Het ontwerpen van robots is hoofdzakelijk gebaseerd op menselijke inzichten. Een robot die zich over verschillende soorten terreinen moet verplaatsen, krijgt al snel vier poten voor de stabiliteit. Maar is dit wel het beste ontwerp? Ingenieurs aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben RoboGrammer ontwikkeld, software die de optimale robot ontwerpt voor verschillende situaties.

Hoeveel poten moet een robot hebben die een trap op gaat? Twee, net als een mens, of juist vier of zes? Tijdens het uitdenken van een robot is het de robotontwerper die dit soort afwegingen maakt. Een Amerikaanse onderzoeksgroep vroeg zich af of de ontwerpers wel de optimale keuze maken voor een robot. Volgens hoofdonderzoeker Allan Zhao van MIT lijken alle ontwerpen van robots op elkaar. 

Daarom ontwikkelden ze software genaamd RoboGrammer. Met deze nieuwe software willen de onderzoekers een meer inventieve methode voor robotontwerpen introduceren. De nieuwe ontwerpen die RoboGrammer maakt, dienen als inspiratiebron voor de ontwerper.

 

Eisenpakket

De gebruiker kan vooraf invoeren welke onderdelen zoals wielen en gewrichten beschikbaar zijn. Daarnaast kan de gebruiker aangeven over wat voor ondergronden de robot moet kunnen bewegen. Moet de robot bijvoorbeeld kunnen traplopen of over gladde oppervlakten voortbewegen? Vanuit dit eisenpakket van de gebruiker maakt RoboGrammer vervolgens een optimaal ontwerp.

 

Spinnen

Voor een optimaal ontwerp moet de software twee essentiële denkstappen doorlopen. Allereerst moet de software begrijpen hoe de onderdelen op elkaar moeten aansluiten. Twee rechte onderdelen moeten bijvoorbeeld verbonden worden door een gewricht. 

Om de computergegenereerde ontwerpen niet teveel op de huidige ontwerpen van een robot te laten lijken, hebben de onderzoekers ontwerpregels bedacht die zijn geïnspireerd op geleedpotigen, dieren met een uitwendig skelet, zoals spinnen, insecten en kreeftachtigen. Zo moest het robotontwerp een centraal lichaam bevatten met een variërend aantal segmenten. 

 

Actie

Een robot puur gebaseerd op statische structuren is nog niet de beste robot in actie. Daarom hebben de onderzoekers het spectrum aan soorten bewegingen die alle onderdelen kunnen maken, in de software ingevoerd, zoals de buigingen van de gewrichten, en de coördinatie van bepaalde bewegingen. 

Met deze beperkingen was RoboGrammer in staat optimale ontwerpen te leveren. Een robot die zich snel kon verplaatsen gold daarbij als een optimaal ontwerp.

 

 

De viervoeter

Echt verrassend waren de ontwerpen van RoboGrammer tot nu niet. De viervoeter was nog steeds het meest voorkomende ontwerp. 'Wellicht is er toch iets te zeggen voor dit ontwerp', zegt Zhao in een persbericht. Waaróm dit het beste ontwerp is, daarover doet de onderzoeker geen uitspraken.

 

Foto: Allan Zhao, Jie Xu, Mina Konaković-Luković, Josephine Hughes, Andrew Spielberg, Daniela Rus and Wojciech Matusik