Robot metselt klimaatgeoptimaliseerde muren

Een onderzoeksteam van de Technische Universiteit München (TUM) heeft een robot ontwikkeld die bakstenen zo kan plaatsen dat de resulterende muur optimaal is afgestemd op het klimaat. De ideale positie van elke steen wordt vooraf berekend met een designconfigurator, die rekening houdt met zoninstraling en schaduw op de gevel. Samen met leerling-metselaars van de Bauinnung München-Ebersberg werd de technologie nu praktisch getest.

Klimaatgeoptimaliseerde muren kunnen worden opgebouwd uit verschillende materialen, maar dat is duur en complex. Een alternatief is om uitsluitend bakstenen te gebruiken, in meerdere lagen. Hiervoor moeten de stenen afhankelijk van de zoninval in verschillende hoeken worden geplaatst, bijvoorbeeld gedraaid of schuin. Menselijke metselaars kunnen deze precisie niet bereiken — hier komt de robot van pas.

De robot bestaat uit een mobiele basis die langs de muur rijdt. Daarop is een robotarm met een grijper gemonteerd, die de stenen volgens een vooraf bepaald plan plaatst. Het cement wordt nog steeds door mensen aangebracht, en sommige stenen moeten vooraf door menselijke metselaars worden bijgesneden.

Voor de test haalde TUM drie leerling-metselaars erbij om te helpen bij het bouwen van een muur van ongeveer 4 bij 2,5 meter. Deze bestaat uit zo’n 1700 stenen, waarvan 200 onder verschillende hoeken zijn geplaatst en dus niet precies boven elkaar liggen. De muur is 55 cm dik, terwijl normale muren meestal tussen de 30 en 35 cm dik zijn. Binnenin worden isolerende stenen gebruikt, in de test gesimuleerd met holle stenen. Aan de buitenkant worden weerbestendige klinkers of geïmpregneerde bakstenen toegepast.

Het gebruik van uitsluitend bakstenen is eenvoudiger en duurzamer dan het combineren van verschillende bouwmaterialen. Bij sloop hoeven geen verschillende materialen gescheiden te worden, en sommige stenen kunnen zelfs hergebruikt worden. De plaatsing van de stenen gebeurt volgens een schema dat vooraf met een designconfigurator is berekend. Daarbij houdt de software rekening met zoninstraling en schaduw op de gevel, zodat elke steen klimaatgeoptimaliseerd gepositioneerd wordt.

Volgens TUM is het doel van de robot niet om menselijke arbeid te vervangen, maar om die aan te vullen waar precisie vereist is. Bij klimaatgeoptimaliseerde muren is de mens simpelweg niet in staat om de stenen nauwkeurig genoeg te plaatsen. Een van de leerling-metselaars gaf aan dat het samenwerken met de robot in het begin “erg wennen” was, maar dat hij zich na afloop “heel goed” kan voorstellen om met zo’n robot als collega op de bouwplaats te werken.

Experiment op Lowlands naar het kalmerende effect van knuffelrobots

Een knuffelrobot om je nek, een aanraking van een bekende of juist van een onbekende; wat heb je het liefst als je angstig bent ter geruststelling? Het onderzoeksteam van Dutch Touch Society gaat dat proberen uit te vinden met een experiment op het Lowlands (LL) Science Festival van 15 tot en met 17 augustus in Biddinghuizen. Hun ingediende onderzoeksvoorstel bij het NWO werd uit de vele aanmeldingen geselecteerd. Een interview met een van de onderzoekers Merel Jung van Tilburg University, over waarom dit onderzoek belangrijk kan zijn voor de gezondheidszorg en in het onderwijs.

Merel Jung maakt deel uit van de interdisciplinaire groep Dutch Touch Society, die aanrakingen bestudeert. Daarin zijn onder andere vertegenwoordigd psychologen, informatici, industrieel ontwerpers, en kunstenaars. Ze komen een keer per jaar bij elkaar en daar ontstond het idee om een experiment te doen voor LL, vertelt Jung. Zelf is zij gespecialiseerd in de interactie tussen mensen en kunstmatige intelligentie. Ze promoveerde op het onderwerp van sociaal intelligente robots die aanraking begrijpen en er gepast op kunnen reageren. Het gaat haar om de sociale robots die met mensen kunnen acteren, praten, reageren op een gezichtsuitdrukking maar dus ook handen kunnen schudden of een bemoedigend schouderklopje kunnen geven. 

‘Wat we op Lowlands willen onderzoeken zijn de positieve effecten van aanraking op prikkels van pijn en angst tijdens het kijken naar een enge film. Wat is het effect als je dan de hand vasthoudt van iemand die je kent, of juist van iemand die je niet kent of als knuffelt met een robot? In dit onderzoek gebruiken we een pluche knuffelrobot met hele lange armen die over je schouders blijft hangen. Tijdens het experiment meten we de hartslag en huidgeleiding (zweet reactie) van de proefpersonen en laten hen ook vragenlijsten invullen. Zo proberen we vergelijkingen te maken in het effect van geruststelling door een ander mens (bekend of onbekend) en een robot.’

Als robots socialer en veiliger moeten worden, dan moeten ze ook beter leren aanvoelen welke aanraking wenselijk is. Jung: ‘Het begint al bij het eerste contact, hoe jij en ik op verjaardagen mensen begroeten, dat voel je aan. Je kijkt naar wat de anderen doen, je corrigeert snel fouten, wel of geen knuffel enz. Daar ligt een uitdaging voor kunstmatige intelligentie: hoe zorgen we ervoor dat robots intelligent door het sociale leven navigeren? En dan moet je eerst begrijpen hoe mensen dat doen en dan het functioneren van robots daarin bepalen. De mens dus als model.’

Maar er is nog maar weinig onderzoek gedaan naar hoe robots zich verhouden tot aanrakingen, terwijl we die zoveel gebruiken in de communicatie. ‘Denk bijvoorbeeld aan de coronatijd, politici hielden zich aan de afspraak geen hand te geven, maar gingen over tot de “elbow bumb”, terwijl dat eigenlijk ook niet kon vanwege het voorschrift 1,5 meter afstand te houden. Aanraking zit heel erg in de westerse cultuur. Het is ook onderdeel van rituelen zoals bij begroetingen. En knuffelen, dat affectief is, dat hoort bij sociale interactie.’

Jung hoopt op 100 mensen per dag op Low Lands! ’Non stop, dat wordt een pittig weekend! Maar we zijn met een team van tien mensen en draaien shifts. Het is natuurlijk geen volledig representatief onderzoek, het zullen over het algemeen relatief jonge volwassenen zijn, die al geïnteresseerd zijn in de wetenschap en misschien al met een slokje op of wat gebruikt.
En we beseffen ons terdege dat er nog veel te leren valt in complexere interactie. Maar ik hoop dat we positieve effecten vinden van de sociale aanraking en het liefst dat de robot aanraking net zo effectief kan zijn als de menselijke: vertrouwd en prettig. Het belang van dit onderzoek zit in de toepassing, zoals het gebruik van robots in de zorg voor bijvoorbeeld mensen met dementie: als aanvulling op emotionele ondersteuning van naasten en zorgverleners of wanneer menselijke contact niet mogelijk is zoals in tijden van een pandemie. Al kunnen ze nooit als vervanging voor mensen dienen natuurlijk. Maar ook toepassing in de klas is van belang: de robot als onderwijsassistent, die kinderen bij kennismaking een hand kan schudden om het ijs te breken of een high-five kan geven als een leerling het goed doet.’

Humanoïde robot opent zelfstandig autodeuren

Voor het eerst heeft een humanoïde robot zelfstandig een autodeur geopend in een realistische werkomgeving, volledig zonder menselijke hulp of vooraf geprogrammeerde instructies.

De robot, genaamd Mornine, herkende zelfstandig de deurklink dankzij sensoren en reinforcement learning. Mornine is uitgerust met geavanceerde technologie zoals 3D LiDAR, diepte- en groothoekcamera’s en een visueel-taalmodel. In plaats van directe programmering leerde de robot de beweging in een simulatieomgeving. 

Dankzij de Sim2Real-methode werd deze simulatiekennis succesvol overgezet naar de echte wereld. Via sensordata en cloud-updates blijft Mornine zich voortdurend verder ontwikkelen.

Mornine is inmiddels actief in diverse Chery-showrooms. Naast het openen van autodeuren kan de robot klanten verwelkomen, voertuigen presenteren en kleine objecten bezorgen. Volgens ontwikkelaar AiMOGA toont deze autonome handeling aan dat humanoïde robots steeds beter toepasbaar zijn in praktijksituaties, zoals klantgerichte omgevingen.

Robot verwerkt vis op humane wijze en verbetert smaak

Het Amerikaanse startupbedrijf Shinkei Systems blaast de eeuwenoude Japanse visverwerkingsmethode Ikejime nieuw leven in met behulp van geavanceerde technologie. Hun Poseidon-robot, ontworpen voor gebruik op visboten, automatiseert het normaal gesproken arbeidsintensieve en moeilijk schaalbare Ikejime-proces. Deze aanpak moet niet alleen dierenleed beperken, maar ook de kwaliteit van vis aanzienlijk verbeteren.

De traditionele Ikejime-methode bestaat uit het direct doden van een vis door een nauwkeurige prik in de hersenen, gevolgd door het doorsnijden van de kieuwen. Soms wordt ook het ruggenmerg doorgesneden om de aanmaak van stresshormonen en melkzuur te minimaliseren, stoffen die de smaak en textuur nadelig beïnvloeden.

De Poseidon-robot neemt dit proces gedeeltelijk over. Zodra een vis via een opening in het apparaat wordt ingevoerd, analyseert een AI-systeem de soort en lokaliseert automatisch de positie van het brein en de kieuwen. De vis wordt vervolgens verwerkt en op een gekoelde ijsmat gelegd om uit te bloeden. Een opvallend detail is dat de vis niet wordt ingevroren—een keuze die de versheid en kwaliteit ten goede moet komen. Wel voert de robot (nog) geen ruggenmergsnede uit.

De voordelen van deze moderne benadering zijn aanzienlijk. Doordat stress tot een minimum wordt beperkt, blijven zowel de smaak als de textuur van de vis optimaal behouden. Bovendien zorgt de techniek voor een langere houdbaarheid. Ook maakt de inzet van robots het proces efficiënter en economisch aantrekkelijker, waardoor hoogwaardige Ikejime-vis beter beschikbaar wordt voor bijvoorbeeld de horeca.

Op dit moment zijn vier Poseidon-robots al actief op vissersschepen in zowel de Pacifische als de Atlantische Oceaan. Shinkei Systems is van plan om in 2025 nog eens tien extra robots in te zetten, waarmee het bedrijf verder inzet op een toekomst waarin technologie en traditie hand in hand gaan.