Geschiedenis: Soesterberg

TNO Soesterberg

Vragen over het nachtelijk waarnemingsvermogen leidden in 1949 tot de oprichting van de Werkgroep Waarneming binnen de toenmalige Rijksverdedigingsorganisatie TNO onder leiding van Prof. dr. M.A. Bouman. Dat was het startpunt van onderzoek naar nachtzien, dieptezien, kleurenzien, verblinding, netvliesverbranding, beeldschermen, etcetera. Spoedig daarop volgde het onderzoek naar een tweede zintuig, het oor, in verband met gehoorbeschadiging, gehoorbescherming, lawaaibestrijding en spraakverstaanbaarheid van radioverbindingen. Visuologie en audiologie vormden de basis van wat tegenwoordig ergonomie heet, de studie naar de mens in relatie tot zijn omgeving.
De werkgroep was eerst gehuisvest in het Fysisch Laboratorium van de Universiteit Utrecht. Vanaf 1951 huurde men een deel van het Nationaal Lucht- en Ruimtevaart Geneeskundig Centrum in Soesterberg. In afwachting van een eigen gebouw op het buurterrein Kampweg 5 werd er in 1956 een barak geplaatst.

TNO te Soesterberg (1956)

Instituut voor Zintuigfysiologie (IZF)

De Werkgroep Waarneming kreeg in 1956 de status van TNO-instituut: Het TNO Instituut voor Zintuigfysiologie (IZF-TNO). In dat jaar kwam ook de eerste psycholoog in dienst. Het onderzoek verbreedde zich naar menselijke informatieverwerking, zoals de interpretatie van Morsesignalen, de beoordeling van luchtfoto’s, de perceptie van sonarsignalen en de nauwkeurigheid van kansschattingen.
Zintuigfysiologie, ergonomie en neurofysiologie waren de belangrijkste onderzoeksterreinen bij het IZF. Later verder uitgebreid met gebieden als verkeersgedrag (1969), thermofysiologie, zoals de warmte- en vochtbalans van militairen met beschermende kleding (1970), evenwicht van onder andere gevechtsvliegers en marinepersoneel (1986), cognitieve psychologie, waaronder mentale belasting (1986), training en opleiding -inclusief simulatie- (1998) en groepsfunctioneren (1998).

Optimalisering van de informatieverwerking behoorde vanaf het begin tot de expertise van het instituut. Deze kreeg echter door de voortschrijdende automatisering en de innovatieve informatie- en communicatietechnologie (ICT) een nieuwe dimensie. Talrijke opdrachten gingen over de informatie-uitwisseling tussen apparatuur en operator. Ook was het de vraag wat de menselijke cognitieve vermogens waren bij de vormgeving van taken en procedures in een werksituatie met automaten en computers. Wat konden mensen mentaal aan? Hoeveel inspanning kostte het? Hoe lang hielden zij het vol? Wat deden zij in het geval van tijdgebrek? Hoe beoordeelden zij onzekerheden? Uiteindelijk ging het ook om de vraag hoe een complex systeem als een combinatie van operators, automaten en computers functioneerde. Dit behoorde tot het terrein van de systeemergonomie.

Het was het meest interdisciplinaire onderdeel van de Rijksverdedigingsorganisatie en vermoedelijk van geheel TNO. Onder de onderzoekers vond men psychologen, natuurkundigen, ingenieurs en medici. Het instituut hield zich aanvankelijk bezig met zintuigfysiologische en waarnemingspsychologische onderzoekingen. Een van de eerste opdrachten ging over vermoeidheid bij radarpersoneel. De onderzoekers herleidden de klachten tot de verlichting van de werkruimte. Een reeks van projecten, waaronder die naar de scheepsbrug, volgde.

Huisvesting

In 1957 werd een terrein van 1.5 hectare aangekocht aan de Kampweg te Soesterberg. Pas in 1962 werd begonnen met een programma van eisen voor een nieuw gebouw. Begin 1967 ging de BAM bouwen. Medio oktober 1968 werd het nieuwe gebouw betrokken (Mfl 3.1; 2800 m2; 65 werkplekken). Het gebouw bevatte onder andere:

  • een optische gang van 50 meter lengte,
  • werkplaatsen voor de instrumentmakerij,
  • een onafhankelijk gefundeerde vleugel met
    • drie ‘zachte’ akoestische meetruimten,
    • een meetkamer met variabele akoestiek,
    • en een dode (echovrije) kamer.

    De luchtbehandelingsinstallatie voor deze audio-meetruimten moest aan stringente eisen voldoen; TNO-TPD gaf daarvoor adviezen.

Op 25 april 1969 werd in aanwezigheid van Z.K.H. Prins Bernhard het nieuwe gebouw (Kampweg 5) officieel in gebruik gesteld door de Staatssecretaris van Defensie A.E.M. Duynstee. De openingshandeling bestond uit het uitspreken van de cijfers 0 tot en met 9, die daarna met een spraakherkenningsapparaat zichtbaar gemaakt werden.

Nieuwbouw TNO in Soesterberg (1968)

 

Opening nieuwbouw IZF-TNO in 1969
Opening nieuwbouw IZF-TNO in 1969

 

Keramiekplateaus aan de buitengevel (maker: C. van Eck, Zeist)

In 1988 werd het gebouw uitgebreid met een nieuwe vleugel, die weer een serie tijdelijke barakken verving.

Nieuwe gebouwvleugel in 1988
Nieuwe gebouwvleugel in 1988

Hernieuwbouw van het gebouwdeel uit 1968 kwam gereed in 2007.

Onderzoek naar voertuigdynamica

Vanaf 1985 startte TNO Voertuigdynamica enkele grote onderzoeksprojecten samen met het Instituut voor Zintuigfysiologie (IZF). Het ging bij al deze projecten om de interactie tussen bestuurder en voertuig en de gevolgen daarvan voor de controle over het voertuig. Het onderzoek spitste zich toe op drie punten: controle houden onder moeilijke omstandigheden, de ergonomie van de auto en de invloed van de weg en omgeving.
De proefnemingen waren bijzonder omdat medewerkers hierbij voor het eerst computersimulaties toepasten. Dit was mogelijk door met technische hulpmiddelen verkeerssituaties te creëren die te manipuleren waren. Door een stuurmachine te gebruiken kon de invloed van de menselijke bestuurder worden uitgeschakeld. Windmachines waren in staat sterke zijwind te veroorzaken. Rijkswaterstaat gebruikte de resultaten om bijvoorbeeld veiliger op- en afritten te ontwerpen. Later werd gewerkt aan de interactie tussen weg, voertuig en bestuurder en een ‘intelligent’ gaspedaal dat de bestuurder via langs de weg geplaatste apparatuur op een aan de verkeersomstandigheden aangepaste veilige snelheid hield.

Spin-off onderzoek

Defensieonderzoek kende ook de nodige spin-off dat kon leiden tot contractonderzoek voor de civiele sector. Van alle TNO-laboratoria was het IZF (later Technische Menskunde (TM) geheten) het meest betrokken bij opdrachten voor niet-militair onderzoek. Tussen 1968 en 1988 ging het om een kwart van de omzet. In de jaren negentig liep dit percentage zelfs op tot bijna 40%.
Zo was onderzoek naar akoestische kwaliteiten van gemeenschapsruimten en concertzalen een spin-off van het audiologisch onderzoek naar de spraakverstaanbaarheid van communicatieverbindingen. Eveneens goed bruikbaar voor civiele doeleinden waren de resultaten van het ergonomisch onderzoek, en dat gold ook voor onderzoek naar verkeersveiligheid. Het IZF werkte daarbij samen met de Stichting Wetenschappelijk Onderzoek Verkeersveiligheid (SWOV) en het instituut voor Wegtransportmiddelen TNO. Vrijwel alle verkeersborden en wegmarkeringen langs de Nederlandse wegen zijn ontworpen met medewerking van het instituut.

Luchtfoto TNO Soesterberg
Luchtfoto TNO Soesterberg

Onderzoek naar scheepsbruggen in simulaties

Een van de eerste schepen waarmee het IZF-TNO op verzoek van de Koninklijke Marine aan de slag ging, was de jager Hr.MS. Amsterdam van de Friesland-klasse. Bij dit type schip was de bedieningsapparatuur verspreid over de brug. Bovendien had de roerganger op een lager dek geen uitzicht op zee. Zijn orders ontving hij via een spreekbuis van de brug. Dit was niet bevorderlijk voor de nauwkeurigheid en de reactiesnelheid, zoals een proef op zee aantoonde. Op het instituut werd de brug van de opvolger van de Friesland-klasse, een jager van de van Speijk-klasse, nagebouwd van spaanplaat, pvc en plexiglas. Met deze mock-up kon volop worden geëxperimenteerd.

Tijdens de proefnemingen bleken er onder de onderzoekers echter twee duidelijk verschillende opinies te bestaan. Eén groep onderzoekers meende dat met een zogeheten cockpitconcept, met een centrale navigatieplek, de beste resultaten te boeken waren. De andere groep zag meer voordeel in een traditionelere opstelling met gespreide instrumenten. Een serie simulaties maakte uiteindelijk duidelijk dat met het cockpitconcept beter te werken was.

Dit concept was niet direct te verwezenlijken, maar werd bij elk volgend scheepstype wat verder in de gewenste richting aangepast. Bij de geleidewapenfregatten moest bijvoorbeeld de radarapparatuur in een aparte, verduisterde ruimte worden ondergebracht, omdat de lichtzwakke monitoren anders niet af te lezen waren. Ook de man voor de communicatie en de kaartentafel waren nog op de brug te vinden.

In de luchtverdedigings- en commandofregatten, die rond 2000 in de vaart kwamen, was de cockpitstructuur nog verder uitgewerkt. De kaartweergave en de radarinstallatie waren digitaal met elkaar gekoppeld. Het overzicht van de omgeving en de status van het schip was vanuit één positie mogelijk geworden.

Het onderzoek met de mock-ups werd ook ingezet bij een project naar een zo efficiënt mogelijke indeling van de ruimte bij een nieuw te bouwen onderzeeboot van de Walrus-klasse. De zeer beperkte ruimte moest op een zodanige manier ergonomisch ingedeeld worden dat de samenwerking optimaal werd.

IZF mock-up commandocentrale van de Zwaardvis (bron: Collectie Nederlands Instituut voor Militaire Historie)

De ontwikkeling van het brugconcept was niet specifiek aan de marine voorbehouden. De bereikte resultaten werden eveneens bij de koopvaardij toegepast.

 

Technische Menskunde (TM)

In 1994 veranderde het Instituut voor Zintuigfysiologie TNO zijn naam in TNO Technische Menskunde (TM). Het instituut telde in die jaren ongeveer 125 medewerkers, onder wie 60 tot 65 academici. In 2005 werd het Geneeskundig Centrum (NLRGC) in Soesterberg, een onderzoeksafdeling van het Nationaal Lucht- en Ruimtevaart Laboratorium (NLR) ondergebracht bij TNO-TM.
Van 2005 tot 2010 was de officiële naam TNO Gedrag, Training en Prestatie (GTP) als onderdeel van TNO Defensie en Veiligheid. In de praktijk werd de naam Human Factors Research Institute (HFRI) en later Human Factors HF gehanteerd.
 

Onderzoek naar menselijk evenwicht en oriëntatie

In het onderzoek naar evenwicht en oriëntatie was het aanvankelijk vooral de Koninklijke landmacht die interesse toonde vanwege vervoer van manschappen in gesloten voertuigen. De Koninklijke Marine (zeeziekte) en de Luchtmacht (desoriëntatie van gevechtsvliegers) volgden. Wagenziekte, zeeziekte en ruimteziekte zijn bewegingsziekten met misselijkheid als voornaamste symptoom. Lang werd er gedacht dat al deze ziekten te maken hadden met het schudden van het evenwichtsorgaan, dat zich in ons middenoor bevindt. Zo simpel bleek het echter niet te zijn.
De hersenen willen namelijk voortdurend op de hoogte worden gehouden van drie zaken van het hoofd of het lichaam: draait het om een hoek, wordt het verplaatst en hoe bevindt het zich ten opzichte van de zwaartekracht. Het evenwichtsorgaan levert samen met de ogen informatie die nodig is om ons in een evenwichtige situatie te houden. Dan is er nog de positiezin, die informatie levert over de stand van de ledematen als aanvulling op wat de ogen en het evenwichtsorgaan al hebben doorgegeven over het hoofd. Zolang we normaal lopen, kunnen de hersenen een voorspelling maken van de te verwachten bewegingen van ons lichaam. Het kan echter misgaan zodra we plaatsnemen in een voertuig. Tussen de informatie van ogen, evenwichtsorgaan en positiezin ontstaan dan eventuele discrepanties. De ogen zien de rechte lijn van de weg, maar het evenwichtsorgaan signaleert een stijging of daling of een scherpe bocht. In het vliegtuig of ruimtevaartuig is er ook sprake van informatieverschillen. Op of in een schip zijn de bewegingen en daarmee de informatieverschillen nog groter. De hersenen raken daardoor in de war. Het gevolg is misselijkheid of erger.

Ook experimenteerden de medewerkers met remedies tegen bewegingsziekten. Zo droeg André Kuipers tijdens zijn ruimtevlucht in 2004 een door TNO ontworpen trilvest. Hierin zaten kleine trillertjes, ongeveer zoals die in de trilfunctie van een mobieltje. Kuipers moest gewichtloos, geblinddoekt en met oordoppen een aantal oriëntatieproeven doen en daarbij het vest afwisselend wel en niet dragen. Verder droeg hij het vest een aantal uren bij zijn normale werkzaamheden aan boord van het ruimteschip. Bovendien hield Kuipers een vragenlijst bij over zijn fysieke conditie. Hoe voelde hij zich, wanneer werd hij ziek en hoe ziek was hij? Een bloeddruktest maakte eveneens deel uit van dit onderzoek.

In 2006 kwam een grote simulator gereed voor complexe bewegingen, Desdemona. Desdemona is feitelijk een grote 3D-draaistoel waarmee gewichtloosheid is na te bootsen. Het toestel is ontworpen door een Oostenrijks bedrijf en is een soort combinatie van een achtbaan, elektrische stier en een centrifuge. Met het apparaat is het mogelijk om iemand rond een willekeurige as vrijwel onbeperkt rond te draaien, op en neer te bewegen en ook nog eens te centrifugeren. Desdemona maakt onderzoek naar vlieg- en ruimteziekte, zee- en simulatorziekte mogelijk. Bij dit onderzoek werkte TNO samen met de TU Delft en het Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium (NLR).
In 2010 is Desdemona ondergebracht in een aparte besloten vennootschap (BV).

De volgende naamsverandering

De Rijksverdedigingsorganisatie TNO was – net als de andere bijzondere organisaties van TNO – bij een reorganisatie in 1980 opgeheven en heette sindsdien de Hoofdgroep voor Defensieonderzoek, later aangeduid met TNO Defensieonderzoek.
Op 31 december 2005 besloot TNO de afzonderlijke TNO-instituten (laboratoria) op te heffen. TM-TNO was daarbij opgegaan in het kerngebied TNO Defensie en Veiligheid (TNO DV).
Op 1 januari 2011 werd vervolgens de TNO kerngebiedenstructuur opgeheven en is TNO omgevormd tot één TNO organisatie. Sindsdien wordt gesproken over TNO-locatie Soesterberg die werkt voor de TNO unit Defence, Safety and Security (DSS).

 

 

Bronnen

Tachtig jaar TNO (2012), Red. Harry Lintsen

Officiële opening van het nieuwe gebouw van het Instituut voor Zintuigfysiologie RVO-TNO, Soesterberg: een luisterrijke gebeurtenis, TNO Kontakt, mei, 5, 13, 98-103