Persbericht Centrum Wiskunde & Informatica (CWI)
Amsterdam, 15 februari 2016
Betere doorvoersnelheid sensornetwerken met wiskunde
Arduino sensorPromovendus Martijn Onderwater (CWI en VU) optimaliseerde met
wiskundige technieken de doorvoersnelheid in ZigBee sensornetwerken. Dit is
belangrijk omdat er steeds meer sensoren komen en de netwerken voller worden.
Daarnaast combineerde hij beslismodellen voor onzekere omstandigheden met
technieken uit de kunstmatige intelligentie. Dit resulteerde in een
veelbelovende nieuwe techniek, waardoor sensornetwerken kunnen bijdragen aan
betere beslissingen, zoals het kiezen van de beste nooduitgang. De onderzoeker
van het het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) promoveerde op 8 februari 2016
aan de Vrije Universiteit op zijn proefschrift 'Network of Sensors – Operations
and Control'.
Onderwater deed zijn onderzoek samen met praktijkpartners, die metingen deden
aan het binnenklimaat van kinderdagverblijven en een sporthal. "Voor een
kinderdagverblijf is het belangrijk dat het kooldioxidegehalte goed is, want
bij een te hoog gehalte kunnen mensen zich niet goed concentreren", licht de
promovendus toe. "Om het binnenklimaat te kunnen verbeteren, meten sensoren het
CO2-gehalte, de luchtvochtigheid en de temperatuur. Als veel van die sensoren
hun metingen naar een centraal punt doorsturen, moeten ze soms lang op elkaar
wachten. Eén sensor kan zelfs het netwerk gaan domineren, wat niet goed is voor
realtime toepassingen zoals actieve ventilatie. Met wiskundige technieken is
het nu mogelijk om de parameters van een ZigBee netwerk zo in te stellen dat
een optimale doorvoersnelheid van gegevens naar een centraal punt behaald kan
worden. Ook kunnen we nu de beste instellingen vinden zonder daarvoor een groot
en duur netwerk te hoeven opzetten." De resultaten zijn relevant voor
bijvoorbeeld toepassingen in het Internet of Things.
Onzekerheid
De onderzoeker bestudeerde daarnaast wiskundige modellen voor het nemen van
beslissingen in onzekere omstandigheden, zogenaamde Markov-beslismodellen.
Onzekerheden komen ook vaak voor bij sensormetingen. Onderwater legt uit: "Bij
een calamiteit op bijvoorbeeld een perron wil je mensen aan de hand van
sensormetingen naar de juiste nooduitgang leiden. Een advies om naar de
dichtstbijzijnde nooduitgang te gaan kan verkeerd uitpakken als er korte tijd
later net een drukke trein stopt. Het is van belang om onzekerheden mee te
nemen in de beslissing". Tot nu toe moet er steeds een nieuwe strategie worden
uitgerekend als het model afwijkt van de werkelijkheid, wat rekenkundig lastig
is. Onderwater ontwikkelde een nieuwe, innovatieve methode die dit nadeel niet
heeft, waarbij hij waardefuncties benadert met evolutionaire algoritmen
(dynamische strategie). De aanpak levert goede strategieën en heeft veel
potentie. Onderwater: "De methode is interessant voor allerlei problemen die
door Markov-beslismodellen beschreven kunnen worden, zoals het bepalen van
prijzen van hotelkamers in de toekomst".
Het onderzoek is uitgevoerd op het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) en de
Vrije Universiteit (VU) en is mede gefinancierd door een IOP-programma van het
ministerie van Economische Zaken.
Over het Centrum Wiskunde & Informatica
Het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) is sinds 1946 het nationale
onderzoeksinstituut voor wiskunde en informatica. Het is gevestigd op het
Amsterdam Science Park en is deel van de Nederlandse Organisatie voor
Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). Het instituut heeft een sterke internationale
positie. Ruim 150 wetenschappers doen er grensverleggend onderzoek en dragen de
verkregen kennis over aan de maatschappij. Meer dan 30 van de onderzoekers zijn
hoogleraar aan een universiteit. Het instituut heeft 22 spin-off bedrijven
voortgebracht.
---
Noot voor de pers, niet voor publicatie
Promotor: prof. dr. R.D. van der Mei (CWI/VU) and copromotor: dr. S. Bhulai
(VU). Promotieonderzoek Martijn Onderwater:
http://www.martijn-onderwater.nl/phd-research/, contact: ;
http://www.martijn-onderwater.nl/contact/. ;
Het onderzoek werd uitgevoerd in de Stochastics onderzoekgroep van het CWI
binnen het project RRR (Realisation of Reliable and Secure Residential Sensor
Platforms) van het programma IOP Generieke Communicatie, nummer IGC1020,
gesteund door de Subsidieregeling Sterktes in Innovatie.
- Behandeld door: Annette Kik, Annette.Kik@xxxxxx, tel. 06-51574891 (ma, wo,
do, vr-mi), of bgg Peter Hildering, 06 1683 8044. Centrum Wiskunde &
Informatica, Science Park 123, 1098 XG Amsterdam, http://www.cwi.nl.
