Een huishoudrobot die stofzuigt, de vaatwasser uitlaadt, het gras maait en een kogelrond gaatje in je muur boort? Het is geen sciencefiction, voorspelt VUB-professor Bram Vanderborght. “In massaproductie kunnen robots even betaalbaar worden als een modale auto.”
Heeft Bram Vanderborght gelijk of is hij te optimistisch? Mark Zuckerberg, Elon Musk en James Dyson zijn in elk geval dezelfde mening toegedaan. Zowel Meta, Tesla als Dyson investeert fors in slimme, door artificiële intelligentie aangestuurde humanoïde robots. Helaas voor Bram Vanderborght zijn die nog toekomstmuziek. De machine die hij in het weekend gehuurd had om sleuven voor riolering in zijn tuin te graven, weigerde dienst. En er was in geen velden of wegen een robot te bespeuren om een handje toe te steken. “Ik voel het in mijn rug. (lacht) Dat soort van klussen kan een robot trouwens nog lang niet aan. Heel wat technisch werk lijkt gemakkelijk en repetitief werk, maar het vergt meer handigheid dan je zou denken. Vakmannen hoeven zich geen zorgen te maken: veel werk blijft ook in de toekomst mensenwerk.”
Bram Vanderborght
Wat kunnen mensen dan zo goed?
Bram Vanderborght: “Mensen hebben zintuigen, hersenen en spieren om hun omgeving te observeren, te verkennen en te manipuleren. Robots moeten hetzelfde kunnen, maar dan met sensoren, processing en motoren. Uiteraard zit er inteligentie in onze hersenen, maar we hebben ook intelligentie in ons lichaam: de embodied intelligence. Ons lichaam is zo geëvolueerd dat we ‘zonder nadenken’ door een bos kunnen wandelen of een stok oprapen. Door miljoenen jaren evolutie zijn we daarvoor geoptimaliseerd. De uitdaging is om robots te ontwerpen die ook deze haast triviale zaken zo goed mogelijk nabootsen.”
Voor die processing worden steeds vaker AI-algoritmes gebruikt?
“Niet alleen. In de bekende dansende robots van de firma Boston Dynamics (Do You Love Me? (youtube.com) zit bijvoorbeeld geen artificiële intelligentie. Om te bewegen, gebruiken ze modellen die gebaseerd zijn op de klassieke wetten van Newton. Die beschrijven het verband tussen kracht en beweging. Op basis daarvan kan je perfect de krachten berekenen die nodig zijn om rond te draaien, een sprong te maken of een voorwerp vast te nemen. We noemen dat modelgebaseerde controle. Buiten het laboratorium volstaat dit vaak niet, omdat de echte wereld veel complexer en onvoorspelbaarder is. Omdat we niet van alles modellen hebben, komt daar AI op de proppen. Robots gaan het beste van die twee combineren. Een modelgebaseerde onderlaag zal ervoor zorgen dat ze geen onveilige dingen doen, zoals tegen een mens aanbotsen. Daarop komt een laag AI om nieuwe taken te leren.”
Is dat dan ChatGPT-achtige AI?
“ChatGPT is een large language model, dat gevoed wordt met enorm veel teksten en zo bijleert. De vereiste data zijn hier geen groot probleem, want het internet staat vol tekst. Om met robots te communiceren is ChatGPT relevant. Tegenwoordig is men ook bezig met beelden en video’s, wat gigantische hoeveelheden data en rekenkracht vergt. Voor de controle van robots zijn er nog meer sensordata nodig, terwijl we meestal niet beschikken over heel grote hoeveelheden trainingsdata. Dat terwijl mensen geen gigantische hoeveelheid data nodig hebben om te leren. Kinderen leren supersnel dingen herkennen. Mijn zoon zag gisteren op Karrewiet een luchtballon in de vorm van Spongebob. Door de context begreep hij meteen dat het een luchtballon was. AI zou er misschien gewoon de cartoonfiguur in herkend hebben.”
“Als robots tussen mensen kunnen rondlopen, wordt veiligheid de grootste prioriteit”
Gigantische hoeveelheden data en rekenkracht, dat klinkt niet zo duurzaam?
“Dat wordt een uitdaging. De computers die zelfrijdende voertuigen aansturen hebben heel wat te verwerken, dus verbruiken ook heel veel energie. Ook humanoïde robots zullen honderden sensoren hebben. De benodigde rekenkracht zal exploderen. We gaan nieuwe chips, sensoren, hardware en software moeten ontwikkelen om het energieverbruik te drukken.”
Welke hindernissen zijn er nog?
“Veiligheid is uitdaging nummer één. Een computer leren schaken of een systeem als chat-GPT uitrollen, dat speelt zich af in een virtuele wereld. Onderweg fouten maken kan dus geen kwaad. Met robots is dat anders. Die delen de fysieke wereld met ons. Dan wordt veiligheid een absolute prioriteit. Robots mogen geen schade toebrengen aan mensen, hun omgeving of zichzelf.”
Zoals zelfrijdende auto’s dat soms wel nog doen. Zijn dat eigenlijk ook robots?
“Een moderne auto is nog niet helemaal autonoom – op automatische piloot moet de chauffeur nog een oogje in het zeil houden. Maar met zijn sensoren detecteert hij wel de omgeving en eventuele risico’s. In die zin is het een robot. Net als een drone. Als je die het commando geeft om naar voor te vliegen en met zijn sensoren ziet hij een muur, dan zal hij dat commando niet uitvoeren. Een modelvliegtuigje kan je wel te pletter laten vliegen, dat is geen robot.”
Beelden gemaakt met AI-tool DALL-E
“In het woonzorgcentrum kan de robot maaltijden en medicatie rondbrengen”
Wat moeten we nog uitvinden om robots te maken die in de echte wereld taken kunnen uitvoeren?
“Sensoren om mee te voelen. Zien, horen, praten,… zijn minder een probleem. Daarvoor kunnen we technologie lenen van andere sectoren, zoals de game-industrie en de telecom. Voelen – echte fysieke interactie - is een ander paar mouwen. Die technologie zal de robotsector zelf moeten uitvinden. De huid is ons grootste orgaan, maar bij een robot is dat momenteel niet veel meer dan een plastieken cover. Wij kunnen een stylo vastnemen, ronddraaien, tussen onze vingers laten glijden,… Robots gaan dat soort van dingen ook moeten kunnen. Daarvoor zijn sensoren nodig die niet alleen druk, maar ook wrijving of schuifspanning kunnen meten. Het Belgische Melexis ontwikkeld dergelijke 3D krachtsensoren voor robots - we hebben een gemeenschappelijk project lopen om ze in robotica te incorperen. En met Imec ontwikkelen we een nieuwe sensorhuid om afstanden te meten, zodat robots veel sneller maar toch veilig met mensen kunnen werken.”
Het klinkt allemaal alsof er nog een lange weg te gaan is?
“In 2023 zijn er opvallend veel humanoïdebedrijven opgestart. We zitten nu in het begin van de Gartner Hype Cycle, de cyclus die elk nieuw technologisch product doorloopt. De eerste fase in die cyclus is buzz over de innovatie. Daarop volgt de hype met opgeklopte verwachtingen. Na die piek komt de ‘trog van desillusie’: de technologie blijkt minder revolutionair dan gehoopt en de interesse neemt af. In de volgende fase maakt de hype plaats voor realistische toepassingen en praktische implementaties. Uiteindelijk presteert de nieuwe technologie vaak beter dan verwacht of gedacht. We hebben de neiging om de nabije toekomst te overschatten en de verre toekomst te onderschatten. Dat was zo bij de gsm en bij AI, dat zal ook zo zijn voor de zelfrijdende auto en de robots.”
Beelden gemaakt met AI-tool DALL-E
Waar zie je robots meedraaien in die verre toekomst?
“In de zorg, in de horeca, in de land- en tuinbouw… overal waar er volk te kort is. Je moet wel kiezen wat je gaat automatiseren en wat niet. In een woonzorgcentrum zou een robot patiënten kunnen verplaatsen en maaltijden en medicatie rondbrengen. Zo houdt het verzorgend personeel meer tijd over voor menselijk contact.”
“Robots zullen geen jobs afpakken, maar met ons samenwerken”
Ze gaan ons werk niet afpakken?
“We gaan samenwerken. We zijn complementair: robots zijn preciezer en worden nooit moe, mensen zijn creatiever en handiger.”
Gaat iedereen zich een robot kunnen veroorloven?
“Vandaag is een humanoïde robot als een Ferrari: met de hand gemaakt en peperduur. Maar in massaproductie gaan ze even betaalbaar worden als een gewone auto. Die is goedkoop als je bekijkt welke technologie er allemaal inzit.”
Zijn we in Vlaanderen en in Europa klaar voor de robotrevolutie?
“Het onderzoek krijgt veel steun, maar de stap naar startups en ondernemingen is zeer groot, omdat de ontwikkeling van hardware zoveel geld kost. Europa heeft gelukkig nog grote robotfabrikanten zoals ABB, Siemens en Kuka, maar die laatste is onlangs grotendeels in Chinese handen gekomen. We moeten nu de juiste keuzes maken. Economisch en geopolitiek wordt het belangrijk om zowel het design als de productie hier te houden. Je kent het motto van Elon Musk: design is overschat, productie onderschat. De grootste innovatie is niet de Tesla, maar de manier waarop hij tegen een betaalbare prijs geproduceerd wordt. Laat ons niet dezelfde fout maken als vroeger: hier kennis opbouwen, waarmee dan in de Verenigde Staten of China geld mee verdiend wordt en monopolies ontstaan.”
Welke rol speelt de VUB in dit verhaal?
“Onze onderzoeksgroep BruBotics coördineert verschillende Europese onderzoeksprojecten en lanceert spinoffs, in de hoop prikkels te geven aan het ondernemerschap. Anderzijds proberen we ook bij te dragen aan de verschillende facetten van de UN Sustainable Development Goals. Het blijft een hele uitdaging.”
Bio Bram Vanderborght
Prof. dr. ir. Bram Vanderborght is een kind van de VUB, waar hij werktuigbouwkunde studeerde en al op zijn 29ste professor werd. Hij is verbonden aan Imec en lid van BruBotics, het Brussels Human Robotic Research Center. In deze onderzoeksgroep doen acht onderzoeksgroepen van de VUB samen multidisciplinaire research naar menselijke robottechnologie. Die samenwerking tussen verschillende disciplines (van materialenkennis en AI over menselijke fysiologie tot en met sociologie) is uniek in de robotica.