Robotica

Robotica, de studie en toepassing van robots en robotachtigen in ons dagelijks leven om processen te versnellen en optimaliseren. Alweer een mooie ontwikkeling gebaseerd op Internet of Things.

WAT IS ROBOTICA?

Het woord ‘robot’ werd voor het eerst gebruikt door de Tsjech Karel Capek in zijn toneelstuk R.U.R. (Rossum’s Universal Robots) uit 1920. Deze benaming leidde hij af van het woord ‘robota’, wat verplicht werk betekent, en de ‘robotník’, oftewel een persoon die zulk werk moet doen.

Dit was de inspiratie voor Isaac Asimov’s welbekende sciencefictionboeken uit 1942 met robots in de hoofdrol, die – dankzij zijn theoretische uitwerkingen – nog steeds regelmatig gebruikt worden. Zo stelde Asimov de zogenaamde ‘drie wetten van de robotica’ op, die vaststellen waar alle robots aan moeten voldoen om te voorkomen dat mensen ooit in gevaar gebracht zullen worden door een robot.

Zes jaar later, in 1948, werd deze eerste theorie uitgebouwd met het principe van cybernetica, oftewel praktische robotica, door Norbert Wiener. Hierbij werden de eerdere – grotendeels fictionele – ideeën over robotica verwerkt in een praktisch vakgebied.

In deze eerste uitwerkingen van het concept was de betekenis ervan vrij duidelijk. Een robot werd omschreven als een machine die sterk op een mens lijkt en in staat is om mechanische routinetaken uit te voeren zodra hiertoe de opdracht wordt gegeven; of automatisch een menselijk-lijkende handeling kan uitvoeren.

Al in de tweede helft van de twintigste eeuw verschenen de eerste applicaties van dergelijke robotica. De allereerste digitale en programmeerbare robot, de Unimate, werd al in 1961 geïnstalleerd om hete stukken metaal uit een machine te tillen en op te stapelen. Vanaf dat moment werden steeds meer commerciële en industriële robots toegepast om herhalende taken goedkoper, accurater en betrouwbaarder uit te voeren dan mensen.

Vooral voor taken die te gevaarlijk, saai of vies zijn, zijn robots een enorme uitkomst. Dit wordt wereldwijd erkend in de industriesector, waar robots inmiddels populair zijn voor taken in fabricage, montage, massaproductie, verpakking, delving van grondstoffen en transport.

Ook in heel veel andere sectoren worden inmiddels robots gebruikt voor allerhande taken. Zo heeft het tot vele doorbraken geleid in onder meer de verkenning van onze eigen aarde en de ruimte; maar ook in precisie-chirurgie, waarbij ineens operaties mogelijk worden die eerst nog niet uitgevoerd konden worden.

Ook binnen het leger worden steeds meer robots toegepast voor gevaarlijke taken: verkenningen door middel van robots of drones, maar ook accuratere besturing van wapens of het onschadelijk maken van bommen, wapens en landmijnen.

TOEPASSINGEN VAN ROBOTICA

De meeste robots worden dus ingezet voor hele specifieke taken, wat een van de redenen is dat het begrip ‘robot’ dat wij kennen uit sci-fi publicaties (à la BB8, R2D2 en C-3PO uit Star Wars) nog niet overeenkomt met de werkelijkheid.

Een robot die bijvoorbeeld ontworpen is voor lopendebandwerk, zal niet snel voor andere toepassingen ingezet kunnen worden. Zo worden er veel sub-soorten aangegeven, die al aangeven in welk specifieke vakgebied de robot ingezet kan worden: ‘lopende band robots’ voor aan de lopende band, ‘lasrobots’ voor laswerkzaamheden, en ‘zware last robots’ voor taken die betrekking hebben op til- en hefwerkzaamheden.

Naast deze grove indeling in industrieëngroepen, zijn er nog vele andere subcategorieën van robots, van robotica:

• Militaire robots
• Hijskraan robots (voor het optillen van zware lasten)
• Herder robots (kunnen een kudde bij elkaar houden)
• Ziekenhuis robots (schoonmaak, receptie, bewegwijzering…)
• Keuken robots (kunnen zowel bedienen, koken als afruimen)
• Vechtrobots (voor entertainment en gokken)
• Nucleaire robots (voor gebruik in besmette omgevingen)
• Landbouw robots
• Huishoud robots (handig bij schoonmaken en huishoudelijke klusjes)
• Medische/chirurgie robots
• Nanorobots (minuscuul kleine robots)

Daarnaast zijn er veel verschillende projecten die tot doel hebben om de mogelijkheden van robotica verder te bestuderen – en uiteindelijk tot nog meer concrete toepassingen te komen.

Een aantal opvallende voorbeelden hiervan:

• Het Berkeley Lower Extremity Exoskeleton-project: een project van de Universiteit van Californië-Berkeley dat zich bezighoudt met hybride robotica. Het biedt een kunstmatig onderlijf voor mensen die hun benen kwijt zijn geraakt of verlamd zijn; maar kan ook gebruikt worden voor versterking van het onderlichaam van bijvoorbeeld militairen: wat ze extra kracht, snelheid, wendbaarheid of bescherming biedt.
• DARPA Grand Challenge: een door het Amerikaanse Ministerie van Defensie uitgeschreven uitdaging om robotvoertuigen geheel zelfstandig te laten rijden door allerlei soorten terreinen, van woestijnen tot aan drukke stadscentra. Elk jaar wordt een andere uitdaging gegeven – het ene jaar was dat voor een efficiënt, zelfrijdend off-road voertuig, een ander jaar voor zelfrijdende hulpdienstvoertuigen.
• De Robocup, een internationale competitie van voetbalrobots, waarbij voetballende robots samenwerken in een team om een voetbalwedstrijd te winnen. Het streven van menig teameigenaar is om tot een team te komen die een menselijke voetbalteam kan verslaan.