IMSystems is een veelbelovende start-up uit Delft die een nieuwe generatie versnellingsbakken voor robotarmen ontwikkelt. Daardoor kunnen robots straks met veel meer precisie werken waardoor de menselijke hand waarschijnlijk niet langer nodig is om zeer verfijnde elektronica zoals mobiele telefoons te fabriceren.

Hoe zit de methode van IMSystems in elkaar?

„Het werkingsprincipe van de bestaande transmissies is dat deze de roterende beweging van een sneldraaiende motor omzet in een tragere maar krachtigere beweging. Door het hefboomeffect dat dit in dit proces plaatsvindt, neemt de kracht van een bepaalde toepassing zoals een robotarm toe. Bestaande transmissies maken doorgaans gebruik van tandwielen om dit effect te bereiken. In ons product zitten geen tandwielen maar holle cilinders van hard staal (met aan de uiteinden grotere cilinders) die om een elektrisch aangedreven solide cilinder draaien waardoor het hefboomeffect ook optreedt. Ons transmissiesysteem heet de Archimedes Drive, naar de bekende wijsgeer uit de Griekse oudheid Archimedes die het hefboomeffect ontdekte. Archimedes zei: ‘geef me een hefboom die lang genoeg is en ik kan de aarde verplaatsen’. Wat wij met de Archimedes Drive doen is een hele grote hefboom in een heel klein pakketje stoppen. Dat is wat elke transmissie doet. Onze innovatie daarbij is dat we geen gebruik maken van tandwielen zoals de bestaande transmissies doen. Die veroorzaken veel problemen. Zo zit er speling tussen de tandjes. Die is niet te voorkomen. Hoe klein die speling ook is, een robotarm zal daardoor minder precies kunnen bewegen. Als je een mobiele telefoon wilt assembleren, moet de computer op de micrometer precies weten waar de robotarm de onderdeeltjes ervan moet plaatsen. Nu moet de robot zichzelf telkens opnieuw instellen om die precisie te kunnen benaderen. En uiteindelijk bereiken ze het door de fabrikant gewenste resultaat dan nog steeds niet. Als je kijkt naar de ontwikkeling van de mobiele telefoon zie je dat dit een bottleneck is voor de productie. De telefoons zijn in de loop van de jaren wel dunner geworden. Maar veel meer dan dat is er niet veranderd. Terwijl ze er al een hele tijd zijn. Je ziet ook dat er nog steeds veel mensenhanden aan de productie te pas komen. Omdat robots niet in staat zijn om te concurreren met de productiviteit van de mens. In de Archimedes Drive staan de roterende holle cilinders onder hele hoge druk tegen elkaar. Daardoor ontstaat er zoveel grip tussen de onderlinge onderdelen dat je hetzelfde effect krijgt als bij tandwielen die in elkaar haken. Alleen is er geen speling tussen de oppervlakten van de cilinders zoals tussen de tandjes van de tandwielen. Daardoor bereiken wij de precisie die nodig is voor een minutieuze assemblage wel.”

Wat is de drijfveer om dit nieuwe systeem te ontwikkelen?

„Onze oprichter, Jack Schorsch, kreeg in de VS ooit de opdracht om lichtere actieve protheses te maken. Dat zijn bijvoorbeeld kunstarmen die kunnen bewegen met behulp van de motoren en transmissies die erin zitten. Die transmissies waren zo zwaar dat ze voor een kind onmogelijk waren om mee te leven. Een van de oorzaken was dat er tandwielen van solide staal inzaten. Jack Schorsch bedacht toen dat veel machines last moesten hebben van te zware, ontoereikende tandwieltransmissies. Daarom bedacht hij een nieuw systeem: de Archimedes Drive.”

Luister nu naar De IO Show!

Elke week het nieuws van Innovation Origins in je oren!

Wat is de grootste uitdaging voor IMSystems?

„Dat is op dit moment om te bewijzen dat de Archimedes Drive een lange levensduur heeft. Klanten willen het liefst een levensduur van 20 jaar waarbij hij 23 uur per dag draait. Omdat er altijd moment voor onderhoud moet inzitten of er een moment is dat de productieband even stilstaat, is 24 uur per dag onrealistisch. Je hebt natuurlijk niet 20 jaar de tijd om dat uit te zoeken. Je kunt het testproces versnellen door een testmachine waar de Archimedes Drive in zit op maximaal vermogen te laten draaien, terwijl deze eigenlijk bedoeld is voor gemiddeld gebruik met af en toe een piek. Daardoor kun je in een maand ook te weten komen of de transmissie het 20 jaar lang volhoudt. Maar dan nog is het testen van de levensduur een uitdaging. Als er iets kapot gaat, moet je de fout in het ontwerp opzoeken. Dan gaat het engineering team bespreken hoe die fout opgelost moet worden. Daar komt gigantisch veel denk-, reken- en tekenwerk bij kijken. Dat kan zomaar drie maanden duren. Daarna moet de producent de nieuwe onderdelen maken. Dat kost ook drie maanden. Daarna moeten we de nieuwe transmissie weer drie maanden testen. Ondertussen moeten we wel de huur en de medewerkers betalen.”

Het team van IMSystems Foto: IMSystems

Welk moment gaf jullie de grootste voldoening?

„Dat was tweeënhalf jaar terug toen we de eerste echte, van staal gefabriceerde transmissie binnenkregen waarmee het werkingsprincipe bewezen werd. Daarvoor zeiden professoren nog tegen ons dat ons product ‘theoretisch niet mogelijk’ en ‘praktisch niet haalbaar’ was. Omdat ze dachten dat onze transmissie te heet zou worden bijvoorbeeld en zou slippen. Maar dat gebeurde niet. Vanaf dat moment wisten we natuurlijk dat het nog jaren zou duren voor we een fantastisch, doorontwikkeld eindproduct zouden hebben. Maar zo gaat het in de transmissiewereld. De laatste echte doorbraak is van zestig jaar terug. De meest geavanceerde robots van vandaag maken gebruik van dezelfde technologie als het karretje dat zestig jaar terug op de maan rondreed. Idioot eigenlijk. Als je kijkt naar de ontwikkeling van software, zie je dat computers veel slimmer geworden zijn. Maar de hardware van de robots is nog precies hetzelfde.”

Wat kunnen we in de toekomst van IMSystems verwachten?

„Binnenkort krijgen we er een grote investering bij waarmee we de ontwikkeling van de Archimedes Drive een boost kunnen geven. En in 2020 willen we een development kit verkopen, waarmee fabrikanten kunnen testen of ze de Archimedes Drive kunnen toepassen. Zo kunnen ze de technologie alvast uitproberen. Als ze tevreden zijn, kunnen we kijken of er op termijn een custom made transmissie te maken valt. Op die manier willen we een klantenkring opbouwen. Veel fabrikanten van elektrische fietsen, robotstofzuigers, windmolens en mobiele telefoons bijvoorbeeld hebben een eigen research- en designafdeling die op altijd zoek is naar de nieuwste technologie. Daar focussen we ons nu op. We hopen dat het eindproduct van de Archimedes Drive binnen een paar jaar gereed is. Dan kunnen we het op grote schaal gaan leveren.”

IMSystems is een van de twintig start-ups die het pan-Europese netwerk RobotUnion in juli nomineerde voor een prijs van maximaal 223.000 euro. De volgende ronde van deze Europese start-up competitie is in oktober.

Geïnteresseerd in start-ups? Een overzicht van al onze artikelen over dit onderwerp vind je hier.