De nieuwste diersoort op aarde
Bouwen aan de evolutie
Verhoeven trekt graag paralellen met de natuur. Hij ziet robots als nieuwe dieren, het jongste resultaat van de evolutie. Zijn onderzoek draait om het aanpassen aan de omgeving en survival of the fittest. ‘Meestal doen wij kleine aanpassingen, om te kijken of de modellen daarna beter werken’, zegt hij. ‘Uiteindelijk vinden de meest succesvolle soorten hun weg naar de echte wereld. Ik beschouw onze robots als dieren, en ze gaan de wereld veranderen. Dit is de volgende stap in de evolutie.’ Chris Verhoeven (rechts) en studenten |
Wie door het laboratorium van universitair hoofddocent Chris Verhoeven van de Technische Universiteit Delft loopt ziet een miniatuur dierenrijkje. Grote soorten van wel een meter lang, maar ook ter grootte van een luciferdoosje. Sommige exemplaren vliegen, andere lopen of zwemmen, en allemaal hebben ze verschillende eigenschappen. Toch is er geen bioloog in de wijde omtrek te bekennen. Verhoeven ontwikkelt de ‘dieren’ van de toekomst: robots in alle vormen en maten. De meest succesvolle soorten uit het lab hebben zes benen waarmee ze makkelijk obstakels overwinnen. Ze werden de naamgever van het Zebro-project (ZEsBenige Robot).Zebro-project
Het Zebro-project is een unieke samenwerking tussen de TU Delft, een paar hogescholen en het ROC Mondriaan. Zo’n zestig vaste medewerkers, promovendi en studenten ontwikkelen samen de nieuwste robots.Samen sterk
Bij de robots van de toekomst denk je wellicht aan een robotbutler of robots die hard in de fabriek werken. Verhoeven heeft andere plannen voor zijn robots. ‘Ik denk vooral aan insectachtige sensorrobots die zelfstandig metingen doen. Ze controleren processen en brengen de wereld in kaart’, zegt hij. Of het nu het vinden van lekkende leidingen in een fabriek is, het opsporen van onkruid op akkers, het vinden van een verdwaalde wandelaar in een gangenstelsel of het doen van weermetingen. De robots gaan volgens Verhoeven een grote bijdrage leveren aan een toekomstig Internet of things: een wereld waarin vrijwel ieder apparaat is verbonden met het internet en overal metingen gedaan worden. ‘Sensoren handmatig installeren is daarin onhandig”, zegt hij. ‘Dan moet je ook handmatig kapotte sensors vervangen. Dat is niet handig als het er miljarden zijn. Je kunt sensoren beter op robots plakken die zichzelf verspreiden.’
De robots gaat dus niet alleen werken maar in een groep, ofwel een zwerm. Voor het verkennen van een grot stuur je een zwerm drones naar binnen die zich zelfstandig verspreiden. ‘Als je ze zo programmeert dat ze niet te dicht op elkaar vliegen, maar wel contact houden, dan ontstaat er vanzelf een zwerm die zich als een soort purschuim door de meest ingewikkelde gangenstelsels beweegt’, zegt Verhoeven. In de landbouw vinden kleine drones snel de zwakke plekken op een akker en creëren een spoor van radiosignalen naar een lopende robot die dan rechtstreeks heen en weer kan gaan om er wat aan te doen. Gaat er een robot kapot? Dan neemt een collega in de zwerm zijn taak snel over. ‘We houden de individuele robots of drones zo simpel mogelijk’, zegt Verhoeven. ‘De kracht ontstaat wanneer ze samenwerken. Vergelijk het met een nest mieren, die in een grote groep veel werk verzetten.’
"De robots gaat dus niet alleen werken maar in een groep, ofwel een zwerm."
De zwerm uitbreiden
Wat een Zebro-robot aan boord heeft om de wereld waar te nemen hangt volgens Verhoeven af van de toepassing. ‘Er kunnen camera’s, radars, afstandsmeters, temperatuursensors of apparatuur voor echolocatie op’, zegt hij. ‘Alles kan, maar we kijken goed wat er nodig is, net zoals in de natuur. Dieren hebben doorgaans ook geen overbodige vaardigheden, denk aan vissen in donkere grotten die geen ogen meer hebben.’
Het is belangrijk dat de robots zelfstandig zijn, ze moeten op eigen kracht hun weg in de wereld vinden. Zo wordt een zwerm robuust. Verhoeven vergelijkt het met filmpjes van drones die hij zag op internet. ‘Die voeren razendsnel de mooiste choreografieën uit, maar ze worden rechtstreeks bestuurd door een grote computer, een soort supervisor. Valt de verbinding weg dan doet zo’n drone niks meer’, zegt hij. ‘Dat willen we niet. Onze drones kijken alleen naar de wereld en naar elkaar. Op deze manier kunnen we de zwerm ook moeiteloos uitbreiden.’
Robots temmen
De Zebro-robots zijn nu nog ‘wilde dieren’ en moeten straks nog wel ‘getemd’ worden. ‘Hoe ze zich precies moeten gedragen, weten we namelijk nog niet’, zegt Verhoeven. ‘Dat wordt duidelijk als we ze gaan inzetten. Ik vergelijk het graag met wolven, waarvan de mens honden maakte.’ Verhoeven is enthousiast over het loslaten van zwermen wilde robots, maar is hij niet bang dat er ook kwaad mee gedaan wordt? ‘Natuurlijk zijn er mensen die dat willen’, zegt hij. ‘Je kunt van een hond ook een vechthond maken, maar daarom ben ik niet bang voor honden in het algemeen.’
Zwermen wilde robots, klinkt dat nog wat ongemakkelijk? Verhoeven ziet het als een gewenningsproces. ‘Mensen waren altijd al bang voor technologie, voor de auto, elektriciteit of de trein. Uiteindelijk plukt iedereen er de vruchten van en zeggen we over twintig jaar: weet je nog dat mensen zo reageerden?’
Afkijken van kevers
Verhoeven neemt zijn werk mee naar huis, tenminste, ook dáár is hij omgeven door zesbenigen. Hij laat zich namelijk inspireren door kevers, die hij thuis houdt. ‘Ik kijk graag naar hun overlevingsstrategie’, zegt hij. ‘Wat doen ze als ze hulpeloos op hun rug liggen? Het blijkt dat ze weinig doen totdat er een ándere kever voorbij komt waaraan ze zich optrekken. Wat ik hiervan heb geleerd, is dat je systemen simpel moet houden. Denken is dodelijk. Slimme robots lijken zich sneller moeilijkheden op de hals te halen.’Naar de maan
Misschien loopt er binnenkort een Zebro-robot op de maan. Verhoeven en zijn team werken aan een maanrobot. Er zijn tot nu toe verschillende rijdende robots op de maan geweest. Toch hebben poten een voordeel: ze komen minder snel vast te zitten in het fijne maanzand. ‘Een diep weggezakte poot trek je omhoog en zet je weer op het oppervlak, terwijl een wiel snel vastzit’, zegt Verhoeven. ‘Als het aan ons ligt dan kan er volgend jaar een Zebro mee met een geplande maanmissie.’Tekst: Roel van der Heijden | Foto: Mark Prins | Mei 2017