Student TU Delft maakt ontwerp ‘zwermrobot’ Zebro geschikt voor serieproductie

Student Industrieel Ontwerpen Mattijs Otten van de TU Delft heeft een modulair ontwerp gemaakt dat serieproductie van de Zebro mogelijk maakt. Zebro’s zijn zespotige looprobots waarmee onderzoekers in de toekomst autonome ‘zwermen’ willen creëren. Serieproductie is daarbij een essentiële voorwaarde.  

Zebro’s hebben wel wat weg van insecten, maar dan in een uiterst vriendelijke versie. Met hun stevige poten en gewapend met geluidsensoren kunnen Zebro’s lastige en gevaarlijke terreinen verkennen, bijvoorbeeld op zoek naar overlevenden na een aardbeving.

Een groep Zebro’s is in staat om een gebied te verkennen door een zogenoemd ‘self deploying sensor network’ te vormen. Zodra één Zebro in de zwerm ergens iets opmerkt geeft deze een signaal aan de dichtstbijzijnste andere Zebro. Die geeft dat signaal weer door, en zo ontstaat een pad dat hulpdiensten naar het slachtoffer onder het puin leidt.

Vergelijk het met een kolonie mieren op zoek naar voedsel: Eén exemplaar is niet in staat om de groep aan te wijzen waar het voedsel ligt. Maar door het slimme onderlinge communicatie netwerk weet de groep als geheel dat wel. Dat is de kracht van een zwerm.

Om een zwerm te maken is serieproductie van de robots noodzakelijk. Om die essentiële stap te kunnen zetten in de ontwikkeling van Zebro maakte IO-student Mattijs Otten een modulair ontwerp. Daarbij moest hij rekening houden met de vereiste robuustheid en stevigheid, het bieden van ruimte voor elektronica en sensoren en het faciliteren van een effectieve manier van voortbewegen.

Het ontwerp moest de Zebro’s echter ook goedkoop en makkelijk te repareren maken. Otten bracht dit alles samen in een eindontwerp van meer dan 200 onderdelen, waarbij een groot deel als legostenen in elkaar kan worden geklikt. Daarbij hebben de Zebro's een vriendelijke uitstraling gekregen, wat de toekomstige interactie met mensen makkelijker moet maken. Het modulaire karakter van de robot betekent ook dat er nieuwe modules kunnen worden ontworpen en op de robot geplaatst om deze interactie te bevorderen. De totale assemblagetijd van de robot schat Otten op 1 uur.

Deze ontwerpstap naar serieproductie biedt onderzoekers een robotisch platform waarop verder experimenteel onderzoek naar zwermgedrag bij robots kan worden gedaan. Onder andere op het gebied van de benodigde software en algoritmes liggen nog veel vragen.

“We willen het gedrag van de robots zo simpel mogelijk houden, maar er toch voor zorgen dat ze zich kunnen handhaven in onze leefomgeving”, zegt universitair hoofddocent Chris Verhoeven, de geestelijk vader van de Zebro. Hij trekt de vergelijking met insecten. “De intelligentie van een insect stelt niets voor vergeleken met die van ons. Maar ze zijn al veel langer op aarde dan wij en ze zullen ons waarschijnlijk overleven. Onze robots moeten net zulke overlevers worden. Intelligentie is dodelijk, daar doen we niet aan.”

Toch betekent de wens om de Zebro’s simpel te houden niet dat de onderliggende software dat ook wordt. “Juist door de vereiste eenvoud en de hoge overlevingseisen zal het ontwerpen van de software uitermate complex zijn”, aldus Verhoeven.