Elke periode kent zijn eigen revolutie en elke revolutie brengt zijn eigen organisatorische model met zich mee. We bevinden ons nu in de 4e industri¨ele revolutie, waar het internet van dingen ons verbindt met autonome embedded systemen. Deze systemen zijn actief in de virtuele ’cyber’ wereld, alsook in de echte ’fysieke’ wereld om ons heen. Deze zogenoemde ’Cyber-Fysieke’ Systemen volgen daarmee een modern organisatorisch model, namelijk zelfmanagement, en zijn dan ook in staat zelf proactieve acties te ondernemen. Dit proefschrift belicht productiesystemen vanuit het Cyber-Fysieke perspectief. De productiesystemen zijn hier herconfigureerbaar, autonoom en zeer flexibel. Dit kan enkel worden bereikt door het ontwikkelen van nieuwe methodes en het toepassen van nieuwe technologie¨en die flexibiliteit verder bevorderen. Echter, effici¨entie is ook van belang, bijvoorbeeld door productassemblage zo flexibel te maken dat het daardoor kosteneffici¨ent is om de productie van diverse producten met een lage oplage, zogenaamde high-mix, low volume producten, te automatiseren. De mogelijkheid om zo flexibel te kunnen produceren moet bereikt worden door de creatie van nieuwe methoden en middelen, waarbij nieuwe technologie¨en worden gecombineerd; een belangrijk aspect hierbij is dat dit toepasbaar getest moet worden door gebruik van simulatoren en speciaal hiervoor ontwikkelde productiesystemen. Dit onderzoek zal beginnen met het introduceren van het concept achter de bijbehorende productiemethodologie, welke Grid Manufacturing is genoemd. Grid Manufacturing wordt uitgevoerd door autonome entiteiten (agenten) die zowel de productiesystemen zelf, als de producten representeren. Producten leven dan al in de virtuele cyber wereld voordat zij daadwerkelijk zijn gebouwd, en zijn zich bewust uit welke onderdelen zij gemaakt moeten worden. De producten communiceren en overleggen met de autonome herconfigureerbare productiesystemen, de zogenaamde equiplets. Deze equiplets leveren generieke diensten aan een grote diversiteit aan producten, die hierdoor op elk moment geproduceerd kunnen worden. Het onderzoek focust hierbij specifiek op de equiplets en de technische uitdagingen om dynamisch geautomatiseerde productie mogelijk te maken. Om Grid Manufacturing mogelijk te maken is er een set van technologische uitdagingen onderzocht. De achtergrond, onderzoeksaanpak en concepten zijn dan ook de eerste drie inleidende hoofdstukken. Daarna begint het onderzoek met Hoofdstuk 4 Object Awareness. Dit hoofdstuk beschrijft een dynamische manier waarop informatie uit verschillende autonome systemen gecombineerd wordt om objecten te herkennen, lokaliseren en daarmee te kunnen manipuleren. Hoofdstuk 5 Herconfiguratie beschrijft hoe producten communiceren met de equiplets en welke achterliggende systemen ervoor zorgen dat, ondanks | Dutch Summary 232 dat het product niet bekend is met de hardware van de equiplet, deze toch in staat is acties uit te voeren. Tevens beschrijft het hoofdstuk hoe de equiplets omgaan met verschillende hardwareconfiguraties en ondanks de aanpassingen zichzelf toch kunnen besturen. De equiplet kan dan ook aangepast worden zonder dat deze opnieuw geprogrammeerd hoeft te worden. In Hoofdstuk 6 Architectuur wordt vervolgens dieper ingegaan op de bovenliggende architectuur van de equiplets. Hier worden prestaties gecombineerd met flexibiliteit, waarvoor een hybride architectuur is ontwikkeld die het grid van equiplets controleert door het gebruik van twee platformen: Multi-Agent System (MAS) en Robot Operating System (ROS). Nadat de architectuur is vastgesteld, wordt er in Hoofdstuk 7 onderzocht hoe deze veilig ingezet kan worden. Hierbij wordt een controlesysteem ingevoerd dat het systeemgedrag bepaalt, waarmee het gedrag van de equiplets transparant wordt gemaakt. Tevens zal een simulatie met input van de sensoren uit de fysieke wereld ’live’ controleren of alle bewegingen veilig uitgevoerd kunnen worden. Nadat de basisfunctionaliteit van het Grid nu compleet is, wordt in Hoofdstuk 8 Validatie en Utilisatie gekeken naar hoe Grid Manufacturing gebruikt kan worden en welke nieuwe mogelijkheden deze kan opleveren. Zo wordt er besproken hoe zowel een hi¨erarchische als een heterarchische aanpak, waar alle systemen gelijk zijn, gebruikt kan worden. Daarnaast laat het hoofdstuk o.a. aan de hand van enkele voorbeelden en simulaties zien welke effecten herconfiguratie kan hebben, en welke voordelen deze aanpak zoal kan bieden.. Het proefschrift laat zien hoe met technische middelen geautomatiseerde flexibiliteit mogelijk wordt gemaakt. Hoewel het gehele concept nog volwassen zal moeten worden, worden er enkele aspecten getoond die op de korte termijn toepasbaar zijn in de industrie. Enkele voorbeelden hiervan zijn: (1) het combineren van gegevens uit diverse (autonome) bronnen voor 6D-lokalisatie; (2) een data-gedreven systeem, de zogeheten hardware-abstractielaag, die herconfigureerbare systemen controleert en de mogelijkheid biedt om deze productiesystemen aan te passen zonder deze te hoeven herprogrammeren; en (3) het gebruik van Cyber-Fysieke systemen om de veiligheid te verhogen.
MULTIFILE
This paper introduces a creative approach aimed at empowering desk-bound occupational groups to address the issue of physical inactivity at workplaces. The approach involves a gamified toolkit called Workplace Vitality Mapping (WVM) (see Figure 1) designed to encourage self-reflection in sedentary contexts and foster the envision of physical vitality scenarios. This hybrid toolkit comprises two main components: A Card Game (on-site) for context reflection and a Co-design Canvas (Online) for co-designing vitality solutions. Through the card games, participants reflect on key sedentary contexts, contemplating their preferable physical vitality scenarios with relevant requirements. The co-design canvas facilitates the collaborative construction and discussion of vitality scenarios’ development. The perceptions and interactions of the proposed toolkit from the target group were studied and observed through a hybrid workshop, which demonstrated promising results in terms of promoting participants’ engagement experience in contextual reflections and deepening their systemic understanding to tackle the physical inactivity issue. As physical inactivity becomes an increasingly pressing concern, this approach offers a promising participatory way for gaining empathetic insights toward community-level solutions.
Introduction: There is a lack of effective interventions available for Pediatric Physical Therapists (PPTs) to promote a physically active lifestyle in children with physical disabilities. Participatory design methods (co-design) may be helpful in generating insights and developing intervention prototypes for facilitating a physically active lifestyle in children with physical disabilities (6–12 years). Materials and methods: A multidisciplinary development team of designers, developers, and researchers engaged in a co-design process–together with parents, PPTs, and other relevant stakeholders (such as the Dutch Association of PPTs and care sports connectors). In this design process, the team developed prototypes for interventions during three co-creation sessions, four one-week design sprint, living-lab testing and two triangulation sessions. All available co-design data was structured and analyzed by three researchers independently resulting in themes for facilitating physical activity. Results: The data rendered two specific outcomes, (1) knowledge cards containing the insights collected during the co-design process, and (2) eleven intervention prototypes. Based on the generated insights, the following factors seem important when facilitating a physically active lifestyle: a) stimulating self-efficacy; b) stimulating autonomy; c) focusing on possibilities; d) focusing on the needs of the individual child; e) collaborating with stakeholders; f) connecting with a child's environment; and g) meaningful goal setting. Conclusion: This study shows how a co-design process can be successfully applied to generate insights and develop interventions in pediatric rehabilitation. The designed prototypes facilitate the incorporation of behavioral change techniques into pediatric rehabilitation and offer new opportunities to facilitate a physically active lifestyle in children with physical disabilities by PPTs. While promising, further studies should examine the feasibility and effectivity of these prototypes.
LINK
The demand for mobile agents in industrial environments to perform various tasks is growing tremendously in recent years. However, changing environments, security considerations and robustness against failure are major persistent challenges autonomous agents have to face when operating alongside other mobile agents. Currently, such problems remain largely unsolved. Collaborative multi-platform Cyber- Physical-Systems (CPSs) in which different agents flexibly contribute with their relative equipment and capabilities forming a symbiotic network solving multiple objectives simultaneously are highly desirable. Our proposed SMART-AGENTS platform will enable flexibility and modularity providing multi-objective solutions, demonstrated in two industrial domains: logistics (cycle-counting in warehouses) and agriculture (pest and disease identification in greenhouses). Aerial vehicles are limited in their computational power due to weight limitations but offer large mobility to provide access to otherwise unreachable places and an “eagle eye” to inform about terrain, obstacles by taking pictures and videos. Specialized autonomous agents carrying optical sensors will enable disease classification and product recognition improving green- and warehouse productivity. Newly developed micro-electromechanical systems (MEMS) sensor arrays will create 3D flow-based images of surroundings even in dark and hazy conditions contributing to the multi-sensor system, including cameras, wireless signatures and magnetic field information shared among the symbiotic fleet. Integration of mobile systems, such as smart phones, which are not explicitly controlled, will provide valuable information about human as well as equipment movement in the environment by generating data from relative positioning sensors, such as wireless and magnetic signatures. Newly developed algorithms will enable robust autonomous navigation and control of the fleet in dynamic environments incorporating the multi-sensor data generated by the variety of mobile actors. The proposed SMART-AGENTS platform will use real-time 5G communication and edge computing providing new organizational structures to cope with scalability and integration of multiple devices/agents. It will enable a symbiosis of the complementary CPSs using a combination of equipment yielding efficiency and versatility of operation.
