Slimme robot past looppatroon aan op ruw terrein

Een viervoetige robot die zelfstandig zijn looppatroon aanpast aan uitdagende ondergronden: het klinkt als sciencefiction, maar onderzoekers van de University of Leeds en University College London hebben het werkelijkheid gemaakt. Met behulp van kunstmatige intelligentie kan de robot, genaamd Clarence, zich soepel voortbewegen over onbekend terrein. Deze ontwikkeling, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Machine Intelligence, biedt veelbelovende mogelijkheden voor toepassingen in diverse sectoren.

Biologisch geïnspireerd looppatroon

De technologie achter Clarence is gebaseerd op de manier waarop dieren zoals honden, katten en paarden bewegen. Deze dieren passen hun looppatroon instinctief aan om balans te houden, energie te sparen of zich aan te passen aan de omgeving. Op vergelijkbare wijze kan Clarence zelfstandig kiezen of hij draaft, rent of springt, zonder dat dit vooraf in zijn systeem is vastgelegd. Dit maakt hem uitzonderlijk flexibel in vergelijking met traditionele robots, die vaak struikelen over onverwachte obstakels.

Training in een virtuele wereld

Wat deze ontwikkeling extra bijzonder maakt, is dat de robot volledig in een virtuele omgeving is getraind. Door gebruik te maken van deep reinforcement learning kon Clarence duizenden scenario’s tegelijk doorlopen, zonder dat fysieke tests nodig waren. Dit bespaarde niet alleen tijd, maar stelde de onderzoekers ook in staat om complexe situaties te simuleren. Zo leerde de robot om te gaan met ruwe ondergronden zoals ongelijke planken, losse houtsnippers en begroeide paden – allemaal oppervlakken die hij tijdens de training nooit in het echt heeft ervaren.

Flexibiliteit in beweging en aanpassing

De kunstmatige intelligentie achter Clarence combineert drie kenmerken van dierlijke beweging: het wisselen van looppatroon, het onthouden van eerdere acties en het direct reageren op de omgeving. Veel AI-systemen hebben moeite met onverwachte veranderingen, maar Clarence kan halverwege een beweging beslissen om zijn aanpak te wijzigen. Opvallend is dat hij dit allemaal doet zonder camera’s of microfoons. Zijn reacties zijn puur gebaseerd op interne sensoren en slimme algoritmes.

Middenin de test: een uniek looppatroon

Tijdens praktijktests werd Clarence flink op de proef gesteld. Hij moest zich voortbewegen over verschillende soorten terrein en werd zelfs expres uit balans gebracht, bijvoorbeeld door met een bezem tegen zijn poten te duwen. Toch wist hij telkens zijn evenwicht te hervinden. Of hij nu bestuurd werd via een joystick of een vooraf ingestelde route volgde, zijn bewegingen oogden bijna natuurlijk. Dit toont aan hoe geavanceerd de technologie is en hoe dicht de robot bij dierlijke intuïtie komt.

Toepassingen in de praktijk

De mogelijkheden van deze technologie zijn breed. Denk aan rampenbestrijding, waarbij robots zoals Clarence ingezet kunnen worden in gevaarlijke of ontoegankelijke gebieden. Ook in sectoren zoals landbouw, infrastructuurinspectie en zelfs ruimteverkenning kan deze innovatie een grote rol spelen. Professor Shuangyi Zhou van UCL, mede-auteur van de studie, geeft aan dat het doel is om robots te ontwikkelen die zich net zo natuurlijk bewegen als dieren of mensen in de fysieke wereld.

De volgende stappen voor een beter looppatroon

Hoewel Clarence al indrukwekkende prestaties levert, zijn de onderzoekers nog niet klaar. In de toekomst willen ze hem leren klimmen en grotere sprongen maken. Dit zou zijn toepasbaarheid nog verder vergroten, vooral in situaties waar obstakels overwonnen moeten worden. Het aanpassen van het looppatroon blijft daarbij een kernonderdeel van de ontwikkeling, omdat dit de basis vormt voor zijn zelfstandigheid en veelzijdigheid. De weg naar een robot die zich volledig autonoom in elke omgeving kan bewegen, lijkt met deze innovatie weer een stap dichterbij.

Voor meer informatie over de wetenschappelijke basis van dit onderzoek kun je het originele artikel raadplegen via University of Leeds.