20/12/2021
Door Ad Spijkers
Canadese onderzoekers ontwerpen een systeem om robots goed te laten samenwerken met menselijke collega's.
Een team onderzoekers van de University of British Columbia Okanagan (UBCO) in Kelowna (250 km oostelijk van Vancouver) heeft een systeem ontwikkeld om de interactie tussen mensen en robots te verbeteren. De manier waarop mensen veilig omgaan met robots staat voorop in het huidige onderzoek.
Robots en robots
Van oudsher zijn industriële robots gefixeerd en geprogrammeerd om met hoge snelheden te werken. Ze zijn gebouwd om taken uit te voeren zoals lassen, spuiten, assembleren, pick-and-place en material handling. Sociale robots daarentegen zijn gebouwd om mensen in de dienstverlenende sector te helpen. Ze zijn doorgaans mobiel, lichtgewicht en geprogrammeerd om in verschillende omgevingen te werken.
Het is belangrijk voor robots in de productie om hun taken op de veiligste en meest efficiënte manier uit te voeren. Om ze zo slim mogelijk te maken, ontwikkelen de onderzoekers systemen die hun omgeving waarnemen en taken op dezelfde manier uitvoeren als hun menselijke collega's. Hiertoe gebruiken de onderzoekers kunstmatige intelligentie en machine learning om de machines te helpen sturen.
Dat is niet zo eenvoudig als het lijkt. Robots denken en voelen niet, dus hebben ze systemen nodig die hun omgeving vastleggen en analyseren, zodat ze kunnen reageren. Vaak moeten die reacties in honderdsten van een seconde plaatsvinden om de veiligheid van mensen en hun omgeving te garanderen.
Mens-robot-samenwerking
Human robot collaboration (HRC) in een industriële omgeving combineert de vereisten van beide domeinen bij het bouwen van intelligente, mobiele robots die zich bewust zijn van hun omgeving en de menselijke partner. Aanpassing aan onzekerheid binnen een industriële omgeving is de grootste hindernis.
Aan de hand van richtlijnen voor autonome voertuigen introduceerden de onderzoekers enkele regels voor functionaliteit tussen mensen en robots in industriële omgevingen en test ze hun effectiviteit. Het verhogen van het automatiseringsniveau is gestandaardiseerd en geaccepteerd door de auto-industrie, maar andere industriële omgevingen, hoewel relatief statisch, hebben niet dezelfde normen.
Open wereld
In de toekomst zullen industriële geautomatiseerde systemen niet alleen sensoren blijven gebruiken om waarneming en communicatie mogelijk te maken die vergelijkbaar is met menselijke capaciteiten. Ze zullen zich ook aanpassen en real-time communiceren met hun omgeving. Dit betekent dat robots kunnen voorspellen wat mensen en andere robots zullen doen en dienovereenkomstig kunnen reageren.
Als volgende stap richten de onderzoekers hun aandacht op het ontwikkelen van systemen waarmee robots kunnen functioneren en reageren buiten een voorgeschreven omgeving zoals een fabriek. Het eindspel is om de naadloze teamdynamiek en vloeiende communicatie van een volledig menselijk team te bereiken tijdens het gebruik van robots. In een 'open wereld' zullen robots moeten omgaan met onverwachte variabelen zoals mensen, structuren, machines en dieren in het wild. De onderzoekers willen ervoor zorgen dat ze dit correct, efficiënt en veilig kunnen doen.
Foto: UBCO