De eerste stapjes van de huishoudrobot

Een orkest trompetspelende robots of de hightech hond Aibo die vrolijk kwispelstaart: in Japan zijn huishoudrobots al big business. En ook ons land heeft nu een wandelende robot: Lucy.

Het was niet zonder trots dat de Brusselse onderzoekers van de VUB hun wandelende robot Lucy voorstelden. Nochtans lijkt Lucy niet zo baanbrekend. In Japanse gezinnen is de robothond Aibo van Sony al een populaire huisgezel, terwijl de wandelende humanoïde robot Asimo van Honda al zowat de hele wereld rondreisde. En vorig jaar nog stelde Sony de wandelende robot QRIO voor.

Waar zit dan het vernieuwende van Lucy? “Robots als Aibo en Asimo zijn staaltjes van hedendaagse spitstechnologie, maar zijn niet echt nuttig in het dagelijkse leven,” antwoordt professor Dirk Lefeber. “Ze hebben vooral entertainmentwaarde. Bovendien zijn de meeste van hun bewegingen voorgeprogrammeerd. Ze missen de intelligentie om zelfstandig en flexibel taken uit te voeren. Lucy kan een stapbeweging maken met behulp van geplooide pneumatische spieren waarvan de soepelheid instelbaar is.”

Niet evident, want stappen is een zeer complexe beweging waarbij je steeds het evenwicht moet bewaren. Bij elektrisch aangestuurd stappen krijgen de motoren bij elke stap een zware schok te verwerken, waar ze slecht tegen kunnen. Aan het Amerikaanse Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben ze daar een oplossing voor gevonden, maar de soepelheid is bij de robot in kwestie niet instelbaar. Bij Lucy wel.

Twaalf spieren, zes gewrichten

Imitatie van de menselijke manier van wandelen is een hot item binnen de humanoïde robotica. De spieren worden bij Lucy nagebootst met lichte balgen die trekkracht krijgen door ze op te blazen. De balgen zetten de aangevoerde lucht om in kracht en beweging. Lucy heeft twaalf pneumatische spieren, waarmee zes gewrichten aangedreven worden. Ze kan slechts in één vlak bewegen: voor- en achteruit. Dokter Frank Daerden: “De soepele manier waarop Lucy beweegt, is een belangrijke ontwikkeling voor toekomstige robots. Met een trajectcontroller zal de soepelheid van de spieren zo ingesteld worden dat Lucy het vooropgestelde traject op een zo natuurlijk mogelijke manier volgt. Gelijkaardige methodes passen we trouwens ook toe in de ontwikkeling van een robotarm waar je als gebruiker rechtstreeks mee kan interageren. Dat contact voelt aan als een handdruk, ook weer dankzij die soepelheid.”

Alleen al het bouwen van Lucy nam drie jaar in beslag. Maar de interesse voor humanoïde robots bestaat bij de onderzoeksgroep al een stuk langer. “We zijn tien jaar geleden begonnen met het onderzoek naar stappende robots. We hadden in het begin een éénbenige springende robot met elektrische motoren in gedachte, maar dat bleek niet te werken. Zo zijn we bij artificiële spieren terechtgekomen. Het onderzoek naar wandelende robots verloopt inderdaad moeizaam. Tot op heden kunnen robots alleen op een horizontaal vlak wandelen, eventueel met enkele voorgeprogrammeerde obstakels. Maar een robot laten rondwandelen op het strand zou al faliekant aflopen. Er is dus nog veel werk aan de winkel.”

Trompetspelende robots

Ondanks het ijverige werk van wetenschappelijke onderzoeksgroepen, hinken Europa en – in mindere mate – de Verenigde Staten in humanoïde robotica zwaar achterop tegenover Japan. “Het grote verschil zijn de financiële middelen,” zegt Dirk Lefeber. “Zowel de Japanse overheid als verschillende Japanse bedrijven investeren zwaar, bijvoorbeeld in het prestigieuze Humanoids Robotics Project, waarbinnen de HRP-2 gemaakt werd. Dat is een op mensenmaat gemaakte robot met een 3D visueel systeem, spraak- en luistertechnologie. In België vallen wij tussen twee stoelen: voor bedrijven zijn we te veel bezig met fundamenteel onderzoek, voor wetenschappelijke fondsen zijn we te weinig met fundamenteel onderzoek bezig. Commerciële en industriële toepassingen van de knowhow rond Lucy zijn mogelijk, maar er zijn nog geen voorstellen gekomen. In België is er slechts een beperkte robotindustrie. Je ziet wel dat een bedrijf als Philips twijfelt: springen we mee op de roboticatrein of niet? Als ze nog lang wachten, komen ze wellicht hopeloos te laat. Dat beseffen ze ook.”

Ondertussen zitten in Japan de entertainmentfabrikanten niet stil. Op de wereldtentoonstelling in Aichi (Japan) stelt Toyota volgend jaar een orkest met trompetspelende Partner Robots voor. Maar robots die echt inzetbaar zijn in het dagelijks leven, laten helaas nog op zich wachten.

Dominique Soenens

“Tot op heden kunnen robots alleen op een horizontaal vlak wandelen. Een robot laten rondwandelen op het strand zou faliekant aflopen.”