Powerkoppel stort zich volledig op Eindhoven Engine

Sinds oktober staat het intern al op de rit, maar vanaf deze maand mag ook de buitenwacht het weten. Het High Tech Systems Center van de TU Eindhoven is ingevlochten in het Eaisi, het Eindhovense researchinstituut voor artificial intelligence. Met de overgang vinden HTSC-boegbeelden Katja Pahnke en Maarten Steinbuch het tijd om het stokje over te dragen. Zij hebben nu hun handen vrij voor hun volgende Apollo-project: Eindhoven Engine.

Alexander Pil
14 december 2020

Read the English version here

De Technische Universiteit Eindhoven heeft zich het ambitieuze doel gesteld om de Brainport-regio het centrum te maken van artificial intelligence, in het bijzonder van ai in engineering. Vorig jaar startte het daartoe het Eindhoven Artificial Intelligence Systems Institute (Eaisi, spreek uit: easy), onder leiding van Carlo van de Weijer. Naast Eires (het instituut voor hernieuwbare energie) en ICMS (rond moleculaire technologie) vormt Eaisi een van de nieuwe pijlers onder de Eindhovense onderzoeksstrategie voor de toekomst.

Die keuze en focus betekenen dat de bestaande structuren binnen de TU Eindhoven zich herpositioneren. Ook bij het High Tech Systems Center (HTSC) zorgt dit voor een verandering. Het mechatronicacentrum schaart zich onder de paraplu van Eaisi. Dat lijkt enigszins geforceerd. Het HTSC doet genoeg projecten en programma’s die uitstekend passen onder de noemer ‘artificial intelligence’. Denk aan robotica en agrifoodtechnologie. Aan de andere kant zijn er heel wat onderzoekslijnen die weinig tot niets met ai te maken hebben.

‘Of nog niets’, corrigeert Maarten Steinbuch, initiatiefnemer en wetenschappelijke directeur van het HTSC. ‘Het is te verwachten dat ai en data science overal een grotere rol gaan spelen, maar er zijn zeker onderwerpen die puur vanuit de werktuigbouwkunde, natuurkunde of elektrotechniek komen. Daar is het niet heel natuurlijk om er een ai-sticker op te plakken. En dat hoeft ook niet.’

 advertorial 

Frank de Lange en Tom Castenmiller over System Engineering bij ASML; praktijk en uitdagingen

Frank de Lange en Tom Castenmiller van ASML zullen in hun presentatie tijdens het 25-jarig jubileum van INCOSE-NL op 23 september ingaan op de uitdagingen uit de praktijk bij ASML op het gebied van System Engineering. Klik hier voor meer informatie over deze lezing en haal nu uw standaard of online ticket.

Drijvende krachten Katja Pahnke en Maarten Steinbuch leggen hun functies bij het High Tech Systems Center neer en richten zich volledig op Eindhoven Engine. Foto: Bart van Overbeeke

Onder de Eaisi-vlag blijft het brand ‘High Tech Systems Center’ namelijk bestaan. ‘Zo zorgen we dat alle HTSC-projecten die nog niets met ai van doen hebben binnen Eaisi toch de aandacht krijgen die ze verdienen. Hightech systemen is een van de applicatiegebieden binnen Eaisi’, legt Steinbuch uit. ‘Ook kunnen we daarmee de integraliteit te borgen.’ Dat was – en is – immers een van de speerpunten van het HTSC: multidisciplinair onderzoek over de grenzen van de faculteiten heen. Een aanpak die ook binnen Eaisi wordt nagestreefd.

‘Wat ook blijft, is een andere kracht van het HTSC: de lokale verbondenheid met het ecosysteem’, benadrukt Katja Pahnke, directeur van het HTSC. ‘De programma’s versterken elkaar. Wij profiteren van de krachtenbundeling, alle ai-kennis en -kunde, en de toegang tot grotere subsidiekanalen. Eaisi heeft baat bij onze manier van werken, de verwevenheid met de regionale en nationale hightechindustrie, en de lessen die we hebben geleerd over hoe je de samenwerking tussen de industrie en de academische wereld organiseert.’

Hoe het precies verder moet gaan en wat de toekomstplannen van het nieuwe HTSC zijn, daarover laten Pahnke en Steinbuch zich niet uit. ‘Dat is niet aan ons; we vertrouwen het toe aan het nieuwe management’, zegt Pahnke. Het tweetal trekt zich namelijk terug uit het programma. Na zes jaar vinden ze het tijd om het stokje over te dragen. Onder anderen Wim Nuijten (wetenschappelijk directeur van Eaisi), Nathan van der Wouw (werktuigbouw-professor aan de TUE) en Ton Peijnenburg (HTSC-fellow) zullen de inhoud van het nieuwe high-tech equipment-programma binnen Eaisi coördineren en trekken.

80 extra aio’s

Terugkijken doen Pahnke en Steinbuch met alle plezier. Want hoewel ze hun torenhoge ambities niet allemaal hebben kunnen waarmaken, zijn ze zeer trots op wat ze de afgelopen zes jaar met het HTSC hebben bereikt.

Het eerste doel was om het aantal Eindhovense aio’s op het gebied van hightech systemen te verdubbelen van ongeveer honderd naar tweehonderd. ‘We hebben zo’n tachtig aio-plekken on top weten te realiseren’, zegt Pahnke. Bovendien zijn er door het HTSC ook verschillende aio’s gestart die niet aan de zelf gestelde criteria voldeden. ‘Als er maar één faculteit betrokken was, hebben we het project en de aio gewoon overgedragen aan de betreffende groep.’

Pahnke: ‘Het gaat niet om de vierkante meters, maar om de impact. Met een beperkt budget zijn we toch heel zichtbaar.’ Foto: Bart van Overbeeke

In de eerste jaren maakte het HTSC een pikstart door het Impuls-programma, een initiatief van de TUE om onderzoek te doen met en voor het bedrijfsleven. Als een industriële partner investeerde in een promotieplek, maakte de universiteit budget vrij voor een tweede aio. Daarna moest de groei vooral komen uit de vorming van grotere consortia en via grote strategische samenwerkingsverbanden met vooral TNO, zoals Amsystems Center (rond additive manufacturing, inmiddels een spinout met dezelfde naam), het Nano Opto-Mechatronics Instruments-project en het Digital Food Processing Initiative (ook met Wageningen UR). Pahnke: ‘We zijn heel tevreden met het uiteindelijke resultaat. Het is zinvol om onderzoekslijnen ook samen met anderen kennisinstellingen op te schalen.’

Impact

Het tweede speerpunt was colocatie. Het idee was om de onderzoekers uit de verschillende vakgroepen fysiek bij elkaar te zetten en ze samen multidisciplinaire vraagstukken te laten oplossen. ‘Dat is wat minder goed uit de verf gekomen’, geeft Pahnke toe. ‘Met Amsystems Center is dat wel heel goed gelukt, maar over het algemeen bleek het toch een taaie om de wetenschappers naar ons toe te trekken, zelfs al was het in deeltijd. De onderzoeken en projecten werden overal uitgevoerd: op de faculteiten, bij bedrijven en af en toe bij ons.’

‘Het HTSC heeft ook nooit een claim gelegd op een groot gebouw met een labomgeving’, vult Steinbuch aan. ‘De promovendi kwamen in dienst van de faculteiten, dus we hebben vooral de facultaire labs gebruikt om projecten samen te laten komen. Binnen Eaisi zit die colocatie beter ingebakken omdat het een aparte huisvesting heeft: nu nog het Gaslab en over een tijdje het Laplace-gebouw op de TUE-campus.’

Het HTSC heeft nooit grote eigen labfaciliteiten gehad. De onderzoeken en projecten werden vooral uitgevoerd op de faculteiten en bij bedrijven’ Foto: VDL ETG/Paul Blom

Pahnke weer: ‘Uiteindelijk gaat het ook niet om de vierkante meters, maar om de impact. Met een beperkt budget zijn we toch heel zichtbaar in de faculteiten en in de buitenwereld. We hebben een stevig statement neergezet over het belang van de hightechindustrie voor de TU Eindhoven en we hebben die maakindustrie voedend laten zijn voor het onderzoek, en vice versa.’

Systeemdenken

De derde ambitie was de oprichting van een nieuwe pdeng-opleiding, een tweejarige postmaster voor hightechsysteemontwerpers waar systeemarchitectuur centraal staat. Die Mechatronic Systems Design-track is inmiddels vijf jaar onderweg. ‘Waar we in de eerste jaren alleen waren gericht op onderzoek, hebben we hiermee ondertussen ook een onderwijsverplichting op ons genomen’, aldus Pahnke.

Het HTSC heeft zichzelf opgeworpen als hoeder van het systeemdenken binnen de Eindhovense universiteit. ‘Dat komt voort uit onze betrokkenheid bij de 2030-strategie van de TU Eindhoven’, vertelt Steinbuch. ‘Toen we nadachten over het onderwijs van de toekomst kwam naar voren dat systeemdenken daar een kernwaarde is. Vanuit het HTSC en vanuit de automotiveopleidingen riepen we al jaren dat het systeemdenken en het opleiden van systeemarchitecten zo belangrijk zijn. Inmiddels krijgt dat zijn beslag in de pdeng-opleiding en rollen we het uit bij bachelors en masters op diverse andere faculteiten.’

Inspiratie en motivatie

Wat was voor het HTSC de grootste hindernis? ‘Het borrelt op de universiteit van de collectieve intelligentie, maar samenwerken buiten de muren van je eigen faculteit is een grote uitdaging’, antwoordt Pahnke. ‘We hebben heel veel moeten communiceren op sociaal-emotioneel vlak. Maar uiteindelijk wisten we de transitie te maken van ‘we moeten meedoen’ naar ‘wat moeten we doen om mee te mogen doen?’.’

Steinbuch: ‘Net als op de meeste universiteiten hebben we er op de TUE voor gekozen dat de faculteiten de pijlers zijn. Daarmee zeg je eigenlijk dat de disciplines leidend zijn. Onze ambitie was juist de cross-over tussen die disciplines. Dat betekent dat je dwars op de bestaande structuur van de universiteit opereert. En dat doen we met een beetje geld, maar zonder macht. Het moet echt komen van inspiratie en motivatie. Daar zat voor mij de moeilijkheid: om voor elkaar te krijgen dat de wetenschappers in die faculteiten samen voelen en beleven dat dit óók hun ding is. Dat is een lang proces geweest en dat hebben Katja en ik ook allebei wel geweten toen we eraan begonnen. Het duurde lang voordat onderzoekers zeiden: ‘Ja, dat HTSC heeft echt meerwaarde voor mij, ook wetenschappelijk.’ Over het algemeen zijn we daar toch redelijk in geslaagd. Ik heb daar ontzettend veel van geleerd, ken de valkuilen en de do’s en don’ts om verder te komen op grensvlakken tussen disciplines en tussen groepen mensen.’ Daardoor zegt Steinbuch klaar te zijn voor zijn volgende krachttoer.

Eindhoven Engine

Steinbuch heeft in zijn leven op de TU Eindhoven maar één belangrijke en nieuwe ambitie: ‘Ik wil Eindhoven Engine zo groot maken dat ze uit de hele wereld hier komen kijken hoe wij in staat zijn om innovatie te versnellen.’ Samen met kompaan Pahnke zet hij daarom alle kaarten op dat initiatief. ‘Nu we bij het HTSC het stokje hebben overgedragen, kunnen we ons volledig op Eindhoven Engine focussen’, aldus Pahnke.

Nog even ter herinnering: Eindhoven Engine is een initiatief van Fontys, TNO en de TU Eindhoven – inmiddels ook alle drie formeel aandeelhouder – met als doel om research te versnellen, door een plek te bieden waar wetenschappelijke onderzoekers en studenten samen met industriële engineers grensoverschrijdend en disruptief kunnen innoveren. Het programma is geïnspireerd op het vermaarde Natlab, waar er tussen de verschillende disciplines nauwelijks grenzen bestonden, op de succesvolle Kenniswerkersregeling uit de vorige crisis, toen bedrijven hun r&d-werknemers tijdelijk flink gesubsidieerd konden detacheren bij een kennisinstelling, en op de Eindhovense studententeams, die snel en disruptief kunnen innoveren met een eigen cultuur en ondernemerschap.

Steinbuch: ‘De moeilijkheid was om voor elkaar te krijgen dat wetenschappers samen voelden en beleefden dat samenwerkingen buiten de grenzen van hun faculteit óók hun ding zijn.’ Foto: Bart van Overbeeke

Eindhoven Engine draait nu ruim anderhalf jaar. Hoe staat het ervoor? ‘We hebben dit voorjaar een zeer succesvolle call gehad, met ruim twintig geïnteresseerde partijen, en uiteindelijk elf voorstellen’, vertelt Steinbuch. ‘Na een strenge selectie door een onafhankelijke commissie hebben we er daarvan zes geaccepteerd en opgestart.’ Met de vijf projecten uit de eerste call en de vier van vorig jaar staat de teller nu op vijftien programma’s, met ongeveer tweehonderd (parttime) onderzoekers, studenten en engineers uit het bedrijfsleven.

Ook financieel staat Eindhoven Engine er goed op. Pahnke: ‘Het is een programma van 75 miljoen euro, waarvan 15 miljoen uit de Regiodeal.’ Een deel van de cofinanciering zal in de komende calls duidelijk worden, maar Pahnke verwacht dat dit bedrag ruim wordt gehaald en ze voor vijf jaar projecten kan financieren. ‘We denken uiteraard na hoe we de financiering kunnen vergroten, ook na 2025. Ik reken erop dat we tegen die tijd hebben laten zien dat het concept werkt.’ Het doel is om over vijf jaar vijfhonderd engineers, onderzoekers en medewerkers van maatschappelijke organisaties aan het werk te hebben.

In tegenstelling tot bij het HTSC is colocatie in Eindhoven Engine een must. Als bedrijven en wetenschappers willen meedoen, moeten ze een deel van hun tijd naar de kantoren en labs van Eindhoven Engine komen. In deze tijden van corona is dat natuurlijk een uitdaging, maar Pahnke denkt om: ‘Het gaf ons en de gebouweigenaar de gelegenheid voor de verbouwing van ons pand, het Multi Media Paviljoen op de campus, of Hub 0, zoals wij het noemen. De bouwvakkers liepen niemand voor de voeten, en wij hun niet, en niemand had last van stof en lawaai.’ Ze geeft wel gelijk toe dat het een groot gemis is dat de engineers elkaar veel minder ontmoeten. ‘Kruisbestuiving tussen disciplines en tussen onderzoeksprojecten is een van de succesfactoren van Eindhoven Engine. Doordat vrijwel iedereen nu thuiswerkt, werden we gedwongen om na te denken hoe we die onverwachte ontmoetingen bij de koffieautomaat op een andere manier kunnen faciliteren. Voor een deel hebben we het opgelost met interne webinars en community-events, maar je hebt soms chaos en inefficiëntie nodig om tot gekke, inspirerende gesprekken en ideeën te komen. Gelukkig hoor ik van projectmedewerkers en studenten dat ze weinig vertraging oplopen, juist omdat ze rustig en gefocust kunnen werken. Maar iedereen kijkt uit naar een fysieke ontmoetingsplek met dynamiek, sociale cohesie en ruimte voor creativiteit.’

TRL 4 tot 6

Hoe verhoudt Eindhoven Engine zich tot Eaisi? Allebei draaien ze immers om colocatie voor toegepast onderzoek op het grensvlak tussen industrie en wetenschap. ‘Ze hebben niets met elkaar te maken’, vindt Steinbuch. ‘Eindhoven Engine is geen onderdeel van de universiteit zoals Eaisi dat is. We staan er volledig los van. Bovendien richt Eindhoven Engine zich op het brede spectrum van thema’s die voor de Brainport relevant zijn. We hebben projecten uit de hightech maakindustrie, maar ook uit de bouwkunde, life sciences, scheikunde en slimme mobiliteit. We omvatten alle instituten van de TUE, plus alles wat er bij TNO en Fontys gebeurt, zolang het tenminste relevant is voor de Brainport-regio. En de engineers uit het bedrijfsleven komen ook echt op locatie werken. Dat is ook anders dan in researchinstituten zoals het HTSC en Eaisi. Daar komen alleen de wetenschappers uit de verschillende faculteiten samen.’

‘We zouden trots zijn als bedrijven een dependance in Eindhoven Engine starten als disruptor voor zichzelf.’ Foto: Bart van Overbeeke

‘Eaisi zou een klant van Eindhoven Engine kunnen zijn’, verwoordt Pahnke de relatie. ‘Een ander duidelijk onderscheid is dat het op universitaire instituten vaak gaat om fundamenteler onderzoek. Eindhoven Engine zit veel dichter tegen de toepassing aan. We mikken op technology readiness levels 4 tot 6. Bij Eaisi zal dat over het algemeen lager zijn.’

Ter illustratie van het soort onderzoek binnen Eindhoven Engine. ASML maakt gebruik van het disruptieve karakter van die omgeving om te sleutelen aan de volgende generatie waferstages. Het bedrijf wil er buiten zijn comfortzone, vrij van zijn gevestigde ontwerpprincipes, op zoek naar vernieuwende technologieën. Een andere kijk op de zaak zou immers zomaar tot baanbrekende oplossingen kunnen leiden. Dat proberen de onderzoekers binnen het Eindhoven Engine-project ‘Advanced piezo-electric wafer stage’.

Gevraagd naar het uiteindelijke doel van Eindhoven Engine zegt Steinbuch: ‘Ik vind dat we zijn geslaagd als over een paar jaar medewerkers van bedrijven in de regio tegen hun baas zeggen: ‘Mag ik drie maanden voor een sabbatical in Eindhoven Engine werken?’ En ik zou trots zijn als Eindhoven Engine uitgroeit tot de place to be waar onderzoekers, engineers en anderen samenkomen. Of in mechatronicatermen: als we het nieuwe Philips CFT worden. Ik zou het ook geweldig vinden als in bijvoorbeeld München, Lausanne, Aalborg of Enschede vergelijkbare initiatieven ontstaan. En ten slotte zouden we apetrots zijn als bedrijven een dependance in Eindhoven Engine starten als disruptor voor zichzelf.’