Scriptiebank overzicht

Deze masterproef ontwikkelt en onderzoekt een nieuw audioverwerkingsalgoritme voor cochleaire implantaten, met als doel de geluidswaarneming dichter bij het normaal gehoor te brengen. Hiervoor werd een gesloten-lusarchitectuur ontworpen waarin een model van een normaalhorend systeem wordt vergeleken met een slechthorend systeem met implantaat. Via deep learning wordt het verschil tussen beide systemen geminimaliseerd, zodat het implantaatmodel geoptimaliseerd kan worden.

De afvoer van smeltwater uit de gletsjers van het Tien Shan-gebergte in Kirgizië is van cruciaal belang voor de samenleving en economie in de stroomafwaarts gelegen vlaktes. In het droge Centraal-Azië is de landbouw sterk afhankelijk van irrigatie met dit water. De gletsjers functioneren als watertorens: ze herverdelen de schaarse neerslag over de seizoenen, wat grootschalige landbouw mogelijk maakt. Door klimaatverandering trekken de gletsjers zich echter snel terug, waardoor de inwoners van de vlaktes hun belangrijkste inkomensbron dreigen te verliezen.

Het doel van deze thesis is het evalueren van het Instructed Glacier Model (IGM). Dit
model gebruikt een neuraal netwerk als emulator om ijsstroming te beschrijven, wat computationele voordelen oplevert en het mogelijk maakt het model zowel invers (interpoleren van ijsdiktemetingen) als voorwaarts (voorspellen van gletsjerevolutie onder klimaatscenario’s) te gebruiken. De prestaties worden vergeleken met klassieke ruimtelijke interpolatiemethoden, zoals de vloeispanningsmethode, en met een hoger-ordemodel dat de gletsjerevolutie simuleert.

De evaluatie vindt plaats op de Batysh-Sook-gletsjer in de Tien Shan. De resultaten tonen dat het ge¨ınverteerde IGM consistente, nauwkeurige en gladde ijsdiktevelden genereert. Vooral in schaars bemonsterde zones presteert het model beter dan de
conventionele vloeispanningsmethode. Voor de gletsjerevolutie laten zowel IGM als het hoger-ordemodel zien dat de Batysh-Sook-gletsjer gevoeliger is voor opwarming dan veel omliggende gletsjers, waarschijnlijk door haar kleine huidige omvang. IGM volgt de trends van het hoger-ordemodel goed, al simuleert het in de historische periode iets minder smelt, waardoor het gletsjervolume groter blijft.

Deze bevindingen tonen aan dat IGM een veelbelovend instrument is voor zowel ijsdikteinterpolatie als projectie, vooral in gebieden met beperkte veldmetingen. Betere modellering van gletsjers zoals de Batysh-Sook kan leiden tot nauwkeurigere voorspellingen van toekomstige waterbeschikbaarheid, wat van groot belang is voor wetenschappelijk onderzoek en voor duurzaam waterbeheer in Centraal-Azië.

Hitte-extremen zijn moeilijk te onderzoeken door hun zeldzaamheid. Hoewel observaties en klimaatsimulaties essentiële inzichten bieden in toekomstige klimaatextremen, resoneren ruwe statistieken alleen vaak niet met het bredere publiek.

Storylines of Tales of Future Weather kunnen de kloof overbruggen tussen abstracte wetenschap en door mensen beleefde extreme weersomstandigheden, waardoor klimaatverandering tastbaar, herkenbaar en concreet wordt. Een storyline is een zelf-consistente beschrijving van een plausibel klimaatextreem - zoals een hittegolf - in een gegeven klimaat, gebaseerd grondige data-analyse, statistiek en impactmodellen. Zulke wetenschappelijk onderbouwde narratieven werpen licht op vragen als: "Hoe erg zouden de 2024 Balkanhittegolven geweest zijn in een warmer klimaat?" of "Waren ze mogelijk in een pre-industrieel klimaat?" Dergelijke informatie kan belangrijk zijn voor stakeholders en onze samenleving, maar het is niet a priori duidelijk wat de karakteristieken zijn van plausibele extremen in een gegeven, toekomstig klimaat. In mijn thesis introduceer ik een efficiënte methodologie om hittegolven te karakteriseren in een toekomstig Belgisch klimaat, die gebruik maakt van zowel geobserveerde temperatuursreeksen als gesimuleerde klimaatprojecties. Deze techniek kreeg de naam Global Warming Scaling of kortweg GWS.

In GWS wordt een observationele temperatuursreeks geschaald naar een toekomstig klimaat, bijvoorbeeld een opwarming van 2°C boven pre-industriële gemiddelden. In deze getransformeerde reeks zoeken we naar de recordwaarden voor bepaalde jaarlijkse klimaatindices die volgens ons jaren van extreme hitte aanduiden. Een voorbeeld hiervan is de jaarlijkse piektemperatuur. Deze geschaalde recordwaarden worden vervolgens gezien als drempelwaarden die in het toekomstige klimaat overschreden moeten worden vooraleer we van een extreem jaar spreken.

Deze GWS drempelwaarden kunnen gebruikt worden in een zogenaamde data-miningprocedure, waar we in een groot ensemble van gesimuleerde klimaatvoorspellingen dergelijke jaren van extreme hitte gaan identificeren. Eens we zo’n event gevonden hebben, beschikken we over een set meteorologische velden die volgens onze methode geloofwaardig zijn voor een bovengemiddeld warm jaar in het bestudeerde toekomstige klimaat.

We kunnen deze meteorologische data met andere woorden gebruiken als input voor impactmodellen. Dit zijn wiskundige modellen die de impact van extreme temperatuur op de samenleving inschatten. Ik modelleerde in mijn thesis onder andere het aantal werkdagen dat verloren zou gaan door een toename in hittestress, stijgingen in riviertemperaturen, bosbrandgevaar onder aanhoudende droogte, potentiële toename van invasieve insectensoorten en meer. De resultaten van soortgelijke impactstudies kunnen gebruikt worden als referentiemateriaal in het construeren van een storyline met betrekking tot extreme hitte. Op die manier kunnen stakeholders aan de hand van zulke verhaallijnen de zwakke plekken in hun respectievelijke sectoren blootleggen, en kunnen beleidsmakers een beeld vormen van waarop ze zich moeten voorbereiden.

Deze thesis evalueert het gebruik van gedistribueerde signaalverwerkingsalgoritmen voor de online classificatie van "motor-imagery"-data in draadloze EEG-sensornetwerken met als doel de benodigde communicatiebandbreedte te verkleinen die zulke netwerken belemmerd een realiteit te worden. Hiertoe werd eerst een gedistribueerde classificatiepijplijn ontwikkeld. Daarna werd de performance van zulke systemen geëvalueerd door zowel emulatie op basis van experimentele HD-EEG data om de accuraatheid te bepalen alsook door modellering van de energieconsumptie en latency.

Chinese outward FDI increased sharply over the last decades, subjecting them to considerable
public debate. Yet, empirical research concerning Chinese investments in the EU is sparse. In
this thesis, we attempt to investigate in a comprehensive way if and how Chinese investments
in the EU differ from investments with other origins. Our empirical analysis focuses on factors
attracting Chinese investments in France and on how Chinese ownership affects the size, performance, and productivity of French firms. By applying an IV probit model, we find that that
higher international experience of the target firm attracts Chinese investors, but also that they
are comparatively less discouraged by the poorer financial health of their targets. Furthermore,
using an IV fixed effects model, we find clear evidence that Chinese ownership is associated
with a smaller size, poorer performance, and lower productivity of the French subsidiary. These
results remain valid after rigorous robustness testing by using propensity score matching and
restricting our sample to various subsamples, although the negative effect associated with Chinese ownership loses significance taking into account the level of democracy and annual growth
rate of the owner’s country. This may imply that Chinese investments are “special” by the
important role of the state and by the economic environment in China stimulating its firms to
catch up quickly.

Resonanties van structuren in de atmosfeer van de zon zijn een mogelijke kandidaat voor het verklaren van het energietransport dat een rol kan spelen bij de temperatuur van de corona. Dit onderzoek bekijkt de trage resonantie van magnetische poriën, waarbij de bestaande modellen worden uitgebreid om te kunnen omgaan met een inhomogene randlaag die een betere schatting kan maken van de demping door resonanties.

Door de recente successen van deep learning en artificiële neurale netwerken te combineren met de biologische kennis van onze hersenen, kunnen we nieuw licht werpen op hoe mensen leren uit nieuwe ervaringen. Deze scriptie onderzoekt target propagation, een wiskundig model over hoe neuronen hun synaptische sterkte aanpassen om leren mogelijk te maken. Op basis van netwerk modellen ontdekten we dat target propagation een vorm van Gauss-Newton optimalisatie is en dat een biologisch netwerk van piramidale neuronen een gelijkaardig gedrag als target propagation kan vertonen.

Een hardnekkig, wederkerend probleem in de digitale fotografie is beschadiging door ruis. Relatief eenvoudige technieken op basis van de lineaire warmtevergelijking zijn in staat de hoeveelheid ruis in een afbeelding aanzienlijk te verminderen maar kunnen geen onderscheidt maken tussen effectieve schade ten gevolge van ruis en belangrijke details. Dit probleem kan vermeden worden door a priori informatie op te nemen van structuren die behouden moeten blijven, een eigenschap die de niet-lineaire diffusievergelijking, zoals Perona-Malik, bezit.

In veel wetenschappelijke toepassingen beïnvloeden de microscopische deeltjes, bijvoorbeeld moleculen in de lucht, belangrijke macroscopische grootheden, bijvoorbeeld de luchtdruk en de windsnelheid. Experimenten uitvoeren in dergelijke situaties is vaak zeer moeilijk waardoor we gebruik moeten maken van computersimulaties. Dergelijke computeralgoritmes duren echter zeer lang om een oplossing te berekenen omdat we alle interacties en bewegingen van de moleculen in rekening moeten brengen. In deze scriptie toonden we via veel computerexperimenten aan dat een nieuw algoritme sneller nauwkeurige resultaten kan uitrekenen.

Het combineren van nieuwe machine learning technieken met grote ecologische datasets, om zo predictiemodellen op te stellen. Deze kunnen zowel gebruikt worden om voorspellingen te maken voor nieuwe soorten, maar worden hier vooral toegepast om missing values te detecteren in bestaande datasets. De ecologische datasets zijn allemaal pollinatie/bestuivingsnetwerken.

Aan de hand van wiskundige modellen en simulaties gingen we na of abrupte adaptionele regime shifts kunnen optreden in natuurlijke populaties. We onderzochten zowel de gevolgen van veranderingen in connectiviteit tussen populaties als gevolgen van de omzetting van habitattypes.

Tijdens storingen in de dienstregeling, nemen dispatchers bij Infrabel en NMBS beslissingen vooral op basis van hun eigen ervaring. In deze thesis worden flexibele, wiskundige modellen ontwikkeld voor storingen waarbij er nog één of meerdere sporen beschikbaar zijn. Het doel: dispatchers ondersteunen en reizigers sneller thuisbrengen.

Door het gebruik van een continue, buisvormige reactor en innovatieve technieken kan de efficiëntie en productiviteit t.o.v. de huidige reactor voor YOX-scheiding sterk verbeterd worden. Dit YOX (yttria gedopeerd met europiumoxide) kan na scheiding als bron worden aangewend in allerlei toepassingen, gaande van lampen tot militaire toestellen.

Aan de hand van evolutie-experimenten met bacteriën werd aangetoond dat persistentie het ontstaan van antibioticumresistentie stimuleert. Dit werd onderbouwd door wiskundige modellen en mechanistische experimenten.

Data-analyse in het voetbal: iedereen Marc Wilmots?In de zomer van 2014 kleurde heel België rood en leefde jong en oud vol verwachting toe naar de deelname van ons klein landje op het WK voetbal. Niet alleen de prestaties van de voetballers zelf, maar ook de manier waarop elke wedstrijdfase geanalyseerd werd, zijn op zijn minst bewonderenswaardig te noemen. De tijd dat op televisie naar het voetbal kijken een passieve activiteit was, ligt ver achter ons. Veel kijkers geven graag commentaar op elke actie, al dan niet gebruik makend van sociale media.

Verzekeringsmaatschappijen spelen een cruciale rol in het functioneren van een economie. Om dit succesvol te doen is het essentieel dat hun klanten erop kunnen vertrouwen dat, indien er zich een schadegeval voordoet, de beloofde schadevergoeding kan uitbetaald worden. De grootte van de kapitaalbuffer van een verzekeraar staat hierbij centraal: hoe meer kapitaal, hoe kleiner de kans dat een verzekeraar zijn beloftes niet zal kunnen nakomen. Eén van de belangrijkste beslissingen die het management van een verzekeringsmaatschappij moet maken betreft dus de hoeveelheid kapitaal.

“Sorry meneer, uw haringen staan nog in de file!”Het zou een flard kunnen zijn uit een telefoongesprek tussen een handelaar en zijn logistieke partner. Voor de handelaar een behoorlijk frustrerend antwoord. Hij betaalt immers de logistieke partner om de producten op tijd te leveren. Is dat dan zo moeilijk? We vragen het even aan de logistieke partner en die toont ons een resem schema’s, grafieken en diagrammen waaruit blijkt dat zijn distributieplan optimaal was.

LIEFDE IN TIJDEN VAN AHANGUERA In het verleden waren paleontologen wetenschappers met veel fantasie, die steeds wel nieuwe functies bedachten voor opvallende lichaamskenmerken – ook structuren genoemd – van dikwijls één enkel fossiel. Moderne paleontologen zijn echter meer voorzichtig met verklaringen en durven pas een stelling aan te nemen na vergelijking van verschillende alternatieve hypothesen. Dit wordt bemoeilijkt door de beperkte hoeveelheid fossielen, en verschillende opties blijven daardoor vaak mogelijk.

De strijd tegen epilepsie: ingenieurs helpen meeEpilepsie is een zeer ernstige neurologische aandoening waar wereldwijd zo’n 50 miljoen mensen aan lijden. Helaas zijn de huidige behandelingen nog steeds ondoeltreffend voor ongeveer 20% van deze patiënten. Om de levenskwaliteit van deze patiënten te verbeteren is het uitermate belangrijk dat er doeltreffende alternatieve behandelingen gevonden worden. Ingenieurstechnieken worden tegenwoordig toegepast in deze zoektocht, hopelijk met veel succes tot gevolg.

Stormen in de zonneatmosfeerOok op de Zon stormt het regelmatig. Tijdens een zonnestorm verstoort de impact van atomen en vrije elektronen het evenwicht in de corona, de buitenste laag van de zonneatmosfeer. Aangezien we met onze telescopen niet dicht genoeg bij de zon kunnen komen om rechtstreeks de effecten van deze verstoringen te meten, zijn wiskundige modellen nodig om de impact van zulke verstoringen in de corona te voorspellen.

Hoe werken onze hersenen? Zullen we ze ooit volledig begrijpen? Zullen we verstaan hoe een gedachte tot stand komt, wat een herinnering is en hoe een waarneming tot een welbepaalde actie leidt? Om die vragen te beantwoorden hebben we niet genoeg aan de traditionele aanpak van de psychologie. We moeten begrijpen hoe het er aan toe gaat op het kleinste niveau in ons brein, hoe de individuele zenuwcellen met elkaar communiceren en netwerken vormen en hoe dit leidt tot acties, herinneringen en leerprocessen.

 
De botten van Sabine Hagedoren
 
Ooit al eens iets gebroken? Dan herinner je je vast nog de pijn, het gips en vooral het lange genezingsproces. In 10 procent van de gevallen geneest de breuk echter niet…
Wat dan? Gelukkig is er sinds enkele jaren een wetenschap ontstaan tussen geneeskunde en ingenieurswetenschappen. Artsen en ingenieurs bundelen hun kennis en samen proberen zij nieuw weefsel te maken wanneer het lichaam dat niet meer zelf kan.
 
Weefselengineering
Het menselijk skelet bestaat uit wel 206 botten die het lichaam ondersteunen en ervoor zorgen dat we kunnen bewegen.