Grote industriële robots zijn niet aantrekkelijk voor het mkb, omdat ze duur zijn en lastig te herprogrammeren. Er is dus behoefte aan kleinere robots die flexibeler met hun taken kunnen omgaan. Daarom ontwikkelde promovendus ir. Maarten Essers aan de Universiteit Twente een nieuw systeem om robots te laten samenwerken: hierbij overleggen ze op een gelijkwaardig niveau met elkaar. Dit is heel anders dan de top-down-aanpak die nu meestal wordt gehanteerd. Essers promoveert morgen, 20 april, op zijn onderzoek.
Grote bedrijven, bijvoorbeeld in automobielindustrie, zetten al jarenlang robots in voor massaproductie. De machines nemen allemaal een strak voorgeschreven taak voor hun rekening. Het (her)programmeren van deze industriële robots is echter een duur en tijdrovend proces, waardoor ze niet makkelijk voor een andere taak zijn in te zetten.
Voor kleine series, waar het midden- en kleinbedrijf vaak mee te maken heeft, is deze aanpak niet rendabel. Dat is de reden dat het mkb nog nauwelijks gebruikmaakt van robots en er dus ook niet de vruchten van plukt.
Veiling
Daarom werkte promovendus ir. Maarten Essers in Twente aan een nieuwe aanpak. Daarbij zijn er verschillende robots en andere apparaten (denk aan automatische frees- en draaibanken) beschikbaar die allemaal bepaalde vaardigheden bezitten. De robot ‘kent’ zijn mogelijkheden en zijn beperkingen. De uit te voeren taken worden aangeboden op een veiling. ‘De robot gaat bij zichzelf na of hij de juiste vaardigheden bezit om een taak uit te voeren en besluit dan of hij biedt op die taak. Hij meldt daarbij hoeveel energie en tijd het hem zal kosten. Dat doen meerdere robots en op basis van de biedingen kiest de veilingmeester de beste kandidaat, die de taak krijgt’, vertelt Essers.
Uiteenrafelen in deeltaken
Een voorbeeldje: het verpakken van steeds acht voorwerpen in een doos. Daarvoor moet de robot ten eerste weten waar de losse voorwerpen liggen opgeslagen en waar lege dozen staan. Verder moet hij de grotere opdracht uiteen kunnen rafelen in deeltaken. ‘Stop een voorwerp in de doos’ valt dan uiteen in ‘Pak voorwerp op’, ‘Verplaats voorwerp’ en ‘Laat voorwerp zakken in doos’. Daarmee is het nog niet klaar, want de taak ‘Pak voorwerp op’ bestaat weer uit ‘Lokaliseer voorwerp’, ‘Beweeg robotarm naar voorwerp’, ‘Open robotgrijper’ enzovoorts.
Boomstructuur
Zo ontstaat van boven naar beneden een steeds wijdere boomstructuur die eindigt bij de meest basale opdrachten voor de robot (‘Draai X graden om een bepaalde as’), die worden ingeprogrammeerd; net zoals het nu gaat.
Hier zit een groot winstpunt van het systeem: robots en apparaten van verschillende fabrikanten kunnen voortaan met elkaar samenwerken, want ze praten onderling met elkaar via die boomstructuur hoe taken aan elkaar gerelateerd zijn. ‘In de huidige situatie werken robots van verschillende merken slecht met elkaar samen, want ze zijn op een andere manier geprogrammeerd; de programmeertalen zijn niet compatibel. Wij omzeilen dat.’
Toch heeft dit gedecentraliseerde systeem een belangrijk nadeel. ‘De robot zoekt de optimale oplossing voor zichzelf en niet voor het geheel. Daarom zal er altijd een beetje sturing nodig zijn van bovenaf. Dat kan gebeuren door een mens of geautomatiseerd.’
Smart factories
Essers denkt dat zijn nieuwe systeemarchitectuur robots flexibeler maakt en dus gemakkelijker inzetbaar in een kleinere productieomgeving. ‘Fabrieken in met name het midden- en kleinbedrijf gaan er de komende jaren anders uitzien. Zelflerende en met elkaar communicerende robots zullen de kleinschalige productie voor hun rekening nemen in zogeheten smart factories. Dat gaan we, denk ik, zien in de voedingsindustrie, de metaalsector en andere vormen van de maakindustrie.’
Het onderzoek van Essers maakte deel uit van het Europese project SInBot, waarin tien Nederlandse en Duitse bedrijven en kennisinstellingen samenwerkten.
Verder lezen
Persbericht van de Universiteit Twente
openingsfoto: robots aan het werk in een fabriek van Tesla. Bron Creative Commons
illustratie en foto robotarm: Maarten Essers
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.