reportage

VUB-lab maakt zelfhelende knuffelrobots

Het materiaal biedt de robotindustrie zo heel wat nieuwe mogelijkheden zoals “zachte robots”. ©Brubotics

Het Brusselse robotlab Brubotics heeft zelfherstellende robothanden en –spieren gemaakt uit een rubberachtige stof. Ze kunnen ingezet worden voor gevoeligere taken zoals het inpakken van fruit.

In de vroege ochtend lopen we het robotatelier van Brubotics op de VUB-campus in Etterbeek binnen. Tussen andere robotmodellen, -armen en benen staat Seppe Terryn te sleutelen aan zijn projecten: een robotgrijper, -hand en –spier. Op een tafel ernaast ligt een scalpel en wat spijkers. ‘Klaar om een robot stuk te maken?’ vraagt hij.

Terryn heeft samen met het Brubotics-lab en andere VUB-onderzoekers robotonderdelen ontwikkeld uit een stof, die zichzelf foutloos herstelt. Hij maakt een snede in de hand en laat de grijper los op een berg spijkers. Na enkele uren is enig teken van de schade verdwenen. De resultaten van de studie werden vandaag gepubliceerd in het gerenommeerde Amerikaanse vaktijdschrift Science Robotics.

De volgende uitdaging is om de robot pijn te laten voelen.
Seppe Terryn
VUB-onderzoeker

Ze gebruiken een speciaal polymeer, wat een soort van plastiek is. Soortgelijke materialen worden ook al ingezet voor zelfherstellende coatings van wagens en smartphones. Ze hebben het verder bijgestuurd door extra eigenschappen specifiek voor robotica toe te voegen. Het kan zowel hard als zacht voorkomen, herstelt zichzelf foutloos bij opwarming en is sterk genoeg voor robotonderdelen.

De herstelling schiet in gang door de stof tot 80 graden te verwarmen. Het materiaal herstelt zich dan volledig zelfstandig zonder pleister of toegevoegde stoffen. 40 minuten later is de breuk gedicht en na een nachtje rusten op 25 graden is de robot zo goed als nieuw zonder zwakke plekken achter te laten.

Zachtere robots kunnen meewerken in bijvoorbeeld de fruit- en groente-industrie. Zachtere materialen maken de machines wel gevoeliger voor beschadiging. ©Brubotics

Het materiaal biedt de robotindustrie zo heel wat nieuwe mogelijkheden. Een ervan zijn “zachte robots”. Het zijn robots uit zachte materialen die zich veilig rondom mensen kunnen bewegen. ‘Ken je de knuffelrobot uit de Pixar-film Big Hero 6?’ vraagt Terryn, ‘Die heeft eigenlijk de ontwikkeling van zachte robots in een stroomversnelling gebracht.’ 

Doordat de robots zachter zijn, kunnen ze ook meewerken in bijvoorbeeld de fruit- en groente-industrie, omdat ze de broze vruchten zacht kunnen opnemen en neerleggen. Zachtere materialen maken de machines wel gevoeliger voor beschadiging. Daarom is het nodig niet enkel zacht materiaal te ontwikkelen, maar ook zelf herstellend.

Een robot kan volledig uit het zelfhelende materiaal opgetrokken worden, zelfs de motoren en bedrading.  Bovendien wordt het ook veel veiliger voor de robot zelf om buiten te komen en  onbekende omgevingen te verkennen. Daar is het veel eenvoudiger om schade op te lopen.

‘Als we robots bouwen, moeten we elk mogelijk scenario waarbij ze beschadigd kunnen raken in het oog houden en ze daartegen wapenen. Hierdoor worden ze vaak zwaar en groot’, zegt Bram Vanderborght, professor robotica aan de VUB en nauw bij het project betrokken. Als ze zichzelf kunnen herstellen, kan de focus liggen op de taak van de robot en niet langer op de omgeving waarin hij terecht komt.

In het VUB-labo staan zelfhelende robotonderdelen

Octopus

Het materiaal kan ook heel flexibel gemaakt worden. ‘Net zoals een octopus zou een robot zich door een piepkleine doorgang kunnen wurmen’, zegt Terryn. Bij rampen kunnen ze dan tussen de brokstukken bewegen op zoek naar slachtoffers. Even goed kan het materiaal hard gemaakt worden voor robuustere onderdelen zoals een arm of een been.

‘Robots kunnen met dit materiaal niet alleen lichter en veiliger gemaakt worden, maar kunnen straks ook langer zelfstandig werken zonder telkens gerepareerd te moeten worden’, aldus Vanderborght.  Zo’n reparatie neemt niet alleen tijd in beslag van de monteur, maar vertraagt ook het productieproces.

Net zoals een octopus kan een robot uit het flexibele materiaal zich door kleine openingen wurmen.

Omdat de herstelling niet vanzelf begint, kan de robot dankzij sensoren en software zelf beslissen wanneer hij de herstelling inzet. Hij kan dan zelf oordelen of het nodig is zich meteen of pas ’s avonds na het assembleren te herstellen. Zo kan hij vertragingen in de productie vermijden. ‘Het is niet omdat een robot beschadigd raakt, dat hij niet langer kan werken’, licht Vanderborght toe.

Spierpijn

Het materiaal maakt de robot ook duurzamer en ecologisch. Een robot kan langer meegaan, want hij hoeft niet meteen bij het vuil gezet te worden eenmaal hij kapot is. Ook onderdelen hoeven niet zo snel vervangen te worden. ‘Een robot vervangen of herstellen kost veel geld. Als hij zichzelf herstelt, kan je die kosten uitsparen.’ Bovendien kan het materiaal gerecycleerd worden: ‘Is de robot ten einde dan gaat het materiaal de versnipperaar in om er nieuwe onderdelen van te maken’, zegt Vanderborght.

Het ziet er pijnlijk uit, als Terryn een scalpel in de duim van de robothand steekt. Hij lacht, als ik het hem zeg. ‘Dat is nu net de volgende uitdaging: de robot pijn laten voelen.’ Hij verzekert dat dit een heel ander gevoel zal zijn dan bij de mens, ‘maar de robot moet toch op een of andere manier begrijpen dat hij zich moet herstellen’.

Het hoeft ook niet eens zo ver te gaan. De robot kan ook beseffen wanneer er een breuk zit aan te komen. ‘Je geeft de robot dan een soort van spierpijn, die net zoals bij ons meldt dat een breuk niet veraf is.’

Lees verder

Advertentie
Advertentie

Tijd Connect