Feature: Robots veroveren de wereld

In de tech- en e-commerce-industrie wordt fors geïnvesteerd in robots. Zo komt bij Google Android-vader Andy Rubin aan het hoofd te staan van een klein robotleger. En introduceert Amazon stilletjes robots in distributiecentra. De grootste uitdaging zit hem wellicht in de koppeling met big data. Want ook de robot gaat online.

Het meest bizarre nieuws rond Google kwam in december vorig jaar naar buiten. Het zoekbedrijf bleek Boston Dynamics te hebben overgenomen, maker van een van de snelst lopende robots ter wereld. Het Amerikaanse bedrijf werkt onder meer in opdracht van het Pentagon.

Wat velen toen nog niet wisten, was dat Google in nauwelijks zes maanden tijd al acht van dit soort ondernemingen had opgekocht, waaronder Industrial Perception,  Redwood Robotics, Meka, Schaft en Holomnien. En dat voormalig Android-baas Andy Rubin inmiddels een aparte divisie voor intelligente en mensachtige robots leidde.

Boston Dynamics doet voor het Amerikaanse leger onderzoek naar robots die zich snel over moeilijk begaanbare terreinen kunnen voortbewegen. Het bedrijf heeft al prototypes ontwikkeld met namen als BigDog en WildCat, robotversies van grote roofdieren. Google zal de bestaande contracten met het Pentagon uitdienen, maar daarna worden de prototypes nog slechts intern doorontwikkeld.

Maar met welk doel? Formeel doet Google hierover geen mededelingen. Naar verluidt wordt de divisie afgesplitst met eigen kantoren in zowel Palo Alto (Californië) als Japan. Eén ding staat vast: Rubin begon zijn loopbaan ooit als een robottechnicus en het Android-logo is niet voor niets een robot. En het is al veel langer de overtuiging van Google-oprichter en CEO Larry Page dat technologie de mens moet bevrijden van repeterende taken. Vandaar dat het bedrijf onder meer zelfrijdende auto’s test en 3,2 miljard dollar wil neertellen voor Nest, de maker van de intelligente thermostaat. Met Google als het elektronische brein natuurlijk.

Cloud
Robotica kent al een zeer lange geschiedenis. Kort na Tweede Wereldoorlog deden de eerste robots al hun intrede en verschenen de eerste robotarmen in de fabriek. Snel wandelende en pratende robots werden eveneens verwacht, maar lieten langer op zich wachten. De ontwikkeling ervan heeft ruim twintig jaar lang op een heel laag pitje gestaan; halverwege de jaren negentig werd de draad weer opgepakt.

Toen in de jaren tachtig Nina Brink (later: World Online) de eerste Atari-huisrobots in Nederland verkocht, waren die apparaten eigenlijk nauwelijks nog inzetbaar. Er was amper echte intelligentie aan boord. Dat robots tegenwoordig steeds slimmer worden, bewijst de RoboCup, een jaarlijks toernooi dat sinds 1997 wordt georganiseerd voor ‘zelfdenkende robots’. In deze eredivisie van het robotvoetbal wordt vijf tegen vijf gespeeld in wedstrijden die twee keer een kwartier duren. Via camera’s kunnen de robots met elkaar ‘praten’ en informatie uitwisselen.

Maar de grote uitdaging, ook voor Google, is natuurlijk de koppeling van kunstmatige intelligentie aan het internet. In principe hoeft een robot niet eens over parate kennis te beschikken, als hij maar razendsnel kan googelen in databases. De persoonlijke assistente Google Now, die gesproken opdrachten verstaat, is daar eigenlijk al een vroege voorloper van. Intussen bereikt de robot de huiskamer: de robotstofzuiger en de robotgrasmaaier beginnen gemeengoed te worden.

TU/e-onderzoeker René van de Molengraft verbaast zich niet over de belangstelling van onder meer Google voor robots. “Robotica verplaatst zich naar de cloud. Daar delen de robots hun kennis, van de directe omgeving of van de wereld. En Google heeft een deel van die kennis in huis.”

Onderzoekers van TU Eindhoven, Philips en vier Europese universiteiten leverden onlangs het online platform RoboEarth op, waarmee robots wereldwijd nieuwe vaardigheden van elkaar kunnen leren; een soort ‘Wikipedia voor robots’ dus. Google zat in de industriële adviesraad van het project.

Leasen
Door de vergrijzende samenleving is het hard nodig dat robots in de toekomst taken in de zorg of huishouding overnemen, zegt Van de Molengraft. Om robots succesvol een mechanisch handje te laten helpen, is het echter noodzakelijk dat ze flexibel kunnen omspringen met nieuwe situaties of omgevingen. “Zo kun je een robot leren om je een kopje koffie te brengen in de huiskamer, maar als een paar stoelen verschoven zijn, weet de robot je niet meer te vinden. Als een robot mijn kamer in zijn geheugen moet opnemen, is hij misschien een kwartier of langer bezig, maar wellicht is er een andere robot die de informatie al heeft.”

De TU/e-onderzoeker denkt dat het snel kan gaan. De stofzuiger en grasmaairobots gaan hun omgeving straks ook in 3D herkennen. Dat maakt hen geschikt voor simpele taken. Op de onlangs gehouden Consumer Electronics Show (CES) in Las Vegas was al een deel van deze toekomst te zien: zo werd de WinBot gedemonstreerd, een elektronische ramenwasser. Of neem de wat merkwaardig ogende Budgee, die als een golfkarretje achter je aan rijdt en je boodschappen kan tillen. Deze kost nu nog zo’n drieduizend dollar, maar wordt straks echt betaalbaar.

In ieder huis een ‘personal’ robot die helpt met de huishouding. Daar droomt Martijn Wisse van het Biorobotica-laboratorium van de TU Delft al langer van. Hij voorziet geen logge energievretende kolossen, maar robots die vloeiend en efficiënt voortbewegen.

Wisse werd bekend met Denise, een tweebenige robot met een plastic emmertje als hoofd, twee slanke aluminium benen en een minimale hoeveelheid regeltechniek, die op een menselijke, dynamische manier kan lopen. “De overname van robotbedrijven door Google heb ik niet zien aankomen, maar het verbaast me niet. Ik heb begrepen dat ze ook relatief snel met toepassingen willen komen en niet dertig jaar willen wachten”, zegt hij. Wisse ziet twee type robots opkomen: de industriële robots die steeds meer kunnen, en relatief eenvoudige robots die voor een specifieke taak kunnen worden ingezet. “Dat zijn robots met niet meer dan twee wielen.”

Wisse en collega’s van de TU Delft hebben reeds een plan bedacht om dergelijke robots bij het midden- en kleinbedrijf te introduceren. Processen als het verpakken en controleren van fruit, het polijsten van staalvormen en het vullen van een verfspuitmachine kunnen straks makkelijk aan een robot worden uitbesteed. Het EU-project Factory in a Day omvat een flexibel, leasebaar en goedkoop roboticasysteem dat binnen 24 uur operationeel is. “Wij gaan quick scans uitvoeren bij bedrijven om te zien of ze robots kunnen gebruiken.”

Slingerbeweging
Vanessa Evers, hoogleraar Human Media Interaction (HMI) aan de Universiteit Twente, leerde de wereld van robotica kennen toen zij negen jaar geleden aan de Stanford Universiteit studeerde. “De overname van robotbedrijven door Google zoemde eigenlijk al een tijdje rond”, zegt ze. “Volgens mij is het hen niet zozeer om die bedrijven te doen, maar om de mensen erachter. Google is denk ik bezig een droomteam samen te stellen. Het bedrijf heeft een beetje de functie van aanjager gekregen. Vroeger wilden de Amerikanen een man op de Maan, tegenwoordig is het Google die technologische grenzen opzoekt.”

Evers onderzoekt hoe mensen interacties met robots aangaan en ontwerpt robots die ons in de toekomst gaan helpen met bijvoorbeeld het inladen van de vaatwasser. Zij werkt onder meer aan een robot voor op Schiphol: een rijdende kiosk waar je tickets kunt laten printen. Deze robot herkent mensen die een bepaald gedrag vertonen, van wachten tot mensen die in een groepje bij elkaar staan. Een tweede robot moet bezoekers van openluchtmusea gaan assisteren.

Ondanks de slingerbeweging die Google aan robotica zou kunnen geven, ziet Evers de huisbutler er niet zo snel komen. “Iedereen wil stiekem een geautomatiseerd slaafje, maar daar mogen we ons niet te veel van voorstellen.” Zij ziet wel een trend dat de apparaten om ons heen steeds robotischer worden. Denk aan de koelkast, de auto en de koffiezetter. Een auto die zelf inparkeert, is ook een soort robot.

De verwachting is dat de industriële robot de komende jaren versneld terrein zal winnen. Foxconn, de Taiwanese fabrikant van onder meer iPhones, heeft plannen om binnen drie jaar een groot deel van zijn medewerkers door robots te vervangen. En Philips heeft in Drachten al 128 robots geïnstalleerd om scheerapparaten in elkaar te zetten nu productie door mensenhanden in lagelonenlanden zelfs te duur wordt. Binnen dertig jaar is de helft van de huidige banen door de robotarmen en andere nieuwe technologieën overbodig, denkt Eric Bartelsman, hoogleraar macro-economie aan de Vrije Universiteit Amsterdam.

Imponeren
Online retailers investeren nu al zwaar in robots. In 2012 nam Amazon voor heel veel geld het Amerikaanse Kiva Systems over. Deze robots zijn weliswaar simpel, toch hebben ze genoeg kracht om een heel rek mee te torsen. In feite gaat het om een soort mini-vorkheftrucks, navigeren doen deze robots aan de hand van barcodestickers op de grond. En botsingen komen zelden voor. Want elke robot heeft zijn ingebouwde verkeersagent.

Het gebruik ervan bij de distributiecentra van Amazon is overigens nog beperkt: ongeveer veertienhonderd robots rijden momenteel door drie pakhuizen. Dat gaat ongetwijfeld veranderen. Zeker na de stakingen bij Duitse distributiecentra en de toenemende bemoeienissen van vakbonden zal het Amerikaanse bedrijf alternatieven overwegen.

De productiekosten van de robots zijn nu nog hoog: vijf tot twintig miljoen dollar voor een klein leger. Maar de schattingen zijn dat Amazon tot wel negenhonderd miljoen dollar (650 miljoen euro) per jaar kan besparen door robots in te zetten. Een gemiddelde bestelling kost tussen de 3,50 en 3,75 dollar om te verwerken. Met robots wordt dat twintig tot veertig procent goedkoper.

Ook online retailer Wehkamp gaat voor zijn nieuwe distributiecentrum in Zwolle zogenoemde shuttles inzetten. Een shuttle kan snel via geleiderails langs de magazijnstellingen rijden om de items op te halen die bij een klantorder horen. Deze robots maken alleen horizontale bewegingen.

Met de investeringen van Amazon en Google lijkt de aandacht voor de robotindustrie zich ook eindelijk te verplaatsen van Japan naar andere delen van de wereld. Decennialang imponeerde het Aziatische land met de meest geavanceerde robots, die echter zelden het lab wisten te verlaten. Hoogleraar Evers van de TU Twente ziet grote verschillen bij robotica in verschillende continenten. “In de VS ligt de nadruk op militaire toepassingen, in Japan op hyperrealistische robots. Europa legt zich veel meer toe op alledaagse toepassingen, waarbij Nederland zich onderscheidt doordat we uiteenlopende disciplines samenbrengen. Daardoor kunnen we kilometers maken.”

DelFly
Nederland kan bogen op de kleinste autonome robotlibelle ter wereld. De DelFly lijkt met zijn twee paar flappende vleugels nog het meest op een libelle. Sommige grotere varianten kunnen net als een kolibrie stilhangen in de lucht en zelfs langzaam achteruitvliegen. Het vliegtuigje is in 2005 aan de TU Delft ontstaan als een studentenproject. In juli 2008 werd de derde generatie gepresenteerd, die nog maar drie gram weegt en van vleugeltip tot vleugeltip slechts tien centimeter meet. Ondanks de beperkte rekenkracht van de processor kan het objecten nog altijd goed scannen en ontwijken. Toepassingen? De DelFly zou in kweekkassen op zoek kunnen gaan naar rijp fruit, of naar planten die water behoeven. Observatievluchten in moeilijk toegankelijk terrein zijn ook mogelijk.

Robotica-startups
Onderzoek aan robots in Nederland vindt plaats aan de universiteiten van Delft, Eindhoven, Twente en Groningen. Ook kent Nederland al een groeiend aantal startups omtrent robotica, waarvan alleen al drie in Delft: Delft Dynamics (autonome heli’s), Type22 (bagageafhandeling) en Lacquey (voedsel).

IRS Robotics in Budel, ooit een deel van de machineafdeling van Philips Displays dat zich in robots specialiseerde, heeft een wereldwijde handel in tweedehands robots opgezet. Robotenthousiast Michael Vermeer levert met ingenieursbureau VIRO en de SOTEC-groep als Robomotive een humanoïde robot die meer kan dan alleen eenvoudige seriematige handelingen verrichten.

Maarten Bellen van Medical Robotic Technogies uit Eindhoven wil een oogrobot op de markt brengen en de eveneens Eindhovense startup Rose ontwikkelt de gelijknamige zorgrobot: een samenwerking van de TU Eindhoven en zorgverzekeraar CZ.

Illustratie: Monique Wijbrands (c)

*) Dit artikel verscheen eerder in het maartnummer van Emerce magazine (#129)