Hoe gaan robots de wereld veranderen? Een veelgestelde en nog onbeantwoorde vraag. We hebben immers geen glazen bol. Wat we wel weten is dat digitalisering en automatisering de wereld de afgelopen decennia enorm veranderd hebben. Op de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) wordt dagelijks onderzoek gedaan naar de mogelijkheden van slimme machines in de industrie en het dagelijks leven. Wetenschappers duiken in de technologie en studententeams gaan aan de slag met concrete oplossingen voor maatschappelijke problemen. In deze reeks lees je over de nieuwste robots, hun achtergrond en hun toekomstbeeld. Vandaag de vierde aflevering: zorgrobots.
Tech United van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) werkt aan een autonome zorgrobot die kan helpen bij alledaagse huishoudelijke taken. Daarvoor moet de robot ook goed kunnen samenwerken met mensen. De vraag is: moet de robot uiteindelijk gaan denken als een mens?
Ja, zegt Josja Geijsberts, teamleider van Tech United @Home. “In de zorgrobot komen verschillende technieken samen”, legt ze uit. Via lokalisatie en navigatie weet de robot waar in de ruimte hij zich bevindt en hoe hij zich op een veilige manier kan voortbewegen. Daarnaast moet de robot objecten detecteren en classificeren om te weten wat er in de ruimte staat en hoe hij hiermee om moet gaan.
Om te zorgen dat de robot iets vast kan pakken, maakt hij gebruik van manipulatietechnologie. “Stel, de robot moet een glas water vastpakken. Hij moet het glas eerst weten te vinden, dan moet hij bepalen hoe hij zijn arm met grijper naar het glas water beweegt. En terwijl hij zijn arm beweegt, moet hij zorgen dat hij verder niks omstoot. Dat zijn allemaal verschillende stappen die de robot moet doorlopen”, vertelt Geijsberts. Al die taken samen maakt het voor een robot best ingewikkeld”.
Tech United werkt aan twee soorten autonome robots, voetbalrobots en zorgrobots. Ieder jaar neemt het team met beide soorten robots deel aan de internationale RoboCup. Daarnaast verovert het team ook geregeld titels in Europese competities. De zorgrobot won afgelopen jaar de RoboCup in de Domestic Standard Platform League.
Stappenplan voor taken
Een robot neemt zijn omgeving waar met behulp van sensoren. Deze kun je vergelijken met de zintuigen van mensen. “Maar daarna begint het echte werk pas”, stelt René van de Molengraft, hoofddocent Motion Control bij de faculteit Werktuigbouwkunde aan de TU/e. “De sensoren geven allerlei signalen zoals camerabeelden en geluidsopnamen door. De robot moet de ruwe data dan verwerken en interpreteren om te snappen wat er in de wereld om hem heen gebeurt. Dat gebeurt ook in onze hersenen.”
Het zogenoemde wereldmodel van een robot moet zo zijn opgesteld dat het zich aanpast aan de omgeving. “Een robot moet bijvoorbeeld niet één keer één tafel schoonmaken, maar hij moet zo geprogrammeerd zijn dat hij altijd alle tafels schoon kan maken”, gaat Van de Molengraft verder. Dit wordt ook wel robuustheid genoemd. “Dat is een van de grootste uitdagingen in de robotica.”
Interactie
Naast de technische uitdagingen, moet de robot ook kunnen interacteren met mensen. “Als de robot iets wil aangeven, moet hij dat natuurlijk niet in je gezicht duwen en het daarna loslaten”, zegt Geijsberts. “Dat moet hij op een rustige en vriendelijke manier doen. Mensen moeten ook begrijpen wat de robot doet of van je verwacht. Dat soort interactie is voor mensen heel vanzelfsprekend, maar voor een robot kan dat ingewikkeld zijn.”
Verzorgingshuis
Het doel van Tech United is om een robot te ontwikkelen voor taken in verzorgingshuizen. De studenten hebben daar een dag meegelopen om te kijken bij welke taken de robot zou kunnen helpen. “Een vrouw vertelde bijvoorbeeld dat ze soms een half uur moet wachten op een verpleegster om haar te helpen met het naar de wc gaan. De robot zou kunnen zorgen dat ze sneller geholpen wordt”, zegt Geijsberts.
Van de Molengraft gaat verder: “De interactie tussen mens en machine is daarbij heel belangrijk.” Iemand uit bed halen is voor een robot een hele complexe handeling. “Het optillen is geen bezwaar voor een robot. Als de motor maar sterk genoeg is. Maar het moet voor de persoon in kwestie ook comfortabel zijn”, legt hij uit. “Mensen weten precies hoe huid en lichaam aanvoelt en hoe stevig we iemand vast kunnen pakken zonder dat het pijn doet. Robots hebben amper gevoel en kunnen dat dus lastig inschatten. Daarom zijn we nu robots aan het ontwikkelen die – door middel van sensoren – gevoel hebben in hun vingers. Het duurt nog wel een paar decennia voordat deze technologie echt beschikbaar is.”
Druk verlichten
Van de Molengraft denkt dat de robots in eerste instantie ingezet kunnen worden voor meer logistieke aspecten, bijvoorbeeld het rondbrengen van eten en beddengoed. Voor zorgtaken ligt het anders. Geijsberts: “We hebben mensen gesproken die het niet fijn zouden vinden als een robot bijvoorbeeld helpt met wassen. Terwijl er aan de andere kant ook mensen zijn die dat juist wel fijn zouden vinden omdat ze het ongemakkelijk vinden als een ander persoon dit moet doen.” Mensen zouden dan zelf aan kunnen geven wat ze prettig vinden.
Over de hele wereld wordt onderzoek gedaan om de robots allerlei vaardigheden aan te leren. Wat het onderzoek aan de TU/e onderscheidt? “Wij zijn echte systeemdenkers”, zegt Van de Molengraft. “Dat heeft geleid tot verschillende overwinningen tijdens de internationale RoboCup.” Systeemdenken zorgt er volgens de docent voor, dat onderzoekers en studenten het overzicht bewaren en al in een vroeg stadium kijken naar de integratie van een technologie. “Ontwikkeling in de robotica is een combinatie van systeemontwerp – het grotere plaatje – en onderzoek op deeldisciplines, bijvoorbeeld de verschillende technologieën. Dat moet uiteindelijk allemaal samenkomen in de robot. Bovendien moet de robot geïntegreerd worden in het leven van mensen.”
Ethische kaders
Naast de techniek zijn ook de ethische kaders waarbinnen de robot moet handelen erg belangrijk. “De ethische vragen rondom de robots zijn levensgroot”, stelt Van de Molengraft. “Wie is er bijvoorbeeld verantwoordelijk als de robot autonome beslissingen maakt? “Daar moeten we echt antwoord op hebben voordat we de technologie gaan uitrollen.” Met name de wet- en regelgeving is volgens hem belangrijk. “Zeker in de zorg kan een besluit van een robot over leven en dood gaan. Dan moet duidelijk zijn wat de regels zijn en wat we als maatschappij toelaatbaar vinden.”
In de toekomst gaan robots volgens Van de Molengraft steeds meer autonomie krijgen. “Robots kunnen steeds meer zelf omdat ze kunnen beredeneren hoe ze moeten acteren in een bepaalde omgeving”, legt hij uit. “Daarnaast kunnen we in de toekomst onderdelen van de mens vervangen door technologie of uitbreiden met technologie. Dan heb je geen robot die alles doet, maar dan heeft de mens een bepaalde extensie. Zodoende kun je als mens dingen die je eerst niet kon. Een exoskelet is hier een goed voorbeeld van. Dan heb je de intelligentie van de mens én de mogelijkheden van de technologie.”
Geijsberts verwacht ook dat de robots in de toekomst een aanvulling zullen zijn op de kennis en kunde van mensen. “Bij Tech United is het niet ons doel om een robot te bouwen die mensen kan vervangen en banen overneemt. Wij denken dat robots mensen kunnen ondersteunen en hen kunnen helpen waar dat nodig is.”
Nieuwsgierig geworden naar de andere bijzondere robots van het TU/e High Tech System Center? Lees hier de eerdere afleveringen.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
