Paul Havinga

Functie:
Professor Pervasive Systems

Op dit moment ben ik als projectleider betrokken bij verschillende nationaal en internationaal gefinancierde projecten die alle gaan over verschillende aspecten van pervasive computing. Binnen het thema Slimme industrie richten we ons met name op predictief onderhoud, bijvoorbeeld bij grote industriële installaties (samen met Tata), voor wegenonderhoud (met behulp van crowd sourcing met mobiele telefoons) of bruggen.

Onderzoeksgebied

Pervasive systemen zijn systemen die bestaan uit een netwerk van samenwerkende sensor-, reken- en redeneringscomponenten die vergaand zijn opgenomen in de omgeving en daar actief maar onopvallend informatie mee uitwisselen. Wanneer er miljoenen genetwerkte slimme detectie-objecten in een omgeving worden geïntegreerd, ontstaat er een digitale huid die de directe omgeving kan waarnemen. Dergelijke gedistribueerde netwerken van slimme objecten werken samen om een toepassing zo discreet mogelijk te ondersteunen (transparantie), waarbij ze efficiënt gebruikmaken van schaarse middelen onafhankelijk van groei (schaalbaarheid), op zo'n manier dat het systeem zich aanpast aan een dynamisch veranderende omgeving (evolueerbaarheid) en goed werkt en betrouwbare resultaten oplevert (vertrouwen). Apparaten en verbindingen zijn eigenlijk nooit helemaal betrouwbaar, voornamelijk als gevolg van beperkingen op het gebied van middelen. Toch moet het systeem in staat zijn om betrouwbare diensten te bieden (kwaliteit). Enkele technologieën die bij dit onderzoek van belang zijn, zijn slimme sensorsystemen, het Internet of Things, cyber-fysieke systemen, draadloze sensornetwerken en slimme voorwerpen (bijv. wearables, smartphones).

De onderzoeksthema's zijn gericht op het ontwerp en de analyse van de volgende processen en de wisselwerking hiertussen:

  • Sensing: Samenwerkende geïntegreerde en opportunistische sensing
  • Netwerkvorming: Draadloze en opportunistische netwerkvorming
  • Analyse van sensorgegevens: Analyse van sensorgegevens in de ruimte en tijd

De belangrijkste sleuteltechnologieën die pervasive computing en de toekomst van het Internet of Things mogelijk maken zijn: draadloze netwerken, lokalisatie, gedistribueerde systemen, mobile computing, slimme sensoren in netwerken, embedded platformen, analyse van sensorgegevens en redenering enzovoort. Deze technologieën moeten inspelen op de constant veranderende eisen van gebruikers, omgevingssituaties en systeemmiddelen. Ze moeten privacybewust en veilig zijn om breed gebruik te stimuleren en de meest optimale diensten te bieden. Mijn onderzoek, waarbij Internet of Things centraal staat, heeft grote maatschappelijke en economische impact als het gaat om diverse toepassingen op het gebied van Smart Urban, Smart Life en Smart Industry. Dit zijn de belangrijkste onderzoeksgebieden waar ik me bezighoud; daarbij is de ontwikkeling van grootschalige, heterogene, draadloze, gedistribueerde systemen het overkoepelende thema. Mijn onderzoeksvragen hebben betrekking op architecturen, programmeermodellen, algoritmes en toepassingen. Bij ons systeemgerichte onderzoek werken we met meerdere disciplines samen aan een oplossing voor bestaande problemen. Mijn onderzoek is daardoor relevant voor de TNO-roadmaps 'Snelle en open infrastructuren', 'Data sharing', 'Trusted ICT' en 'Embedded Systems Innovation'.

Recente resultaten

Op dit moment ben ik als projectleider betrokken bij verschillende nationaal en internationaal gefinancierde projecten die alle gaan over verschillende aspecten van pervasive computing. Binnen het thema Slimme industrie richten we ons met name op predictief onderhoud, bijvoorbeeld bij grote industriële installaties (samen met Tata), voor wegenonderhoud (met behulp van crowd sourcing met mobiele telefoons) of bruggen. Binnen het thema Slimme logistiek coördineer ik twee grote projecten, waarbij gedistribueerde slimme objecten bedrijfslogica uitvoeren. Belangrijke aspecten hierbij zijn positionering, gedistribueerde verwerking, veiligheid en vertrouwen. Ik heb de leiding over een samenwerkingsprogramma met de Accell Group, de Universiteit Twente, de TU Delft, Saxion en TNO voor Smart Connected Bikes om fietsen slimmer en veiliger te maken. Het doel van de onderzoekssamenwerking is om een connected fietsecosysteem te onderzoeken, ontwikkelen en testen waarin de mogelijkheden van sensoren, draadloze technologie en gegevenswetenschap samenkomen om fietsen veiliger, betrouwbaarder en comfortabeler te maken. Aspecten die hierbij met name van belang zijn, zijn veilige gegevensuitwisseling, digital twinning en interactie met de mens. Een ander belangrijk onderzoeksgebied is het monitoren van de biodiversiteit. Op dit gebied werken we aan een project in Zuid-Afrika tegen het stropen van neushoorns, en twee projecten in Nederland voor het monitoren van de gezondheid en prestaties van paarden. Voor het NWO-project ARISE, dat in 2021 van start ging, werken we aan het aanleggen van een ICT-infrastructuur om alle meercellige soorten in Nederland te identificeren en te monitoren. Dit is een samenwerking met o.a. Naturalis. Op het gebied van gezondheidszorg zijn we (in drie projecten) bezig met discrete sensormethoden voor ouderen en mensen met dementie of diabetes. Mijn onderzoek heeft geleid tot ruim 700 wetenschappelijke publicaties in tijdschriften en op conferenties, en 9 patenten.

Begeleiding van promovendi

  • N. Anbalagan MSc (Sabari) (NWO)
  • R.H. Bemthuis MSc (Rob) (NWO)
  • Stephan Bosch (Industry)
  • Darbandi MSc (Hamed) (EFRO)
  • J. Klein Brinke MSc (Jeroen) (EFRO)
  • Mijushkovikj MSc (Adriana) (EFRO)
  • T.N. Nguyen MSc (Duong) (industrie)
  • I.M. Parmentier MSc (Jeanne) (EFRO)
  • R. Rathikumar MSc (Jansi) (EU)
  • Sadeghi MSc (Sam) (NWO)
  • Sharma (Nikita) (EU)
  • C.V. Tran MSc (Cao Vinh) (Industry)
  • I. Ullah MSc (Ikram) (EFRO)
  • Wang MSc (Wei) (NWO)
  • Frans Jonkman (industrie)
  • Etto Salomons (overheid)
  • Bram Ton (NWO)
  • Prachi Bagave (NWO)
  • Mario Boot (industrie)
  • Aymane Chilah (NWO)
  • Minh Son Nguyen (EU)
  • Akhil Pallamreddy (Industry)
  • Kamran Zia (EU)

Belangrijkste publicaties

  • Wei Wang, Fatjon Seraj, Nirvana Meratnia, Paul JM Havinga, “Speaker counting model based on transfer learning from SincNet bottleneck layer”, 2020 IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications (PerCom)
  • Le, D. V. , Meratnia, N. , & Havinga, P. J. M. “Unsupervised Deep Feature Learning to Reduce the Collection of Fingerprints for Indoor Localization Using Deep Belief Networks”. In IPIN 2018 - 9th International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation (pag. 1-7).
  • Bosch, S., Serra Bragança, F. , Marin-Perianu, M. , Marin-Perianu, R. , van der Zwaag, B. J., Voskamp, J. , Havinga, P. “Equimoves: A wireless networked inertial measurement system for objective examination of horse gait”. Sensors (Switserland), 18(3), 2018.
  • Seraj, F. , Meratnia, N. , & Havinga, P. J. M. “RoVi: Continuous transport infrastructure monitoring framework for preventive maintenance”. In 2017 IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications, PerCom 2017 (pag. 217-226). IEEE.
  • M Shoaib, S Bosch, O Incel, H Scholten, P Havinga, “Complex human activity recognition using smartphone and wrist-worn motion sensors”, Sensors 16 (4), 2017

Den Haag - New Babylon

Anna van Buerenplein 1
2595 DA Den Haag

Postadres

Postbus 96800
2509 JE Den Haag