Technologie geeft robothand gevoeligheid van menselijke hand

Een nieuwe technologie geeft robotarmen nagenoeg dezelfde gevoeligheid als een menselijke hand. De technologie is ontwikkeld door het Singaporese Eureka Robotics, een spin-off van de Singaporese Nanyang Technological University.

De technologie heet Dynamis. Robotarmen kunnen hiermee objecten van slechts enkele millimeters groot of dik manipuleren. Dit zonder schade te veroorzaken. Denk hierbij aan lenzen, elektronicacomponenten en zeer kleine tandwielen.

Ikea Bot

Dynamis is een force feedback-technologie die al langer in ontwikkeling is. De onderzoekers van Eureka Robotics publiceerde in 2018 in Science voor het eerst over hun technologie. Deze zetten zij toen in als onderdeel van de ‘Ikea Bot’. Deze robot zet in slechts twintig minuten tijd een stoel van Ikea in elkaar.

De technologie is sindsdien doorontwikkeld. Zo wil Eureka Robotics de technologie geschikt maken voor een bredere reeks toepassingen. Het bedrijf maakt de technologie nu beschikbaar voor diverse industriële robots van Denso Wave. Dit is een fabrikant van industriële robots en onderdeel van Toyota Group.

Geïntegreerd in robots van Denso Wave

In de praktijk betekent deze integratie dat klanten van Denso Wave voortaan de Dynamis technologie in hun robot kunnen integreren. Deze technologie is onderdeel van de force controller. Dit systeem detecteert met behulp van een krachtsensor op het gewricht van de robot welke kracht wordt uitgeoefend op een object. Op basis van deze meting past de robot zijn kracht aan naar het gewenste niveau.

Het uitoefenen van de juiste druk is van belang. Indien te weinig kracht wordt uitgeoefend, kan dit ertoe leiden dat onderdelen niet juist worden geassembleerd. Indien echter te veel kracht wordt uitgeoefend, kan het object juist beschadigen.

AI-algoritme

Onder de motorkap is Dynamis een complex kunstmatige intelligentie (AI)-algoritme dat is ontwikkeld door Associate professor Pham Quang Cuong. Hij is Deputy Director van het Robotics Research Centre van NTU’s School of Mechanical and Aerospace Engineering. De hoogleraar werkte hierbij samen Dr Hung Pham, een van zijn voormalig studenten en inmiddels mede-oprichter en CTO van Eureka Robotics. Dit bedrijf richt zich op de ontwikkeling van op maat gemaakte robots.

Een voorbeeld is Archimedes. Deze robot is toegespitst op het manipuleren van gevoelige optische lenzen en spiegels. Ook hierbij hanteert de robot een mens-achtige behendigheid. Archimedes wordt al in de praktijk ingezet door verschillende bedrijven wereldwijd.

Pythagoras

Een ander voorbeeld is Pythagoras. Deze robot is gericht op het manipuleren van 5G-telecomlenzen voor inspectie- en reinigingsdoeleinden. Pythagoras combineert hierbij een nauwkeurigheid van 0,2mm met een hoge flexibiliteit. Zo kunnen tot 1.000 lenzen willekeurig in een bak worden geplaatst. De lenzen kunnen door elkaar liggen en in iedere oriëntatie geplaatst worden.

Een derde voorbeeld is Deep Visual Servoing voor de elektronica-industrie. Met behulp van technologie kunnen robots connectors plaatsen. De robot combineert hierbij een nauwkeurigheid van minder dan 0,2mm met de flexibiliteit om onder meer meerdere soorten connectors te plaatsen.

Meer informatie over robots van Eureka Robotics is hier beschikbaar.

Heilige graal

Eureka Robotics stelt dat veel hedendaagse robots ofwel een hoge nauwkeurigheid en lage flexibiliteit bieden, ofwel een lage nauwkeurigheid en hoge flexibiliteit. Met Dynamis wil het bedrijf robot met een hoge nauwkeurigheid én een hoge flexibiliteit mogelijk maken.

Hoogleraar Pham Quang Cuong noemt gevoel bij aanrakingen en behendigheid als menselijke handen de ‘heilige graal’ voor robotica. De hoogleraar wijst onder meer op de complexiteit van het programmeren van de kracht controller. Het perfectioneren van de grip van een robot voor een specifieke taak is zeer tijdrovend.

Aanrakingsgevoelige taken programmeren

“Dynamis maakt het vandaag voor iedereen eenvoudig om aanrakingsgevoelige taken te programmeren die doorgaans door mensen worden uitgevoerd. Denk hierbij aan assemblage, nauwkeurige manipulaties, polijsten en schuren”, zegt de hoogleraar. “Deze taken delen een kenmerk: de mogelijkheid een consistent contact met een oppervlak te behouden. Indien onze menselijke handen van onze aanrakingsgevoeligheid worden ontdaan – bijvoorbeeld door het dragen van een dikke handschoen – kunnen we het in elkaar zetten van kleine Lego-blokjes zeer moeilijk vinden. Laat staan het assembleren van de kleine componenten van een automotor of een camera voor gebruik in onze mobiele telefoons.”

Hiroyasu Baba, FA/Robotics Business Unit Product Planning Department, Manager bij Denso Wave, wijst erop dat NTU Singapore en Eureka Robotics al langer DENSO robots gebruiken. “Dankzij deze relatie begon de gezamenlijke ontwikkeling op natuurlijke wijze. En waren we in staat dit product soepel te lanceren. Deze technologie, die geïnstalleerd wordt in DENSO robots, is een technologie voor force feedback. Dit wordt steeds belangrijker in het praktisch gebruik van robots. Dankzij de ontwikkeling van Eureka Robotics is het systeem geavanceerd, maar toch eenvoudig te gebruiken en licht genoeg voor integratie in onze standaard robotcontrollers.”

Auteur: Wouter Hoeffnagel