Voor zijn zesde verjaardag kreeg mijn zoon een Lego Ninjago-bouwset met een drakenbewaker, die we samen in elkaar zetten. Of eigenlijk: ik reikte de stukjes aan, hij klikte ze in sneltempo in elkaar. Zijn ogen waren al bij de volgende stap terwijl zijn vingers de blokjes in precies de juiste hoek draaiden. Ik keek met gepaste trots toe en vroeg me tegelijk af: waarom krijgen we iets wat we zo vanzelfsprekend vinden als de menselijke hand zo moeilijk in een robot gestopt?
De hand is een van de grootste hindernissen van de humanoïderobotrevolutie. Om onze hand te bewegen gebruiken we ruim 30 spieren. Wil je een robothand met evenveel bewegingsvrijheid, dan heb je in principe hetzelfde aantal motoren nodig. Maar waar steek je die allemaal?
Sommige fabrikanten proppen ze in de hand zelf, wat een huzarenstukje is, want in dunne vingers is nauwelijks plaats. Bij de mens zitten veel van die spieren dan ook niet in de hand, maar in de onderarm. Nogal wat robotbouwers kopiëren dat trucje. Onze evolutie deed er miljoenen jaren over om de coördinatie van al die spieren te verfijnen. Ingenieurs proberen dat nu in een handvol ontwerpcycli over te doen, tegen een scherpe prijs.
Naast de motoren is er het probleem van de sensoren. In een bekende experimentvideo steekt een vrouw een lucifer aan. Ze ziet perfect wat ze doet, maar ze voelt niets omdat onderzoekers een verdovingsmiddel hebben toegediend, waardoor haar vingertoppen geen tast-informatie meer doorgeven. Het resultaat is verbluffend: ze wordt plots superonhandig. In onze vingertoppen zitten duizenden tastsensoren, die niet alleen aanraking meten, maar ook trilling en temperatuur. Ook hier heeft de robotica nog een weg af te leggen.
"De verfijnde coördinatie van al die spieren is het resultaat van miljoenen jaren evolutie"
Al die sensordata moeten trouwens ook worden verwerkt. Enter het brein, of bij een robot: de computerkracht. Handvaardigheid en breinomvang lijken doorheen onze evolutie samen te zijn gegaan: vrije handen die gereedschap konden gebruiken, vergden een steeds fijnere motoriek, en die motoriek vroeg meer hersencapaciteit. Hand en brein hebben elkaar zo mee vooruitgestuwd. Ook het robotbrein moet mee-evolueren, en daarvoor ontbreekt het vandaag aan data.
Dan zijn er nog de materialen. Onze vingers combineren harde onderdelen (botjes, nagels) met zacht weefsel, en precies die combinatie maakt ons handig. Zo wordt een robothand zelf ook een heel complexe Lego-bouwdoos: massa’s motoren, sensoren en een combinatie van harde en zachte materialen, aangestuurd door een krachtig brein.
Samen met Melexis hebben onze onderzoekers onlangs een opensourcebouwkit gemaakt voor robotvingers die via 3D-tastsensoren zowel druk- als schuifkrachten voelen. Verschillende robotfabrikanten testen die uit. En in het Vlaamse project Fidex gaan onderzoekers van de UGent, de VUB en Imec modulaire vingertoppen maken die verschillende sensoren combineren. Wat we hopen te zien: onderzoek uit Vlaamse labo’s dat letterlijk in de handen van toekomstige robots terechtkomt. Straks scheurt mijn zoontje weer een nieuwe doos Lego open, met dezelfde vanzelfsprekendheid als altijd. Ik ben benieuwd naar de eerste humanoïde robot die zo’n bouwkit in elkaar geklikt krijgt. Kleine en grote ontwikkelingen in de techwereld door een insider.