Wetenschappers moeten weg uit de ivoren computer De wetenschap heeft behoefte aan pragmatische onderzoekers die met een MacGyver-houding in de praktijk staan. Dit betekent vaak ook meer meten en observeren en minder vanachter de computer modelleren. Dat zegt Rolf Hut, die op dinsdag 1 oktober promoveert aan de TU Delft. Hut heeft deze MacGyver-attitude bij uitstek laten zien tijdens zijn promotie-onderzoek. Hij mede-ontwikkelde meerdere nieuwe meetinstrumenten voor zijn eigen vakgebied, de hydrologie, waaronder een regenmeter die de grootte van regendruppels meet door te luisteren naar het geluid van de impact van de druppels, en een verdampingsmeter op basis van de Wiimote. Hinkelen op de rechtervoet 'Het voortschrijden van de wetenschap is te vergelijken met de wandelpas van het cortège. De rechtervoet die de theoretische kant van de wetenschap voorstelt, kan pas een stap zetten, wanneer de linkervoet, die de metingen en observaties voorstellen, een stap heeft gezet en vice versa', zegt onderzoeker Rolf Hut van de TU Delft. 'De hydrologische wetenschap hinkelt bijvoorbeeld al een tijdje op zijn rechtervoet: de afgelopen periode kende een groot aantal doorbraken en nieuwe inzichten op theoretisch vlak. Hydrologische modellen zijn zo complex geworden dat de data die gebruikt worden om de modellen te kalibreren, niet genoeg 'informatie' bevatten om de parameters van de modellen uniek te kunnen schatten. Daarom hebben hydrologen nieuwe, en vooral andere, meetgegevens nodig.' MacGyver Er zijn volgens Hut drie ontwikkelingen gaande die hydrologen kunnen helpen met het verkrijgen van die broodnodige nieuwe meetgegevens. Ten eerste het verschijnen van sensoren in nagenoeg alle (consumenten)elektronica; het opkomen van de 'open source hardware' beweging, die aanmoedigt om blauwdrukken van hardware kosteloos te delen en ten derde het online delen van onderzoeksresultaten, publicaties en gegevens. 'Om deze ontwikkelingen tot nut van de hydrologische wetenschap te maken, zijn pragmatische onderzoekers nodig. Onderzoekers die met een 'MacGyver'-houding<http://www.youtube.com/watch?v=QcnuWDZuYy0>, de bovengenoemde ontwikkelingen hydrologie verder kunnen helpen.' Wiimote Hut heeft die MacGyver-houding bij uitstek laten zien tijdens zijn promotie-onderzoek. Bijvoorbeeld door concreet aan te tonen hoe consumenten-elektronica in de hydrologie gebruikt kan worden. De 'Wiimote' (een $40 kostende controller behorende bij de Nintendo Wii spelcomputer) bevat bijvoorbeeld drie acceleratiemeters en een infrarood-camera. 'Een drijvende verdampingspan is vervolgens als voorbeeld gebruikt om te laten zien dat deze Wiimote, hoewel hij potentiële nadelen bij gebruik in het veld heeft, zeker een goede toevoeging is aan de verzameling meetapparatuur van hydrologen. Hopelijk inspireert dit eerste 'proof-of-concept' werk andere wetenschappers om consumenten-elektronica als meetapparatuur te gaan gebruiken', zegt Hut. Trillende regenval- en verdampingsmeter Hut ontwikkelde met onderzoekers van Oregon State University ook een nieuwe methode om regenval en verdamping te meten. 'Het idee is in feite niet veel meer dan een emmer op een stok te plaatsen. Aan de stok zit een acceleratiemeter die de trillingen van het apparaat meet. Deze trillingen worden, onder andere, veroorzaakt door de wind. Wanneer de massa van het water in de emmer veranderd, door regenval of verdamping, zal de resonantie-frequentie van het apparaat wijzigen. Deze wijziging kan gemeten worden en dus worden gebruikt om de massaverandering uit te rekenen. Dit idee is getoetst door een prototype te maken en deze een maand lang buiten te testen. Dit prototype kon massaveranderingen veroorzaakt door regen meten met een nauwkeurigheid van circa 1 mm.' Delft-disdrometer Nóg een andere noviteit waar Hut aan gewerkt heeft is een akoestische disdrometer: een regenmeter die de grootte van regendruppels meet door te luisteren naar het geluid dat de impact van druppels maakt als ze de sensor raken. Deze 'Delft-disdrometer' is ontworpen om onderhoudsarm te zijn, waardoor grote netwerken van deze regenmeter geïnstalleerd kunnen worden zonder hoge onderhoudskosten. De resultaten van een veldtest tonen aan dat de Delft-disdrometer in staat is om de intensiteit van regen te meten met vergelijkbare onzekerheden als de geldende standaarden in de industrie. Handleiding Voordat goedkope sensoren, open source hardware en gegevens uit andere velden dan hydrologie door alle hydrologen nuttig gebruikt kunnen worden, moeten er drie dingen veranderen, besluit Hut. 'Wetenschappelijke tijdschriften moeten eisen dat bij artikelen over nieuwe meetapparatuur een stap bij stap handleiding gepubliceerd wordt waarin wordt uitgelegd hoe de nieuwe meetapparatuur is na te bouwen. Producenten van sensoren en open source hardware moeten ervoor zorgen dat hun apparatuur op een 'plug and play' manier aan te sluiten is. En aardwetenschappelijke gegevens moeten volgens een standaardmethode opgeslagen worden, of dat nu online, of lokaal is.' Meer informatie Promotie Rolf Hut "New Observational Tools and Datasources for Hydrology. Hydrological data Unlocked by Tinkering" 1 oktober 2013, 09.30, Aula TU Delft Promotor: prof.dr.ir. N.C. van de Giesen (Faculteit CiTG) Contact Rolf Hut, R.W.Hut@xxxxxxxxxx<mailto:R.W.Hut@xxxxxxxxxx>, (015) 27 84909 Een uitgebreide toelichting op de stellingen bij het proefschrift, en het proefschrift zelf, zijn te vinden op de blog van Hut Geek omdat het kan<http://geekomdathetkan.wordpress.com/2013/09/13/dr-hut-komt-eraan-maar-eerst-10-stellingen/>. Adviseur wetenschapscommunicatie TU Delft Roy Meijer, r.e.t.meijer@xxxxxxxxxx<mailto:r.e.t.meijer@xxxxxxxxxx>, (015) 2781751/06-14015008