Robot leert assembleren

Bij kleine en middelgrote reeksen loont het vaak niet om assemblageprocessen te automatiseren omdat het programmeren van robots voor deze complexe taken te veel tijd en dus ook geld kost. Een nieuw onderzoeksproject aan het Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation wil hieraan verhelpen door de programmatie van de robots zelf ook te automatiseren.

De sleutel in het nieuwe “Rob-aKademI” project aan het Fraunhofer Instituut is – hoe kan het ook anders – artificiële intelligentie. Met reinforcement learning hoopt men te bekomen dat een robot grotendeels zelf in staat zou zijn om zijn eigen programma te schrijven.

De techniek van reinforcement learning bestaat erin dat een systeem een uitgangspunt krijgt en een situatie die het moet bereiken. Vervolgens wordt een algoritme toegepast dat het systeem via trial & error zelf een weg laat zoeken tussen beide posities.

Bij het programmeren van een robot mag men die posities letterlijk interpreteren als opeenvolgende posities van de robot. Maar bij assemblage kan het evengoed om de verschillende stappen in het proces gaan. Uitgangspositie is bijvoorbeeld dat er een dopje op een tafel ligt met als doel dat het dopje bovenop een fles moet komen te staan. Het is dan aan de robotsturing om opeenvolgende stappen te verzinnen waarmee die klus geklaard kan worden.

In die trial & error fase kan de robotsturing dankbaar gebruikmaken van de mogelijkheden die digital twins vandaag bieden. In plaats van fysiek aan de slag te gaan kan de sturing in een gesimuleerde omgeving ontdekken wat mogelijk is en hoe een doel bereikt kan worden. Dat gaat niet alleen sneller maar zorgt er ook voor dat de robot geen ongelukken veroorzaakt.

Voor een aantal specifieke taken, zoals het maken van verbindingen, kan de robot een beroep doen op algoritmes als “Force-controlled Joining” en “Snap-on Joints” die eerder al aan het Fraunhofer Instituut ontwikkeld werden.

De ambitie is dat een robot uiteindelijk aan de hand van CAD-tekeningen van een product en zijn componenten zelf een methode voor assemblage zou kunnen ontwikkelen en die nadien uiteraard ook toepassen. Heel wat monotone en soms ook gevaarlijke taken kunnen immers perfect door robots uitgevoerd worden maar vragen vandaag gewoon teveel werk om ze te programmeren. Tegelijk zou de oplossing ook de mogelijkheid bieden om producten meer te individualiseren waarbij voor elk aangepast ontwerp automatisch een aangepast assemblageprogramma gegenereerd kan worden.

© Productivity.be, 07/09/2020, Foto: Fraunhofer Instituut