Hoe onderzoek je een wetenschappelijk vraagstuk als de meetinstrumenten ervoor simpelweg niet bestaan? Precies met zulke uitdagingen klop je aan bij Wageningen Technical Solutions (WTS), dé werkplaats en instrumentmakerij van Wageningen University & Research. Wij namen een kijkje achter de schermen.
Walking through the coffee room into the workshop towards the office, we pass workbenches full of tools, pipes in all imaginable sizes, and a human-sized structure with a large blue sphere attached to it. We have barely sat down in the office with group head Erwin Beckers and team leader Eric Karruppannan when a researcher knocks on the door: “Do you have a moment?” It is about a new project. A coincidence? Certainly not, according to Beckers. “Every time during our weekly meetings, at least one researcher knocks on the door for help.” And at Wageningen Technical Solutions, they are more than happy to help indeed.
Tijdens ons wekelijks overleg klopt er steevast minstens één onderzoeker aan voor hulp.
Een tijdmachine voor planten
Zo ook met het project van Johan Bucher. Hij bestudeert hoe planten groeien en zich ontwikkelen. Maar je kunt als onderzoeker niet 24 uur per dag naast zo’n plant zitten om het groeiproces vast te leggen. “Cruciale momenten vinden altijd plaats wanneer je een dagje vrij hebt of een speciale feestdag viert”, zegt Bucher lachend. “Het gebeurde te vaak dat ik naar mijn baas moest stappen met de mededeling: helaas, volgend jaar weer een poging.” Samen met WTS ontwikkelde hij daarom een klein hokje van twee bij twee meter: een plantengroeikamer met een lichtbron en bewegende camera’s die de groei van de plant vanuit alle hoeken vastlegt, 24 uur per dag.
Het klinkt niet heel ingewikkeld: een kleine doos met een lamp en wat camera’s. Kun je dat niet zelf knutselen? Zo dacht Bucher aanvankelijk ook: met aluminium profielen van de bouwmarkt en een goedkope camerarobot bouwde hij een eerste prototype in zijn woonkamer. Met die ‘bewaakte’ groeikamer kon hij geen grote momenten meer missen, zo dacht hij. “Maar planten zijn constant in beweging: ze draaien naar het licht toe en buigen hun bladeren”, vertelt de onderzoeker. Door de beperkte grootte van de groeikamer vielen delen van de plant nog steeds buiten beeld of draaiden ze weg van de camera.
Johan Bucher with his plant time machine, made together with WTS. Photo: Guy Ackermans
That was the moment Bucher turned to WTS. He showed Rick Hendriksen the system he had built at home and together they brainstormed about a better version. One that would capture everything and in which the plants grow optimally. Together, and with the help of colleague Matthijs Brouwer, they designed a new growth chamber where the camera circles the plant and continuously takes pictures. Hendriksen also developed a new irrigation system that provides the plant with water evenly, just like in nature.
We moeten ons steeds inleven in de wetenschapper en diens onderzoek. Dat maakt ons werk zo leuk.
De onderzoeker begrijpen
De interactie tussen onderzoekers en de ingenieurs die bij elke opdracht komt kijken, vindt teamleider Karruppannan juist zo mooi. “We moeten ons steeds inleven in de wetenschapper en diens onderzoek”, vertelt hij. “We denken mee en houden het grote plaatje in gedachten; dat maakt ons werk zo leuk.” Elke samenwerking start met een gesprek waarin de onderzoeker aangeeft wat hij of zij wil onderzoeken. “Als ook wij geen bestaande apparatuur kennen waarmee de klus geklaard kan worden, gaan we aan de slag”, vertelt Karruppannan.
If the technicians at WTS also do not know of an existing device for the measurement, they will start working on a design themselves. Photo: Marleen den Hartog.
Emeritus Professor Johan van Leeuwen, who specialises in Animal Mechanics, has collaborated with WTS multiple times throughout his career. He describes the collaboration as very pleasant. “When brainstorming about a new measuring setup, we listen to each other’s input and select the best ideas. Sometimes, you realise your ideal setup is practically impossible, or the workshop technicians suggest leaving out certain aspects to make the system more robust. Because the more complicated the equipment, the more prone it is to errors. Either way, they always deliver quality, and every time the result exceeds my expectations.”
Eenvoudige, robuuste oplossing
Niet elk project vraagt om hightech oplossingen. “Bij een andere universitaire werkplaats zag ik ooit een heel mooie, gebogen beugel van hout”, vertelt Johan Belgraver vanachter zijn werkbank bij WTS. “Dat zag er prachtig uit en had behoorlijk wat tijd en werk gekost. Maar je kunt hetzelfde bereiken door een stuk rvs te buigen, wat een stuk eenvoudiger is.” Dat is de filosofie van Belgraver en zijn collega’s. Ze proberen altijd de beste, en tegelijkertijd eenvoudigste, manier te vinden om de onderzoekers zo goed mogelijk te helpen. Niet alleen besparen de ingenieurs en de onderzoekers daarmee op materiaalkosten en het uurtarief, maar zo kunnen wetenschappers sneller door met hun onderzoek.
“Dat is eigenlijk precies waar ik nu mee bezig ben”. Belgraver wijst naar een kaasvorm op zijn werkbank: een wit, rond plastic bakje met kleine gaten erin, bedoeld om kaas tijdens het productieproces in te persen. Dat gebeurt met een gewichtje erbovenop. De onderzoeker die hiermee werkt, kwam bij hem omdat de kaasjes steeds scheef zakten tijdens dat proces. Belgravers oplossing? Een grotere plaat er bovenop, die hij met vier grote schroeven stabiel houdt. “Zo drukt de plaat op elk deel van het kaasje even hard”, aldus Belgraver. Misschien niet heel glamoureus, wel effectief en robuust.
Rick Hendriksen of WTS sets up the fish monitor he built. Researchers will soon lower this device to the seabed to study fish. The device is equipped with a camera, microphone and a machine that collects water samples with fish slime for DNA analysis. Photo: Marleen den Hartog
Van Leeuwen recognises the effective and robust outcome of the work of WTS. In his department, scientists unravel the movement mechanisms of animals. "The measurement setups we need for that often do not exist." For example, Van Leeuwen and his colleagues investigated the flight behaviour of bumblebees with high-speed cameras and square tunnels with propellers that simulated wind. "But the propellers created unwanted turbulence," says Van Leeuwen. At the workshop, the technicians used tricks such as multiple layers of gauze in the tunnel to limit the turbulence, so that the researchers could continue their research.
Reparaties
De instrumentenmakerij ontvangt elk jaar een hoop mooie opdrachten waar de technici hun creativiteit op los kunnen laten. Maar dat is niet alles wat ze doen. Dat blijkt wel uit de hoge, volgeladen kar bij de ingang. Er staan allerlei meetinstrumenten en apparaten waaronder een tafelcentrifuge. Die zijn allemaal binnengebracht voor reparatie. Ook dat kunnen de medewerkers hier. “Repareren is een stuk duurzamer dan nieuwe apparatuur aanschaffen”, verklaart teamleider Karruppannan. “Als er specifieke onderdelen vervangen moeten worden, bellen wij met de leveranciers – technicus tot technicus. We merken dat ze dan vaak bereid zijn dat ene onderdeel naar ons te sturen, terwijl ze dat lang niet altijd doen als een onderzoeker erom vraagt.”
Photo: Marleen den Hartog
Hier draait het om het vinden van oplossingen, zodat de wetenschappers zich weer op hun onderzoek kunnen richten.
Of het nu gaat om een technisch hoogstandje met allerlei toeters en bellen, een elegante, snelle oplossing voor een klein probleem, of een reparatie van bestaande apparatuur: het moge duidelijk zijn dat WTS alles in huis heeft om onderzoekers bij te staan. Het is dé plek waar techniek en wetenschap samenkomen. Dankzij hun vakmanschap en de samenwerking met onderzoekers ontwikkelen ze niet-bestaande meetinstrumenten en verleggen zo de grenzen van het onderzoek. “We helpen graag, hoe klein of groot de uitdaging ook is,” zegt Karruppannan. “Hier draait het om het vinden van oplossingen, zodat de wetenschappers zich weer op hun onderzoek kunnen richten.”
Dat ervaart ook Bucher met zijn ‘plantentijdmachine’. Tegenwoordig maakt hij eenvoudig video’s van groeiende planten. Met een druk op de knop spoelt hij het leven van de plant digitaal terug of vooruit. Bovendien kan hij de plant van elke mogelijk hoek bekijken en inzoomen alsof hij er met een vergrootglas voor staat. Het is zo gedetailleerd dat Bucher in de software eenvoudig de oppervlakte van elk blad berekent. Dankzij de hulp van Wageningen Technical Solutions mist hij nu nooit meer belangrijke momenten in het plantenleven.
Are you looking for measuring instruments that are not available on the market? Or are you struggling with issues related to your current equipment? Contact Wageningen Technical Solutions via Eric Karruppannan.