L.INT-lectoraten: CWI en HvA verbinden theorie en praktijk via L.INT-lectoraat

L.INT staat voor ‘lectoraten en instituten’ en maakt het mogelijk dat een lector, die een gepromoveerd onderzoeker is aan een hogeschool met vaak een eigen onderzoeksgroep, kan samenwerken voor een periode van vier jaar met een onderzoeksinstelling. De duurzame samenwerking tussen hogescholen en onderzoeksorganisaties die zo ontstaat versterkt het onderzoek in de gehele innovatieketen.

Industrial Digital Twins

Computerwetenschapper Jurjen Helmus is sinds september 2024 lector Industrial Digital Twins aan de Hogeschool van Amsterdam (HvA). Met het CWI en een diverse groep studenten maakt hij digitale versies van fysieke objecten. “Ik digitaliseer de fysieke wereld en breng de uitkomst tot leven met schaalmodellen in mijn lab. Dat fysieke neem ik mee naar het CWI: uniek in een instituut dat vooral bekend staat om zijn vele computers en knappe koppen. Ik probeer echt een schakel te zijn tussen praktijkgericht onderzoek aan onze hogeschool en de theoretische kennis van het CWI. Dat is mijn L.INT-lectoraat.”

Zijn HvA-collega Nanda Piersma (nu wetenschappelijk directeur bij het Center of Expertise applied AI) was L.INT-lector en tipte Jurjen om de L.INT-aanvraag te doen. “Zij vond dat ik hier de handen voor op elkaar moest krijgen. Het CWI heeft oplossingen voor hypothetische problemen. Ik heb juist praktijkproblemen voor die oplossingen en koppel industriële partijen uit de regio aan het CWI.” De samenwerking tussen instituut en hogeschool gaat goed. Jurjen: “Ik draai één tot anderhalve dag per week mee in het team van Tim Baarslag van Intelligente en Autonome Systemen. Zij zijn theoretisch uitzonderlijk goed onderlegd en ik gebruik hun kennis om projectmatig industriële vraagstukken op te lossen. De CWI-collega’s komen ook naar mijn lab op de hogeschool. Die verbinding heeft een grote meerwaarde voor ons allemaal.”

Portrait of Jurjen Helmus

De ondernemende lector wil opnieuw een brug slaan tussen het CWI, beroeps- en wetenschappelijk onderwijs, overheid en bedrijfsleven — ook rondom slimme robotica. In dit interdisciplinaire project werken mbo-, hbo- en wo-studenten samen aan de ontwikkeling van een intelligent robotsysteem dat dozen automatisch herkent, oppakt en optimaal neerzet in een logistieke omgeving.

MBO-studenten zijn de bouwers. Ze maken de “end effector” (de 'hand' van de robot) en bouwen een testplek om na te bootsen dat de robot dozen kan vasthouden en verplaatsen. HBO-studenten zijn de programmeurs. Ze leren de robotarm hoe hij moet bewegen (van het berekenen van de juiste hoeken tot het plannen van de snelste route) en hoe hij zijn omgeving moet 'zien' en 'voelen' met sensoren.

WO-masterstudenten Applied AI leren de robotarm te kiezen tussen verschillende dozen. Zelfs als de robot niet precies weet welke doos er hierna komt, moet hij bepalen hoe hij de doos stabiel, veilig en efficiënt plaatst.

Het CWI kan in deze use case opnieuw een sleutelrol spelen. De logistieke omgeving is een zogenoemd online beslissingsprobleem, waarin de robot slechts informatie heeft over de eerstvolgende doos en daardoor slim moet omgaan met onzekerheid. Dit sluit naadloos aan op het type vraagstukken dat in de paper wordt beschreven, zoals online 3D-bin-packing, robotbeperkingen, stabiliteitsvoorwaarden en explainable reinforcement learning. Het CWI ontwikkelt nieuwe RL-modellen die niet alleen leren wat de arm moet doen, maar ook waarom—bijvoorbeeld het meten van het effect van keuzes tussen twee dozen én het verwerken van informatie over welke dozen eraan komen in de pijplijn.

Volgens Jurjen is juist die bijdrage van het CWI cruciaal: “Een robotarm kan niet eindeloos rekenkracht meenemen. Je hebt modellen nodig die slim met onzekerheid omgaan en tóch robuuste beslissingen nemen. Het CWI rekent voor ons uit welke algoritmes haalbaar zijn, hoe we ze kunnen uitleggen aan operators en wat de optimale balans is tussen rekenvermogen, betrouwbaarheid én real-time toepasbaarheid.”

Taalmodellen voor een virtuele servicemonteur

Een ander project waar hij het CWI bij betrekt is de virtuele servicemonteur. “We maken een ecosysteem rond taalmodellen (de technologie achter AI-systemen), waarmee we de kennis van ervaren monteurs aan jonge monteurs in het werkveld kunnen overbrengen. Met slimme handleidingen en instructievideo’s die door deze taalmodellen worden gegenereerd. Wij ontwikkelen de virtuele servicemonteur en het CWI ondersteunt ons daarin. Bij veel projecten probeer ik de schakel te zijn tussen de algoritmes van het CWI en de praktijk van een maatschappelijk probleem.”

Follow-up L.INT ontbreekt

Jurjen hoopt dat meer instituten met hogescholen gaan samenwerken, al vindt hij de financiering beperkend. “Ik denk dat fundamenteel en praktijkgericht onderzoek meer naar elkaar toegroeien. Het lijkt me voor toekomstige lectoraten gezond als het ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap hier meer financiering voor in het leven roept. Tot die tijd moet je als lector creatief en ondernemend invulling aan je lectoraat geven: hard werken en pionieren.” Hij heeft daarom nog een tip. “Probeer nu alvast wat meer arbeidszekerheid af te dwingen door afspraken te maken voor de periode na je L.INT-lectoraat. Een follow-up L.INT zou enorm helpen.”