Algemeen

Coman robot in interactie met mens

COMAN humanoïde robot
De humanoïde robot Coman moet nog opgeschaald worden zodat hij kan samenwerken met volwassenen. Prof. dr. Jochen Steil is leider van het nieuwe onderzoeksproject (foto: Universität Bielefeld)

Onderzoekers van het onlangs aan de Universität Bielefeld gestarte project CogIMon, willen robots interactie aanleren om iets samen met mensen iets uit te voeren. Voor robots is een mens normaal gesproken een storend element. Als mens en robot samen moeten werken, ontstaan er vaak problemen. CogIMon betekent cognitieve, plooibare bewegingsinteractie (Cognitive Compliant Interaction in Motion).

In het  EU-samenwerkingsproject CogIMon leren robots observeren, krachten aanpassen en reageren. De onderzoeksgroep in Bielefeld (D) werkt zowel aan op mensen lijkende als industriële robots. CogIMon wordt gecoördineerd door prof. dr. Jochen Steil van het Forschungsinstitut für Kognition und Robotik (CoR-Lab) van de universiteit Bielefeld. Het samenwerkingsproject met zes andere internationale partners loopt van 2015-2018 en wordt door de EU ondersteuningsprogramma Horizont 2020 gesubsidieerd met € 7.000.000.

Robot krachtenspel door anticiperen

“Het doel van CogIMon is robots aanleren om de krachten bij het bewegen van objecten te begrijpen en gepast op veranderingen van het gewicht en de contacten bij het dragen te reageren”. Voor mensen is het geen probleem om aan de hand van lichaamstaal van andere mensen het gewicht in te schatten van objecten en daarmee hun eigen kracht aangepast bij het opbeuren in te zetten. Robots hebben dit begrip tot nu toe niet.

“Robots kunnen hun eigen krachten meten en tot op zekere hoogte regelen. Ze kunnen stoppen met hun bewegingen maar ook meegeven, ze zijn echter tot nu toe niet in staat om de krachten te begrijpen en ze actief te controleren voor een samenwerking. Dat is wat we willen veranderen”.

“Het begrip van gebruikte krachten is een grote uitdaging, omdat het daarbij gaat om een complexe interactie competentie, waarbij verschillende gebieden moeten worden gecombineerd: waarnemen, het bewegen van objecten, controleren van de beweging en lichaamscontrole zijn er een paar”, aldus Steil. Er bestaat op dit moment maar weinig theorie op het gebied van het samen bewegen van dingen door robots en mensen. Projectpartners uit Italië en Engeland toen daarom basisonderzoek door interactie experimenten met mensen.

Besturen en programmeren

De groep van Steil ontwikkelt ondertussen nieuwe besturings- en programmeermethoden voor de robots. Een klassiek voorbeeld voor het bewegen van voorwerpen: een mens en een robot of ook twee robots die samen een tafel dragen. Voor deze actie is het belangrijk om de krachten aan te passen: de ene drager loopt voorop, de andere volgt. Juist bij het stap wisselen tijdens het vooruitgaan en volgen is het noodzakelijk om de bewegingspatronen te voorspellen en de eigen beweging dienovereenkomstig aan te passen.

Bij het onderzoek van de interactie van op mensen lijken de robots met mensen kunnen de onderzoekers gebruikmaken van de humanoïde robot prototypen COMAN (COmpliant HuMANoid Plattform). Coman werd ontwikkeld door het Italian Institute of Technology in Genua, is 95 cm groot en weegt 31 kg. Voor het project CogIMon moet hij nog een kwart groter worden, zodat hij ook de interactie kan aangaan met volwassenen.

In de toekomst moet Coman leren om de lichaamstaal van de mens te lezen. Hij zou dan bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt bij revalidatie en de motoriek en coördinatie van mensen kunnen trainen, doordat hij ze een bal toegegooid. Bovendien moet hij schijnbewegingen kunnen maken en bij het vangen direct op mensen kunnen reageren. Deze groepsinteractie moet zodanig vrijblijvend zijn, dat mens en robot op elk moment de groep kunnen verlaten en weer terug kunnen keren, zonder dat dit leidt tot irritaties.

In de industrie

Een andere toepassing is gepland in de industrie: hier gebruiken de wetenschappers een Kuka lichtgewichtrobot. In een productiehal moeten meerdere industriële robots samen grote pakketten oppakken en opbergen in een magazijn. Het is daarbij belangrijk, dat de robots leren om de dynamische eigenschappen van het pakket goed in te schatten en de hefbeweging aan te passen aan het veranderende gewicht en de toestand van de oppervlakte.

De internationale partners van het door Jochen Steil en Felix Reinhart aan het CoR-Lab gecoördineerde project zijn: Sebastian Wrede (CoR-Lab/CITEC, Universität Bielefeld), Aude Billard en Auke Ijspeert (École polytechnique fédérale de Lausanne, Zwitserland), Martin Giese (Universität Tübin-gen), Darwin Caldwell en Nikos Tsagarakis (Italian Institute of Technology in Genua), Andrea d’Avella en Yuri Ivanenko (Santa Lucia Foundation, Italië), Etienne Burdet (Imperial College London, Groot-Brittannie) en Micheal Mistry (Birmingham University, Groot-Brittannie).

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven