Heel groot in het piepklein
Feringa gelauwerd
Brokkenpiloot
of foutloze chauffeur?
Het transport van de toekomst? Vliegende schotels, dachten de makers van de cartoon The Jetsons in de jaren vijftig van de vorige eeuw nog. Maar in dit geval is de toekomst al knap dichtbij: van een zelfrijdende auto kijken we al bijna niet meer op. Nou ja, zelfrijdend, de autopilot-techniek is in Nederland vooralsnog alleen toegestaan als ondersteuning. De bestuurder van een zelfrijdende auto moet te allen tijde zijn handen aan het stuur houden en blijft verantwoordelijk voor de acties van de auto. Ook als je niet rijdt kan er immers nog van alles gebeuren, blijkt.
Van vliegende schotel
naar hypermoderne auto
De toekomst blijft lastig te voorspellen, vindt hij. ‘Volgens sommige verhalen van honderd jaar geleden hadden we dan nu al vliegende auto’s gehad.’ Hoewel we zo ver nog niet zijn, is er al meer mogelijk dan Keijzer had ingeschat. ‘Tien jaar geleden zei ik dat het nog heel lang zou duren voordat er zelfrijdende auto’s zouden zijn.’
Volgens Keijzer baseren we namelijk veel machines en software op hoe we zelf denken en werken. Maar zelfrijdende auto’s rijden niet zoals begrijpende mensen, die aan alles om hen heen betekenis geven en zich laten afleiden. ‘Ze werken als machine, veel simpeler en gerichter. Ze kwamen dus al snel.’
Slechte chauffeurs
Dat een dode door een zelfrijdende auto meer aandacht krijgt dan een dode door iemand die niet oplet, vindt hij vreemd. ‘Dit is vergelijkbaar met de introductie van de veiligheidsgordel. Die redt heel veel levens, maar er zijn ook mensen die juist daardoor doodgaan. Toch valt de totale som uit in het voordeel van de gordel. We zijn bang voor het verliezen van autonomie.’
Wat als…?
Wie is de klos?
Het is een loepzuiver dilemma: een ongeluk is onvermijdelijk, maar de vraag is wie het slachtoffer wordt. Wat zijn de opties?
Een robotleger
Stel je voor: je loopt door een donker straatje, als je ineens een groep robots op je af ziet komen. Dreigend marcheren ze op je af. Het zweet breekt je uit, tot je met een schok weer wakker wordt. Gewoon weer in het hier en nu, waar een groep strak in het gelid lopende robots nog toekomstmuziek is.
Professor Bayu Jayawardhana wil daar met zijn onderzoek verandering in brengen. Op een paar honderd meter van de Bernouilliborg, in Nijenborgh 4, is het roboticalab van technische bedrijfskunde te vinden. Hier werkt professor Jayawardhana samen met zijn studenten aan manieren om meerdere robots in formatie te laten bewegen. Voor toepassingen die een stuk vreedzamer zijn dan robotlegers.
Systeem aan de wandel
Eenvoudig is de taak waartoe Jayawardhana zich heeft gesteld niet. ‘Stel je voor dat je samen met je vrienden een tafel moet verplaatsen van één kamer naar een andere. Terwijl je tilt, moet je steeds op dezelfde afstand van je vrienden blijven lopen. Doe je dat niet, dan valt de tafel. Ondertussen hoef je niet te overleggen. Je kijkt naar de anderen en bepaalt zo op welke afstand je van hen moet lopen.’ Voor een mens is het samen tillen van een tafel een redelijk makkelijke opdracht. Voor robots is het veel lastiger om op deze manier samen te werken.
Het coördineren van meerdere autonome robots is moeilijk vanwege meetonzekerheden. Dat zit zo: als twee robots één meter afstand van elkaar moeten bewaren, bewerkstelligen ze dat door ieder te meten hoe ver ze van de ander staan. Maar de metingen bevatten kleine verschillen. Robot 1 meet een afstand van 0,9 meter. Hij moet dus van nummer 2 weg bewegen. Robot 2 meet een afstand van 1,0 meter. Op het moment dat robot 1 wegrijdt, gaat robot 2 achter hem aan. En zo gaat het hele systeem aan de wandel.
Missie geslaagd
Jayawardanha is er samen met studenten in geslaagd dit probleem op te lossen. Ze kunnen meerdere autonome robots samen in een vast figuur laten bewegen. De robots houden zelf hun positie ten opzichte van elkaar in de gaten en hebben geen hulp nodig van gps of video.
Multi-inzetbaar
Er bestonden al manieren om meerdere robots te coördineren op basis van gps. Ook kun je van bovenaf video’s maken om de robots te controleren. Maar er zijn veel situaties denkbaar waarin je geen video of gps kunt of wilt gebruiken. Bijvoorbeeld in een grote fabriekshal. Op zo’n plek wil je liever volledig zelfstandige robots die zonder hulp van buitenaf kunnen samenwerken. Jayawardanha ontwikkelde het nieuwe algoritme in samenwerking met de industrie. Die kan er namelijk veel geld mee besparen. Jayawardanha: ‘Voor het verplaatsen van een vliegtuigvleugel zou je één grote robot kunnen bouwen die in zijn eentje het werk doet. Maar het is veel economischer om vier kleine robots te bouwen die samen de vleugel kunnen optillen en verplaatsen.’ Deze kleine robots zijn niet alleen goedkoper, maar bovendien multi-inzetbaar.
Drones en zwaartekracht
Maar er zijn meer toepassingen. Jayawardanha: ‘Een van de meest fantastische vind ik het gebruik van drones voor 3D video. Je stuurt meerdere drones op één ‘doelwit’ af, bijvoorbeeld een mens. De drones vliegen vervolgens in formatie om die persoon heen en omcirkelen hem of haar.’ Ook in de ruimtevaart zoekt men naar dit soort technieken. In 2034 hopen ESA en NASA drie ruimteschepen de ruimte in de sturen, die daar op zoek gaan naar zwaartekrachtgolven. Omdat de zwaartekrachtgolven zo klein zijn, mogen de ruimtevaartuigen niet ten opzichte van elkaar bewegen, willen ze golven kunnen opvangen. Om de drie schepen in een onbeweeglijke driehoek te krijgen, zijn technieken zoals die van Jayawardanha nodig.