Wetenschappers van onderzoeksinstituut AMOLF in Amsterdam ontwikkelden een zogenoemde zachte robot die wandelt, hupt en zelfs zwemt. En dat doet het zonder elektronica, motoren, besturingssysteem, sensoren of AI. Buisjes, lucht en natuurkunde brengen de robot tot leven.
Een zachte robot is – zoals de naam wellicht doet vermoeden – niet gemaakt van harde metalen of starre kunststofdelen, maar bestaat grotendeels uit flexibele, vervormbare materialen zoals siliconenrubber, elastomeren, textiel of zelfs zachte polymeren. Wetenschappers van het Amsterdamse onderzoeksinstituut AMOLF – onderdeel van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek NWO – ontwikkelden een zachte robot die één van de snelste ooit blijkt te zijn. De robot is bovendien een van de meest simpele. Hij heeft namelijk geen computer, software, motor, sensor of besturingssysteem. En toch beweegt het volledig autonoom, met een verrassend goede coördinatie. Simpelweg door zijn ontwerp.
Deze artikelen over ROBOTISERING vind je wellicht ook interessant om te lezen:
- Supersnel rozen stekken met robots
- igus komt met humanoïde robot voor 48.000 euro
- Vraag naar mobiele robots stijgt: 700.000 stuks in 2027
Inspiratie: van buisdanser naar slimme beweging
De robot beschikt over simpele zachte, buisvormige poten. Wanneer daar een continue luchtstroom doorheen wordt gestuurd, beginnen de poten te bewegen. Precies zoals de opblaasbare buisdansers doen die rondzwaaien voor benzinestations. Op zichzelf beweegt elke poot willekeurig in het rond, maar zodra ze met elkaar zijn verbonden, ontstaat er verrassende coördinatie: de poten gaan synchroon en ritmisch bewegen. “Plotseling ontstaat er orde in de chaos”, vertelt onderzoeker Alberto Comoretto. “En dat zonder code of instructies. De poten bewegen spontaan synchroon en de robot beweegt zich voort.” Comoretto trekt de vergelijking met vuurvliegjes die synchroon flitsen of hartcellen die eenstemmig pulseren; uit eenvoudige interacties ontstaan complexe collectieve bewegingen.
Sneller dan een Ferrari (per lichaamslengte)
Verrassend: de zachte robot is supersnel. Met een constante luchtstroom als aandrijving, haalt het machientje 30 lichaamslengtes per seconde. Ter vergelijking: een Ferrari haalt ‘slechts’ 20 lengtes per seconde. Dat maakt de AMOLF-robot aanzienlijk sneller dan andere luchtaangedreven robots, die meestal centrale besturing nodig hebben.
Nog verrassender: de synchronisatie past zich aan de omstandigheden aan. Komt de robot een obstakel tegen – denk aan een muur of een willekeurig voorwerp – dan kiest het een andere richting. En belandt de robot van een vaste ondergrond in het water, dan verandert de beweging spontaan van een huppend patroon naar een zwemmende vrije slag. “In de biologie zien we vaak vergelijkbare gedecentraliseerde intelligentie,” vertelt mede-onderzoeker Mannus Schomaker. “Zeesterren bijvoorbeeld coördineren honderden zuigvoetjes met behulp van lokale feedback en lichaamsdynamica, zonder een centraal brein.”
Zonder brein, toch intelligent gedrag
Het AMOLF-onderzoek stelt het conventionele idee op de proef dat robots ingewikkelde besturingssystemen nodig hebben om levensecht gedrag te vertonen. “Eenvoudige objecten, zoals zachte buisjes, kunnen complex en functioneel gedrag vertonen zolang we maar begrijpen hoe we de onderliggende fysica kunnen gebruiken”, vertelt hoofdonderzoeker Bas Overvelde. Eigenlijk noemt Overvelde de ontwikkelde zachte robot liever helemaal geen robot. “Er is geen brein, geen computer. Het is niet meer dan een machine. Maar als deze goed ontworpen is, kan het veel robotsystemen overtreffen en zich gedragen als een kunstmatig wezen.”
Toepassingen: van medische microrobots tot exosuits
Welke toepassingen zien de AMOLF-onderzoekers voor zachte robots zonder elektronica, motor of besturingssysteem? Bas Overvelde: “Denk dan aan microrobots die veilig kunnen worden ingeslikt en medicijnen afgeven nadat ze zelfstandig het doelweefsel hebben bereikt. Of aan draagbare, robotische ‘exosuits’. Dit zijn ondersteuningssystemen aan de buitenkant van het lichaam die zonder processors meebewegen met de natuurlijke lichaamsbewegingen. Ze vergroten de menselijke kracht zonder dat het de persoon extra energie kost. Mogelijke toepassingsmogelijkheden zien we ook in de ruimtevaart. Denk dan bijvoorbeeld aan extreem hete omstandigheden waar traditionele elektronica het af laat weten.”
