdedigingsmechanismen tegen roofdieren geëvolueerd. Om predatie te vermijden ontwikkelden veel insecten camouflage (crypsis) of chemicaliën die hen onsmakelijk of giftig maken. Om te waarschuwen voor hun onsmakelijkheid ontwikkelden veel insecten opvallende waarschuwingskleuren of -patronen (aposematisme). Insecten vormen het grootste deel van het dieet van vleermuizen. Sommige van deze nachtelijke roofdieren halen rustende, stille, bewegingsloze daginsecten uit de vegetatie. In plaats van zicht te gebruiken tijdens het foerageren, produceren ze ultrasone oproepen en detecteren ze hun prooi via echolocatie. Hier wil ik onderzoeken of visueel cryptische of aposematische insecten ook cryptische of aposematische akoestische reflectie-eigenschappen hebben, om zich te verbergen voor of hun onsmakelijkheid te signaleren aan echolocerende vleermuizen. Ik zal bio-geïnspireerde sensorsystemen gebruiken om echo-akoestische sonaropnames te maken van geselecteerde insectensoorten en gedragsexperimenten uitvoeren met levende vleermuizen om de heersende akoestische predator-prooi interacties te onderzoeken. Op basis van deze experimenten zal ik neurale netwerkalgoritmen toepassen om de onderscheidende kenmerken in verschillende insectenecho's te classificeren en te analyseren. Deze aanpak zal een diepgaand onderzoek mogelijk maken naar de onderliggende akoestische mechanismen van de interactie tussen prooi en roofdier en zal informatie en inspiratie opleveren voor biomimetische toepassingen voor het detecteren en identificeren van objecten met behulp van sonar. Verder zal het project leiden tot synergie tussen de onderzoeksgebieden biologie en techniek bij de studie van dierinteracties en bio-geïnspireerde robotica.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Steckel Jan
• Co-promotor: Peremans Herbert
• Mandaathouder: Geipel Inga

Onderzoeksgroep(en)

• Co-Design of Cyber-Physical Systems (Cosys-Lab)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Met 3D-audio lijkt geluid van buiten je hoofd te komen, het kan zelfs van alle kanten komen: van boven of onder, voor of achter. Met 3D-audio word je werkelijk ondergedompeld in de geluidsomgeving: je staat er middenin, en bijgevolg verhevigt het sterk de beleving. De audiovisuele sector worstelt echter al jaren met een probleem dat een brede vermarkting van 3D-audio door een hoofdtelefoon in de weg staat: om 3D-audio te kunnen realiseren moet de verwerking gepersonaliseerd worden. Recent werd aan de UA een laagdrempelige en goedkope opmeetmethode van de zogenaamde Head-Related Transfer Function (HRTF) ontwikkeld die dergelijke personalisatie mogelijk maakt. Het hoofddoel van dit project is de huidige labo-opstelling om de persoonlijke HRTF op te meten te verbeteren tot een robuuste, gebruiksvriendelijke meetmethode, die bruikbaar is buiten het labo, en waarvan de effectiviteit/meerwaarde kan worden aangetoond aan derden onder de vorm van specifieke demonstratoren. Dit moet ons toelaten tegemoet te komen aan de vereisten voor vermarkting, zodat we de stap kunnen zetten naar een volwaardige spin-off.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert
• Co-promotor: Partoens Bart
• Mandaathouder: Reijniers Jonas

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Een goed begrip van de principes die het lokaliseren van geluid, i.h.b. welke geluidskenmerken we gebruiken om onze omgeving in 3 dimensies (3D) waar the nemen, is niet enkel van belang op fundamental wetenschappelijk vlak, maar wordt ook steeds relevanter in het licht van het toenemend gebruik van 3D audio bij hoofdtelefoons. Tot nu was dergelijk onderzoek vooral gericht op de rol van statische kenmerken van geluid, i.e. hoofd en bron zijn stationair. Nochtans staat vast dat lokalisatie sterk vergemakkelijkt wordt als luisteraars hun hoofd kunnen bewegen tijdens het aanbieden van geluid. In dit project willen we de rol van de dynamische geluidskenmerken onderzoeken die resulteren uit kleine bewegingen van hoofd en bron in een informatie theoretische context. We maken gebruik van een ideale-waarnemer model ontwikkeld voor statische geluidslokalisatie en breiden dit model uit met dynamische akoestische geluidskenmerken. Eerst bestuderen we welke hoofdbewegingen de meeste informatie bevatten en hoe dit afhangt van de positie van de bron. Vervolgens, beschouwen we de omgekeerde situaties onderzoeken we hoeveel informatie overgebracht kan worden door kleine bewegingen van de bron. Tot slot, bestuderen we de effecten op het lokaliseren van geluid wanneer hoofdbewegingen niet correct in rekening gebracht worden, wat het geval is als 3D audio door een gewone hoofdtelefoon aangeboden wordt. De door het model voorspelde effecten zullen gevalideerd worden in psycho-acoustische experimenten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert
• Co-promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In ons vorig onderzoek ontwikkelden we een goedkope en gebruiksvriendelijke Do-It-Yourself methode die een gebruiker toelaat zijn/haar Head Related Transfer Function (HRTF) op te meten in de thuisomgeving. Hoewel erkend wordt dat gepersonaliseerde 3D audio een belangrijke meerwaarde kan hebben voor virtual reality (VR)-toepassingen in een Business-to-Business-context, bvb. bij VRveiligheidstrainingen, blijken er naast een effectieve manier om de 3D audio te personaliseren, i.e. het opmeten van een HRTF, nog twee elementen te ontbreken om deze meetmethode te commercialiseren. Enerzijds wordt de vereiste dat de gebruiker zelf het meetsysteem moet opbouwen uit een aantal afzonderlijk verkrijgbare componenten als een te grote hindernis gezien. Anderzijds remt ook het ontbreken van standaardsoftware die toelaat effectief gebruik te maken van gepersonaliseerde 3D audio het exploiteren ervan in applicaties sterk af. In dit project willen we deze hindernissen voor het gebruik van gepersonaliseerde 3D audio voor dergelijke Business-to-Business-toepassingen wegwerken. De eerste hindernis zullen we wegnemen door een hardware-module te ontwikkelen die simultaan hoofdbewegingenen binaurale microfoonsignalen opneemt en doorstuurt naar een smartphone/laptop. Daarnaast zullen we het in de game en VR wereld veel gebruikte ontwikkelplatform Unity uitbreiden met een 3D audio module. Deze software-module laat applicatie-ontwikkelaars toe op gestandaardiseerde wijze gepersonaliseerde 3D audio te includeren in hun producten. Gebruikers van deze producten kunnen dan hun opgemeten HRTF opladen en aldus de voordelen van gepersonaliseerde 3D audio ervaren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert
• Co-promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Steckel Jan

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project ontwikkelen we een nieuwe methode waarmee een gebruiker zijn of haar hoofdgerelateerde-transferfunctie kan individualizeren, nodig wanneer men een realistische virtuele 3D audio omgeving wil creëren middels een hoofdtelefoon. De methode maakt gebruik van een smartphone en bijkomende lagekost apparatuur en kan thuis uitgevoerd worden, door de gebruiker zelf. Het gebrek aan experimentele controle wordt gecompenseerd door complexe naverwerking van de data. Deze methode beoogt 3D audio technologie toegankelijk te maken voor een groot publiek.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert
• Co-promotor: Partoens Bart

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht toegekend door de Universiteit Antwerpen. De promotor levert de Universiteit Antwerpen de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd door de universiteit.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Demeyer Serge
• Co-promotor: Blondia Chris
• Co-promotor: De Meulenaere Paul
• Co-promotor: Hellinckx Peter
• Co-promotor: Latré Steven
• Co-promotor: Peremans Herbert
• Co-promotor: Steckel Jan
• Co-promotor: Steenackers Gunther
• Co-promotor: Vangheluwe Hans
• Co-promotor: Vanlanduit Steve
• Co-promotor: Weyn Maarten
• Mandaathouder: De Mey Fons
• Mandaathouder: Hristoskova Anna

Onderzoeksgroep(en)

• Antwerpen Systemen en software Modellering (AnSyMo)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is het geven van meer zelfstandigheid aan gebruikers van elektrische rolstoelen met zwaar beperkende pathologieën. Dit wil men bereiken door middel van een 3D omgevingssensor gebaseerd op sonar, welke de intentie van de gebruiker combineert met informatie over de omgeving om zo een vlottere verplaatsing van de gebruiker toe te laten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert
• Co-promotor: Daems Walter
• Mandaathouder: Steckel Jan

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Gebruik makend van geavanceerde sonartechnologie kan een goedkope en robuuste omgevingssensor worden ontwikkeld. De combinatie van een krachtige zender en een array van ontvangers laat 3D perceptie van de omgeving toe met een groot gezichtsveld (volledige frontale hemisfeer). Twee toepassingen van de sensor in de domeinen van de elektrische rolwagens en de robotica worden uitgewerkt.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert
• Mandaathouder: Vanderelst Dieter

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is om fundamenteel onderzoek te doen naar de mogelijkheden en problemen rond de toepassing van RC op moeilijke auditieve patroonherkenningstoepassingen, zoals het herkennen van spatiale omgevingen via meerkanaals actieve of passieve sonarsignalen en continue spraakherkenning met achtergrondruis.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project onderzoekt de toepassing van akoestische sensoren voor afstandsmeting in de robotica. De beweging van de robot bij het naderen van een oppervlak wordt bewaakt door de sensor. Er worden sensoren gebouwd en uitgetest bij het reinigen van kunstvoorwerpen en buitenmuren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Flexibele en robuste systemen die in staat zijn om op zinvolle manier te reageren op uitdagingen die niet precies gespecifieerd werden in hun ontwerp maken gebruik van effectieve perceptie systemen die in staat zijn te functioneren in complexe en variabele condities. Het hoofdobjectief van het voorgestelde project is na te gaan hoe dergelijke systemen kunnen ontworpen worden, in het bijzonder actieve sonar perceptie systemen die als complement voor visiesystemen kunnen dienen en het gebruik van robotsystemen kunnen vergemakkelijken in situaties waar visie moeilijk bruikbaar is. Voor het beter begrip van sonar systemen die in moeilijke en ongestructureerde omgevingen kunnen fungeren zijn, vleermuizen een voor de hand liggende bron van informatie. Hun grote diversiteit op het vlak van dieet en habitat is een maat voor hun succes in het integreren van morphologische, acoustische en gedrags parameters die hun robuust en flexibel jachtgedrag ondersteunbd --- het vleermuis equivalent van het manipuleren van tastbare voorwerpen. In het project zullen twee demonstratie systemen geimplementeerd en geevalueerd worden, een biomimetische model van een insect zoekende en een boven water jagende vleermuissoort respectievelijk. Er wordt gebruik gemaakt van een klassieke biomimetische methodologie, een nauwe samenwerking tussen vleermuis deskundigen en robotici. Het projekt start bij een identificatie en een meting van de relevante acoustische en morphologische parameters van een klein aantal geselkteerdevleermui soorten, waarbij een reconstructie van de acoustische ervaring van de vleermuis uitgevoerd wordt terwijl ze een natuurlijke jacht taak uitvoert. Deze data worden dan gebruikt om computationele modellen op te stellen van de coordinatie van de acoustische, gedrags en morphologische keuzes die dan geimplementeerd worden op aangepaste robot systemen. De robuustheid, flexibiliteit en algemeenheid van deze geimplementeerde modellen wordt geevalueerd vanuit ingenieurs standpunt als voorbeeld van een actief sonar perceptie systeem, gebaseerd op het uitvoeren van taken die analoog zijn aan de taken van de vleermuizen; ook een evaluatie vanuit biologisch standpunt wordt uitgevoerd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit onderzoeksproject zal zich toespitsen op het ontwikkelen van een navigatie-theorie geïnspireerd op het navigatiegedrag van vleermuizen. Deze theorie zal gericht zijn op het opstellen en aanwenden van topologische i.e., 'landmark'-gebaseerde, omgevingskaarten. Hierbij zal zowel van sonar als van visiesensoren gebruik gemaakt worden om de omgeving waar te nemen en beweging door de omgeving mogelijk te maken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert
• Co-promotor: Dhaene Tom
• Co-promotor: Penne Rudi

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project zal onderzoek gedaan worden naar de inzetbaarheid van OFDM modulatie voor digitale akoestische onderwater communicatie. Verder zullen spectrale ruiskarakteristieken onder water onderzocht worden om zo een aantal van de systeemparameters van het OFDM communicatiesysteem vast te kunnen leggen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lowen Bob
• Co-promotor: Peremans Herbert

Onderzoeksgroep(en)

• Fundamentele Wiskunde

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het ClLIA project onderzoekt het gebruik van arrays van haarsensoren in drie sensing scenario's: in lucht, in water en in een met vloeistof gevuld compartiment dat met de lucht gekoppeld is via een impedantie transformator en bundelvormende reflektoren. Voor elk scenario worden adaptaties over phylogenie en ontogenie bestudeerd. Het tweevoudige doel van het ClLIA project is het identificeren van de gemeenschappelijke principes die ten grondslag liggen aan het wijdverspreid gebruik in de natuur van arrays van mechanische sensor cellen voor het extraheren van signalen in ongunstige omstandigheden en het beschikbaar maken van deze principes voor het ontwerp van door de mens gemaakte systemen. Over het algemeen wordt er van uit gegaan dat organismen en hun omgeving nauw gekoppelde interagerende systemen vormen waarin alle componenten -omgevingskarakteristieken en hun dynamiek, sensor en physische morphologie, periphere en centrale neurale verwerking en gedragspatronen- een significante rol spelen in het extraheren van betekenis uit opgedane ervaringen. Bovendien is kennis van de transformaties en processen uitgevoerd door periphere systemen is essentieel voor het begrijpen van de organisatie en werking van centrale neuronale verwerking, aangezien periphere systemen de input voor het centrale brein verzorgen. De verworven kennis zal de taken die moeten uitgevoerd worden door het centrale systeem verduidelijken en het mogelijk maken krachtigere geintegreerde mode's van centrale en periphere verwerking te ontwerpen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Bij industriële visieopstellingen beschikt men soms over een sequentie van beelden. Men kan dan o.a. volgende vragen stellen: -welke calibratie is nodig om correcte metingen te kunnen doorvoeren in afbeeldingen. -op welke locatie liggen corresponderende punten/lijnstukken/regio's -wat was de ogenblikkelijke en relatieve camerabeweging -kan men een ruimteobject 3D-reconstrueren (op sommige transformaties na) In de literatuur vindt men theoretische antwoorden op deze vragen, weliswaar geformuleerd met behulp van geavanceerde meetkunde en algebra. We wensen deze theorieën te vertalen in bevattelijke en tijdsefficiënte algoritmes, toepasbaar in een concrete industriële omgeving.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Dyck Dirk
• Co-promotor: Peremans Herbert

Onderzoeksgroep(en)

• Visielab

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het betreft een project in het kader van het vijfde kaderprogramma (onderdeel IST) = gebruiksvriendelijke informatiemaatschappij). Doel is onder meer het ontwerpen van een bionische vleermuis. Een consortium van Europese universiteiten werkt mee; UFSIA coördineert.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert

Onderzoeksgroep(en)

• Engineering Management

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Peremans Herbert

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject