Onderzoeker Martijn Wisse (Technische Universiteit Delft) is er maar gewoon eerlijk over. Het energieverbruik van de nieuwe robot die hij heeft gemaakt is ‘ronduit vreselijk’, en het feit dat de machine nog nooit verder is gekomen dan 22 stappen ‘heel beschamend’. Maar toch: Denise de robot kan een ommekeer teweegbrengen in het onderzoek naar lopende robots. “Het enige dat ze weet, is of haar ene of haar andere voet de grond raakt. En toch is dat genoeg om te lopen.” Lopen op twee benen is berucht moeilijk als je een robot bent. Machines die hun ene been optillen, hebben namelijk de hardnekkige neiging om om te vallen. Een lachwekkend voorbeeld is wat dat betreft Honda’s mensachtige robot Asimo. Die loopt weliswaar als een kievit, maar alleen omdat hij is omhangen met krachtige computers, accu’s en gyroscopen. Het bakbeest weegt ruim vijftig kilo en gebruikt zestien keer zoveel energie als een mens. Het kan ook simpeler, ontdekten Amerikaanse en Nederlandse onderzoekers in de jaren negentig. Een mens gebruikt bij het lopen ook maar kleine stootjes spierkracht, en alleen om zijn benen in beweging te zetten. De rest gaat vanzelf, met dank aan de zwaartekracht. Een wandelaar valt eigenlijk voortdurend voorover, en laat zijn benen en armen meezwaaien, als de slinger van een slingeruurwerk. Lopen is gecontroleerd vallen. Denise is de achtste Delftse robot die dit principe uitbaat. De meeste voorgangers waren stijve apparaten die dikwijls vier benen hadden, maar Denise is letterlijk en figuurlijk een grote stap vooruit. De robot heeft twee benen, een bovenlijf, enkelgewrichten en beweegbare knieën – vandaar de naam Denise (‘the knees’). De looprobot bedient haar benen vanuit de heupen, met behulp van rubberen namaakspieren op perslucht. Raakt voet nummer één de grond, dan wordt voet nummer twee aangezet. Zo slingerend waart Denise al enige tijd rond door de gangen van de Technische Universiteit Delft. Denise’s armen waren aanvankelijk bedoeld om omvallen te voorkomen, maar zijn eigenlijk niet helemaal nodig. “Ze zitten er nu voor de sier,” zegt Wisse. “Ze zijn te licht om als contragewicht te dienen. En we hebben ontdekt dat onze robot veel stabiliteit ontleent aan zijn enkels.” Ook het blauwe emmertje zit er vooral voor de lol. “Het ziet er zo stom uit als je er géén hoofd op doet.” Dat de robot extreem veel energie gebruikt, komt door het gebruik van perslucht dat onder zeer hoge druk wordt meegenomen. Het zij de onderzoekers vergeven: het ging ze niet zozeer om een energiezuinige, maar om een lopende robot. De Delftenaren hopen het probleem op te lossen door elektromotoren te gebruiken, in plaats van rubberen spieren. Een grotere onhebbelijkheid van Denise is dat ze al na een pas of twintig uit balans raakt – of tegen een muur loopt, wat op zich wel weer vergeeflijk is voor een robot zonder ogen. “Het is erg vervelend dat we steeds moeten zeggen dat haar record op 22 passen staat,” zegt Wisse. “We denken dat het te maken heeft met kleine oneffenheden op de vloer. Maar het moet natuurlijk beter, robuuster.” Denise wordt deze week in het vakblad Science gepresenteerd, samen met twee looprobots van Amerikaanse makelij. Het technologie-instituut MIT, ooit beroemd vanwege het ‘leg lab’ voor robotbenen, komt met een robot vol zelflerende software. Daardoor past hij zich aan aan het terrein waarop hij loopt. De Cornell Universiteit intussen presenteert een tweevoeter die extreem energiezuinig is: net zo efficiënt als een mens. De Delftse onderzoekers werken al jaren nauw samen met de Amerikanen. Vandaar dat er sprake is van een zekere taakverdeling. De met de benen slingerende robots (‘passief-dynamische lopers’) werden in 1990 ‘ontdekt’ door de Amerikaanse ingenieur Tad McGeer. In een baanbrekende publicatie beschreef McGeer de wiskunde van speelgoedpoppetjes die uit zichzelf een helling afwandelen, terwijl hun benen beurtelings naar voren zwaaien door de zwaartekracht. Dergelijke speeltjes bestaan al zeker honderd jaar. In een persverklaring vergelijkt robotbouwer Andy Ruina de huidige ontwikkelingen met de uitvinding van de eerste vliegtuigen. “We volgen het voorbeeld van de gebroeders Wright, die eerst zorgvuldig zweefvliegtuigen bestudeerden, en uiteindelijk een motor toevoegden om een vliegtuig te verkrijgen. Wij bestuderen speelgoed, en vervangen de zwaartekracht door een motortje.” Wisse en collega’s hebben inmiddels een onderzoeksvoorstel ingediend voor de oprichting van een groot, interdisciplinair onderzoeksproject voor onderzoek naar mensachtige robots. Denise moet niet alleen beter leren lopen, ze moet ook ogen krijgen, hersens om patronen en situaties te herkennen en handen om allerlei handelingen te verrichten – kortom, ze moet menselijker worden. “We zijn van plan om een belangrijke speler te worden op het wereldtoneel,” zegt Wisse. “Nederland heeft het in zich om een echt robotland te worden.” Maarten Keulemans Steve Collins, Andy Ruina, Russ Tedrake en Martijn Wisse: ‘Efficient bipedal robots based on passive-dynamic walkers’. In: Science, Vol. 307, 1082-1085 (2005).