Van data naar betekenis 6: Sensoren als burgerwacht 2.0

Mirjam Hulsebos portret

In Enschede zijn ze de vuurwerkramp nog niet vergeten. Op het moment dat de veiligheid in gevaar is, wil iedereen mobiel bellen, waardoor al snel het GSM-netwerk plat gaat. Het onderzoeksproject SenSafety van de Universiteit Twente richt zich op alternatieve vormen van communicatie en meten in situaties waarin onze veiligheid in het geding is.

De naam SenSafety zegt het al: het gebruik van sensoren om de veiligheid in de openbare ruimte te vergroten. Dat wil zeggen: op straat, maar ook in publiekelijk toegankelijke ruimten. Prof.dr.ing. Paul Havinga en ir Hans Scholten van de Pervasive Systems Research Group aan de Universiteit Twente zijn de kartrekkers van dit publiek-private onderzoeksproject van COMMIT, waarin de universiteit samenwerkt met de TU/e, de politie, TNO, Tendris, Thalis, Ambient Systems en Strukton.

“Iedereen heeft tegenwoordig een mobiele telefoon bij zich,” vertelt Havinga, “en bijna al die telefoons zitten vol sensoren en hebben bovendien Wi-Fi of Bluetooth aan staan. Wij gebruiken die radio’s om een draadloos netwerk te vormen tussen de telefoons onderling zodat ze onderling informatie kunnen uitwisselen. We hoeven dus geen gebruik van het GSM-netwerk te maken, we laten de radio’s in de telefoons rechtstreeks met elkaar praten. We maken ook andere sensoren in de publieke ruimte onderdeel van dit netwerk, zoals sensoren in slimme lantaarnpalen die bewegingen meten en daar de lichtsterkte op aanpassen, sensoren die de luchtkwaliteit meten, sensoren in bewakingscamera’s die koppen kunnen tellen en ga zo maar door.”

 

Dirigeren

Zijn onderzoeksgroep ontwikkelt de algoritmen die nodig zijn om de gegenereerde data te analyseren en op basis daarvan de sensoren aan te sturen. Deze algoritmen zorgen er dus enerzijds voor dat er een intelligent netwerk ontstaat dat signalen kan doorgeven, en anderzijds dat ze patronen en afwijkingen daarin kunnen registreren. Een afwijking kan bijvoorbeeld plotseling geschreeuw zijn, een harde klap, een mensenmenigte die hard wegrent of plotselinge stank. Afhankelijk van de setting is het mogelijk om bij een afwijking een drone de lucht in te sturen om van bovenaf beelden te maken. Al deze data tezamen geven de politie informatie op basis waarvan ze kunnen bepalen welke ingreep nodig is. “Wij interpreteren dus niets,” verduidelijkt Havinga. “Wij geven alleen een indicatie dat iets afwijkt van het normale patroon. Daardoor zou de openbare veiligheid in het geding kunnen komen. Of dat ook daadwerkelijk zo is, weten wij niet. Er is immers veel ruis op de lijn. Een plotselinge toename van het geluid zou kunnen duiden op gevaar, maar het kan natuurlijk ook zo zijn dat mensen alleen maar enthousiast zijn en juichen. Dat verschil is voor ons niet te detecteren. Wij waarschuwen daarom alleen dat er een afwijking is van het normale patroon, maar de interpretatie laten we aan anderen over, zoals bijvoorbeeld de politie.”

Het slimme sensorennetwerk wordt niet alleen gebruikt om te constateren dat er iets aan de hand is. Het kan ook worden ingezet om mensen de goede kant op te sturen, bijvoorbeeld met behulp van licht. Scholten licht toe: “Een van de partners in dit project is Tendris. Zij maken lantaarnpalen die twee kanten op kunnen schijnen en waarvan de kleur kan worden aangepast. We kunnen groen licht laten bewegen in de richting waarin we willen dat mensen gaan lopen. Op die manier kun je grote mensenmassa’s weg laten lopen van het gevaar, zonder dat je meteen een hele politiewacht hoeft in te zetten.”

 

Technologiekeus

Vorige maand schreven we in een artikel over het COMMIT-project EWiDS eveneens over de inzet van smartphones met als doel de veiligheid te vergroten. Tussen beide toepassingen en aanpak zitten grote verschillen, benadrukt Havinga. “Het belangrijkste technische verschil is dat zij gebruikmaken van Wi-Fi basisstations, terwijl wij de smartphones met de ingebouwde sensoren onderling laten communiceren.” Dit heeft gevolgen voor onder meer het stroomverbruik van de telefoon en ook voor de wijze van locatiebepaling. “Wij bepalen de locatie van een telefoon door te kijken waar deze zich bevindt ten opzichte van andere telefoons, ” vertelt Scholten, “waardoor je vrij nauwkeurig kunt zeggen waar iemand staat. Voor het onderzoeksdoel van EWiDS – het analyseren van looproutes van mensenmassa’s tijdens grootschalige evenementen – is een heel nauwkeurige positiebepaling niet nodig. Voor SenSafety is het wél belangrijk dat de locatie van de sensor vrij nauwkeurig kan worden ingeschat.” Waarmee hij maar wil benadrukken: het onderzoeksdoel bepaalt de techniek.

Een belangrijke voorwaarde om sensoren onderling te laten communiceren, is dat het ultra ligtht weight is. “Een van de grootste uitdagingen in dit soort technologische projecten is het zuinig omgaan met resources,” weet Havinga. “We maken immers ongevraagd gebruik van iemands telefoon. Dan kan het natuurlijk niet zo zijn dat we zijn of haar batterij leegtrekken.”

 

Privacy

De technologie werkt als volgt: alleen als het nodig is, wordt de mobiele telefoon gebruikt om een berichtje door te sturen. Die telefoon wordt heel even basisstation. Daarbij wordt gebruikgemaakt van mechanismen die mensen al aan hebben staan, zoals Wi-Fi en Bluetooth. Havinga: “We gebruiken dat om hele korte berichten te verzenden, en zodra dat berichtje is verzonden, schakelt het protocol zichzelf ook weer uit. De belasting is daardoor verwaarloosbaar klein.”

Deze manier van werken heeft nog een ander voordeel, en dat is privacy. “Doordat we steeds maar heel kort gebruikmaken van een mobiele telefoon,” vertelt Havinga, “kunnen we niet zien hoe iemand loopt (wat juist wel het onderzoeksdoel is van EWiDS en waarom deze technologie zich dus niet leent voor dat project, red.). We hebben ook geen idee wiens eigendom die telefoon is. Dat willen we ook helemaal niet weten. We gebruiken die telefoon alleen even om een kort berichtje – bijvoorbeeld ‘er komt een gaswolk aan’ – door te geven aan een volgende sensor, zodat op basis van die stroom aan data hulpdiensten en publiek kunnen worden geïnformeerd.”

Een onderdeel van het project dat in iedere situatie opnieuw bekeken moet worden, is de interpretatie van signalen die je wilt afgeven aan het publiek. Scholten: “Het unieke aan ons project is namelijk dat we niet alleen constateren dat er iets aan de hand is, maar dat we de communicatie tussen sensoren ook kunnen gebruiken om bijvoorbeeld lantaarnpalen aan te sturen. Zoals ik al vertelde kunnen we met de slimme lantaarnpalen van Tendris het licht laten bewegen in de richting van de gewenste looproute. Je zou ook kunnen werken met kleurenverlichting: groen licht aan de kant waar je wilt dat het publiek heen loopt en rood licht aan de kant van het gevaar. Omdat je niet, zoals in een vliegtuig, eerst een video met uitleg kunt laten zien en mensen kunt laten kijken waar de voor hen dichtstbijzijnde nooduitgang is, betekent het dat jouw manier van communiceren eenduidig moet zijn. Het mag geen vragen oproepen.”

 

Integratie

Sommige onderdelen van dit project bestaan al langer. Dat zijn onderdelen als crowd monitoring (het tellen van ‘de koppen’), het meten van geluid, trillingen en luchtkwaliteit. Een belangrijke moeilijkheid die SenSafety oplost, is de integratie. “Je wilt dat al die losse onderdelen met elkaar gaan samenwerken, want gecombineerd levert de data veel meer informatie op dan wanneer je deze datastromen los van elkaar beschouwt,” weet Havinga. Zijn team is zo ver dat met een golden demo is aangetoond dat het allemaal werkt. De marktpartijen die bij het project betrokken zijn, zullen ervoor zorgen dat deze kennis en ervaring ook worden omgezet in concrete producten (zie het kader).

Dat is het prettige van publiek-private samenwerkingen, vindt Havinga. “Voor onze samenwerkingspartners biedt deze technologie direct kansen. De politie heeft hier heel veel aan als ze de veiligheid tijdens evenementen willen bewaken. Gemeenten kunnen bijvoorbeeld de veiligheid van uitgaanscentra beter beheersen. En in voetbalstadions kun je ervoor zorgen dat veroorzakers van een klein relletje meteen vol in de spotlight staan, zodat hun gezichten goed kunnen worden vastgelegd door bewakingscamera’s. De toepassingen zijn legio en gaan veel verder dan het beheersen van grote incidenten. Want als je bij een klein opstootje erin slaagt om enerzijds met behulp van licht mensen weg te leiden en anderzijds de daders vol in de schijnwerpers te zetten, is de kans groot dat de ruzie snel wordt gesust, voordat het uit de hand loopt. Je kunt daardoor de politie-inzet verminderen en tegelijkertijd de veiligheid verhogen.”

 

Social data

Het is een droom om hiermee een soort Burgerwacht 2.0 te realiseren die de kwaliteit van leven verbetert. “Vroeger was er een beperkt aantal systemen om de veiligheid te bewaken,” memoreert Scholten. “Hiermee maken we veiligheid een democratisch iets. Het wordt social data.” Dat is dan ook meteen de reden waarom mensen hieraan graag willen meewerken, denkt hij. “Je doet dit niet alleen voor persoonlijk gewin, maar ook voor sociaal gewin. De meeste mensen zijn bereid zich in te zetten voor de maatschappij. Ze doen het graag, helemaal als de inspanning klein is. Je zou op basis van deze social data apps kunnen maken waarmee je anderen die in de buurt zijn alarmeert. Denk bijvoorbeeld aan een app waarmee je kunt melden dat je een parkeerwacht ziet, zodat iedereen die in de buurt is een berichtje krijgt en snel zijn meter kan bijvullen.”

Waar dit eindigt, durft Havinga niet te voorspellen. “Aan het begin van mijn carrière dacht ik wel eens: als ik deze uitdaging heb opgelost, wat ga ik dan daarna doen? Inmiddels weet ik: tijdens ieder project dienen zich vanzelf weer nieuwe onderzoeksvragen aan. Je bent nooit klaar. We hebben begin oktober voor het eerst in een golden demo alle technologie bij elkaar gebracht en aangetoond dat het werkt. Bij de vertaalslag naar de praktijk zullen we ongetwijfeld tegen problemen aanlopen die je nu eenmaal tegenkomt als je gaat opschalen. Maar dat vind ik juist zo leuk aan dit werk. Je weet niet waar dat weer toe leidt. Ik laat me verrassen.”

 

Praktijktoepassingen met snelle ROI

Onderdelen van deze technologie hebben hun meerwaarde al in de praktijk bewezen. Zo zetten enkele internationale spoorwegmaatschappijen sensoren in om trillingen te meten die een indicatie vormen dat de lagers aan vervanging toe zijn. De sensoren zitten op plaatsen waar geen elektriciteit is en gebruiken de energie van de trillingen. “De terugverdientijd is ultrakort,” weet Havinga, “want de investering is laag en een spoorwegmaatschappij kan nu veel beter voorspellen wanneer de lagers aan vervanging toe zijn. Daardoor kunnen ze beter plannen welke treinstellen wanneer uit roulatie moeten worden genomen, wat grote kostenbesparingen oplevert.”

De sensoren worden ook ingezet om te identificeren wanneer een beweging afwijkt van het patroon. In de sport en bij revalidatie zijn deze toepassingen bijzonder nuttig. “Je kunt real-time meten hoe iemand loopt en direct feedback geven,” vertelt Havinga. “Zo kun je mensen helpen om een beweging beter uit te voeren. De feedback kan bovendien volautomatisch worden gegeven, bijvoorbeeld in de vorm van trillingen in de schoen. Zo weet een sporter of een patiënt die revalideert dat hij een beweging niet goed uitvoert en kan dat meteen proberen bij te stellen, nog voordat zijn coach of fysiotherapeut het waarneemt en iets kan zeggen.”

 

Gerelateerde berichten...

X