H@cking for the future
De kern van het Fraunhofer Project Center Expertise Student Team (FEST) is innovatie en persoonlijke motivatie om te leren, te groeien en te ontwikkelen. Maar waar komen ideeën vandaan? Een belangrijk aspect zijn inderdaad enthousiaste individuen. Hoe verzamelen en werken we samen met zulke enthousiaste individuen? Een interessante en onconventionele manier hiervoor is een hackathon!
Traditioneel is een hackathon een fysiek evenement waar programmeurs en softwareontwikkelaars samenkomen om in korte tijd een oplossing te vinden voor een probleem. Wat deze gebeurtenis is, kan gemakkelijk worden uitgelegd met behulp van de twee woorden die samen het woord hackathon hebben gevormd: ‘hack’ en ‘marathon’. ‘Hack’ staat voor het creatieve probleemoplossende aspect van het evenement; het belangrijkste doel van het evenement is immers het oplossen van een probleem. Marathon, aan de andere kant, vertegenwoordigt het beperkte tijdsbestek van het evenement, waarbij de deelnemers continu moeten werken totdat de oplossing is gevonden, soms zelfs door slapeloze nachten!
Samen met de ICNAP-community van Fraunhofer IPT organiseerde en organiseerde het Fraunhofer Project Center op 22-24 april 2021 de online hackathon ‘hacking for future’. Het doel van het evenement was om enthousiaste studenten uit Duitsland en Nederland samen te brengen om cases van ICNAP’s partnerbedrijven, waardoor ideeën en innovatie binnen de gemeenschap worden aangewakkerd. Met de pandemische situatie was het organiseren van een fysieke hackathon niet mogelijk en ook niet verantwoord. Zo werd besloten om het evenement volledig virtueel te maken. 40 studenten uit Duitsland en Nederland, verdeeld over 11 verschillende teams, werkten gedurende 35 uur virtueel aan een van de drie uitdagingen die door de partnerbedrijven van ICNAP werden aangeboden. De geweldige uitdagingen en de heldere virtuele omgeving die door ons is gecreëerd, resulteerden in een leuk en inzichtelijk weekend voor de studenten en de ICNAP-gemeenschap.
Wat waren de uitdagingen?
De eerste uitdaging van de hackathon was de interpretatie van het Machine Learning (ML)-model van IconPro. IconPro gebruikt ML-modellen voor preventief onderhoud. Aangezien ML-modellen echter vaak als een zwarte doos worden beschouwd, moeten de modellen eerlijk en betrouwbaar zijn voor gebruik in een industriële omgeving. Eerlijkheid en interpreteerbaarheid van modellen zijn van cruciaal belang voor productie-ingenieurs om hun modellen uit te leggen en de nauwkeurigheid van hun bevindingen te begrijpen. Daar ligt het doel van deze uitdaging. Het doel dat naar voren werd gebracht was om een getraind ML-model te interpreteren met behulp van de CXPlain- en SHAP-bibliotheek en de resultaten van beide bibliotheken kwalitatief te vergelijken. Hierdoor zou IconPro inzicht kunnen krijgen in welke modelinterpretatiebibliotheek ze in hun processen moeten gebruiken om hun ML-modellen het meest nauwkeurig te begrijpen en uit te leggen.
De tweede uitdaging van Leadec had betrekking op dynamische anomaliedetectie van trillingsgegevens. Het doel van deze taak was het ontwikkelen van een auto-drempelconfiguratie-algoritme voor trillingssensoren. Trillingssensoren worden vaak gebruikt in slimme fabriekstoepassingen en de standaarddrempel voor alarmen wordt meestal geconfigureerd met behulp van ISO-normen. Dit komt echter niet overeen met echte sensortoepassingen en -installaties vanwege verschillende factoren. De opdracht was dan ook om een algoritme te ontwikkelen, te verifiëren en in te zetten, dat individueel drempels kan genereren door data te leren van de eerste trillingen na de installatie van de machine, en zichzelf continu kan bijscholen met de binnenkomende data.
De derde uitdaging die Oculavis en Philips gezamenlijk aangingen, ging over het automatisch maken van 3D-modellen voor industriële Augmented Reality (AR)/ Mixed Reality (MR)-toepassingen. Met de toenemende verspreiding en het gebruik van AR- en MR-toepassingen in de productie, kan het creëren van 3D-modellen die de kenmerken van echte objecten nauwkeurig weergeven, tal van voordelen hebben. Als bijvoorbeeld montage-instructies voor een motor aan assemblagemedewerkers moeten worden verstrekt, kan een nauwkeurig model van de motor nuttig zijn om montagestappen met een hoge nauwkeurigheid te visualiseren. Automatisering van dit proces zou aanzienlijke waarde toevoegen aan de anders tijdrovende taak van het ontwerpen van een 3D-model. Het doel van deze taak was dus om een manier te vinden om het maken van een 3D-model van een echt referentieobject te automatiseren.
Nu was de uitdaging voor ons als organisatoren om een virtuele omgeving te creëren die creatieve probleemoplossing tijdens de hackathon mogelijk maakt.
De fysieke locatie van de hackathon speelt een sleutelrol bij het stimuleren van de ideeënstroom. Om de deelnemers te helpen de marathon te overleven, was het nodig om een omgeving te bieden die dichter bij die in de virtuele wereld lag. Na veel wikken en wegen hebben we een vlekkeloze virtuele omgeving gecreëerd die de deelnemers alles gaf wat ze nodig hadden om het drukke weekend met slapeloze nacht(en) door te komen. Er is een communicatieplatform opgezet zodat teams kunnen samenwerken en alle informatie die nodig is voor hun respectievelijke uitdaging op één plek kunnen vinden. Daarnaast werd er een ‘virtuele ruimte’ ingericht waar deelnemers.
