Industrierobots flexibeler dankzij voetbal- en zorgrobots

Omgaan met onverwachte, niet voorgeprogrammeerde gebeurtenissen. Voor de voetbal- en zorgrobots van de TU Eindhoven is dat bijna een vanzelfsprekendheid, je weet immers nooit wat je tegenstander of je cliënt gaat doen. Ook Industrierobots hebben baat hebben bij grotere zelfstandigheid en zelfredzaamheid. De universiteit start daarom met industriepartners een grensverleggend onderzoeksproject om mobiele industrierobots een open wereldbeeld te geven. Belangrijk daarin is dat de robots leren begrijpen wat ze zien, zodat ze beter om kunnen gaan met verrassingen.

Het High Tech Systems Center van de TU/e, de bedrijven Lely Industries, Vanderlande Industries, ExRobotics (ImProvia), Diversey en Rademaker ondersteund met een bijdrage vanuit Topsector HTSM (TKI-toeslag) investeren samen 1,5 miljoen euro in het project, dat in januari 2018 van start gaat en vier jaar gaat duren. De TU/e stelt er vier nieuwe promovendi voor aan, die ondersteund zullen worden door tientallen studenten. Het project draagt de naam FAST: new Frontiers in Autonomous Systems Technology. De industriële partners staan samen voor een breed gebied aan toepassingen: landbouw, interne logistiek, inspectierobots, bakkerijsystemen en professionele schoonmaak, en de deur staat open voor partners in aanvullende terreinen.

Het project moet mobiele robots opleveren die flexibeler om kunnen gaan met een omgeving waarin situaties veranderen en dat heeft allerlei voordelen. De omgeving hoeft bijvoorbeeld niet afgebakend te zijn. Er zijn geen specifieke banen of herkenningspunten nodig. Ook wordt de ontwikkeltijd van robots korter.

Semantisch wereldmodel

Om dit te realiseren gaan de partijen samen een ‘semantisch wereldmodel’ maken voor robots. ‘Semantisch’ betekent dat een robot informatie kan koppelen aan zijn waarnemingen, situaties en objecten kan herkennen, waardoor beter reageren mogelijk is. Als voorbeeld: onderscheid kunnen maken tussen een pallet met goederen, een groep mensen of een heftruck, levert een groot scala aan mogelijkheden op voor de robot om op te reageren. Ook moeten ze actief zelf op zoek gaan naar informatie om een situatie beter te kunnen beoordelen, en uiteindelijk zijn taak beter uit te oefenen. Bijvoorbeeld door met meerdere sensoren de situatie actief in beeld te brengen, door informatie te halen van het Internet of Things, of door bij een mens te rade te gaan.

Met deze nieuwe informatie vult de robot zijn wereldbeeld aan. De robots worden dus lerend, zodat ze dezelfde situatie een volgende keer gemakkelijker doorkomen, of weten te vermijden. Ook zullen ze steeds meer tussen en met mensen opereren. Binnen het semantische wereldmodel is de interactie met mensen dan ook een belangrijk onderdeel.

Autonome robotica

Het project is ontstaan vanuit een rondvraag door het TU/e High Tech Systems Center richting Nederlandse hightech industrie om gedeelde vraagstukken te vinden op gebied van robotica waar de expertise van de TU/e bij kan helpen. Daarbij kwam vooral de wens naar voren om mobiele robotische systemen autonomer te maken, wat een gebied is waarin de universiteit voorop loopt. De teams rond de voetbalrobots en de zorgrobots behalen allebei al tien jaar lang elk jaar prijzen op de RoboCup, hét toernooi voor autonome robotica.

De samenwerking tussen de universiteit en de industriele partners, en tussen de partners onderling, maakt het mogelijk ervaringen snel uit te wisselen, en vroegtijdig in het ontwikkelproces relevante gebruiksscenario’s aan te dragen. Het is de verwachting dat dit zeer zeker zal bijdragen aan een verkorting van de ontwikkeltijd, en daarmee een versterking van Nederland als een topspeler op het gebied van de mobiele robotica. Het project biedt ook een platform voor studenten om relevante industrieervaring op te doen, wat gezien het groeiende tekort aan technisch toptalent ook een bijdrage zal leveren aan de concurentiepositie van Nederland.

Aan de TU/e werken de faculteiten Electrical Engineering, Werktuigbouwkunde en Industrial Engineering & Innovation Sciences aan het project mee.