Afstudeerprijzen uitgereikt tijdens Opening Academisch Jaar

Voor haar masterscriptie onderzocht Jara de effectiviteit van Clair, een door AI aangedreven conversatieagent in het faciliteren van productieve discussies tijdens samenwerkingsopdrachten van studenten. Clair maakt gebruik van het Academically Productive Talk (APT)-raamwerk, dat specifieke "gespreksbewegingen" omvat die studenten aanmoedigen om hun gedachten te delen, naar elkaar te luisteren, hun redeneringen te verdiepen en in te gaan op elkaars ideeën.

In dit onderzoek voerden 34 deelnemers twee discussietaken uit: één zonder en één met de begeleiding van Clair. Dit onderzoek toont aan dat Clair de potentie heeft om docenten te ondersteunen door de kwaliteit van samenwerkingsdiscussies te verbeteren via gerichte begeleiding van studenten. Vervolgonderzoek zou moeten nagaan hoe Clair op langere termijn kan worden geïmplementeerd in echte klasomgevingen en wat het effect is op leeruitkomsten van studenten.

Sjoerd van den Belt onderzocht hoe je met machine learning beter kunt opsporen waar in het DNA mutaties zijn ontstaan die voordelig bleken in de evolutie. Zulke mutaties zijn belangrijk om ziektes en virussen te begrijpen en nieuwe medicijnen te ontwikkelen. Traditionele methoden zijn snel, maar slaan vaak de plank mis wanneer de data ingewikkelder wordt. Met behulp van slimme neurale netwerken kan dit veel nauwkeuriger, maar dat kost normaal gesproken veel rekentijd en dure hardware.

Daarom ontwikkelde Van den Belt de modellen FAST-NN en FASTER-NN. Deze maken gebruik van efficiëntere berekeningen, waardoor ze sneller en preciezer DNA-patronen herkennen dan eerdere methoden, zelfs zonder ultrasnelle computers. Zijn verbeterde model kan complete genomen razendsnel scannen en tegelijk meerdere biologische processen, zoals mutaties en recombinatieplekken, analyseren. Daarmee maakt hij machine learning veel toegankelijker voor biologisch onderzoek en toepassingen in de gezondheidszorg.

Amy ten Berge onderzocht de invloed van klimaatverandering op rivierafvoeren in de Lesse in België. Klimaatverandering zorgt namelijk voor meer kans op extreem hoge en lage waterstanden, wat problemen kan geven. De modellen die hiervoor gebruikt worden, zijn gekalibreerd op basis van het verleden. De vraag is of ze ook nog kloppen in de toekomst. Amy testte twee veelgebruikte modellen (HBV en GR6J) door ze niet alleen op de conventionele manier kalibreren, maar ook te kijken naar historische jaren die wat betreft klimaatcondities lijken op de toekomst volgens klimaatscenario’s van het KNMI.

De uitkomst: de modellen presteren iets slechter onder toekomstige omstandigheden, maar nog steeds voldoende betrouwbaar. De uitkomsten bleken afhankelijk van hoe en op welke periode de modellen werden gekalibreerd. Voor de Lesse werden hogere piekafvoeren voorspeld voor 2100 en lagere lage afvoeren. Het onderzoek liet zien dat je modellen beter kunt kalibreren op toekomstige klimaatomstandigheden om betrouwbare voorspellingen te krijgen. Er zijn veel onzekerheden, maar verbetering van de modellen kan helpen om beter voorbereid te zijn op de gevolgen van klimaatverandering.

In 2050 woont bijna 70% van de wereldbevolking in steden. Deze snelle groei zorgt ervoor dat steden steeds warmer worden dan hun omgeving. Dit komt door de manier waarop gebouwen zijn ontworpen en geplaatst, en door de gebruikte materialen. Masterstudent Snigdha Roy Dev onderzocht daarom hoe de vorm en structuur van steden samenhangen met de temperatuur van het landoppervlak in Parijs, Rotterdam, Milaan en Wenen. Hiervoor maakte zij gebruik van hoge-resolutie satellietgegevens van NASA, waarmee warmteplekken (hotspots) en koelere gebieden (coldspots) in kaart zijn gebracht.

Uit het onderzoek blijkt dat industrieterreinen vaak de heetste plekken zijn, terwijl rustige woonwijken meestal koeler blijven. Met een model wist Roy Dev meer dan 80% van de temperatuurverschillen in steden te verklaren. Belangrijke factoren zijn de hoogte, vorm, oriëntatie en afstand tussen gebouwen. Opvallend genoeg verschillen de effecten per stad: in Parijs heeft hogere bebouwing bijvoorbeeld een ander effect dan in de andere steden. Deze inzichten kunnen steden helpen bij het ontwerpen van buurten die beter bestand zijn tegen hittegolven en aangenamer zijn om in te wonen.

Masterstudent Yana Hecking werkte aan een nieuw soort 3D-minihartje, waarmee onderzoekers de werking van het menselijke hart beter kunnen nabootsen in het lab. Bestaande modellen kunnen al pompen en samentrekken, maar missen een belangrijke laag: het epicard, de buitenste schil van het hart die een grote rol speelt bij herstel en ontwikkeling. Door dit epicard toe te voegen aan het zogeheten Mini-Mini-Heart (MMH), wordt het model veel realistischer en bruikbaarder voor onderzoek.

In haar onderzoek ontwikkelde Hecking een methode om dit epicard te laten meegroeien met het minihartje. De kleine hartjes bleken goed te kloppen en reageerden zelfs op elektrische prikkels, net als een echt hart. Ook werd er een methode getest om gecontroleerd schade toe te brengen, zodat de reactie van het epicard kan worden bestudeerd. Dit kan straks helpen om nieuwe medicijnen en behandelingen te testen en hartziekten beter te begrijpen.