Nieuwe 3D ADAR sensor verbetert veiligheid robots

De opkomst van autonome mobiele robots (AMR’s) verandert de manier waarop industrieën zoals logistiek, productie en zelfs gezondheidszorg opereren. Maar terwijl deze robots steeds vaker onze werkruimtes delen, blijft veiligheid een grote uitdaging. Een nieuwe technologie, de 3D ADAR sensor, belooft niet alleen de veiligheid van deze machines te verbeteren, maar ook de kosten drastisch te verlagen. Wat maakt deze sensor zo bijzonder, en waarom kan dit mogelijk een doorbraak betekenen voor robotontwerpers?

Wat is 3D ADAR en hoe werkt het?

De 3D ADAR sensor, ontwikkeld door het Noorse bedrijf Sonair, maakt gebruik van ultrasone technologie om een driedimensionaal beeld van de omgeving te creëren. ADAR staat voor Acoustic Detection and Ranging en verschilt fundamenteel van traditionele systemen zoals LiDAR. Terwijl LiDAR lichtgolven gebruikt, zendt 3D ADAR ultrasone golven uit en analyseert de teruggekaatste signalen met behulp van beamforming. Dit stelt de sensor in staat om objecten in een bereik van 180×180 graden tot vijf meter afstand te detecteren, met een resolutie van één centimeter.

In tegenstelling tot de bekende parkeersensoren in auto’s, die slechts in één richting afstand meten, biedt 3D ADAR een volledig x, y, z-coördinatensysteem. Dit maakt het mogelijk om een gedetailleerd 3D-beeld te vormen van de omgeving, wat vooral waardevol is in dynamische settings zoals magazijnen of ziekenhuizen. Maar hoe verhoudt deze technologie zich tot de huidige standaarden, en waarom is het nodig?

De beperkingen van 2D LiDAR

Veel autonome robots vertrouwen momenteel op 2D LiDAR-systemen voor obstakeldetectie. Deze systemen hebben echter aanzienlijke beperkingen. Ze scannen slechts een smalle, tweedimensionale laag van de omgeving, meestal op een hoogte van ongeveer 20 centimeter. Dit betekent dat objecten boven of onder dit vlak – zoals overhangende kabels, lage obstakels of zelfs een persoon die voorover leunt – onopgemerkt blijven. Daarnaast heeft LiDAR moeite met het detecteren van transparante of reflecterende oppervlakken, zoals glas of spiegels, wat veiligheidsrisico’s oplevert in complexe omgevingen.

Een ander nadeel is de kostprijs. De sensorpakketten van AMR’s, vaak bestaande uit meerdere LiDAR’s en camera’s, kunnen tot 30% van de totale robotkosten uitmaken, soms wel € 8000 per robot. Dit vormt een barrière voor bredere adoptie van autonome robots, vooral in sectoren waar budgetten beperkt zijn.

Kostenbesparing en verbeterde veiligheid

De 3D ADAR sensor van Sonair biedt een oplossing die zowel kosteneffectief als technisch superieur is. Volgens recente berichten kan deze sensor de kosten van een sensorpakket met 50% tot 80% verlagen in vergelijking met traditionele 2D LiDAR-systemen. Een typisch 2D LiDAR-pakket kost rond de € 4000, terwijl vier 3D ADAR sensoren – die samen een 360-graden dekking bieden – ongeveer € 4000 kosten.

Bovendien is de 3D ADAR sensor compacter en energiezuiniger dan LiDAR, wat ontwerpers meer vrijheid geeft bij het ontwikkelen van slanke, efficiënte robots. De sensor is ook robuust in uitdagende omstandigheden, zoals stoffige of slecht verlichte ruimtes, waar LiDAR vaak faalt. Sonair heeft daarnaast aangekondigd dat de sensor tegen eind 2025 volledige veiligheidsertificering (IEC 61508 en SIL2) zal behalen, wat de toepassing in streng gereguleerde industrieën mogelijk maakt. Gebruikers kunnen na certificering een firmware-update downloaden om de sensor up-to-date te houden.

Toepassingen 3D ADAR buiten mobiele robots

Hoewel de 3D ADAR sensor voornamelijk is ontwikkeld voor autonome mobiele robots, strekken de toepassingen zich verder uit. Industriële robotarmen kunnen bijvoorbeeld profiteren van de sensor om menselijke aanwezigheid in hun werkruimte te detecteren, waardoor ongelukken worden voorkomen. In de opkomende markt van humanoïde robots, die steeds vaker in huishoudelijke of zorgsettings worden ingezet, kan 3D ADAR helpen om botsingen met mensen of objecten te vermijden.

De technologie is ook compatibel met andere sensoren, zoals camera’s, voor een geïntegreerde aanpak. Door 3D ADAR te combineren met visuele systemen, kunnen robots niet alleen obstakels detecteren, maar ook navigeren met behulp van low-cost visuele SLAM-technologie (Simultaneous Localization and Mapping). Dit opent de deur naar een toekomst waarin sensorfusie de norm wordt.

Een groeiende markt en toekomstperspectieven

De markt voor autonome mobiele robots groeit snel. Volgens analisten van Interact Analysis steeg de wereldwijde markt in 2023 met 27% naar een waarde van $4,5 miljard. Deze groei wordt gedreven door personeelstekorten en de behoefte aan efficiëntere processen in sectoren zoals logistiek en productie. De 3D ADAR sensor speelt in op deze trend door een betaalbare en veilige oplossing te bieden, wat de adoptie van AMR’s verder kan versnellen.

Sonair heeft recent $6,8 miljoen aan financiering opgehaald, geleid door Skyfall Ventures, om de technologie verder te ontwikkelen en wereldwijd uit te rollen. Het bedrijf heeft al een Early Access Program gelanceerd, waarbij bedrijven zoals Solwr en wheel.me de sensor testen in echte magazijnomgevingen. De feedback van deze testers benadrukt de robuustheid en gebruiksvriendelijkheid van de sensor, zelfs in stoffige of vochtige omstandigheden.

Uitdagingen en verwachtingen 3D ADAR technologie

Ondanks de veelbelovende vooruitzichten zijn er uitdagingen. Sommige industrieën hebben aanvankelijk scepsis geuit over ultrasone sensoren, vaak gebaseerd op ervaringen met oudere, minder geavanceerde technologieën. Sonair heeft deze twijfels echter weerlegd door de superieure prestaties van 3D ADAR te demonstreren in testprogramma’s.

Met de geplande commerciële release later dit jaar en de aankomende veiligheidsertificering lijkt 3D ADAR klaar om een nieuwe standaard te zetten in de robotica.