Robot ergoCub helpt bij tillen en voelt aan hoe zwaar het werk is
Onderzoekers uit Italië en Engeland hebben een humanoïde robot gebouwd die met mensen kan meetillen en zich daarbij aanpast aan hun bewegingen. De robot, ergoCub, moet rugklachten en andere fysieke overbelasting op de werkvloer helpen voorkomen.
Wie dagelijks zware dozen tilt of spullen versjouwt, loopt een verhoogd risico op rugklachten. Onderzoekers van het Italiaanse instituut IIT, het bedrijf GenerativeBionics en de universiteit van Manchester denken een deel van die belasting te kunnen wegnemen met een humanoïde robot die letterlijk meetilt. De robot heet ergoCub en is speciaal ontworpen om samen met een mens te sjouwen, zonder dat die mens daarbij zijn rug overbelast.
Lichaam en software samen ontworpen
Bij de meeste humanoïde robots wordt eerst het lichaam gebouwd en pas daarna de besturingssoftware geschreven om de beperkingen van dat lichaam op te vangen. De onderzoekers achter ergoCub draaiden dat om. Ze ontwierpen de bouw van de robot – de lengte van de armen, de plaatsing van de gewrichten, het gewicht – tegelijk met de software die de bewegingen aanstuurt. Daarbij namen ze steeds de mens mee in de berekening: niet de robot alleen moest zo goed mogelijk presteren, maar het duo mens-robot samen. Ook de actuatoren, de onderdelen die de gewrichten van de robot laten bewegen, werden op die samenwerking afgestemd. ergoCub is gebaseerd op de bestaande onderzoeksrobot iCub van het IIT, maar dan met een lichaam en besturing die specifiek zijn geoptimaliseerd voor het werken naast een mens.
Robot voelt de rug van de tiller mee
Het knappe zit in hoe ergoCub tijdens het tillen reageert. De robot bouwt met sensoren voortdurend een intern model op van zijn menselijke partner: hoe die beweegt, hoe zwaar hij of zij tilt en hoeveel kracht daarvoor nodig is. Op basis daarvan schat de robot in real time in hoeveel druk er op het onderste deel van de rug van de mens komt te staan, precies de plek waar rugklachten vaak ontstaan. Wordt die belasting te hoog, dan neemt ergoCub meer van het gewicht over. Deze manier van samenwerken, waarbij robotgedrag continu wordt afgestemd via zogeheten whole-body policy learning, zorgde er in experimenten voor dat de geschatte belasting op de rug van proefpersonen duidelijk lager uitviel dan wanneer ze zonder hulp tilden. Als bijkomend voordeel bleek de nieuwe ergoCub, dankzij dezelfde ontwerpaanpak, ook zelfstandig sneller en energiezuiniger te lopen dan zijn voorganger.
De onderzoekers passen hun aanpak inmiddels ook toe op Gene.01, een volgende humanoïde robot van GenerativeBionics. Het idee is niet één robot voor alle taken, maar een aanpasbaar platform dat met andere sensoren, software en grijpers geschikt gemaakt kan worden voor bijvoorbeeld fabriekswerk, logistiek, scheepsbouw, inspecties of de zorg. Volgens de onderzoekers is dit een stap richting robots die niet alleen naast mensen werken, maar hen actief helpen fysiek gezond te blijven.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Als robots echt kunnen aanvoelen hoeveel fysieke belasting een mens aankan, kunnen ze op de werkvloer taken overnemen op het moment dat het lichaam dat nodig heeft, in plaats van continu of helemaal niet te helpen. Dat kan rugklachten en andere arbeidsgerelateerde blessures verminderen, vooral in fysiek zwaar werk zoals magazijnen, bouw en zorg.
- Humanoïde robot
- Een robot met een mensachtige bouw, met een romp, armen, benen en een hoofd, ontworpen om taken uit te voeren in omgevingen die op mensen zijn afgestemd.
- Actuator
- Het onderdeel in een robot dat een gewricht daadwerkelijk laat bewegen, te vergelijken met een spier bij mensen.
- Whole-body policy learning
- Een manier waarop een robot leert om met zijn hele lichaam op een taak en op een menselijke partner te reageren, in plaats van losse bewegingen apart aan te sturen.
- Morfologie-optimalisatie
- Het proces waarbij de fysieke bouw van een robot, zoals armlengte en gewrichtsplaatsing, wordt afgestemd op een specifieke taak of samenwerking.
- Lumbosacrale belasting
- De mechanische druk op het onderste deel van de rug, de plek waar deze overgaat in het bekken en waar tilbewegingen het meeste risico op blessures geven.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
