Films als “Terminator” tonen een apocalyptische toekomst. Maar is kunstmatige intelligentie (AI) al klaar om de dromen – of nachtmerries – van sciencefictionschrijvers te vervullen? Kijkt u zelf maar.
Robots voor de industrie, humanoïden en androïden zijn in opkomst. Het internet van de dingen (IoT) wordt uitgebreid met het internet van robotachtige dingen (IoRT). Nu al worden slangachtige robots, bijvoorbeeld van Eelume, gebruikt op booreilanden en oliepijpleidingen om door de diepten van de zee te slingeren voor inspectie-, onderhouds- en reparatiewerkzaamheden.
De relaties tussen mens en machine zijn ook onderhevig aan een evolutionair proces. Zheng Jiajia kon gewoon niet de juiste vrouw voor zichzelf vinden. Zijn oplossing voor het probleem was gewoon te trouwen met een van de robotten die hij zelf had gemaakt.
Duik in de nieuwe mogelijkheden van het Internet of Robotic Things (IoRT) en leer hoe Kunstmatige Intelligentie (AI) onze toekomst zal beïnvloeden.
Robotoorlogen en wedstrijden
Tot de grootste robots behoren de gigantische, op afstand bestuurbare gevechtsrobots van MegaBots. Deze vijf meter lange humanoïde robots nemen deel aan echte wedstrijden in stadions. Ze schieten met paintballs ter grootte van kanonskogels op elkaar met snelheden tot 200 km/u. De winnaar is de robot die als laatste de finishlijn bereikt. De winnaar is de robot die als laatste nog op zijn poten staat (zie fotogalerij).
Robots in de industrie
Er zijn reeds talrijke robots te vinden in de automobielindustrie, in de elektrotechniek en de elektronica, in de machinebouw, in de lucht- en ruimtevaart en bij de verpakking van levensmiddelen. Robots werken vaak goedkoper dan “collega’s” mensen. Daarom vinden steeds meer grote robots hun weg naar kleinere bedrijven. Robots worden steeds bekwamer en dankzij hun flexibiliteit en gemak waarmee ze kunnen worden geherprogrammeerd, worden ze voor het MKB steeds meer een veilige investering om geld aan te verdienen.
In een Philips-fabriek in Drachten bijvoorbeeld voeren 128 robots die door videocamera’s worden geleid, lastige taken uit met een veel grotere handigheid dan de meest bekwame arbeiders. Een robotarm maakt drie perfecte bochten in twee verbindingsdraden en rijgt ze dan in twee openingen die met het blote oog nauwelijks zichtbaar zijn. Daarbij bewegen de armen zo snel dat er een glazen kooi omheen moest worden gebouwd om te voorkomen dat het toezichthoudend personeel zich zou verwonden.
Drones in een zwerm
Drones worden steeds kleiner en goedkoper te produceren. Daarom behoort de toekomst toe aan zwerm drones. Deze zullen spoedig om ons heen zoemen in groepen van honderden of duizenden, in formaties als zwermen vogels. In de toekomst zouden dergelijke zwermen bijvoorbeeld pijpleidingen, hoogspanningsleidingen en industriële installaties tegen lage kosten kunnen inspecteren of pesticiden en herbiciden in de landbouw kunnen sproeien, nauwkeurig gedoseerd op de vereiste plaatsen.
DNA-robots vervoeren nanodeeltjes
Het “RoboBee”-project van het Wyss-instituut aan de Harvard-universiteit houdt zich bezig met kleinere schalen: het ontwikkelde drones die kleiner zijn dan een paperclip. Zwermen van duizenden van deze RoboBees zouden kunnen worden ingezet voor waarnemingstaken en zelfs, gezien het steeds kleiner wordende aantal bijen, voor bloemenbestuiving van gewassen.
Maar het gaat veel kleiner dan “RoboBee”. Onderzoekers van het California Institute of Technology in Pasadena hebben ontdekt dat miniatuurrobots, uitgerust met armen en benen gemaakt van DNA, voorwerpen ter grootte van moleculen kunnen vervoeren. Deze DNA-robots kunnen nanodeeltjes in circuits rondsturen, genezende immuunreacties op gang brengen, bepaalde cellen als “afval” voor verwijdering sorteren, en medische middelen precies daar afleveren waar ze in het lichaam nodig zijn.
Humanoïde robots en androïden
Een “humanoïde robot” is een robot waarvan de uiterlijke vorm lijkt op die van de mens, een “androïde” is een robot die een mens zo getrouw mogelijk nabootst. Volgens deze opvatting hebben “humanoïden” dezelfde fysieke structuur en kinetische eigenschappen als een menselijk lichaam, maar zijn zij niet ontworpen om een mens na te bootsen.
Voorbeelden van dit type robot zijn “Nao” van de Franse robotfabrikant Aldebaran Robotics (nu SoftBank Robotics) en “Atlas” van Boston Dynamics, een Google-bedrijf. Het besturingssysteem van de humanoïde Atlas coördineert de bewegingen van armen, lichaam en benen. Dankzij zijn mobiliteit over het gehele lichaam kan Atlas in een grote omgeving opereren zonder zelf veel ruimte in te nemen.
Androïden daarentegen bootsen mensen zo nauwkeurig na dat ze kunnen worden aangezien voor echte, levende mensen. Dit soort robots zijn vaak gemodelleerd naar echte levende mensen. “Eve-R” van het Koreaanse Instituut voor Industriële Technologie (KITECH) en “Geminoid DK” zijn twee voorbeelden van dergelijke androïden.
Robots die emoties tonen
Het internationale onderzoekscentrum “E.Piaggio” van de universiteit van Pisa doet onderzoek naar “Emotionele interactie tussen mensen en robots”. Mensachtige robots imiteren emotionele toestanden, empathie en non-verbale communicatie. De onderzoeksgroep gebruikt een levensechte androïde genaamd FACE (Facial Automation for Conveying Emotions), ontwikkeld in samenwerking met Hanson Robotic. Deze android kan emotionele boodschappen weergeven in de vorm van gezichtsuitdrukkingen. Dit maakt studies over emotionele banden tussen mensen en robots mogelijk. FACE maakt deel uit van een complex HIPOP (Human Interaction Persuasive Observation Platform).
Het internet van robotachtige dingen
Wat als we het internet van dingen (IoT) en robots zouden combineren tot een nieuwe ecosfeer, een internet van robotachtige dingen (IoRT)? Ondertussen heeft Telefónica robots omschreven als machines die hun omgeving kunnen waarnemen en ermee kunnen interageren om intelligent gedrag te vertonen. Een met het internet verbonden robot zou beschikken over een immense bron van informatie om robots te helpen bij het nemen van beslissingen en interactie. De volgende logische stap is de ontwikkeling van slimme apparaten voor dit doel die in een netwerk kunnen worden opgenomen met een gemeenschappelijke intelligentie en die de meest gunstige handelwijzen voor alle betrokken apparaten kunnen bepalen.
Het concept waarbij teams van robots in het IoT worden opgenomen, wordt het “Internet of Robotic Things” of het “IoRT” genoemd. ABI Research definieert het IoRT als: “intelligente apparaten die in staat zijn gebeurtenissen te monitoren, sensorgegevens uit een groot aantal bronnen te verenigen en lokale en gedistribueerde ‘intelligentie’ te gebruiken om de meest gunstige handelwijze te bepalen”. De basisprincipes van robotica – detectie, beweging, mobiliteit, manipulatie, autonomie en intelligentie – worden door het internet van de dingen naar een nieuw niveau getild.
Robotici hoeven niet langer grote hoeveelheden tijd, geld en energie te investeren in de cognitieve capaciteiten van robots omdat het internet van de dingen herbruikbare en openlijk beschikbare informatie biedt waartoe robots toegang kunnen krijgen om hun taken uit te voeren. Deze “tethered robots” zijn gewoon het logische gevolg van de evolutie van de robotica.
Nieuw concept “robot-to-robot” in plaats van M2M
De overgang van een “machine-to-machine”-concept naar een “robot-to-robot”-concept lijkt een natuurlijke evolutie te zijn, aangezien we uiteindelijk verwachten dat robots hun taken steeds doeltreffender, nauwkeuriger en betrouwbaarder zullen uitvoeren. Wij verwachten ook betere resultaten van “machine-to-machine”-processen dan van conventionele controle- en automatiseringsprocessen.
IoRT bij het fulfilmentcentrum van Amazon
Het project “pakketbezorging” heeft een sterk toekomstpotentieel, bijvoorbeeld bij DHL: “DHL bezorgt pakjes op de maan”. Pakketbezorging via drones krijgt veel media-aandacht, maar de echte magie van robots en IoT vindt plaats in de enorme fulfilmentcentra van Amazon: In plaats van een eindeloos repetitieve productielijn te runnen, volgt Amazon, net als andere detailhandelaren die bestellingen verwerken, een bedrijfsmodel waarbij elke bestelling als uniek wordt behandeld. Deze bedrijven verwerken duizenden, zo niet miljoenen producten in alle vormen, maten en gewichten.
Vroeger moesten de expeditiemedewerkers door de gangen zwerven en de schappen scannen op elk afzonderlijk product. Vandaag hebben robots deze activiteit overgenomen. Robots verplaatsen de goederenbakken, ook wel “pods” genoemd, met de producten naar de plaats waar de werknemers de producten nodig hebben.
De robots worden bestuurd door een centrale processor via een beveiligd WLAN-communicatienetwerk. Met hun twee aandrijfwielen kunnen de robots ter plaatse draaien. De robots detecteren obstakels door middel van infrarood en met behulp van camera’s aan de onderzijde lezen de robots QR-codes die op de vloer zijn aangebracht. Met deze QR-codes kunnen de robots hun locatie en oriëntatie herkennen.
Intelligente robots: op weg naar kunstmatige intelligentie
Robots zijn krachtige en flexibele oplossingen voor een steeds breder scala aan toepassingen – de vraag is echter hoe intelligent, in de menselijke zin van het woord, robots zijn, of in de toekomst zouden kunnen zijn. Nou, dat hangt af van de Kunstmatige Intelligentie (AI), de controlesystemen van deze robots. Zoals een artikel op Howstuffworks zegt: “Het komt erop neer dat AI het menselijke denkproces nabootst.” Dit omvat het vermogen om kennis over om het even welk onderwerp te verwerven, conclusies te trekken, talen te gebruiken en eigen gedachten te formuleren. Van dit niveau van kunstmatige intelligentie zijn alle robotisten in deze wereld nog mijlenver verwijderd. De AI-machines van vandaag kunnen enkele concrete elementen van intellectueel vermogen nabootsen.
Zo kan een computer bijvoorbeeld problemen oplossen door feiten te verzamelen via sensoren of uit door mensen ingevoerde invoergegevens. De computer vergelijkt deze informatie dan met reeds opgeslagen gegevens en beoordeelt de betekenis ervan. Vervolgens speelt de computer verschillende scenario’s af en berekent van tevoren welke actie het meeste succes belooft. Op deze manier kan de computer alleen problemen oplossen waarvoor hij is geprogrammeerd – bijvoorbeeld schaken.
Een robot kan bijvoorbeeld leren door te herkennen of een specifieke actie, zoals een zeer specifieke beenbeweging om een obstakel te ontwijken, tot het gewenste resultaat zal leiden. De robot slaat deze informatie op en probeert precies deze actie de volgende keer dat de identieke situatie zich voordoet opnieuw uit te voeren. Dit vermogen heeft echter zijn grenzen. In tegenstelling tot mensen kunnen robots niet alle willekeurige soorten informatie opnemen.
Sommige robots kunnen sociaal gedrag vertonen. Kismet, een robot uit het AI-lab van het MIT, herkent de lichaamstaal en de toon van de stem van de mens en reageert dienovereenkomstig. De makers van Kismet willen leren hoe volwassenen en kinderen met elkaar omgaan door alleen een gesprekstoon en visuele stimuli te gebruiken. Deze subliminale interacties zouden de basis kunnen vormen voor een leersysteem.
Omdat we weinig weten over, jawel, de aard van menselijke intelligentie, is KI-onderzoek grotendeels theoretisch. Wetenschappers zijn hun hersenen aan het pijnigen over hoe en waarom we leren en denken, en proberen hun ideeën uit met de hulp van robots. Het MIT team richt zich op humanoïde robots. Dit is gebaseerd op de opvatting dat het op een menselijke manier ervaren van de wereld een van de basisvoorwaarden is voor het ontwikkelen van een mensachtige intelligentie. Bovendien wordt het zo voor mensen gemakkelijker om met robots te interageren, wat het voor robots weer gemakkelijker maakt om te leren.
Opkomst van robots – vloek of zegen?
Zal de opkomst van robots en AI uiteindelijk de menselijke samenleving ten goede komen en onze levenskwaliteit verbeteren – of zullen we de ellende meemaken van massaal banenverlies? Volgens het tijdschrift Engineering & Technology, dat door het IET wordt gepubliceerd, is deze kwestie van groot belang voor werknemers, politici en zelfs bedrijfsleiders.
Er zijn al enkele grimmige waarschuwingen: het adviesbureau PricewaterhouseCoopers schat bijvoorbeeld dat in 2030 40% van de banen in de VS en 30% van de banen in het VK zal zijn verdwenen door automatisering. Andy Haldane, hoofdeconoom bij de Bank of England, denkt dat er in het Verenigd Koninkrijk tot 15 miljoen banen zijn die door robots zouden kunnen worden ingevuld.
Leiders in het bedrijfsleven nemen dit probleem ook zeer serieus, om Bill Gates en Elon Musk maar te noemen. Politici denken er al over om de opmars van robots af te remmen door middel van economisch en fiscaal beleid. Bovendien moeten de landen in staat worden gesteld deze ontwikkeling, die de volgende grote industriële revolutie zou kunnen blijken te zijn, ten goede te gebruiken.
Echter zijn er ook optimistische stemmen. Het consultancybedrijf Capgemini heeft in een studie vastgesteld dat 75 procent van de grote bedrijven die AI hebben geïmplementeerd, nieuwe banen hebben gecreëerd als gevolg van AI. Bovendien zag eenzelfde aantal bedrijven hun omzet met 10 procent stijgen als gevolg van de invoering van AI. In een consumentenonderzoek dat werd gesponsord door chipontwikkelaar ARM, geloofde 61 procent van de respondenten dat AI en voortschrijdende automatisering het maatschappelijk bestaan eerder zullen verbeteren dan schaden.
Binnenkomst in de wereld van de robotica
Robots bieden ons zonder twijfel opwindende mogelijkheden, en hoe het ook zij, robots zijn niet meer weg te denken. Maar hoe kan een ontwikkelaar deze technologie aanpakken? De eerste stappen in de wereld van de robotica kunnen worden gezet met behulp van kits zoals het door NXP gelanceerde gebruiksvriendelijke mechatronica-ontwikkelingsplatform FSLBOT of het goedkope autonome robotvoertuigsysteem RP6v2.
Beide kits zijn geschikt om ervaring op te doen met ontwikkeling, programmering en processoren met betrekking tot mechatronica. De RB6v2 heeft mogelijkheden zoals het meten van lichtintensiteit, het detecteren van botsingen en een bijna lege batterij, het meten en regelen van de snelheid van motoren met behulp van hoge-resolutie encoders, en het uitwisselen van gegevens met andere robots of apparaten.
Hoewel de snelheid, richting en impact van ontwikkelingen in robotica en AI fel worden bediscussieerd, bestaat er over één ding geen twijfel: robots en AI zijn niet meer weg te denken. Wij hebben gekeken naar de rijkdom, innovatie en diversiteit van de technologieën die vandaag reeds in de robotica aanwezig zijn en met de bovenstaande voorbeelden zullen ontwikkelaars en enthousiastelingen die zich met deze zich ontwikkelende wereld willen bezighouden, gemakkelijk aan de slag kunnen. Het is absoluut noodzakelijk dat we zoveel mogelijk meningen en standpunten in dit debat inbrengen, ongeacht de ideeën, positief of negatief, over de gevolgen van deze technologieën.
Ten slotte zijn sommige commentatoren met zorgen over de vooruitgang van op AI gebaseerde middelen bang dat dit opties zijn die we niet tot elke prijs moeten benutten.
Er is weer nieuwe inhoud toegevoegd aan de IoT Hub van Farnell element14. Naast achtergrondinformatie over de rol van het internet van de dingen op tal van snel evoluerende gebieden, is er ook een geanimeerde infografiek die illustreert hoe het bedrijf ontwikkelaars ondersteunt om hun ideeën in realiteit om te zetten.
De IoT Hub is een centraal onderdeel van de website van het bedrijf. Bezoekers kunnen hier boeiende artikelen verwachten over het thema IoT, maar ook casestudies, producten en interviews, en gespecialiseerde artikelen waarin verschillende mogelijke toepassingen van IoT worden belicht.
Dit artikel is afkomstig van ons partnerportaal Elektronikpraxis.
* Steve Carr is Global Head of Marketing bij Premier Farnell
.