Je leest:

Robotische reddingsploeg voor in de bergen

Robotische reddingsploeg voor in de bergen

Auteur: | 9 april 2015

Tijdens reddingsoperaties in de bergen telt iedere minuut bij het vinden van slachtoffers van lawines of verdwaalde en onderkoelde bergwandelaars. De Universiteit Twente werkt samen met een aantal Europese technische universiteiten aan een robotische reddingsploeg die hulpverleners assisteert.

De reddingsoperatie na het neerstorten van het Germanwings-toestel laat zien hoe lastig het in bergachtig gebied kan zijn om een rampplek te bereiken. Het duurde uren voordat de eerste reddingswerkers met helikopters ter plekke waren. Over de grond was er in eerste instantie zelfs geen toegang mogelijk. Vanwege slechte weersvooruitzichten moesten de hulpverleners binnen uren alweer vertrekken.

DKVN: Lawines

De Kennis van Nu gaat op bezoek bij Nederlandse lawineonderzoekers in Zwitserland, op zoek naar de geheimen van het witte gevaar…

Nu was voor deze crash iedere hulp te laat geweest. Maar in de toekomst kan een verdwaalde bergwandelaar of een door een lawine verraste wintersporter weleens bezoek krijgen van een drone of rover, nog vóórdat mensen van het reddingsteam ter plekke zijn. Het Sherpa-project van onder andere de Universiteit Twente kijkt hoe drones in de lucht en op de grond mensen kunnen assisteren met het reddingswerk. In totaal werken zes technische universiteiten en verschillende bedrijven samen. Om robots te creëren die gegevens over de omgeving snel delen met de reddingsploeg. Zo worden mensen in nood mogelijk nog eerder gevonden.

De Alpen in Zwitserland. Het berglandschap vormt lastige obstakels.
Jackph

Team van robots

Het robotteam van Sherpa heeft verschillende leden, en de meeste robots worden speciaal voor dit project ontwikkeld. “Veel drones die in de winkel liggen zijn niet geschikt voor dit soort taken”, zegt Raffaella Carloni. Zij is universitair hoofddocent van de Universiteit Twente en betrokken bij Sherpa. “Dat komt omdat ze onder extreme omstandigheden moeten functioneren, zoals kou of sterke wind.”

De belangrijkste verkenners van Sherpa zijn twee kleine quadcopters, die het meest lijken op de drones die veel particulieren gebruiken. Deze onbemande vliegtuigjes zijn extreem wendbaar, vormen de ogen in de lucht en verkennen razendsnel een gebied .

Een testdrone van Sherpa.
SHERPA

Naast de kleine exemplaren bevat het team een grote drone met vleugels. Deze is wat minder wendbaar maar kan langer in de lucht blijven. Hij vliegt gemiddeld ook op grotere hoogte, waarmee hij een beter overzicht van de operatie heeft.

Tot slot is er een rover op de grond, het ‘zenuwcentrum’ van de robotische operatie. De rover op rupsbanden speurt daar niet alleen, maar verzamelt ook de informatie van de drones. Een computer aan boord verwerkt die informatie en geeft uiteindelijk feedback aan de reddingswerkers.

Ook is de rover een rijdende oplader voor de kleinste drones, die ongeveer twintig minuten in de lucht kunnen blijven. Als de batterij leeg raakt, vliegt een drone zelf naar de rover. Maar het is lastig om precies op de lader te landen. Daarom heeft de rover een robotarm die de drones uit de lucht oppakt en aan de stroom hangt.

Bij de Universiteit Twente werken onderzoekers aan deze robotarm, die net als de drones ‘niet uit de winkel’ komt. Carloni legt uit dat veel vergelijkbare robotsystemen niet geschikt zijn voor het uit de lucht grijpen van een fragiele en bewegelijke drone. “De meeste robotarmen zijn vrij stijf en maken dingen snel stuk”, zegt Carloni. “Met behulp van veren in de arm en speciale algoritmes zorgen we ervoor dat de arm een met de drone meegaande beweging maakt en hem ‘zachtjes’ uit de lucht pakt, zonder hem te beschadigen.”

De door de Universiteit Twente ontwikkelde robotarm voor Sherpa (hier overigens te zien op een computersimulatie).
UTwente

Intelligentie en communicatie

De robots van Sherpa volgen niet alleen de commando’s op van de reddingswerkers, maar moeten ook autonoom werken. Daarvoor krijgen ze kunstmatige intelligentie mee die de universiteiten van Linköping (Zweden) en Bremen (Duitsland) ontwikkelen.

“De computer moet proberen te ‘begrijpen’ wat er aan de hand is, op basis van informatie van verschillende robots”, zegt Carloni. “Dat proces begint met een kaart van het gebied. Wat is er gebeurd? Waar heeft zich bijvoorbeeld een lawine voorgedaan? En waar kunnen zich mensen bevinden? Dit is een lastige taak en daar is veel computerkracht voor nodig.”

Wat er ook gebeurt, de mens blijft altijd de ‘baas’ van de reddingsoperatie. Robots mogen helpen, maar de missie nooit belemmeren. “Als de rover bijvoorbeeld vast komt te zitten, dan kunnen de reddingswerkers simpelweg beslissen om hem achter te laten”, zegt Carloni. “Overigens zal de robot wel blijven proberen zichzelf los te krijgen.”

Reddingswerker in actie met een getrainde hond. De robots van SHERPA zullen assisteren tijdens reddingsmissies, maar mensen blijven altijd de leiding houden.
Andrea Booher

De communicatie tussen robot en mens is sowieso een belangrijk punt in Sherpa. Een hulpverlener moet in staat zijn snel commando’s te geven, bijvoorbeeld met gebaren en via spraak. Aan de andere kant moeten reddingswerkers niet worden overspoeld door informatie van de robots.

Permanent robots in de bergen

Sherpa is een project van vier jaar en is nu ongeveer op de helft. Een van de uitdagingen is volgens Carloni om met zoveel verschillende partners samen te werken. “Iedereen zit in zijn eigen lab,” zegt ze, “wij ontwikkelen bijvoorbeeld de robotarm, in Zweden en Duitsland werkt men aan de kunstmatige intelligentie, terwijl de demonstraties onder leiding van de Technische Universiteit in Zürich (Zwitserland) plaatsvinden. Maar natuurlijk zijn er momenten waarop we samen komen en alles proberen te integreren.”

Over twee jaar zal Sherpa af zijn voor een grote demonstratie in de Alpen. Alhoewel er dan niet meteen een product is dat klaar is voor gebruik. “Ook de reddingswerkers zelf moeten natuurlijk overtuigd worden van het nut van een gedeeltelijk robotische reddingsoperatie”, zegt Carloni. “Maar ze staan volgens mij open voor nieuwe partners, ons project wordt met interesse gevolgd.”

Gaan we straks misschien het redden van mensen helemaal overlaten aan robots? Carloni denkt van niet, in ieder geval niet op korte termijn. “Dit zijn zeer intense en veeleisende missies. Zeker omdat er onder grote tijdsdruk wordt gewerkt. Mensen hebben momenteel simpelweg meer kennis en intelligentie. Maar ik kan me wel voorstellen dat we straks overal robots in de bergen klaar hebben staan om de eerste snelle verkenning te doen. Dat zal het reddingswerk enorm helpen.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 09 april 2015

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

Thema: De robots komen

The People Speak!, Flickr, CC by 2.0
De robots komen
In een nieuwe serie artikelen duikt NEMO Kennislink in de wereld van de robotisering. Wat betekent dit voor mij? En voor jou? En voor ons allemaal? Stel je vraag en wij onderzoeken het.
Bekijk het thema
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.