Deze techniek moet humanoïde robots net zo lenig maken als mensen

Robots die eruitzien en bewegen als mensen, zijn niet langer sciencefiction. Volgens een nieuwe gids van de ROBO Global Robotics and Automation Index wordt het steeds haalbaarder om zulke humanoïde robots te bouwen, dankzij snelle vooruitgang in kunstmatige intelligentie, motoren en batterijen. Het rapport verdeelt de benodigde techniek in drie hoofdonderdelen: het brein, het lichaam en de energiebron.

Waarom een mensvorm handig is

Het grote voordeel van een robot met armen, benen en een romp zoals wij die hebben, is dat hij past in een wereld die al voor mensen is ingericht. Zo'n robot kan een gewone deur openen, een trap op lopen en bestaand gereedschap gebruiken, zonder dat fabrieken of huizen hoeven te worden aangepast. Daardoor is de inzet breed: van simpele huishoudelijke klusjes zoals de vaatwasser inruimen tot zwaarder fabriekswerk zoals onderdelen sorteren en producten in elkaar zetten.

Het brein: cameras, lidar en razendsnelle chips

Om veilig tussen mensen te kunnen bewegen, moet een robot voortdurend zijn omgeving in de gaten houden. Dat gebeurt met een combinatie van camera's, lidar-sensoren en tastsensoren in de handen. Camera's en lidar bouwen samen een driedimensionale kaart van de ruimte op, zodat de robot obstakels kan ontwijken. De tastsensoren zorgen ervoor dat een robotarm zachtjes een glas kan vastpakken, maar ook stevig genoeg om een zware pan op te tillen. Alle informatie van deze sensoren wordt verwerkt door gespecialiseerde AI-chips, die als een soort zenuwstelsel functioneren: ze herkennen objecten, plannen bewegingen, houden de balans en reageren razendsnel op veranderingen.

Het lichaam: kunstmatige spieren en gewrichten

De bewegingen zelf komen van actuatoren, de kunstmatige spieren en gewrichten van de robot. Draaiende actuatoren zorgen voor ronddraaiende bewegingen in schouders en heupen, terwijl lineaire actuatoren de duw- en trekbeweging van echte spieren nabootsen. In veel gewrichten zit bovendien een compact tandwielsysteem, zoals een harmonische aandrijving, dat precieze en stabiele bewegingen mogelijk maakt terwijl het toch zware lasten aankan zonder te trillen.

Energie blijft de grootste uitdaging

Stroom leveren aan al die sensoren en motoren is volgens het rapport nog altijd het lastigste onderdeel. Een grotere batterij levert meer energie, maar maakt de robot ook zwaarder en minder efficiënt. Fabrikanten zoeken daarom naar slimmere oplossingen: sommige robots kunnen straks zelfstandig opladen of zelfs hun eigen batterijpakket vervangen. Ook wordt gewerkt aan solid-state batterijen, die meer energie kunnen opslaan per kilo en veiliger zijn omdat ze geen brandbare vloeistof bevatten.

De markt voor commerciële humanoïde robots groeit snel, met tientallen nieuwe modellen die wereldwijd in ontwikkeling zijn. Naast de robotbouwers zelf profiteren ook toeleveranciers van AI-chips, sensoren, actuatoren, tandwielen en batterijtechniek van deze groei. Naarmate humanoïde robots vaker hun weg vinden naar huizen, fabrieken, magazijnen en de dienstensector, wordt de hele toeleveringsketen eromheen steeds belangrijker voor de sector.