Humanoid Application Center traint humanoïde robots voor de werkvloer

In Schiedam is vorige week het Humanoid Application Center (HAC) geopend: een innovatiecentrum waar bedrijven met diverse partners kunnen onderzoeken hoe ze humanoïde robots kunnen inzetten in de praktijk. Dat kan bijvoorbeeld de tuinbouw zijn, de bouw, maar ook de industrie.

De oprichters willen robots van de Chinese merken Unitree en UBtech hier trainen voor de werkvloer. Deze robots zijn komen bovendrijven in het immense Chinese humanoïde innovatielandschap en zijn relatief open, zodat je ze zelf kunt herprogrammeren en de onderliggende machinelearningmodellen kunt finetunen. ‘Amerikaanse robots en het Duitse Neura gebruiken gesloten software en zijn daardoor veel minder flexibel’, zegt Bart van der Werff, een van de drie oprichters van het HAC en tevens oprichter van AI-bedrijf Sherpa Digital. ‘Wij proberen altijd te voorkomen dat je afhankelijk wordt van één systeem. En dan weet je ook altijd nog zelf hoe je proces werkt.’

Robots die je uit een Chinese doos haalt, kunnen over het algemeen vrij aardig lopen en dansen op een vlakke vloer, maar om ze inzetbaar te maken in het bedrijfsleven is nog een behoorlijk trainingstraject nodig. Tijdens de opening, werd bijvoorbeeld een robot getraind om doosjes in te pakken van producent van koffiecups Eurocaps. De bot moet dan goed mikken, niet te hard knijpen en tellen hoeveel doosjes hij al heeft gehad. Dat klinkt niet zo ingewikkeld, maar vraagt toch een aardig trainingstraject.

Dat wordt gedaan met een combinatie van programmeren en verschillende vormen van machine learning. Van der Werff: ‘Je programmeert sowieso handelingen, acties, koppelingen naar bestaande systemen, maar ook beleid. Dus wat doet de bot in situatie A, B en C. En als je echt AI gaat toepassen, dus als de robot vrij rondloopt, dan moet hij ook begrijpen waar hij is.’

Qua machine learning kan een robot kan kijken hoe de mens zich gedraagt en dat nadoen (imitation learning), of de mens kan naast de robot staan en zijn bewegingen sturen door ze zelf ook te maken. Een AR-bril zorgt dan dat de mens ziet wat de bot ook ‘ziet’.

Overigens moet de mens dan wel rekening houden met de sterktes en zwaktes van de bot. ‘Als je een robot lang laat staan of lopen met een doos in zijn handen, dan raken de schouders bijvoorbeeld oververhit’, vertelt CTO Michael Ozo. Net als bij een mens eigenlijk, maar de bot zal niet klagen. ‘Dat soort dingen gaan we hier ontdekken.’

De bots in het HAC zijn geruststellend klein (1.60 m). Je kunt namelijk een kleine bot iets leren en dat vervolgens voor de praktijk schalen naar een grotere. Dan kost het leertraject minder energie en het verkleint de kans op ongelukken met de trainers. Uiteindelijk wil je een grotere bot gebruiken omdat die meer kracht en uithoudingsvermogen heeft.

Tachtig vrijheidsgraden

Humanoïde robots hebben een aantal voordelen ten opzichte van hun meer statische broeders en zusters. Ten eerste hebben ze tachtig vrijheidsgraden, tegen een gemiddelde cobot maximaal zes. Ten tweede kan je ze gemakkelijker voor verschillende doelen inzetten. Uiteraard moet de bot dan wel elke keer opnieuw worden getraind, maar als je hem voor bijvoorbeeld twintig taken nodig hebt, is dat allicht goedkoper dan de aanschaf en training van twintig verschillende bots. Bovendien is er dan toch ook een overlap in wat hij moet leren, zoals bijvoorbeeld de lay-out van de omgeving. ‘En onze leefomgeving is nu eenmaal voor mensen gemaakt’, zegt HAC-medeoprichter en Chinakenner Evert Jaap Lugt. ‘Dus een mensachtige robot heeft de juiste vorm en afmetingen om hierin te opereren.’

Van der Werff merkt dat er in de industrie vaak allerlei resttaken zijn die moeilijk te automatiseren zijn, bijvoorbeeld stukken tussen twee lijnen in. ‘Het is gewoon een derde mogelijkheid. De afgelopen honderd jaar hebben we machines gehad en handjes. Handjes zijn flexibel, maar minder repetitief; machines kunnen goed repeteren maar zijn minder flexibel. En daar komt nu iets tussenin.’

Humanoïden kennen natuurlijk ook nadelen, zoals het feit dat er veel energie wordt gebruikt om rechtop te staan. ‘Ze worden nu al zo gemaakt dat ze op hun knieën gaan zitten om te laden’, vertelt HAC’s derde oprichter Richard Kuijpers, tevens directeur/eigenaar van smartrobot.solutions, dat de robots uit China importeert. ‘Ook leren ze nu al standaard om hun eigen batterij te verwisselen en om zelf op te staan uit hun kist en er weer in te gaan liggen. Want je wilt natuurlijk wel dat hij zo zelfstandig mogelijk werkt en niet dat je elke drie uur de batterij moet verwisselen.’

Van der Werff vult aan: ‘Maar ik zou ook niet voor elke toepassing een humanoïde robot nemen. Voor een fabriekssetting met voorspelbare vloer kijken wij nu bijvoorbeeld naar de Uniteq Cruiser Y. Die heeft een rijdende voet met behoorlijk wat accu onderin – en dus stabiliteit en stevigheid. Maar hij heeft wel twee armen met robothanden die hoog en laag kunnen functioneren. Dus dan heb je de flexibiliteit van een mens waar nodig. Dat soort dingen zoeken we hier juist uit, met de klant.’

Nederlandse onderdelen

Het HAC heeft ook nog een nevendoel, en dat is de Nederlandse producenten van robotonderdelen aan afnemers helpen. Manus maakt bijvoorbeeld robothanden. Als het HAC kan kiezen tussen Manus en een buitenlandse aanbieder van robothanden die even geschikt is, zal het voor Manus kiezen.

Dura Vermeer onderzoekt binnen HAC als eerste use case hoe humanoïde robots kunnen bijdragen aan bestratingswerkzaamheden. Jaap Hulshoff, directeur Technologie & Innovatie Dura Vermeer: ‘Wij willen niet wachten tot deze technologie volledig volwassen is, maar juist nu leren hoe robotisering in de praktijk kan bijdragen aan een toekomstbestendige bouwsector. Met het HAC onderzoeken we hoe humanoïde robotica vakmensen kan ondersteunen bij fysiek zware en repeterende werkzaamheden.’

Serieproductie?

Het kan natuurlijk zijn dat de ideale stratenmaakrobot geen benen heeft maar rupsbanden, of dat hij drie armen nodig heeft, of drie camera’s. Lugt: ‘Dat wordt hier dan duidelijk. En als er markt genoeg is, laten we ze vervolgens misschien wel in serie produceren in China.’

Dura Vermeer is een van de founding partners van het HAC, net als Eurocaps, tuindersbedrijf Harvest House, dat de bots wil inzetten bij de paprikapluk, SDK Vastgoed en GOM (Facilicom Groep).

Innovatie Campus

Het HAC is gevestigd op de Mechatronica Innovatie Campus Schiedam (MICS). Deze nieuwe campus voor de hightech maakindustrie heeft een focus op mechatronica, en wordt ontwikkeld door SDK Vastgoed en de gemeente Schiedam. Directeur SDK Vastgoed Niels Langenhuizen ziet een zuster van de Brainport Eindhoven en Twente voor zich: een volgend kenniscluster in de buurt van technische opleidingen en het bedrijfsleven. De bedrijven Metrohm, Alquion, FMI en Boers & Co maken al deel uit van het groeiende ecosysteem, net als Hogeschool Rotterdam, Mikrocentrum, de gemeente en Metropoolregio Rotterdam Den Haag.