Wedstrijd voor technische innovatie

De Britse regering hield 300 jaar geleden als eerste zo’n wedstrijd. Met de Longitude Prize wilden de Britten het probleem van nauwkeurige plaatsbepaling op zee oplossen (zie ”Nauwkeurige tijdmeting op zee”).

De organisatie bestaat nog steeds en kwam in 2014 met een nieuwe uitdaging: de ontwikkeling van een test die snel uitsluitsel geeft welk antibioticum een arts het beste kan voorschrijven tegen een ziekteverwekker. Die aanpak moet het ontstaan van antibioticaresistentie bij bacteriën tegengaan. De beloning voor de winnende partij: 10 miljoen pond (11,5 miljoen euro).

Een andere speler op dit terrein is Xprize die momenteel een aantal competities heeft lopen. De organisatie heeft inmiddels meerdere grote prijzen uitgereikt. Het geld in de pot is afkomstig van rijke particulieren en bedrijven zoals Google.

Haalbaar

Het principe is eenvoudig: de organisatie stelt een meetbaar doel voor ogen, vaak met een deadline. De partij die als eerste dat doel bereikt, krijgt het bedrag dat in de prijzenpot zit. „We stellen gewaagde, maar haalbare doelen”, aldus Peter Diamandis, bestuursvoorzitter van Xprize.

Toch is het de initiatiefnemers van de prijsvraag uiteindelijk niet om het gestelde doel te doen. Ze willen een ontwikkeling in gang zetten en doorbraken creëren op terreinen waarvan ze denken dat de maatschappij er baat bij zal hebben.

Historische vlucht

De Orteigprijs is daar een goed voorbeeld van. In 1919 stelde de welgestelde Franse hoteleigenaar Raymond Orteig een bedrag van 25.000 dollar beschikbaar voor de piloot die als eerste een non-stopvlucht zou maken tussen Parijs en New York. Charles Lindbergh won die prijs in 1927 met zijn eenmotorige toestel Spirit of St. Louis.

Die prestatie is slechts de helft van het verhaal; minstens zo belangrijk waren de maatschappelijke ontwikkelingen die de wedstrijd in gang zette. Zo steeg het aantal Amerikaanse luchtvaartpassagiers explosief: van nog geen 6000 reizigers in 1926 naar 173.405 in 1929.

In het jaar dat Lindbergh zijn historische vlucht maakte, nam in Amerika het aantal aanvragen voor een vliegbrevet toe met 300 procent. Het aantal geregistreerde vliegtuigen steeg met 400 procent.

Vandaag de dag gaat er 300 miljard dollar om in de luchtvaartsector. Is dat allemaal te danken aan die prijsvraag uit 1919? Vast niet. Maar het bracht de ontwikkelingen wel in een stroomversnelling.

Ruimtevaart

De Ansari Xprize, die in 1996 werd uitgeschreven, had een vergelijkbaar effect. Het gestelde doel was met een ruimteschip een hoogte van 100 kilometer bereiken en dat twee keer binnen veertien dagen. Begin oktober 2004 haalden de makers en financiers van SpaceShipOne de prijs van 10 miljoen dollar binnen.

De gedachte achter de prijs was echter om particuliere bedrijven te interesseren voor de ruimtevaart. Ook in dit geval slaagden de initiatiefnemers in hun opzet. Ruimtetoeristen die bij Virgin Galactic een vlucht hebben geboekt met SpaceShipTwo, de opvolger van het prijswinnende toestel, wachten nog steeds op verwezenlijking van hun droom.

Tegelijkertijd ontstond er in het afgelopen decennium een succesvol particulier bedrijf als SpaceX dat meerdere geslaagde raketlanceringen en bevoorradingsmissies naar het internationaal ruimtestation uitvoerde. Andere particuliere bedrijven, zoals Blue Origin en Bigelow Aerospace, zijn nog niet zo ver maar hebben grootse plannen.

Ontwikkelkosten

Het geld dat met de prijzen valt te winnen, is vrijwel altijd een groot bedrag maar kan nooit de belangrijkste reden zijn om deel te nemen aan de competitie. De ontwikkelkosten zijn namelijk altijd meer dan de beloning. Dat was begin vorige eeuw zo, en dat is vandaag de dag niet anders. Om de Orteigprijs van 25.000 dollar te winnen, investeerden negen teams in totaal 400.000 dollar. Om de Ansari Xprize te winnen, investeerden de deelnemende partijen meer dan 100 miljoen dollar.

Terwijl er ontelbaar veel organisaties prijzen uitloven voor behaald succes –de Nobelprijs is daarvan een goed voorbeeld– draait de Xprize het om. Eerst inventariseren de organisatoren welke maatschappelijke vragen een antwoord behoeven, vervolgens stellen ze de bedenker van een oplossing een beloning in het vooruitzicht. Diamandis: „We hebben momenteel voor ongeveer 50 miljoen dollar aan prijzen uitstaan en 200 miljoen dollar aan prijzen in de pijplijn, in verschillende stadia van ontwikkeling.”

----

Nauwkeurige tijdmeting op zee

Om de plaats op aarde te bepalen, zijn twee coördinaten van belang: de lengte- en de breedtegraad. Breedtegraden lopen parallel aan de evenaar en geven de noord-zuidpositie weer. Lengtegraden lopen van pool naar pool en gaan over de oost-westpositie.

Zeevaarders hadden in het verleden nooit zo veel moeite om –aan de hand van de zonnestand of de sterrenhemel– hun positie in breedtegraden te bepalen.

De lengtegraad was lastig. Door de draaiing van de aarde bewegen de hemellichamen continu van oost naar west. Toch werden er wel pogingen ondernomen om de locatie te bepalen aan de hand van astronomische observaties.

Heel wat wetenschappers zochten de oplossing in een tijdsverschil: door de tijd van een plaats met een bekende lengtegraad –zeg Greenwich of Amsterdam– als uitgangspunt te nemen en die te vergelijken met de zonnetijd op het schip, moest de oost-westlocatie bepaald kunnen worden.

Tijdsverschil is namelijk makkelijk in geografische lengte om te rekenen. De aarde is 360 graden in het rond, in tijd staat dat gelijk aan 24 uur. Een uur komt dus overeen met 15 graden; een graad lengteverschil met 4 minuten tijdsverschil.

In 1714 waren er al verschillende pogingen gewaagd met klokken die aan boord de referentietijd –die tijd in Greenwich of Amsterdam– moesten aangeven. De uurwerken faalden echter: ze konden slecht tegen de deining van het schip en de wisselingen in temperatuur en luchtvochtigheid.

De Britse regering besloot in 1714, na een scheepsramp waarbij plaatsbepaling een rol speelde, een beloning van 20.000 pond uit te loven voor de persoon die na een reis naar het Caraïbisch gebied de positie zou weten te bepalen op een halve lengtegraad nauwkeurig, oftewel op 2 minuten nauwkeurig in tijd.

In 1737 komt John Harrison aanzetten met een zelfgemaakte klok. De vakman is daarbij niet over één nacht ijs gegaan. Zes jaar daarvoor had hij al klokken gemaakt met een houten binnenwerk die in een hele maand niet meer dan een seconde uit de pas liepen.

Met de chronometer, zoals zijn scheepsinstrument wordt gedoopt, maakt hij een proefvaart naar Lissabon. De klok werkt naar behoren. Toch eist Harrison de prijs niet op. Hij wil een betere versie ontwikkelen. Aan die opvolger, die eindigt op het formaat zakhorloge, sleutelt hij vervolgens dertig jaar.

Wanneer Harrison met die chronometer komt aanzetten, weigeren de wis- en sterrenkundigen in de beoordelingscommissie te geloven dat zo’n nietig apparaat kan werken.

Uiteindelijk blijkt Harrisons chronometer in 1764 op de voorgeschreven locatie, Bridgetown op het eiland Barbados, slechts 39 seconden af te wijken; een derde van de waarde om voor de prijs in aanmerking te komen. Het geld krijgt hij, maar pas in 1773 na veel gesteggel.

----

Prijzen op uiteenlopende terreinen

Terwijl de Longitude Prize inzet op één competitie, heeft de Xprize meerdere wedstrijden tegelijkertijd lopen. In de afgelopen jaren loofde de organisatie, naast de Ansari Xprize, prijzen uit voor de ontwikkeling van een superefficiënte auto en een innovatieve oplossing voor olievlekken op zee.

De Lunar Xprize moet voor het einde van het jaar worden geclaimd. Het winnende team moet daarvoor een rover op de maan laten landen, 500 meter over het oppervlak rijden met het karretje en foto- of videomateriaal in hoge resolutie naar de aarde sturen. De winnende partij wint 30 miljoen dollar (28,3 miljoen euro).

Lopende prijzen focussen onder andere op het meten van de gezondheid van oceanen, het effectief gebruik van digitale technieken in de gezondheidszorg en de beschikbaarheid van opensourcesoftware voor kinderen in ontwikkelingslanden zodat ze daarmee kunnen leren lezen, schrijven en rekenen.

Wedstrijd voor technische innovatie

Wetenschap & techniek

RD.nl in uw mailbox?