Saxbot brengt robots in zorg en industrie dichterbij

Wim Boomkamp heeft al ondervonden wat de voordelen van de zorgrobot zijn. Bij zijn afscheid als bestuursvoorzitter van Saxion vorige week kreeg hij een geranium aangeboden door de Saxbot. Een cadeau met een knipoog natuurlijk, maar ook met een serieuze onderliggende boodschap: de zelfstandig opererende robot komt eraan.

Vijf bouwstenen

De techniek werkt, laat een filmpje met de opruimrobot zien. Het apparaat op wielen speurt in de proefruimte naar het voorwerp dat moet worden opgeruimd. Net zoals de zorgrobot dat straks in een woning kan doen om bijvoorbeeld de bril van de oudere bewoner van de grond te rapen. In het filmpje voert de Saxbot zijn taak keurig uit. Het rode voorwerp wordt gevonden, opgepakt, verplaatst en tenslotte gedeponeerd in een emmer. Het gebeurt allemaal volledig automatisch, dus zonder besturing op afstand.

Roy de Kinkelder, projectleider van het nu afgesloten onderzoeksproject Medical Robotics: “Deze Saxbot is een proof of principle, een demonstrator waarin vijf bouwstenen samenkomen: het grijpmechanisme, objectherkenning (vision), navigatie, gebruikersinteractie en een betaalbare sensortechniek. Al die onderdelen moeten niet alleen afzonderlijk werken maar ook op elkaar zijn afgestemd.”

Navigatie

Het ontwerpen van de robotarm luistert nauw. Hoe pak je een object vast? Is het een hard of zacht voorwerp? Hoe stuur je de arm aan? Allemaal vragen waarop de mechatronica-onderzoekers van Saxion antwoorden moesten vinden. Vergelijkbare uitdagingen waren er voor het camerasysteem dat het voorwerp herkent en de navigatie die de robot naar de juiste plek stuurt. “Geen gemakkelijke opgave”, zegt De Kinkelder. “De camera, het object en de robotarm moeten met elkaar communiceren. Het betekent dat je drie coördinatenstelsels op elkaar moet afstemmen.”

Voor de navigatie zijn sensoren gebruikt die werken op basis van infraroodlicht, lasertechniek en geluid, vergelijkbaar met de parkeersensoren van een auto. Zo weet de robot onverwachte obstakels, die er nu eenmaal zijn in een dynamische woonomgeving, handig te omzeilen.

Een soort huisdier

Een experiment met dementerende ouderen heeft waardevolle informatie opgeleverd over gebruikersinteractie. De Kinkelder: “Wij zijn als technici gewend om een robot te zien als een apparaat met technische mogelijkheden, maar veel mensen beschouwen de robot als een soort huisdier. Ook blijkt dat spelletjes een goede manier zijn om voor interactie tussen robot en gebruiker te zorgen. Daar moet je dus rekening mee houden bij het ontwerpen en programmeren.”

De werking van magnetische hoeksensoren in combinatie met een exoskelet is onderzocht in samenwerking met Roessingh Research & Development onderzocht voor een groep patiënten met verminderde spierkracht in de armen. Het Saxbot-project heeft aangetoond dat de robottechnologie ook met goedkopere materialen een betrouwbaar product kan opleveren.

“Ons uitgangspunt is geweest om een opruimrobot te ontwikkelen die met 20% van de kosten een betrouwbaarheid heeft van 80%. Daar zijn we in geslaagd”, zegt De Kinkelder. ,,De demonstrator leent zich bovendien ook goed voor toepassingen buiten de zorg. Denk aan geautomatiseerde productietechnieken in de industrie of aan drones voor de landbouw.”

Dockingstation voor drones

Het lectoraat Mechatronica heeft als vervolg op het Saxbot-project een dockingstation voor drones ontwikkeld. Drones maken zelfstandig een landing op zo’n station voor het opladen van de batterijen of het tanken van bijvoorbeeld water waarmee de gewassen worden besproeid.

Een ander uitvloeisel van het onderzoeksproject zijn twee nieuwe minors binnen Saxion: Industriële Automatisering (bij Werktuigbouwkunde) en Robotics & Vision (Mechatronica). “Ze zijn een mooi voorbeeld van vraaggestuurd onderwijs”, vindt De Kinkelder. “Onze onderzoekers zijn aan de slag gegaan met een concrete vraag uit het bedrijfsleven en brengen de kennis die ze in dat onderzoek hebben opgedaan, over aan de studenten.”