Robothonden zijn inmiddels al enige tijd in ontwikkeling en op de markt. Maar om eerlijk te zijn bewegen ze nog niet echt zoals echte honden dat doen. Onderzoeker Kaveh Hamed van Virginia Tech wil daar verandering in brengen. Hij ontwikkelde algoritmes om robots meer te laten lopen en rennen als mensen en dieren.
Haman werkte tien jaar lang aan zijn algoritmes. “Het lijkt een eenvoudig probleem. We doen deze dingen iedere dag – we lopen, rennen, lopen de trap op, stappen over gaten. Maar het is een uitdaging om dat te vertalen naar wiskunde en robots.”
Haman werkt sinds vorig jaar bij Virginia Tech en werkt sindsdien met zijn team aan het verbeteren van bio-geïnspireerde bewegingen in robots. Daarbij werkt hij samen met andere mensen in zijn afdeling (Mechanical Engineering) en van andere universiteiten in de VS.
In totaal werkt Haman aan vier projecten, maar eentje is wel heel interessant. Die richt zich specifiek op robothonden.
Bewegen als een hond
“Robottechnologie gaat snel vooruit, maar er is nog altijd een fundamenteel gat tussen wat we zien in robots en wat we zien in hun biologische tegenhangers”, aldus Haman. Dat gat moet nu dus opgevuld worden.
Het doel van dit project is om algoritmes te maken voor robots met vier benen, om ze te laten lopen als een echte hond. Daarvoor worden sensoren, controle-algoritmes en kunstmatige intelligentie gebruikt. Op die manier moeten de behendigheid en stabiliteit van robothonden verbeterd worden, evenals hun reacties op hun omgevingen en elkaar.
Haman gebruikt een aanpak die zijn basis vindt in de biologie van dieren. De evenwichtscontrole van gewervelde dieren vindt bijvoorbeeld met name plaats in de ruggengraat, waar oscillerende neuronen met elkaar communiceren om ritmische beweging te genereren. Dat is een natuurlijke functie en de reden dat we ook kunnen lopen met onze ogen dicht. Maar we hebben onze ogen nog wel nodig voor moeilijkere dingen, als een trap oplopen.
Sensoren en Lidar
Het team gebruikt nu sensoren en algoritmes om vergelijkbare effecten te maken onder hun robothonden. Aan de hand van encoders – sensoren aan de gewrichten om hun positie in relatie tot elkaar uit te lezen – en meet-units om de oriëntatie van het lichaam relatief aan de grond te meten, wordt dit mogelijk gemaakt.
Zoals gezegd hebben we ogen nodig om te voorkomen dat we tegen dingen aankomen. Dat is bij de robothonden ook het geval. Er worden dan ook camera’s en Lidar gebruikt om botsingen te voorkomen.
Drie robothonden hebben de technologie inmiddels gekregen. Die robots komen van Ghost Robotics, dat zich specialiseert in het maken van robots met benen. En de resultaten zijn veelbelovend. De honden zijn wendbaarder, gebalanceerder en sneller dan voorgangers, en kunnen scherpere hoeken nemen.
Toepassingen
Er zijn bovendien allerlei toepassingen voor de robothonden. De robots kunnen bijvoorbeeld beter navigeren in ruw en steil terrein als de bergen of bossen. Ook kunnen deze robots prima de trap op en af komen, wat wel zo handig is in huis en op kantoor.
Vooralsnog is alles nog een work in progress. Dus verwacht niet dat je binnenkort een robot langs ziet komen in de winkel die echt als een hond beweegt.