Ga naar hoofdinhoud

Onderzoek naar botsingen met robot

De onderzoekers van het Fraunhofer IFF onderzoeken systematisch, waar de maximaal toelaatbare belasting ligt, als robot en mens botsen. (foto Fraunhofer IFF)

Teamwork van mens en robot is het motto van de toekomst. De robot mag mensen daarbij niet verwonden. Maar wanneer levert contact een verwonding op? Wetenschappers van het Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb en -automatisierung IFF in Magdeburg onderzoeken dit voor het eerst in een studie.

Wie kent het niet: men let even kort niet op en men heeft zich al gestoten aan de rand van de tafel. Dat doet eerst pijn en even later ontstaat een blauwe plek. Wat bij de tafel valt in de categorie “niet erg, maar vervelend”, krijgt een nieuwe dimensie, als de partner van de botsing een robot is. Want bij zo een botsing zou de mens ernstige letsels kunnen oplopen. Technische medewerkers werken daarom meestal nog achter beschermende barrières of hekwerken. Maar er bestaan ook toepassingen, waarbij mens en robot hand in hand moeten samenwerken. Deze vorm van samenwerking ligt wereldwijd in de focus van onderzoek in de robotica. Maar waar ligt nu precies de grens tussen een onschadelijke botsing en letsel?

Kleine stoten, veel inzicht

Hoeveel kracht is er bij een stoot nodig, om op diverse plaatsen op het lichaam een blauwe plek te krijgen? En wanneer krijgen mensen daardoor een blijvend letsel? Niemand kon dat tot nog toe precies aangeven. Er bestaan geen omvangrijke studies met betrekking tot dit thema. Ook de botsingsgeometrie, dus de geometrie van de elkaar rakende objecten, heeft grote invloed op de mate van het letsel bij een botsing. De onderzoekers van het Fraunhofer IFF in Magdeburg betreden met een nieuwe studie volledig onontgonnen terrein: zij onderzoeken systematisch, waar de maximaal toelaatbare belasting ligt, als robot en mens botsen.

Hoe pakken de onderzoekers dat aan: zij verzwaren een pendel met verschillende gewichten, trekken deze naar buiten en laten het tegen verschillende lichaamsdelen van de deelnemer aan de studie stoten. Een speciale sensorfolie aan de stootzijde van de pendel meet de drukverdeling bij de botsing. Een krachtsensor, die zich ook aan de stootzijde bevindt, legt het verloop vast van de contactkracht, de maximaal werkende kracht en de duur van de inwerking. “Hiermee zouden we dus alle relevante meetgrootheden als kracht, drukverdeling, botssnelheid, impuls en energie kunnen vaststellen”, zegt dr. Norbert Elkmann, bedrijfsleider bij het IFF.

Medische kant

De medische kant van de studie wordt begeleid door het Institut für Rechtsmedizin, de Klinik für Dermatologie, de Klinik für Unfallchirurgie en het Institut für Neuroradiologie van de universiteitskliniek van de Otto-von-Guericke-Universiteit Magdeburg. Voor het onderzoek heeft de ethische commissie van de Otto-von-Guericke-universiteit toestemming verleend. Criteria voor het afbreken van de proeven zijn het begin van het ontstaan van een zwelling of kneuzing of het bereiken van de pijngrens.

In de pilotfase hebben de wetenschappers eerst de meettechniek ontwikkeld en de methode verfijnd in samenwerking met de medici. Intussen leveren ze in de eerste fase de resultaten met meerdere deelnemers. Vervolgens schatten de onderzoekers in, hoeveel deelnemers er nodig zijn om een representatief resultaat te krijgen. Bij het toonaangevende robotcongres ICRA in Hongkong zullen de wetenschappers van het IFF in juni 2014 de eerste resultaten presenteren.

Toepasbaar bij geweldsdelicten

Deze zouden ook kunnen worden gebruikt door de politie en de gerechtelijke arts: als een slachtoffer van geweld bij de ambtenaar of arts komt en de blauwe plekken zijn slecht te zien, dan is vaak nauwelijks vast te stellen, hoe intensief het geweld was. Slachtoffers en artsen zouden zeer geholpen zijn, als de gerechtelijke arts hierbij op overeenkomstige onderzoeken zou kunnen teruggrijpen.

Ook voor de consumenten sector is de studie van belang: in verschillende huishoudens horen robots intussen bij het dagelijks leven: ze zuigen de vloer of maaien het gras. In de toekomst zouden de robots nog meer werkzaamheden in het huishouden kunnen overnemen. Maar dit kan alleen als mensen veilig zijn bij botsingen met de robot. De elementaire data worden daarvoor vastgesteld door het IFF in de studie, waarvan de resultaten in internationaal geldige normen zullen worden gebruikt.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven