‘Robots worden net zo normaal als computers’
Voormalig MIT-robotexpert, medeoprichter van Irobot en voorzitter van het Amerikaanse Rethink Robotics Rodney Brooks ziet veel overeenkomsten in ontwikkeling van robots en microprocessoren. Uitdagingen liggen op het vlak van elektromechanica en, daarmee samenhangend, de besturing, aandrijving en visiontechnologie. De robot zal steeds menselijker kunnen handelen.
’Robots zullen in 2050 zo normaal zijn als microprocessoren en computers vandaag de dag.‘ Aan het woord is Rodney Brooks. Sinds 2008 is hij voorzitter en CTO van Rethink Robotics. Daarvoor was hij hoogleraar robotica aan het MIT en directeur van het MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory. In 1990 startte hij samen met twee MIT-collega‘s de beursgenoteerde onderneming Irobot, waar hij tot 2011 ook de functie van CTO, voorzitter en bestuurder vervulde. ’Als we nu dertig jaar terugkijken, zien we de ontwikkeling van de computer als een mainframe tot de microprocessor in de smartphones die bijna iedereen bij zich heeft. Het aantal CPU‘s is nu zelfs veel groter dan de wereldbevolking‘, weet de geboren Australiër.
Robots, zowel voor het huishouden als voor de industrie, zullen steeds gemakkelijker zijn om mee te werken en om interactief mee om te gaan. Ook hier maakt Brooks de vergelijking met de doorbraak van de computer. ’Tot de pc rond 1980 doorbrak, konden gewone mensen niet met mainframecomputers overweg en bedienden alleen specialisten de computer.‘
Robots zullen bovendien eenvoudig te bedienen zijn en volledig veilig om mee te werken in een fabriek, verwacht Brooks. Ze hoeven niet langer afgeschermd te worden van de productieomgeving. Als gevolg hiervan zal er tussen robots en mensen steeds meer interactie mogelijk zijn. Daarenboven zullen robots steeds eenvoudiger intuïtief te programmeren zijn, schetst hij de voornaamste trends.
Hollywood
Als voorbeeld van een nieuwe stap in deze voortschrijdende ontwikkeling verwijst Brooks naar de industriële Baxter-robot, die zijn bedrijf Rethink Robotics in september op de markt bracht. ’Deze volledig zelfstandige robot verschilt sterk van andere industriële robots. Slechts vijf minuten training volstaat voordat een operator ermee kan werken. Hij kan de robot verschillende taken laten uitvoeren aan bijvoorbeeld een assemblagelijn. Hij leert de robot eenvoudigweg de taak die hij moet doen door de mechanische arm van de ene locatie naar de andere te bewegen en te vertellen wat hij vast moet pakken en verplaatsen. De robot staat als een volledige stand-alone toepassing zonder afscherming aan de productielijn, zonder enig gevaar voor de operators. Wanneer er contact is met de robotarm, stopt deze meteen, zodat er geen verwondingen optreden.‘
Vooral betaalbare moderne sensor- en driedimensionale visiontechnologieën liggen volgens Brooks aan de basis van de nieuwe robot. Hij verwijst naar de detectiesonar die 360 graden rondom naar de aanwezigheid van de operator speurt en de vijf beeldcamera‘s voor object- en omgevingsherkenning, gekoppeld aan gedraggebaseerde intelligentie. De camera ziet de objecten en weet hoe hij zich moet gedragen. Krachtsensoren in de armen detecteren eventuele contacten met operators, waarna alle bewegingen meteen stoppen.
Robots hebben vooral impact op de wijze van werken en leven. ’De computer verving ook niet de kantoormedewerker, maar verbeterde wel de manier van werken. Gemak maakt hier deel van uit‘, stelt Brooks. Industriële robots zullen de fabrieksproductie vooral op een hoger fysiek niveau brengen, vergelijkbaar met de industriële revolutie. ’Ik beschouw robots daarom als intelligente mechanische hulpmiddelen.‘
Belangrijk is wel dat gebruikers hier zorgvuldig mee om gaan. ’Als robots op een verkeerde wijze of voor een verwerpelijke toepassing worden gebruikt, is dat natuurlijk niet goed. Dat is evident.‘ Volgens Brooks hoeft de maatschappij niet bang te zijn voor het beeld van robots in Hollywood-films die het voor het zeggen krijgen op aarde. Hij maakt meteen de vergelijking met eerdere films over Russische computers die de macht krijgen over andere (Amerikaanse) computers. ’Dat is ook niet gebeurd.‘
Gratis sensoren
Voor een verdere ontwikkeling van robots ziet Brooks uitdagingen op drie fronten: elektromechanica van in het bijzonder de grijpers en, daarmee samenhangend, de aandrijving en de besturing, en sensortechnologie. ’Een totaaloplossing bieden is hier de grote uitdaging.‘
Robots zullen in hun mogelijke handelen steeds meer op mensen moeten gaan lijken. ’Mensen kunnen met hun handen in hun broekzak hun sleutel vinden. Dat is nog heel ver weg van wat robots kunnen‘, verduidelijkt hij. ’Het zal dan ook nog lang duren voor we Baxters met handen zien.‘
Weliswaar neemt elektromechanica als onderzoeksterrein een steeds belangrijkere plaats in die nauw samenhangt met de ontwikkelingen in de besturing, maar is er sprake van een kip-of-eisituatie, stelt Brooks. ’Omdat er nog geen goed onderzoek is gedaan op het terrein van het besturen van de handen, zijn er nog geen goede elektromechanische handen en omdat er geen goede elektromechanische handen zijn, is er nog geen besturing van handen.‘
De uitdagingen bij de aandrijving en besturing draaien om de ontwikkeling van sensoren en motoren voor de bewegingen van de robotgrijpers. ’Onze eigen handen zijn een voorbeeld van verbazingwekkend ontwerp. Er zijn ongelofelijk veel vrijheidsgraden. Dat kunnen we nog niet mechanisch evenaren.‘
Bij sensortechnologie staat de verdere ontwikkeling van de algoritmes voorop. Deze moeten zorgen voor een realtime interactie tussen beeldwaarneming en beoordeling zodat de robot tijdig actie kan ondernemen. Brooks: ’Visiontechnologie heeft de afgelopen tien jaar al grote vooruitgang geboekt en we hebben nu zelfs goedkope 3D-sensoren.‘ De game-industrie is een belangrijke drijvende kracht. ’Gezien het succes in deze markt zou de robotindustrie de 3D-sensoren bij wijze van spreken gratis moeten kunnen krijgen‘, glimlacht hij.
Bij kunstmatige intelligentie, een andere belangrijke uitdaging bij de ontwikkeling van robots, gaat het om de logica om taken snel en doeltreffend uit te voeren en aan te passen aan de omgeving, vertelt Brooks. ’De afgelopen jaren heeft de ontwikkeling van kunstmatige intelligentie tot het nodige succes geleid. Bedrijven als BMW, Mercedes en Toyota stoppen steeds meer intelligentie in hun auto‘s. Een voorbeeld van een verdergaande ontwikkeling bij kunstmatige intelligentie is de zelfsturende auto in het verkeer.‘
Ros
Standaardisatie is belangrijk, omdat het bijdraagt aan ontwikkelingen, is de ervaring van de CTO van Rethink Robotics. Hij waarschuwt wel dat standaardisatie niet in een te vroeg stadium plaats moet vinden, omdat het dan contraproductief werkt. ’Standaardisatie helpt dan niet om technologische of technische problemen op te lossen.‘ Uiteindelijk gaat het volgens hem bij standaardisatie vooral om platforms, zoals bij pc‘s waarop bedrijven software en randapparatuur maar ook kaarten voor het aansluiten van randapparatuur kunnen ontwikkelen.
’Waar wij binnen ons bedrijf veel baat bij hebben, is het Robot Operating System.‘ Ros is een opensource ontwikkeling van een gemeenschappelijk kader van bibliotheken en gereedschappen voor een breed scala aan roboticatoepassingen. ’Veel industriële robotfabrikanten zijn begonnen dit als standaard interface op hun platform te zetten.‘ Omdat bedrijven beseffen dat samenwerkende robots belangrijk zullen worden, ziet Brooks ook binnen Iso de nodige standaardisatieontwikkelingen, bijvoorbeeld op het vlak van veiligheid bij het gebruik van industriële robots. ’Hier zijn vele bedrijven in vele landen bij betrokken, ook in Europa.‘
