Pieter Edelman
6 June 2014

Drones, antennes, Hollywood en revalidatieklinieken: de oplossingen van het Enschedese Xsens om data van Mems-bewegingssensoren te integreren vinden al geruime tijd hun weg naar allerhande nichetoepassingen. De technologie groeit de komende jaren echter uit tot een massatoepassing, denkt het bedrijf. Via een overname door Fairchild Semiconductor moet het vooroplopen in die revolutie.

Afgelopen maart plaatste Fairchild Semiconductor een cryptisch berichtje op zijn website: het had een bedrijf overgenomen in bewegingstechnologie. Al snel werd duidelijk dat het om het Xsens uit Enschede ging, specialist in het digitaliseren van bewegingen en vooral bekend om zijn technologie waarmee Hollywood bewegingen van acteurs in de computer giet. De overname deed in de internationale vakpers de wenkbrauwen fronsen: Fairchild is helemaal niet actief in bewegingssensoren, dus wat moet het met een bedrijf met deze kennis? Opboksen tegen de spelers die zich de afgelopen jaren gevestigd hebben in deze explosief groeiende markt lijkt geen heel vruchtbare strategie. Toch telt de nestor van Silicon Valley zestig miljoen dollar neer voor Xsens.

Mondjesmaat werd de afgelopen maanden echter duidelijker hoe de vork in de steel zit. Ja, Fairchild stapt met de Xsens-kennis inderdaad in bewegingssensoren, maar nee, we gaan niet de rechtstreekse concurrentie aan met ST en Invensense, zei Fairchild-voorzitter Vijay Ullal op een persconferentie. De bedrijven zijn er allebei van overtuigd dat bewegingsmeting op het punt staat een nieuwe technologische revolutie te ontketenen met een explosieve toename van het aantal toepassingen. Daardoor zal een enorme behoefte ontstaan aan nauwkeurige maar energiezuinige bewegingsmetingen. En daar, zo menen de twee partners, kunnen ze in de toekomst in voorzien door de Enschedese algoritmes te combineren met de Californische siliciumexpertise. Nog dit jaar moet een eerste product op de markt komen dat zuinig genoeg is om toepassingen als smartwatches continu hun positie te laten bepalen.

Een kleine vijftien jaar geleden begon Xsens vanuit het idee van UT-studenten Casper Peeters en Per Slycke om ‘iets’ met Mems-traagheidssensoren te doen. Toentertijd waren die nog lang niet alomtegenwoordig. Er waren eigenlijk maar twee grote gebruikers: het leger zette ze in voor navigatie en de auto-industrie paste ze toe om te bepalen wanneer de airbag geactiveerd moet worden. Toen de studenten eenmaal aan het brainstormen sloegen, kwamen ze al snel op allerlei mogelijke andere toepassingen, vooral voor het volgen van menselijke bewegingen. ‘Maar daar waren we erg vroeg in’, glimlacht Slycke, die nog altijd met Peeters het bedrijf leidt in respectievelijk de rol van CTO en CEO.

Door die relatieve onbekendheid kon Xsens in de beginjaren in alle rust werken aan een oplossing voor het belangrijkste probleem van Mems-sensoren: de onnauwkeurigheid. ‘Als je een supernauwkeurige military-grade gyroscoop hebt, kun je bewegingen perfect volgen. Maar dat is ontzettend duur en je zit met een omvangrijk apparaat’, vertelt Slycke. ‘Waar wij erg goed in zijn, is om data van verschillende typen sensoren te combineren om een heel nauwkeurige schatting van de beweging te krijgen, zonder dat de individuele sensoren supernauwkeurig hoeven te zijn. We combineren gyroscoop-output met een versnellingsopnemer, een magneetsensor, met gps, met optische input, en zo kunnen we de onnauwkeurige output van heel kleine sensorchips met software nauwkeurig en lekker responsief maken.’

 advertorial 

The waves of Agile

Derk-Jan de Grood has created a rich source of knowledge for Agile coaches and leaders. With practical tips to create a learning organization that delivers quality solutions with business value. Order The waves of Agile here.

Klein blikveld

Xsens heeft er tot nu toe steeds voor gekozen om die kennis als hardware te verkopen. Klanten bestellen bij het bedrijf een sensorkastje of PCB dat de verschillende typen sensoren bevat en positie- en bewegingsdata als uitgangssignaal geeft. De software draait verborgen van de gebruiker op een ingebouwde microcontroller.

XSens in quadcopter
De Xsens-sensoren zijn populair bij robotbouwers, die hierdoor niet zelf aan de slag hoeven te gaan met discrete sensoren en fusiealgoritmes.

Met deze aanpak kon Xsens de afgelopen jaren groeien in een aantal kleine maar lucratieve markten. De Twentse sensorsystemen worden ingezet voor het stabiliseren van allerhande autonome vlieg-, voer- en vaartuigjes, of om bijvoorbeeld camera’s en antennes aan boord van drones stil te houden. ‘Maar we zijn denk ik het bekendst van het digitaliseren van menselijke bewegingen. Dat levert mooie plaatjes op en het wordt gebruikt door gamestudio’s en in Hollywood’, zegt Slycke. ‘Daar gebruiken we eigenlijk een biomechanisch model van het menselijk lichaam als virtuele extra sensor in de fusiealgoritmes. Als je gewoon sensoren op het lichaam zet en je neemt in je berekeningen niet mee dat hun bewegingen gecorreleerd zijn, dan krijg je onnauwkeurige schattingen.’

De toepassingen gaan echter veel verder dan entertainment. Al voor de oprichting van Xsens werkte de UT met het Roessingh-revalidatiecentrum aan het meten van patiënten die door hersenletsel niet of niet meer goed kunnen bewegen, zowel voor onderzoek als de klinische toepassing. Die samenwerking heeft het spin-offbedrijf verder uitgebouwd. In 2012 trok het zelfs de beurs om een deeltijdleerstoel ‘Biomedische sensorfusie’ aan de UT te sponsoren. ‘Er kwamen toen een paar dingen samen. We zagen hier een beetje een ecosysteempje ontstaan, maar we misten in de mix nog de meer theoretische kant van de algoritmes. Dat is wel een beetje een specifiek vakgebied. We hadden al een aantal kandidaten op het oog en de universiteit had er veel interesse in om dit te ondersteunen’, aldus Slycke.

Ook bewegingsonderzoekers en topsporters weten de weg naar het Kennispark te vinden. Traditioneel zetten zij camerasystemen in om bewegingen driedimensionaal in kaart te brengen, maar dit heeft als nadeel dat die slechts over een klein blikveld beschikken, terwijl de Xsens-sensoren gewoon in de sportomgeving gebruikt kunnen worden. Ireen Wüst trok bijvoorbeeld ooit een Xsens-pak aan om in aanloop naar de Olympische Spelen haar schaatsbewegingen te optimaliseren.

XSens Vestel
Met sensorgebaseerde motion capture kon Vestel zijn commercial op locatie op een schip opnemen.

Beetje vaag

De afgelopen jaren begon zich echter ook een omwenteling af te tekenen in de kijk op het meten van bewegingen. Smartphones werden steeds meer uitgerust met Mems-accelerometers waardoor een massamarkt ontstond, met dalende prijzen en afmetingen en flinke R&D-investeringen tot gevolg. In 2010 was ook de gyroscoop aan de beurt toen Apple besloot er een in te bouwen in zijn Iphone en de rest van de markt dit voorbeeld volgde.

Tegelijkertijd kwamen er ook verschillende massatoepassingen waarin beweging centraal stond. Nintendo bracht bijvoorbeeld zijn Wii-gameconsole uit waarmee spellen via bewegingen worden aangestuurd. Dit succes werd daarna nog eens overgedaan door Microsoft met zijn Kinect-dieptecamera. ‘Die werkt weliswaar optisch, maar het punt is dat er nu op boardroomniveau van heel grote bedrijven echt veel meer interesse is in wat je kunt doen in het digitaliseren van bewegingen’, merkt Slycke. ‘Wij hebben daarvoor de technologie, octrooien en kennis voor en dat willen we nu gewoon veel groter gaan uitrollen. Daar zochten wij een partner voor. En Fairchild ziet die markt ook. Dus dat is een match.’

Tijdens de persconferentie noemde Ullal sensoren de derde moderne technologiegolf, na de spectaculaire toenames in rekenkracht en communicatiemogelijkheden de afgelopen decennia. ‘Sensoren zullen nu de barrière tussen de fysieke en digitale wereld doorbreken’, hield hij de verzamelde vakpers voor. ‘Wat nu nog mist, is de mogelijkheid voor apparaten om hun omgeving, elkaar en mensen waar te nemen. Als je dat toe kunt voegen, krijg je echt intelligente oplossingen. Daar denken we een leidende rol in te kunnen krijgen.’

XSens Oculus
Bewegingen volgen is essentieel voor goede virtual reality. De renaissance die deze technologie doormaakt, biedt een van de vele mogelijke groeimarkten voor Xsens en Fairchild.

Een beetje vaag dus nog, maar de twee bedrijven willen vooral voorsorteren op de toekomst. ‘Het is moeilijk om te voorspellen hoe het zich ontwikkelt, omdat het nieuwe markten zijn. In die zin is het wel een langetermijnbeslissing. Maar je ziet allerlei indicaties dat het deze kant op gaat. Neem bijvoorbeeld Oculus Rift, het virtualrealitybedrijf dat onlangs voor twee miljard dollar is gekocht door Facebook. Virtual reality kun je niet echt maken zonder de bewegingen te digitaliseren. Wij hebben hier zelf twee Oculus Rifts en daarmee hebben we al tests gedaan om ze te combineren met een pak. Dan ben je niet meer een zwevend hoofd zeg maar, maar je ziet je eigen lichaam en als je het multiplayer doet, zie je elkaar ook en kun je naar elkaar zwaaien. Geen idee of dat nu echt een grote toepassing zal zijn, maar je merkt gewoon dat de heel grote bedrijven hiernaartoe bewegen.’

Ondertussen is het bij Xsens business as usual; de naam blijft gewoon bestaan en de nichemarkten zullen nog steeds verder worden uitgebouwd. ‘Enschede wordt door de overname een beetje het softwarecentrum van Fairchild’, verklaart Slycke. ‘Het is niet zo dat een Amerikaans bedrijf hier even de paaltjes komt slaan en dan teruggaat naar Silicon Valley. Het is meer dat een stukje Silicon Valley hierheen komt.’