De materiële wereld digitaliseert op allerlei manieren. Robots zien we niet meer alleen in de fabriek, maar komen we ook daarbuiten tegen. Camera’s monitoren snelwegen, straten en stations.
Apparaten in ons huis (slimme tv, slimme energiemeter) staan continu in verbinding met het internet en onze smartphone dragen we dag en nacht bij ons. In deze paragraaf illustreren we de
digitalisering van de materiële wereld door te kijken naar 1) het productieproces, 2) de leefomgeving en openbare ruimte en 3) ons huis.
Productieproces
Een belangrijke stap in de digitalisering van het productieproces is de intrede van mechanische robotarmen eind jaren zeventig in de maakindustrie. In de jaren tachtig en negentig drong ICT door als middel om het productieproces te optimaliseren en verspilling van bijvoorbeeld materiaalgebruik tegen te gaan.9 De inzet van ICT ging hand in hand met de globalisering van de economie. Het werd steeds belangrijker om niet alleen het productieproces, maar ook de gehele keten te
optimaliseren. Het verder opknippen van productietaken in deeltaken leidde tot zowel specialisering (outsourcing) als verplaatsing (offshoring). Ook maatwerk werd mogelijk. Klanten kunnen steeds vaker producten als sportschoenen zelf ontwerpen en online bestellen. De producten worden pas gemaakt na bestelling door de klant; ICT, in de vorm van flexibele computergestuurde
productieprocessen, maakt just-in-time productie en massapersonalisatie (of mass customisation) mogelijk (zie Van Est & Kool 2015).
Sinds de jaren 2000 is het productie- en dienstenproces met nieuwe digitale middelen steeds nauwkeuriger te volgen. Er komt meer zicht op consumentengedrag en de manier waarop
producten buiten de poort van de fabriek worden ingezet. De inzet van bijvoorbeeld RFID, GPS en videocamera’s leidt bijvoorbeeld tot high-resolution management (Subirana et al. 2006, p. 11), of precisiemanagement. Dataverzameling en technieken voor monitoring en analyse staan daarin centraal. Er komt onder invloed van big data steeds meer informatie beschikbaar over alle onderdelen van de waardeketen, waardoor die nog efficiënter te organiseren is. Via continue monitoring van onderdelen van bijvoorbeeld auto’s of treinen kunnen onderhoudskosten verlaagd worden. Zo ontstaat een slim wagenpark of treinenpark. De mogelijkheden tot dataverzameling, monitoring en analyse komen samen in toekomstbeelden die onder de noemer ‘slim’ of Internet of Things naar voren worden geschoven – een Internet of Everything: slimme energienetwerken, smart mobility (onder andere de zelfsturende auto), digitale oliewinning, robotmijnbouw, smart farming en slimme steden.
De inzet van een nieuwe generatie robots is een andere manier om het productieproces verder te optimaliseren. De capaciteiten van robots nemen toe, dankzij betere zichtsystemen (bijvoorbeeld door het gebruik van 3D-camera’s), betere navigatiesystemen en vorderingen in de kunstmatige intelligentie. In de maakindustrie zijn robots niet meer weg te denken. De autonome fabriek is in Japan inmiddels werkelijkheid geworden, waar in de FANUC-fabriek robots een maand zonder toezicht kunnen werken (Royakkers & Van Est 2015). Ook buiten de fabriek laten robots zich meer zien. Voorbeelden daarvan zijn onbemande vliegtuigen (drones) en zelfsturende auto’s,
9 Het zogenoemde lean management principe, oorspronkelijk ontwikkeld in Japan.
dienstrobots in de zorg of de horeca, of huishoudelijke robots, zoals de robotstofzuiger. Wereldwijd ontstaan discussies over hoe robotica en kunstmatige intelligentie het werk van mensen in de toekomst zullen beïnvloeden (Ford 2015; Van Est & Kool 2015; Went et al. 2015; Brynjolfsson &
McAfee 2014).
Digitale fabricatietechnologieën zoals 3D-printing vertroebelen de scheidslijn tussen digitale en materiële productieprocessen nog verder. Geavanceerde 3D-scanningstechnologieën maken het mogelijk om fysieke objecten om te zetten in eindeloos reproduceerbare digitale 3D-modellen. De schaal waarop materialen kunnen worden gecreëerd verschuift van micro, naar nano en atomair niveau: ‘We're on the threshold of the third digital revolution, one in which matter and information merge,’ stelt MIT-professor Gershenfield (Anthes 2006). In onderzoeksprojecten experimenteren wetenschappers met het printen van bloedvaten en organen. In 2013 werd een ontwerp voor een 3D-printbaar pistool online geplaatst.10
Leefomgeving en openbare ruimte
Ook de leefomgeving digitaliseert op allerlei manieren. Aan het eind van de jaren negentig introduceren gemeenten en bedrijven beveiligingscamera’s in openbare ruimtes en
bedrijventerreinen. In Nederland was Ede in 1997 de eerste gemeente die camera’s plaatste. In de jaren daarna volgen camera’s ons wegennet, het openbaar vervoer en private ruimtes zoals winkels en bedrijven. Tegelijk met camera’s doet ook andere digitale apparatuur zijn intrede in de openbare ruimte, zoals navigatie-apparaten, de ov-chipkaart en digitale stationspoortjes (Van ’t Hof et al.
2010).
Door middel van smartphones, mobiel internet en sociale media raken de fysieke en virtuele wereld steeds nauwer met elkaar verweven. Sociale media, dating sites en andere diensten gaan locatie actief gebruiken als onderdeel van hun diensten (bijvoorbeeld bij geo-tagging, en ‘inchecken’ op locaties, of aan spellen gebaseerd op geografische elementen (‘geo-caching’). Deze verwevenheid krijgt een nieuwe dimensie met de introductie van technieken als virtual reality en augmented reality (zie verder de socio-culturele wereld).
Onder de vlag van ‘de slimme stad’ digitaliseert onze leefomgeving de komende jaren nog verder:
via allerlei sensoren kunnen overheden, bedrijven en bewoners gedetailleerd inzicht krijgen in processen in de stad. Telecombedrijven kunnen bijvoorbeeld op basis van de connecties die telefoons maken met hun zendmasten inzicht geven in hoe mensen zich door steden verplaatsen.
Burgers kunnen met zelfgebouwde sensoren meten hoe verkeersstromen de plaatselijke luchtkwaliteit beïnvloeden. De slimme stad belooft een duurzame en comfortabele leefomgeving zonder files, energieverspilling of ongure steegjes. ‘Slim’ in deze context betekent dat ICT – software, sensoren en het internet – een digitale laag over de stad heen legt. Deze laag zorgt voor continue gegevensstromen, waarmee gemeenten gedrag van bewoners, verkeersdeelnemers of inbrekers kunnen monitoren of (bij)sturen. Een mogelijke toepassing kan bijvoorbeeld een slim riool zijn, dat bijhoudt welke bacteriën, biomarkers of virussen aanwezig zijn, zodat een mogelijke
ziekte-10 ‘The liberator’ werd online beschikbaar gesteld door het bedrijf Defense Disbtributed en werd na 2 dagen offline gehaald door de Amerikaanse
overheid (maar is wel op internet terug te vinden via p2p-sites).
uitbraak te voorspellen valt voordat mensen daadwerkelijk ziek worden,11 of een slimme lantaarnpaal die zelf bepaalt wanneer hij aan gaat, met lichtkleuren de gemoedstoestand van voorbijgangers kan beïnvloeden en mogelijk agressie kan voorkomen, en met camera’s voorbijkomend verkeer monitort.12
Huis
Ook ons huis ontkomt niet aan de digitalisering. Via het Internet of Things krijgen allerlei
huishoudelijke apparaten een internetadres. Ze worden ‘aan het net’ gehangen en krijgen sensoren, rekenkracht en communicatiemogelijkheden. Voorbeelden hiervan zijn slimme thermostaten die verbonden zijn met de energieleverancier en digitaal inzicht bieden in ons energieverbruik ten opzichte van anderen, of een slimme TV die ons kijkgedrag analyseert en ons op basis daarvan tips voor andere programma’s geeft. Ook Barbie heeft inmiddels een microfoon en een
internetverbinding.13
Het begrip Internet of Things stamt uit begin 2000, toen elektronicafabrikant LG een koelkast presenteerde die zijn inhoud zelf inventariseerde en automatisch contact zocht met de supermarkt om nieuwe voorraden te bestellen.14 De term kreeg wereldwijd aandacht toen de Internationale Telecommunications Unit (ITU 2005) van de Verenigde Naties een rapport uitbracht over het onderwerp. Tien jaar later begon de visie van het Internet of Things werkelijkheid te worden.
Verschillende marktbureaus verwachten de komende jaren een enorme groei van producten die verbonden zijn aan het internet. Gartner (2015) voorspelde in 2020 13,5 miljard verbonden objecten (op de consumentenmarkt), tegen 3 miljard in 2015. Ook de OESO schatte dat consumenten in Westerse landen in 2022 14 miljard connected devices in huis zullen hebben. Dat komt neer op ongeveer vijftig objecten per huishouden (OESO 2013).
Selectie technologiegebieden
Uit deze paragraaf komen twee centrale technologieën naar voren die naar verwachting een belangrijke rol zullen spelen bij het vormgeven van de digitale samenleving de komende jaren:
ontwikkelingen in de robotica en het Internet of Things / slimme omgevingen (zie tabel 2.1).
11 Momenteel ontwikkeld door MIT Senseable City Lab, zie underworlds.mit.edu
12 Zoals in Eindhoven in het Living Lab Stratumseind 2.0’ realiseert, zie
brainport.nl/high-tech-systems-materials/living-lab-laat-ander-licht-schijnen-op-stratumseind
13 De pop neemt gesprekken op, en verstuurt die naar de cloud. Kunstmatige intelligentie helpt bij de analyse van het gesprek, en kiest op basis
daarvan een passend antwoord. Eind 2015 kwam Barbie negatief in het nieuws doordat het mogelijk bleek de opgenomen gesprekken te hacken.
14 Het concept dat LG in 2000 presenteerde werd in 2016 werkelijkheid. Op de CES-beurs presenteerde Samsung de slimme koelkast voor de
consumentenmarkt die in de loop van 2016 daadwerkelijk te koop zal zijn (inclusief bijbehorende diensten) in Zuid-Korea.
Tabel 2.1 Selectie technologiegebieden materiële wereld
Technologiegebied Omschrijving
Robotica Robots kunnen steeds complexere taken uitvoeren. Ze krijgen beter zicht (3D-beeld), kunnen beter navigeren en zich bewegen, en slimmer interacteren met mensen.
Robots zijn nu te vinden in fabriekshallen, maar de verwachting is dat sociale robots een rol zullen gaan spelen in kantoren, schoolgebouwen, ziekenhuizen, restaurants en de thuisomgeving.
Internet of Things en slimme omgevingen
Objecten worden in toenemende mate uitgerust met een internetverbinding, sensoren, rekenkracht en communicatiemogelijkheden. Zo verzamelt het object gegevens over zijn omgeving, die het kan delen met andere objecten (machine 2 machine communicatie) om processen aan te sturen, of in de cloud analyseert om informatie of diensten ‘op maat’ aan te bieden.
Rathenau Instituut