Een helpende hand voor de industrie

0

Robot is een zelfstandig naamwoord dat bijna 100 jaar geleden is bedacht door Karel Čapek in zijn sciencefictiontoneelstuk R.U.R. (Rossum’s Universal Robots). Zijn term was gebaseerd op het Tsjechische woord voor dwangarbeid. Vandaag de dag is het concept aanzienlijk geëvolueerd en verzacht: een groot aantal robots van de huidige generatie zijn collaboratieve robots ofwel cobots.

Lang werd gevreesd dat robots tot nog meer negatieve verstoringen als gevolg van de toepassing van technologie zouden leiden - zowel in de industrie als ook voor huishoudens. Robots worden vaak gezien als de aanleiding voor veranderingen, waardoor arbeiders worden ontslagen of huishoudelijke hulp niet langer nodig is. De komst en de introductie van nieuwe technologie gaat vaak gepaard met angst, gebaseerd op een gebrek aan kennis over wat de toekomst zal brengen of hoe de technologie zich zal ontwikkelen en zal passen bij het leven in zijn huidige vorm. Angst voor het onbekende is een gemeenschappelijke - en volledig begrijpelijke - menselijke eigenschap.

Assistenten

Een redelijkere - en realistischere - opvatting over robots is om hen te zien als assistenten in plaats van rechtstreekse vervangingen. Terwijl er ­enorme vooruitgang wordt geboekt op het gebied van kunstmatige ­intelligentie, is er nog een lange weg te gaan voordat robots volledig ­autonoom kunnen functioneren en rationeel kunnen nadenken over het opzetten of uitvoeren van een taak, terwijl ze tegelijkertijd rekening ­houden met alle kleine variaties die kunnen optreden tijdens de uitvoering van die taak. Enige vorm van programmering is altijd vereist; robots zijn niet in staat om te weten wat ze moeten doen of hoe zij moeten presteren. Aanvankelijk werden robots geïntroduceerd in productie-­omgevingen om het automatiseringsproces te versnellen en verbeteringen aan te brengen in de operationele efficiëntie. Ze werden ontworpen om saaie, repetitieve taken uit te voeren, zodat mensen taken konden uitvoeren waarbij ze hun intuïtie en/of hun intelligentie konden gebruiken. Robots zouden ook zware voorwerpen kunnen tillen waardoor de capaciteiten van mensen anders zwaar op de proef zouden worden ­gesteld en die fysieke schade of letsel zouden kunnen veroorzaken. Een van de grootste nadelen van het vervangen van mensen door robots is het verlies van kennis en vaardigheden die door die mensen zijn verworven, mogelijk in de loop van vele jaren.

Deze eerste robots werden ontworpen om hun werkzaamheden ­onafhankelijk van mensen uit te voeren, in een eigen ruimte. Zij waren geprogrammeerd om direct te stoppen met werken wanneer hun ruimte zou worden betreden, om te vermijden dat ze schade aan menselijke ­arbeiders zouden aanrichten. Fysieke barrières en vergrendelings­systemen werden gebruikt om ervoor te zorgen dat mensen en robots in hun aparte ruimtes bleven. Als een mens de werkruimte van de robot betreedt, stopt de robot onmiddellijk - of vertraagt althans tot een fractie van zijn normale werksnelheid om verwonding van de mens te voorkomen. Deze robots zijn over het algemeen statisch: een robotarm is op een stationair onderstel gemonteerd.

secondhands-1

Collaboratieve robots zijn van heel andere aard. Ze zijn niet hoekig, met rechte of scherpe randen, zoals de meeste vroege robots, maar hebben eerder afgeronde oppervlakken om de schade te beperken die mogelijk optreedt als zij in aanraking komen met mensen. Vaak voeren robots steeds terugkerende taken op hoge snelheid uit. Dit brengt het potentieel met zich mee van ernstige ongevallen als robots en mensen in elkaars nabijheid of naast elkaar werken. Over het algemeen is menselijke ­interventie constant vereist om de robot op het goede spoor te houden vanwege de combinatie van taken die de robot moet uitvoeren.

Waardevol

In plaats van voor het zelfstandig uitvoeren van taken zijn collaboratieve robots - zoals de term al doet vermoeden - ontworpen om mensen te assisteren bij het uitvoeren van de taken die zij uitvoeren. Dit is bijzonder waardevol in een industriële omgeving waarin de productie van lage ­volumes wordt gecombineerd met een groot aantal verschillende ­onderdelen. Een goed voorbeeld is de YuMi collaboratieve robot met twee armen voor de montage van kleine onderdelen van ABB (https://bit.ly/2DDijoK). Deze robot is uitgerust met twee flexibele handen met behendige grijpers, onderdelentoevoersystemen, op een camera gebaseerde lokalisering van onderdelen en geavanceerde robotbesturing. YuMi is ontworpen om samen te werken met mensen - niet gescheiden en achter slot en grendel. Dankzij de gevoelige krachtregelingsfeedback kan de robot snel reageren als deze dichter bij een mens komt dan ­volgens de programmering de bedoeling is, door het direct terugschalen van zijn activiteit/beweging om te voorkomen dat de mens gewond raakt. YuMi leert zijn vaardigheden doordat deze hem worden aangeleerd in plaats van via programmering. ABB werkt samen met Kawasaki aan de ontwikkeling van cobots.

Een groep onderzoekers heeft ook samengewerkt aan de productie van de ARMAR-6 robotassistent die is ontworpen voor gebruik in de sterk geautomatiseerde magazijnen - of klantenbezorgingscentra - van de ­Britse online supermarktketen Ocado (https://bit.ly/2I59I1A). De cobot is ontworpen ter ondersteuning van onderhoudstechnici om taken uit te voeren die een hogere mate van behendigheid vereisen dan zij kunnen produceren of taken waarvoor meer kracht nodig is dan zij hebben. ­ARMAR-6 wordt momenteel getest in de onderzoeksfaciliteit voor ­robotica van Ocado.

Chirurgie

Artsen - in het bijzonder chirurgen - hebben zich al snel tot robotica ­gewend, en zagen de voordelen die de technologie in hun beroep kon bieden. De chirurg zit aan een console op enige afstand 05yumi2048px van de patiënt en bestuurt de robot via een joystickinterface. Een van de belangrijkste voordelen van het gebruik van een robot in de chirurgie, is dat deze geheel niet trilt - een belangrijk voordeel bij zeer fijne chirurgische ingrepen.

Expertise op dit gebied wordt nu aangevuld met de ontwikkeling van een collaboratieve robot door Medineering (https://bit.ly/2HZ68X1). Deze bestaat uit een positioneringsarm met aan het uiteinde een mechatronische interface, waaraan een groot aantal verschillende chirurgische robots kan worden aangebracht. Als eerste wordt een endoscoop ontwikkeld, die wordt gebruikt om in het lichaam te kijken. Door de robot is een tweede arts - die anders nodig zou zijn om de apparatuur in positie te houden - ­beschikbaar voor andere taken, soms voor behoorlijk lange perioden. In een rapport uit 2015 van het in de Verenigde Staten gevestigde Wintergreen Research werd een groei van de markt voor medische robotica voorspeld van 3,2 miljard dollar in 2014 tot 20 miljard dollar in 2021.

Robot als hulpmiddel

Chirurgische robothulpmiddelen breiden de mogelijkheden uit en vergroten de precisie van de chirurg, zonder dat ze de menselijke vaardigheden vervangen. De precisie wordt verbeterd en kleinere incisies leveren ­kleinere littekens op, minder bloedverlies en minder trauma voor het ­getroffen weefsel, in vergelijking met conventionele chirurgie. Het is zelfs mogelijk dat in de toekomst minuscule nanobots, ter grootte van een cel, in de bloedstroom kunnen worden geïnjecteerd om kankercellen te ­verwijderen of weefsels te herstellen.

Collaboratieve robots kunnen het lichaam ook op andere manieren ondersteunen. Robotexoskeletten kunnen het leven van personen met een ­beperking en ouderen gemakkelijker maken, evenals van industriële werknemers die anders te lijden zouden hebben onder RSI-achtige ­aandoeningen. Letsel vertegenwoordigt een groot risico voor industriële arbeiders en kost miljoenen euro's per jaar.

BMW associates usig the Eksobionics device on 4/20/16.  File: 041916GR34

BMW evalueert momenteel twee exoskeletten bij een van zijn fabrieken in de Verenigde Staten (https://bit.ly/2YCDKj4). Het EksoWorks Vest is een exoskelet met een hoofdsteun die schouder en arm ondersteunt en is ontworpen om de belasting van continu werken met zware gereedschappen boven tailleniveau te verlichten. De Chairless Chair van Noonee is bedoeld voor gebruik door werknemers die lange tijd op dezelfde plek moeten hurken of staan. Deze wordt op zijn plaats vergrendeld en ­vermindert de druk op de knieën en benen van de werknemer.

Industrie 4.0

Automatisering is een belangrijk facet van de moderne industriële omgeving, zoals geïllustreerd door de ontwikkeling van het concept Industrie 4.0: de automatisering van de arbeidsplaats - soms aangeduid als de ­vierde industriële revolutie. Collaboratieve robots zijn niet de grootste nachtmerries van de sciencefictionschrijvers, maar eerder hulpmiddelen om mensen te helpen om te doen wat robots beter kunnen, terwijl ze de belasting en de saaiheid wegnemen van een aantal repetitieve taken die een onvermijdelijk deel vormen van de productielijn, of het helpen van andere mensen om het meeste uit hun dagelijkse activiteiten te halen.

Michael Jakal, Regional Sales Manager Centraal en Zuid-Europa, Distrelec

Dossiers