VUB-onderzoeker helpt robots te ‘genezen'

Seppe Terryn, onderzoeker aan de VUB. ©Wouter Van Vooren

Kan een robot zelf ‘genezen’ van opgelopen schade? Ja, claimt VUB-onderzoeker Seppe Terryn. Niet met een pleister, maar wel door speciale materialen op te warmen tot hoge temperaturen. ‘Een robot is duur. Het is nuttig als die zichzelf kan herstellen.’

Even terug naar kerstavond 2012. Seppe Terryn fantaseert samen met zijn neef Bram Vanderborght, professor in de robotica aan de Vrije Universiteit Brussel (VUB), over robots en de vraag of die zichzelf niet zouden kunnen genezen als ze schade oplopen.

De burgerlijk ingenieur in opleiding, dan nog met een focus op hernieuwbare energie, vindt er inspiratie voor zijn thesisonderwerp, en later ook zijn doctoraatsonderzoek. Bij de start van 2020 is die droom van weleer realiteit, en lonkt de optie om het onderzoek te commercialiseren in een spin-off.

Terryn ontvangt ons in het rommelige Brubotics-lab in gebouw Z van de VUB, aan de Pleinlaan in Etterbeek. Robotarmen in alle soorten en maten, onder meer van het Duitse Kuka, slingeren er in het rond. In een hoekje staat een loopband voor de ontwikkeling van een robotvoet.

Terryn diept uit een hoek een robothand met grijpvingers op. De vingers zijn gemaakt uit zachte, donkere materialen, wat ze een soepele en flexibele look geeft. Het botst met het clichébeeld uit series en films dat robots per definitie uit harde materialen, zoals metaal, gemaakt zijn.

Op maat gemaakt

Toch zijn het die robots die bestaan uit zulke zachte materialen die de komende jaren almaar vaker zullen opduiken, voorspelt Terryn, zijn blik op de robothand gericht. Hij geeft er twee redenen voor. ‘De producten die in een fabriek ontwikkeld worden, zijn almaar meer op maat gemaakt. Het productieproces dat nodig is, wordt gesofisticeerder. Robots moeten daarom, net zoals de mens, flexibiliteit aan de dag leggen in de fabriek.’ Zoiets kan alleen maar als ze bestaan uit zachte, en dus flexibele materialen.

Robots moeten, net zoals de mens, flexibiliteit aan de dag leggen in de fabriek.
Seppe Terryn
VUB-onderzoeker

Maar ook veiligheid speelt een rol in de keuze voor zachte materialen. In de fabriek zullen mensen en robots zij aan zij werken. Als een robot bestaat uit harde materialen, kan dat al snel gevaarlijk worden voor de mens. ‘Er zijn bij robots natuurlijk wel controlemechanismen die kunnen ingrijpen als het fout dreigt te lopen’, merkt Terryn op.

Maar de industrie richt bij de ontwikkeling van robots ook zijn aandacht op de inzet van zachte materialen. Daar schuilt tegelijk een uitdaging. Zacht materiaal is gevoeliger voor schade, bijvoorbeeld als de robotarm of -hand ergens tegenaan botst, of als er een scherp voorwerp in snijdt of tegenaan krast.

Polymeren

Terryn beet zich vast in de vraag hoe een robot zichzelf kan repareren na opgelopen schade. Het antwoord vond hij in een ander lab aan de VUB, dat onderzoek doet naar polymeren. Dat zijn speciale kunststoffen. De structuur van die kunststoffen bestaat uit een soort van netwerk.

‘De knooppunten van dat netwerk kan je opbreken en op een andere manier weer met elkaar verbinden’, legt Terryn uit. Om de knooppunten op te breken, moet de temperatuur van het polymeer stevig opgevoerd worden. Maar bij schade zijn de verbindingen in het netwerk vanzelf al opgebroken.

Jonge beloften

De komende weken gaat De Tijd op zoek naar jong, ondernemend talent met een  eigenzinnige blik op de toekomst. Met welke ambities stappen jonge ondernemers de jaren 20 binnen? Waar dromen ze van, waarvan liggen ze wakker en hoe helpen ze mee aan de toekomst?

Vandaag: Seppe Terryn, burgerlijk ingenieur en onderzoeker VUB.

Toch kan de schade alleen hersteld worden door de temperatuur van het polymeer op te voeren. De onderzoekers kunnen immers nog geen nieuw materiaal bijmaken. Ze moeten het bestaande materiaal opnieuw verbinden.

‘Het opwarmen van het polymeer brengt een uitwisseling tussen de kapotte knooppunten van het polymeer op gang.’ En creëert zo nieuwe verbindingen. Terryn werkte er vijf jaar op om de juiste materialen te vinden, en het proces om de polymeren op te warmen verder te verfijnen.

Hij is nu op een punt dat een robotarm of -hand die bestaat uit speciale polymeren bij het oplopen van een kras of andere schade er na verloop van tijd weer als nieuw uitziet. Daarbij waren aanvankelijk nog temperaturen tot 80 graden Celsius nodig, waardoor de techniek voorbehouden bleef voor een industriële omgeving.

Maar onlangs ontdekte Terryn materiaal en een procedé waardoor ook al herstel op kamertemperatuur mogelijk is. ‘Het herstel van het materiaal verloopt dan wel trager.’

Artificiële intelligentie

Terryn heeft nog tal van uitdagingen op de agenda. Nu zijn het de onderzoekers die beslissen wanneer een robot zichzelf moet herstellen en het herstelproces in gang zetten. Op termijn hoopt Terryn dat een robot zelf de schade kan voelen, met behulp van sensoren, waarna hij het helingsproces zelf op gang kan brengen.

Met het herstel van een robot is dus niet alleen materiaal of hardware gemoeid, maar ook software en zelfs artificiële intelligentie. Een robot is zich in het ultieme geval ‘bewust’ van opgelopen schade en herstel.

We moeten een correct debat durven voeren over robots.
Seppe Terryn
VUB-onderzoeker

Het werk van Terryn staat niet alleen. Andere onderzoeksgroepen in binnen- en buitenland werken ook aan zelfherstellende materialen, zoals een zelfherstellend verflaagje voor auto’s of zelfherstellend glas voor smartphones.

Spin-off

Terryn sluit niet uit dat zijn onderzoek ook van nut kan zijn voor andere domeinen dan alleen robotica. ‘Zelfherstellende materialen zijn interessant voor domeinen waarin materiaal duur is. Dat geldt voor robotica. Een robot is duur, die zet je niet zomaar bij het huisvuil. Maar dat geldt ook voor auto’s, vliegtuigen of elektronica.’ Toch richt Terryn zich bij een eventuele commercialisatie in een spin-off prioritair op robotica.

Een gesprek over robotica kan niet zonder de obligate vraag of robots onze jobs komen afnemen en ons overbodig zullen maken. Komen ze? Techno-optimist Terryn is genuanceerd. ‘We moeten een correct debat durven te voeren over robots. Ze hebben een meerwaarde, maar natuurlijk zijn er terechte bezorgdheden over de relatie tot de mens.’

Net daarom staat hij er op erg uitgebreid over zijn onderzoek te communiceren. ‘We geven hier af en toe rondleidingen aan kinderen. Zij stellen allerlei soorten vragen over robots.’

Lees verder

Advertentie
Advertentie

Tijd Connect