Katalytische productie van biodiesel

Ruwe aardolie is één van de belangrijkste grondstoffen waarop onze maatschappij is gebouwd, maar wordt steeds schaarser en dus duurder. De chemische industrie gaat daarom op zoek naar (hernieuwbare) alternatieven. 

In dit project krijg je de kans zelf een alternatieve brandstof te maken, namelijk biodiesel. Op basis van bijvoorbeeld zonnebloem- of frituurolie wordt er een productieproces doorlopen dat zowel de eigenlijke omzetting als het verwijderen van onzuiverheden omvat. De resulterende biobrandstof wordt vervolgens geanalyseerd op samenstelling, viscositeit, … en de resultaten worden vergeleken met die van andere groepen.

Visualisatie en analyse van GPS-trajecten

Niemand staat graag in de file, maar het goed organiseren van het mobiliteitsvraagstuk is een lastige klus. Vroeger werden mobiliteitsstudies gemaakt via tellingen en enquêtes. Tegenwoordig heeft zowat iedereen een smartphone of navigatietoestel. Dit maakt het mogelijk heel gedetailleerde verplaatsingsgegevens te verzamelen van grote groepen gebruikers, maar brengt heel wat nieuwe uitdagingen met zich mee: hoe kunnen deze gegevens op een efficiënte manier verwerkt worden en hoe kan er waardevolle informatie uit gehaald worden? In dit project komen verschillende aspecten aan bod van het verzamelen van data via bijvoorbeeld smartphones en GPS trackers, en het verwerken, visualiseren en analyseren van de data.

Een productielijn voor helikopters

Tijdens het ontwerp van een product en een proces moeten er een aantal ontwerpparameters bepaald en geoptimaliseerd worden. In dit project optimaliseer je de ontwerpparameters van een papieren helikopter, met als doel o.a. de vluchtduur bij vrije val te maximaliseren.

Voor het finaal geselecteerde ontwerp moet dan bovendien een kwaliteitszeker productieproces en een efficiënte productielijn voorgesteld worden. De productie moet in deeltaken worden opgedeeld en in een zo goed mogelijk gebalanceerde productielijn worden ingedeeld.

Ionocrafts

In de ruimtevaart worden ionenmotoren beschouwd als de meest efficiënte voortstuwing. In een ionenmotor worden de positieve ionen van een plasma aan hoge snelheid uitgestoten. Terwijl het in het bijna-vacuüm in de ruimte relatief eenvoudig is om een plasma op te wekken, is dat een stuk moeilijker op aarde.

In dit project ontwerpen we een atmosferische-druk-plasmabron op basis van een zogenaamde corona-ontlading. De door ionisatie van de lucht gevormde ionen worden versneld in het sterke elektrische veld en sleuren neutrale gasmoleculen mee. Kunnen we deze “ionenwind” gebruiken om een voorwerp voort te bewegen

LEDs, licht en kleur

Licht emitterende diodes (LEDs) worden steeds populairder voor verlichting, omdat ze veel licht en weinig warmte produceren. De kleur van het opgewekte licht is afhankelijk van de aard van de materialen waaruit de LED is opgebouwd. Door combinatie van meerdere LEDs kan er een zo groot mogelijk kleurengamma worden weergegeven.

In dit project ontwerp en realiseer je een LED-lamp met instelbare kleur en een low-cost spectrometer om het uitgezonden spectrum te visualiseren.

Opmeten van bio-elektrische signalen in het lichaam

Bio-elektrische signalen zijn aanwezig in het volledige lichaam. Elektrische signalen worden gegenereerd door het samentrekken van hart, de beweging van spieren en de werking van de hersenen. Het elektrische veld dat gepaard gaat met activiteit van het hart, de spieren en de hersenen kan worden opgenomen d.m.v. elektroden bevestigd op het lichaam. Afhankelijk van de plaats van de elektroden kan het electrocardiogram (ECG), electromyogram (EMG) en het electroencephalogram (EEG) opgemeten worden.

In dit project zal je een elektronisch systeem maken waarmee bio-elektrische signalen kunnen opgemeten worden. In eerste instantie wordt beoogd om ECG op te meten. De studenten krijgen elektronische componenten ter beschikking die ze dienen te verbinden zodoende de elektrische activiteit van het hart in beeld te brengen. Eenmaal het systeem klaar is, zullen we signalen opmeten van het hart, de spieren en de hersenen en hierop signaal verwerking toepassen om eigenschappen uit het signaal te halen.  In laatste instantie zullen we bekijken hoe EEG gebruikt kan worden om een computer aan te sturen, de zogenaamde brain computer interface (BCI).

De dijk op hoogte?

Zeespiegelrijzing zal in de toekomst dijkversterkingen noodzakelijk maken, zoals dat afgelopen jaren ook is gebeurd langs de Schelde in het kader van het Sigmaplan.

Er wordt bij een dijkverhoging vastgesteld hoe hoog de kruin van een dijk moet zijn om ook het meest extreme hoogwater te keren. Nu worden dijken vaak aangelegd op slappe grond. Na aanleg kan de grond wat inklinken en dus ook de dijk wat lager worden dan oorspronkelijk aangelegd. De aannemer wil niet terugkomen als de dijk wat is ingezakt en daarom wordt deze met wat genoemd wordt overhoogte aangebracht. Na het inzakken moet de dijk de goede hoogte hebben. Ook moet de dijk stabiel zijn.

In dit project bepalen we van de slappe grond hoeveel die inklinkt als er een dijk op aangebracht wordt en wat de sterkte is van die grond en van het zand waarmee de dijk wordt gebouwd. Hiervoor gebruiken we eenvoudige grondmechanische laboratoriumproeven. Als de grondparameters zijn bepaald, wordt uitgerekend hoeveel de dijk zakt en of deze stabiel is.

Hart zoekt ingenieur

Het hart- en de bloedvaten vormen een uniek gesloten circulatiesysteem, met een zeer nauw geregelde druk en stroom. Bloeddruk is ongetwijfeld de meest gemeten fysiologische parame ter bij de mens, typisch via een manchet op de bovenarm (“12 over 8”). Niet zonder belang uiteraard: een hoge bloeddruk verhoogt in sterke mate het risico op hart- en vaatziekten; bij een te lage bloeddruk verliezen we het bewustzijn.

Binnen dit project willen we de studenten, eerst via niet-invasieve metingen (bloeddrukmeters en ultrageluid) op zichzelf en medestudenten, vertrouwd maken met het cardiovasculaire systeem, de variabiliteit van hartritme en de bloeddruk in verschillende omstandigheden (rust, inspanning, staan, liggen,…), en een eerste kennismaking met diagnostische systemen.

Vervolgens ontwerpen en bouwen de studenten, in groep, een artificieel en met de hand aangedreven circulatiesysteem dat de functie van het hart- en bloedvatensysteem benadert en waarbij het de uitdaging is om de typische pulsaties en bloeddrukschommelingen zo dicht mogelijk te benaderen. De opstelling moet toelaten om de druk én het verpompte debiet te monitoren. Studenten ontdekken de functie van hartkleppen, het belang van de elasticiteit van bloedvaten, en ervaren het vermogen van het hart als onuitputtelijke pomp.

iPlant: het effect van klimaatverandering op planten

Wetenschappers van de Plantentuin Meise en de UGent onderzoeken hoe planten uit het tropisch regenwoud zich aanpassen aan de klimaatverandering. Tijdens hun onderzoek voeren ze vaak repetitieve taken uit. De computerwetenschappen bieden een oplossing om zo’n tijdrovend proces te automatiseren en zo het wetenschappelijk onderzoek een boost te geven.

In dit project zien jullie hoe jullie zelf een automatisatieprobleem kunnen aanpakken. Daartoe programmeren jullie bepaalde oplossingen in Python. Verschillende aspecten uit de wiskunde, biologie en informatica komen hierbij aan bod. Jullie werken in groep, dus ook sociale vaardigheden zullen aangescherpt worden.

De obstakels die jullie gaandeweg tegenkomen, zullen jullie op een creatieve en inventieve manier aanpakken. Zowel praktische, technische en maatschappelijke aspecten komen aan bod.

Plane spotting – Detectie van vliegtuigsignalen

In dit project misbruiken we een USB-dongle, die normaal bedoeld is om naar TV te kunnen kijken, om identificatiesignalen op te vangen die vliegtuigen uitzenden. We gaan aan de slag om zo efficiënt mogelijke software te schrijven om die signalen in real-time te kunnen decoderen. We proberen ook onze eigen geoptimaliseerde antenne hiervoor te maken. Welk team slaagt erin om het verst verwijderde vliegtuig te detecteren?

Stoten, botsen en knotsen

In dit project leer je door ontwerpen, begroten, simuleren, bouwen, testen, en meten inzicht te verwerven in het gebruik van materialen en (eenvoudige) constructie-elementen voor dagelijkse ingenieurstoepassingen.

Zowat iedereen wordt dagelijks geconfronteerd met het fenomeen van “stoten”, “botsen”, “knotsen”,... van voorwerpen. Het kan gaan van gewenste situaties zoals bij het timmeren of bij het beoefenen van balsporten, tot ongewenste situaties zoals bij het laten vallen van voorwerpen of het botsen van voertuigen.

In dit ingenieursproject leer je kennismaken met een dergelijke situatie; je zoekt het meest geschikte materiaal om een rijdend voertuig tot stilstand te brengen of een vallend (rauw) eitje op te vangen, je selecteert het beste elastiek voor het maken van een gewaagde benji sprong, of je kiest de beste hamer voor het indrijven van een spijker. Je leert het fenomeen begroten –wat is de duur, wat zijn de krachten, welke afstand wordt afgelegd,…-, en nadien in de tijd simuleren. Op basis hiervan maak je een geschikte keuze voor het gestelde probleem. Je kan je numerieke resultaten tenslotte vergelijken en je gemaakte keuze valideren met je eigen experiment, dat gefilmd wordt met een ultrasnelle camera, aan enkele duizenden beelden per seconde. Je leert je experiment opzetten en uitvoeren, en de resultaten verwerken en interpreteren.

Textiel in een windmolen? Jazeker, met composieten!

Onze hoogtechnologische samenleving zorgt voor steeds meer druk op het milieu waarbij de uitstoot van broeikasgassen één van de belangrijkste boosdoeners is. Met de recente milieupacten die internationaal worden gesloten zal het steeds belangrijker worden om eco-friendly producten te ontwikkelen. Ingenieurs zijn daarom naarstig op zoek naar nieuwe materialen die zeer goede mechanische eigenschappen hebben, maar die tevens ook zeer licht zijn. Op deze manier kunnen brandstofverslindende voertuigen lichter worden gemaakt waardoor de uitstoot daalt, maar kunnen ook zeer efficiënte windturbines worden gebouwd om groene energie op te wekken. Composietmaterialen bieden hiervoor een ideale oplossing en worden vandaag de dag al toegepast voor hoogtechnologische lichtgewicht toepassingen.

In dit project ontwerp je zelf een dragende structuur waarbij je zal proberen om zo licht mogelijk te gaan zonder sterkte te verliezen. Op basis van metingen die je zelf uitvoert op de vezelversterking en zelfgemaakte composieten, selecteer en ontwerp je een composietstructuur die in staat zal zijn een bepaald gewicht te dragen. Hierbij kom je in aanraking met geavanceerde vezelmaterialen zoals koolstof- of glasvezels, productietechnieken en verschillende meetopstellingen. En wie weet, vindt jouw creatieve ontwerp wel uiteindelijk een plekje in de nieuwe Boeing vliegtuigen!

Spaghettibrug

Bouwkundige constructies moeten niet alleen sterk, stijf en stabiel, maar ook efficiënt en rendabel zijn. Daarom streeft een bouwkundig ingenieur er in zijn/haar ontwerp typisch naar om een maximaal draagvermogen te realiseren met zo weinig mogelijk materiaal.

In dit project passen we dit principe toe op een lichtgewicht brug, gemaakt van (ongekookte ;) ) spaghetti. Aan de hand van toegankelijke software bouw je eerst inzicht op over de krachtswerkingen in de brug en haar onderdelen. Vervolgens onderzoek je de relevante eigenschappen van spaghetti als bouwmateriaal en leer je hoe je het ontwerp van de draagcomponenten en verbindingen van de brug kunt optimaliseren. Daarna bouw je je brug ook echt en krijg je de kans om het uiteindelijke draagvermogen experimenteel te testen. Hoeveel belasting kan jouw brug dragen en hoe accuraat kan je berekening dit voorspellen? Come and see!

No strings attached - Analyse en lokalisatie van draadloos netwerkverkeer

Thuis, op het werk of in de stad, bijna overal worden Wi-Fi netwerken ter beschikking gesteld. Draadloze technologie, in het algemeen, is vandaag alomtegenwoordig.

De informatie wordt door de ether -de lucht- verstuurd en kan, in tegenstelling tot communicatie over een kabel gemakkelijk afgeluisterd worden. Beveiliging is dan ook een cruciaal element in deze technologie. Bovendien kan men op basis van de signaalsterkte een vrij goede indicatie krijgen van de locatie van een afzender.

Het doel van het project bestaat erin de eigenschappen van Wi-Fi technologie te verkennen en te leren hoe men informatie kan onderscheppen. Hiertoe worden een aantal bekende software tools, waaronder Wireshark en aircrack-ng, aangereikt. In een volgend stadium zal je deze data analyseren om gebruikers van het draadloze medium te profileren. Met de kennis die je nu opgebouwd hebt, kan je, mits je enige creativiteit aan de dag legt, ook de locatie van een zender bepalen. Hiertoe worden Roomba robots, voorzien van Wi-Fi apparatuur, ter beschikking gesteld. Op basis van real-time opgemeten signaalsterkte, probeer je een algoritme te ontwikkelen om de robot zo snel mogelijk jouw doelwit te laten opsporen.

Stappenteller op een mobiele telefoon

Smartphones zijn tegenwoordig krachtige toestellen die veel componenten en sensoren bevatten . Zo kunnen de meeste moderne smartphones bewegingen opmeten aan de hand van een ingebouwde accelerometer. In dit project gaan jullie een smartphone-applicatie ontwikkelen die zo’n accelerometer gebruikt om stappen te tellen.

Concreet wil dit zeggen dat je in Java zelf een smartphone-applicatie zal schrijven die je dan op een smartphone kan uittesten. Hiervoor zal je eerst leren hoe je de signalen van de accelerometer filtert opdat ze makkelijker te analyseren vallen. Hierna zal je dan zelf code ontwikkelen om in deze gefilterde data zelf stappen te herkennen. Ten slotte zal je voor je applicatie een gebruikersinterface ontwerpen en implementeren.

Er zijn verschillende manieren om het accelerometersignaal te filteren en hierin stappen te detecteren. Jullie zullen hiervoor starten van een simpel basisalgoritme, waarna jullie zelf ingewikkeldere stappendetectoren kunnen bedenken en implementeren. Verder zal je ook de verschillende detectoren met elkaar moeten vergelijken, om te bepalen welke detector het beste presteert onder verschillende omstandigheden (stappen, lopen, …).

Het ontwikkelen van de applicatie zal gebeuren op Android-telefoons van de vakgroep. Er is geen specifieke voorkennis vereist: de benodigde algemene programmeervoorkennis wordt aangeleerd in het opleidingsonderdeel Informatica, die dan in de contacturen verder wordt uitgediept om toegepast te worden met Java.

Spraakverwerking met een mondmasker

Als gevolg van de coronacrisis draagt iedereen tegenwoordig vaak een mondmasker. Het wordt daardoor moeilijker om elkaar goed te begrijpen. Met geavanceerde spraakverwerking kan vervormde spraak bewerkt en verbeterd worden. Hiervoor moeten we echter het effect van verschillende soorten mondmaskers bij verschillende mensen in kaart brengen.

In dit project zal je spraakgegevens verzamelen van verschillende proefpersonen, met verschillende mondmaskers en onder verschillende omstandigheden. Je zal de verzamelde data analyseren op basis van spectogrammen en de spraakdistortie kwantitatief onderzoeken.