Draadloze robotbloemen

Kamiel ontwikkelde draadloze robotbloemen: “Het is de bedoeling dat anderen ze makkelijk kunnen namaken, zo bouwt iedereen verder op elkaar.”

Kamiel Debeuckelaere (32) won in 2021 de Vlaamse Scriptieprijs met zijn masterproef. Voor zijn promotor ontwikkelde hij toen draadloze robotbloemen. Intussen gebruikt hij die bloemen ook zelf, als FWO-doctoraatsstudent binnen de divisie Ecologie, Evolutie en Biodiversiteitsbehoud aan de KU Leuven. Daar doet hij fundamenteel onderzoek naar hommels.

Wat bracht je oorspronkelijk bij FabLab Leuven?

Kamiel:Mijn masterproef. Dat is intussen al vijf jaar geleden. Ik kwam toen bij Maribel Pozo terecht, een Spaanse postdoc, inmiddels professor, die onderzoek doet naar hommels en bestuiving. Ze werkt vooral rond de eigenschappen van nectar en hoe die invloed hebben op bestuivers. Zo’n onderzoek gebeurt vaak door hommels op bloemen te observeren en waarnemingen op te schrijven, of door video’s te maken die je achteraf kunt herbekijken. Maribel zocht een manier om dat proces te automatiseren. Ze maakte er een masterproef van in de hoop dat een student ermee aan de slag zou gaan. Die student ben ik geworden. De beschrijving van de thesis klonk leuk, al had ik er niet echt bij stilgestaan dat het zo technisch was. Dat had ze er denk ik bewust niet bijgezet, anders zou ze misschien geen enkele biologiestudent gevonden hebben die zot genoeg was. Voor mijn thesis zocht ik eerst hulp bij de ICTS dienst van de KU Leuven. Daar heb ik samen met Dirk Janssens de elektronica van de robotbloem uitgedacht. Voor het in elkaar steken en de behuizing raadde hij me aan om eens bij FabLab te gaan horen. Ik wilde graag 3D-printen, maar had dat nog nooit gedaan.

Wat was het robotbloem-project precies?

Kamiel: Er bestonden al wat eenvoudigere robotbloemen. We wilden ze iets complexer maken, zodat ze automatisch zouden registreren of er een hommel in de bloem zit en hoe lang die erin blijft. Met de huidige versie kunnen we aan de hand van een tag op de hommels hun thorax zelfs zien om welke hommel het gaat. We wilden ook dat de robotbloemen automatisch nectar zouden bevoorraden. In natuurlijke bloemen zit heel weinig nectar, slechts een paar microliter. In artificiële systemen zit vaak gewoon een groot reservoir, wat ervoor zorgt dat hommels of andere bezoekers niet worden aangemoedigd om naar verschillende bloemen te gaan. We moesten dus een systeem hebben dat de nectar automatisch bijvult in heel kleine hoeveelheden. Daarnaast wilden we ook een draadloos systeem, zodat de bloemen makkelijk op eender welke plaats kunnen staan, zoals in een serre voor experimenten. Qua elektriciteit is dat simpel, je moet er gewoon een batterij insteken. De uitdaging zat hem vooral in de datatransmissie. We wilden tijdens experimenten de data al kunnen zien. Daarvoor hebben we een kleine antenne in de bloemen geplaatst die werkt met het Internet of Things (IoT). Dat verbruikt heel weinig energie, omdat het gewoon via radiosignalen gaat en dus niet met wifi werkt. De data wordt om de tien minuten in kleine datapakketjes naar een antenne gestuurd. De universiteit heeft zo verschillende antennes in Leuven die deze opvangen en vervolgens via internet alles doorgeven aan je computer. Zo kan je live zien wat er gebeurt, en ook of er problemen zijn met bijvoorbeeld de bloem of batterij.

In FabLab heb ik alle onderdelen van de bloem samengebracht en heb ik gebruik kunnen maken van een goede soldeerbout. De behuizing van de bloemen heb ik dan met de 3D-printer gemaakt. In het jaar van mijn masterproef heb ik wel twintig robotbloemen gemaakt, dus dat was heel wat werk.

Wat vond je verrassend aan je ervaring bij FabLab?

Kamiel: Het verraste me vooral hoe vriendelijk ze waren. Ik wist van niets toen ik daar toekwam. Ik was al vaak voorbij het FabLab gelopen en vond dat het er cool uitzag, maar ik had altijd het gevoel dat het voor ingenieursstudenten was, of voor architecten die maquettes moesten maken. Ik had er nooit bij stilgestaan dat het voor iedereen was. Door mijn thesis kreeg ik het nodige zetje om er toch binnen te gaan. Je kan daar gewoon binnenkomen en je ding doen. De eerste keer had ik met Marc en Thomas afgesproken. Ik had nog nooit ge-3Dprint. Ze legden me alles uit en hielpen me op weg. Ik kon hen ook altijd alles vragen.

Veranderde FabLab iets aan de manier waarop je denkt?

Kamiel: Ja, waar we vroeger wat meer bric-à-brac proefopstellingen maakten, denk ik nu veel sneller: ik kan het eigenlijk perfect maken zoals ik het wil, zodat de opstelling er mooier uitziet en altijd hetzelfde is. Als je zelf dingen in elkaar steekt, zit daar toch altijd een verschil op. Nu ziet het er professioneler uit. Collega’s denken vaak: Is dat wel echt nodig? Kunnen we niet gewoon iets recycleren en zelf in elkaar knutselen? Maar dan denk ik: als we het kunnen 3D-printen, waarom niet? Ook mijn promotor Tom Wenseleers gaat tegenwoordig naar FabLab om proefopstellingen te maken. Zo heeft hij er bijvoorbeeld een stukje bijenraat geprint voor een experiment met koninginnenlarven.

Heeft FabLab iets veranderd op werkvlak en aan het pad dat je hebt afgelegd?

Kamiel: Zeker wel. De robotbloemen die ik bij FabLab gemaakt heb, hebben me ondertussen al veel opgebracht, laat ik het zo zeggen. Niet alleen in mijn masterproef, waarin ik de bloemen heb gemaakt, maar ook in mijn doctoraat, waarin ik ze nu ook echt aan het gebruiken ben. Zonder FabLab had ik alles wat ik tot nu toe heb gedaan gewoon niet gedaan. 3D-printen is zelfs een van mijn hobby’s geworden. Ik heb er nu ook zelf een gekocht om nog meer te kunnen proberen, maar zonder FabLab was ik er nooit ingerold.

Tot wat heeft FabLab geleid?

Kamiel: Zonder FabLab zou ik de scriptieprijs voor mijn masterthesis niet gewonnen hebben, denk ik. Al relativeer ik die wel. Het is gewoon een prijs voor de beste thesis van Vlaanderen, of toch volgens de jury en uit de thesissen die ingezonden zijn. Maar het is wel een leuke erkenning. Ik zou zonder FabLab ook niet aan het doctoreren zijn. Ik heb een persoonlijke doctoraatsbeurs gekregen van de Vlaamse overheid. Dat ik mijn 3D-geprinte robotbloem kon meenemen, was een mooie bonus om de vakjury te overtuigen van mijn project. Ik doctoreer nu voor het FWO, met de KU Leuven als gastinstelling.

Hoe zie je de toekomst van je draadloze robotbloemen?

Kamiel: Dat is een goede vraag. Ik heb ze gemaakt, maar ze zijn van de KU Leuven. Dus ik moet ze hier achterlaten na mijn doctoraat. Ik kan er gemakkelijk nieuwe maken natuurlijk, maar officieel moeten ze hier blijven. Het zou kunnen dat ze na mijn doctoraat voor een nieuw project worden gebruikt door iemand anders. Mensen hebben me al gevraagd of ik er geen patent op zou willen nemen, maar zo speciaal is het nu ook weer niet. Ik denk dat een ingenieur het tien keer beter zou kunnen maken. Het kan allemaal compacter, maar ik heb het juist speciaal zo gemaakt dat ook mensen zonder ervaring het zelf zouden kunnen namaken. Dat is het concept. Het is de bedoeling dat andere onderzoekers de robotbloemen ook makkelijk kunnen gebruiken. Dat is net het leukste eraan. Dat is ook de filosofie van FabLab. Iedereen mag het gebruiken, en graag zelfs. Een tijdje geleden zag ik een paper uit Amerika dat mijn bloem als inspiratie gebruikte en er een mechanische krabspin had opgezet. Dat is cool om te zien. Ik heb zelf ook inspiratie gehaald bij Finse onderzoekers. Mijn robotbloem is eigenlijk een nieuwe, draadloze versie van die van hen. Zo bouwt iedereen verder op elkaar.

Ikzelf doe met de robotbloemen fundamenteel onderzoek naar hommels. Dat is weten om te weten, zien hoe alles werkt. Maar later kunnen daar wel toepassingen of bepaalde concepten uit voortkomen, eventueel over hoe je hommels kunt beschermen. De jury van de Vlaamse scriptieprijs had het idee om er een citizen science project van te maken. Maar dat is nog wel een stap verder. Dat is niet zo simpel als ze dachten. Technisch is dat voorlopig sowieso niet mogelijk, maar in de huidige versie weet ik ook niet in hoeverre het informatief zou zijn. Het is wel een volgende stap waarover nagedacht zou kunnen worden.

Hoe zie je je eigen toekomst?

Kamiel: Dat weet ik nog niet. Dat is een moeilijke vraag. Ik vind onderzoek heel leuk, maar de academische wereld is een moeilijke wereld, en ik weet niet of er een plaats is voor mij. Het is als een piramide. Elke stap dat je omhoog gaat, is er minder plaats. Daarnaast is de regering ook alleen maar aan het besparen op wetenschap, dus zijn er steeds minder beurzen en wordt de competitie supergroot. Ik wil vooral een leuke job vinden. Eentje waarbij ik biologisch onderzoek kan combineren met de leuke projectjes die ik via FabLab heb leren kennen. Ik zou graag meedenken, helpen en dingen maken voor experimenten. Dat hoeft niet per se binnen de academische wereld te zijn. Ik wil vooral alles kunnen combineren.

Heb je nog advies voor studenten die iets willen creëren?

Kamiel: Ik zou zeggen: durven. In het FabLab zijn ze super vriendelijk. Ze staan open voor alles denk ik, of toch voor veel. Dus als je een wild idee hebt, ga ervoor. Je leert het gaandeweg wel in het FabLab en met wat YouTube-instructievideo’s kom je ook al ver. En met AI wordt het alleen maar makkelijker. Codes waar je anders een week aan had moeten werken, worden zo voor jou geschreven. Er is van alles mogelijk. Eens je vertrokken bent, gaat het ook steeds vlotter.