Algemeen nieuws

< VorigeAfbeelding 1 van 1Volgende >

Zelflerende robotische bouwstenen. Credits: Soft Robotic Matter Group AMOLF

Een collectief van autonome, zelflerende robotjes schikt zich bijzonder makkelijk naar veranderende omstandigheden. Dat laten onderzoekers van AMOLF's Soft Robotic Matter groep zien. Ze bouwden een treintje van simpele robotjes waarin elk robotje individueel zichzelf leerde zo snel mogelijk voort te bewegen.

De resultaten van het onderzoek zijn in het wetenschappelijke tijdschrift PNAS gepubliceerd .

Robots zijn ingenieuze apparaten die heel veel kunnen. Denk aan dansende en traplopende robots en zwermen van drones die zelfstandig een patroon vliegen. Maar al die robots zijn in aanzienlijke mate geprogrammeerd - verschillende situaties of patronen zijn van te voren in hun brein geplant, ze worden centraal aangestuurd of een complex computernetwerk leert gedrag aan via machine learning. Bas Overvelde, groepsleider Soft Robotic Matter bij AMOLF, wilde terug naar de eenvoud: een zo simpel mogelijk zelflerend robotje. "Uiteindelijk willen we met simpele bouwstenen, die misschien zelfs alleen maar uit een materiaal zoals een polymeer bestaan, zelflerende systemen bouwen. We noemen dit ook wel robotische materialen."

Het lukte de onderzoekers om zeer simpele aan elkaar gekoppelde robotkarretjes zelf te laten uitzoeken hoe ze als treintje zo snel mogelijk een bepaalde kant op kunnen bewegen. Zonder dat ze geprogrammeerd zijn met een route en zonder dat ze weten wat de andere robotkarretjes doen. "Dit is een nieuwe manier van denken in het ontwerp van zelflerende robots. Anders dan de meeste traditionele, geprogrammeerde robots heeft zo'n simpele zelflerende robot geen complexe modellen nodig om zich aan een sterk veranderende omgeving aan te passen," legt Bas Overvelde uit. "In de toekomst kan dit in soft robotics een toepassing hebben, zoals robothanden die leren hoe verschillende objecten kunnen worden opgepakt, of robots die hun gedrag automatisch aanpassen na schade."

Ademende robots
Het zelflerende systeem bestaat uit meerdere gekoppelde bouwstenen, de individuele robotjes. Die zijn opgebouwd uit een microcontroller (een minicomputer), een bewegingssensor, een pompje dat lucht in een balg pompt en een naald om de lucht er weer uit te laten. Zo kan het robotje als het ware ademen of blazen. Koppel je een tweede robotje via de balg aan de eerste dan duwen ze elkaar weg. Zo kan het treintje bewegen. "We wilden de robotjes zelf zo simpel mogelijk houden, daarom hebben we gekozen voor een balgje en lucht. Veel zachte robots werken daar namelijk ook mee," zegt promovendus Luuk van Laake.

Het enige dat de onderzoekers vooraf doen is elk robotje met een paar regels computercode - een kort algoritme - iets vertellen, namelijk: zet om de paar seconden de pomp aan en uit , de zogeheten cyclus, en probeer dan zo snel mogelijk een bepaalde kant op te bewegen. De chip op het robotje meet continu de snelheid. Om de paar cycli maakt de robot kleine aanpassingen aan het moment dat de pomp aan gaat, en bepaalt of deze aanpassingen de robottrein sneller naar voren doen bewegen. Elke robot in de trein voert dus continu kleine experimenten uit.

Laat je op deze manier twee of meer robotjes aan elkaar duwen en trekken dan gaat het treintje vroeg of laat één kant op bewegen. Daardoor ‘leren' de robotjes dat dat de betere instelling voor de pomp is, zonder dat ze met elkaar communiceren en zonder dat precies geprogrammeerd is hoe ze kunnen voortbewegen. Het systeem optimaliseert zichzelf langzaam maar zeker. Op de video's die bij het artikel horen zie je dat het treintje langzaam maar zeker over een ronde baan gaat bewegen.

Nieuwe situaties het hoofd bieden
De onderzoekers gebruikten twee variaties van het algoritme om te zien welke beter werkt: eentje die de beste snelheidsmeting van het robotje opslaat en op basis daarvan besluit wat de beste instelling voor de pomp is. Het tweede algoritme gebruikt alleen de laatste snelheidsmeting om te beslissen wanneer het beste moment is dat de pomp aan gaat in elke cyclus. Dat laatste algoritme werkte veel beter. Het kan nieuwe situaties het hoofd bieden zonder dat dat van te voren is geprogrammeerd, doordat het geen tijd verspilt aan gedrag dat in het verleden weliswaar goed werkte, maar in de nieuwe situatie niet meer. Het kon bijvoorbeeld een blokkade op de baan veel beter overwinnen, waar robotjes geprogrammeerd met het andere algoritme stil kwamen te staan. "Als je het juiste algoritme hebt gevonden is dit simpele systeem heel robuust," zegt Overvelde. "Het kan zich in allerlei onverwachte situaties zelf redden."

Pootje uittrekken
Hoe simpel ook, de robotjes zijn een beetje tot leven gekomen voor de onderzoekers. Voor een van de experimenten wilden ze een van de robotjes beschadigen om te kijken hoe het hele systeem zich zou herstellen. "We hebben de naald eruit getrokken die als luchtuitlaat dient. Dat voelde toch een beetje raar. Net of je een pootje uittrekt." De robotjes pasten hun gedrag ook bij deze verminking aan, zodat het treintje weer de juiste richting in ging bewegen. Nog een bewijs voor de robuustheid van het systeem.

Het systeem is makkelijk op te schalen; het lukte al om een treintje van zeven robotjes te laten rijden. De volgende stap is tweedimensionale netwerken. "Je kunt denken aan een octopusachtige constructie," zegt Overvelde. "Het is interessant om te zien of de individuele bouwstenen zich gaan gedragen als de armen van een octopus. Die beschikken ook over een decentraal zenuwstelsel, een soort onafhankelijk brein, net als onze robotjes."

Afdrukken | Mail door

Meer algemeen nieuws

> JAPCC sluit zich aan bij d...
> Rockwell Automation neemt ...
Toon volledig overzicht

Column / Opinie

Hoe de keuze voor een mooi uiterlijk tot teleurstelling kan leiden

Bio-based

Klap van de molen?

Toon alle columns / opinies

advertorial

De kwaliteitseisen voor printplaten worden steeds hoger omdat de betrouwbaarheid van de elektronische apparatuur gegarandeerd moet worden. De kwaliteitseisen worden vaak bepaald door de toepassing en de omgeving waarin ze gebruikt worden.

Vacatures

ABB b.v. - Rotterdam Waalhaven
Medeweker Elektronica Werkplaats
De Elektronica Werkplaats houdt zich bezig met diverse reparaties op het gebied van elektronica. De producten die gerepareerd dienen te worden kunnen printplaten zijn van draadloze afstandsbesturingen, PLC systemen en generator regelingen. Maar ook onderdelen van toerenregelingen voor elektromotoren. Lees meer >>

Murrelektronik Nederland
Accountmanager Eindhoven/Limburg
Heb jij commerciële flair én ben je technisch onderlegd? Dan is dit een functie voor jou.
Door jouw kennis van techniek samen met een gezonde dosis energie ben jij dé aangewezen gesprekspartner voor onze klanten in de machinebouw en het visitekaartje voor Murrelektronik in jouw regio. Lees meer >>

Murrelektronik Nederland
Accountmanager Midden Nederland
Heb jij commerciële flair én ben je technisch onderlegd? Dan is dit een functie voor jou.
Door jouw kennis van techniek samen met een gezonde dosis energie ben jij dé aangewezen gesprekspartner voor onze klanten in de machinebouw en het visitekaartje voor Murrelektronik in jouw regio. Lees meer >>

ROCKWOOL - Roermond
Operator in ploegendienst
Beschik jij over een "Can-Do" mentaliteit, heb je technische affiniteit en voel jij je thuis in een productieomgeving waarin je jouw mouwen kunt opstropen? Als Operator bij Rockwool krijg jij de ruimte om het beste uit jezelf te halen en de vrijheid om dat zoveel mogelijk naar eigen inzicht te doen. Sterker nog: dat wordt van je verwacht!
Lees meer >>

Technomed - Maastrich Aachen Airport
(Junior) Product Development Engineer
As (Junior) Product Development Engineer, you will optimize the design of medical devices such as needle or patch electrodes and EEG cups, and create customer-branded products. You will work closely with the Marketing & Sales and Operations departments to manage the product development of private labelling from customer request to implementation into production. You will be required to document properly and work together with Quality and Regulatory Affairs to ensure compliance to medical device standards and regulations.
Read more >>

Shell Moerdijk
Onderhoudsmonteur / Technicus E&I 
Als Onderhoudstechnicus ben je verantwoordelijk voor het veilig en milieubewust uitvoeren van de onderhoudswerkzaamheden in onze werkplaatsen en fabrieken in de dagdienst. En houd je je bezig met het opnemen, coördineren, voorbereiden, organiseren en controleren van meet- en regeltechnische installaties.
Meer informatie >>

Advertorial

Koop een Fluke, ontvang een gratis Fluke
De juiste tools helpen om sneller en veiliger te meten. Bestel uw Fluke-instrument via een erkende distributeur en ontvang een gratis Fluke op basis van de aankoopwaarde. Aanbieding loopt af op 15 december 2021.

Lees meer >>

Sponsored content

Noviteiten van Schurter voor industriële automatisering     
Het aanbod van TME op het gebied van oplossingen voor industriële automatisering bestaat uit producten van vele fabrikanten, zodat klanten altijd een oplossing kunnen vinden die het beste past bij hun eisen en hun budget. In de catalogus zijn ook producten van de Zwitserse Schurter Groep opgenomen. Haar portefeuille is onlangs verrijkt met twee series producten uit de groep voedingsconnectoren en ontstoringsfilters. Wij nodigen u uit kennis te maken met het aanbod aan modules DD11 en filters MAB NEO.

Lees meer >>

Bedrijf in beeld

Bent u voldoende vertrouwd met PCB-ontwerp?

AVE Added Value Electronics

lees e-totaal digitaal

Lees hier de meest recente editie van e-totaal magazine!
U scrollt eenvoudig door de verschillende artikelen en via de actieve hyperlinks komt u direct in contact met de verschillende leveranciers en adverteerders.

Veel leesplezier!

Wilt u de papieren editie gratis ontvangen, vul dan uw gegevens in via het contact formulier .

Advertorials

RS Components Nederland:
De rol van sensoren in IIoT - Sensoren zijn een sleuteltechnologie geworden. Lees in deze gratis whitepaper alles over de cruciale rol van slimme sensoren in het Industrial Internet of Things en lees meer over IIoT op de themapagina van RS Components.

Transfer Multisort Elektronik:
Hoe meet ik stroomverbruik - kom te weten hoe u zelf uw stroomverbruik thuis kunt meten!

RS Components Nederland:
Tussen leverancier en klant
RS Components is meer dan een webshop

Transfer Multisort Elektronik:
DC-spanningsomvormer - welke te kiezen?

Binder Nederland B.V.:
M16-connectoren
De perfecte oplossing voor toepassingen die veel contacten vereisen

Acal BFi:
5G voor uw project?
5G is er, maar wanneer kunnen we echt beginnen?

Transfer Multisort Elektronik:
Optische kabel - alles wat u moet weten

RS Components Nederland:
Als de winkel om de hoek
RS Components neemt veel werk uit handen

Transfer Multisort Elektronik:
Leds voor sterilisatie met UV-C-licht

Volg e-totaal

Nieuwsbrief

Ontvang wekelijks het laatste nieuws uit uw vakgebied. Meld u hier aan voor de gratis nieuwsbrief. U wordt dan ook op de hoogte gehouden van het verschijnen van de nieuwe
e-zines.

Agenda

Klik hier voor de complete agenda.