Maak kennis met ASIMO, het mensachtige robotje van autofabrikant Honda. ASIMO heeft al veel van de wereld gezien. De robot opende in 2002 bijvoorbeeld de New Yorkse aandelenmarkt, bewandelde in 2005 de rode loper bij de première van de film Robots en is nog steeds een graag geziene gast bij tentoonstellingen en attractieparken die iets met robots van doen hebben. En dat is niet zonder reden. ASIMO is één van de meest complete en doorontwikkelde mensvormige robots die er op dit moment rondloopt. Dit artikel laat zien hoeveel technologie er in dat lijfje van 1 meter 30 verstopt zit.
Loopje
Sinds 1986 zijn wetenschappers van Honda al bezig met het bouwen van een robot voor in huis. Het eerste dat moest werken was het loopje. Een robot die alleen maar stilstaat is tenslotte waardeloos in het huishouden. Dat ging niet zomaar: aan het huidige ASIMO model gingen maar liefst tien prototypes vooraf.
De eerste modellen waren slechts kisten met benen eronder. Dat was nodig om het lopen te oefenen. Wij denken er niet eens meer over na, maar lopen is ingewikkelder dan alleen maar het ene been voor het andere zetten. De manier van lopen waarbij het ene been voor het andere wordt gezet noemen onderzoekers ‘statisch lopen’. In het onderstaande filmpje van Microsoft Robotics Studio zet een virtuele robot vier statische stappen.
Mensen doen iets anders. Wij verplaatsen niet ons been maar ons zwaartepunt naar voren. We zouden nu omvallen, maar voordat we ons evenwicht verliezen zetten we snel een voet naar voren. Nu zit ons zwaartepunt weer in het midden van ons lichaam. Dat is een stap. Willen we verder komen, dan doen we dit trucje gewoon nog een keer. Net zo lang tot we aankomen op onze plaats van bestemming. Deze manier van lopen heet ‘dynamisch’. Hier demonstreert een virtuele robot een dynamisch loopje.
De huisrobot moest op een mens lijken. Daarom gebruikten de onderzoekers van Honda zichzelf als voorbeeld. De eerste stap naar ASIMO’s dynamische loopje was dan ook het inbouwen van heup-, knie- en voetgewrichten. Daarnaast gebruiken mensen hun tenen om in evenwicht te blijven. Daarom heeft ASIMO kussentjes onder de voeten die op een soortgelijke manier bijdragen aan de balans.
Maar met alleen een onderlichaam kan een robot niet zoveel. Eind jaren negentig gaven de bouwers hun creatie een torso, twee armen en een hoofd. Die moesten ook allemaal meebewegen tijdens het lopen, dus kwamen er armgewrichten en een nekgewricht bij. Om het af te ronden bouwden ze twee sensoren in, eentje voor snelheid en eentje voor evenwicht. Samen werken deze sensoren net als het evenwichtsorgaan in ons binnenoor. Het uiteindelijke resultaat is te zien in het volgende filmpje. ASIMO loopt, rent, slalomt en wandelt hand in hand met een mens.
Gedachtenkracht
Om op de omgeving te reageren en ermee om te gaan heeft ASIMO zintuigen gekregen in de vorm van sensoren. Om precies te zijn twee videocamera’s en drie microfoons in het hoofd, gevoelsensoren op de voeten en ultrasone sensoren om nabije voorwerpen waar te nemen. De camera’s geven het robotje een stereoscopisch beeld zodat ASIMO de wereld ziet zoals wij. Ook zit er gezichtsherkenningsoftware in het elektronisch brein. Hiermee onderscheidt ASIMO mensen van voorwerpen zoals verkeersborden. Als het mechanische kereltje een mens tegenkomt, krijgt diegene een vriendelijke begroeting.
Krachtsensoren in de pols geven ASIMO een idee hoeveel kracht nodig is om een taak te volbrengen. Dankzij deze sensoren kan de robot een glas oppakken zonder dat het breekt, een papiertje vasthouden zonder het te kreuken en een mens de hand schudden zonder alle botten te verbrijzelen.
ASIMO wordt aangedreven door een oplaadbare, industriële 51,8 volt lithium-ion batterij. Met deze batterij in de rugzak kan ASIMO zo’n veertig minuten alles doen wat de bestuurder opdraagt. Want de robot is niet autonoom. Via de PC of een joystick krijgt ASIMO commando’s van Honda’s technici, waarna de robot op pad gaat om ze uit te voeren. Maar daar laat Honda het niet bij. In maart 2009 maakte het bedrijf bekend dat ze ASIMO met gedachtenkracht kunnen besturen. Een mooie uitkomst voor verlamden die hulp nodig hebben in het huishouden. Helaas zal het allemaal zo’n vaart nog niet lopen. En ja, als het robotje dan van de trap valt moet je het wel recht kunnen zetten natuurlijk.
Toekomst vol robots
Honda schept graag op over ASIMO. Met recht, want de manier waarop bestaande robottechnieken in ASIMO samenkomen is heel goed uitgevoerd. Er zijn immers maar weinig robots die kunnen traplopen, in een cirkeltje rennen en zelfs een dansje doen. Maar wetenschappelijk vernieuwend is het allemaal niet.
Volgens Martijn Wisse, onderzoeker bij het Biorobotics Lab van de TU Delft, is de technologie in ASIMO een beetje gedateerd. Wisse: “Het is heel knap dat de bouwers van ASIMO al deze technologie bij elkaar hebben gekregen in één robotje. Maar het blijft bestaande technologie. Honda heeft de beste technologieën genomen die beschikbaar waren voor fabrieksrobots en die in een mensvormige robot gestopt.”
Aan de Technische Universiteit Delft werken onderzoekers al jaren aan looprobots die net zo dynamisch wandelen als ASIMO maar daar veel minder motoren en sensoren voor nodig hebben. Aan de andere kant kunnen de Delftse robots nog niet traplopen of de bocht om gaan. Maar het onderzoek is in volle gang. Op dit moment werken de Delftenaren hard aan voetballende robots. In 2050 hopen ze een team van robotische Ronaldo’s te hebben dat de vloer aanveegt met een menselijk elftal.
Wie bouwt de eerste robot voor in huis? Honda, Sony of een nog onbekende robotbouwer? Dat is moeilijk te zeggen. Volgens Wisse loopt de eerste huisrobot niet eens op twee benen, “want dat is complex, te duur en niet voor elk klusje nodig”. Maar daar zal Honda niet mee zitten. ASIMO trekt nog altijd volle zalen, en dat is voorlopig het belangrijkste om mensen klaar te stomen voor een toekomst vol robots.
Lees meer op Kennislink
- Delftse Denise loopt als een mens
- Sony’s QRIO robot loopt als een mens – of niet?
- Nederland tweede in WK robotvoetbal
- Dossier Robotica
Lees meer over ASIMO en mensvormige robots
- ASIMO bij Bright tv
- ASIMO: bedeesde dwerg in ruimtepak (Volkskrant artikel)
- Onderzoek naar voetballende robots aan de TU Delft (Engels)