Swarming Robots: afgekeken van de natuur

Robots die zich gedragen als een zwerm. Een zwerm waarvan een of meerdere robots iets detecteren en dan gezamenlijk een actie ondernemen. Toekomstmuziek? Eng?

We praten op de Campus van RDM Rotterdam met Wilco Braam, hoofddocent Onderzoek & Innovatie bij Hogeschool Rotterdam, over de zogenaamde ‘swarming robots.’ “Stel je eens voor” zegt hij, “een centrale waterdrone, een aquabot, die als een soort moedereend een zwerm andere aquabots als de kuikens om zich heen heeft. Samen varen ze op een rivier, om bijvoorbeeld de bodemgesteldheid van die rivier in kaart te brengen. Als een lid van de zwerm, of het nou de moedereend of een van de kuikens is, iets opmerkt, krijgt de rest een seintje.”

Het bovenstaande is een gesimplificeerde weergave van het begrip ‘swarming robots’, in slecht Nederlands ‘zwermende robots.’ Het idee is rechtstreeks afkomstig uit de natuur, waar sociale insecten en vogels een soort gecontroleerd zwermgedrag kunnen vertonen. Het centrale insect of de centrale vogel, en in dit geval dus de centrale aquabot, wijst de andere insecten, vogels of aquabots de weg. In het begin werken de ‘kuikens’ semi-autonoom, maar na verloop van tijd kunnen ze volledig zelfstandig hun werk doen. Ze zijn dus zelflerend.

Trucjes uit de natuur toepassen in het dagelijks leven, het zogenaamde bio-mimicry, is natuurlijk niet nieuw. Denk aan klittenband (gebaseerd op de haakjes aan de uiteinden van de bladeren van de – geen geintje – Klit-plant) en het Fastskin haaienpak dat verschillende zwemmers op de Olympische Spelen van 2000 droegen. Geïnspireerd op de huid van een haai en na die Spelen ook niet meer toegestaan. De zwemmers die zo’n pak droegen, zwommen te hard!

Te land, ter zee en in de lucht

De toepassingen van swarming robots zijn legio. Behalve het in kaart brengen van de bodemgesteldheid van rivieren zijn de zwermrobots bijvoorbeeld uitermate geschikt om in een rivier te worden ‘losgelaten’ en ze er paar een kilometer verder weer uit te vissen. Ze hebben in die paar kilometer met z’n allen ontzettend veel formatie over dingen als stroming en watervervuiling verzameld. 

Een andere toepassing van swarming robots is het gebruik in rampgebieden. Robots kunnen op plaatsten komen waar reddingswerkers hun leven niet veilig zijn. Ze kunnen daar ter plekke door middel van infraroodsensors bepalen of er ter plaatste nog levende slachtoffers zijn. Met de informatie die ze verzamelen kunnen de reddingswerkers de risico’s bepalen voor een reddingsactie.

In de lucht kunnen de robotzwermen de luchtkwaliteit meten. Of worden ingezet bij inbraakpreventie. En op de weg zijn er zelfs plannen om in Rotterdam Europoort, tussen de Eerste en Tweede Maasvlakte en de terminals, autonome vrachtwagens te gaan laten rijden volgens het platooning-principe.

Natuurlijk zijn er ook wat meer controversiële manieren op swarming robots te gebruiken. Ze kunnen bijvoorbeeld een zelfstandig leger vormen. De Amerikaanse marine heeft een zwerm autonoom varende robots getest, die kunnen sturen en offensieve acties kunnen ondernemen, zonder tussenkomst van buitenaf. Deze soort swarming robots kan worden bewapend om zodoende vijandelijke schepen af te kunnen schrikken en eventueel te vernietigen.

In alle voorbeelden geldt hetzelfde: Door de constante stroom van informatie tussen de leden van de zwerm wordt een enorme hoeveelheid Big Data opgebouwd.

Wat vindt Wilco Braam eigenlijk van de discussie over het gevaar van zelflerende robots? “Deze discussie kan niet vroeg genoeg beginnen. De mens moet belangrijk blijven om de techniek te besturen en beheersen. De processoren en algoritmes van zelflerende robots hebben een enorme kracht en snelheid, deze wordt steeds groter.  Die kracht kan de mens niet aan. Als voorbeeld: een paar weken geleden heeft een zelflerend algoritme de beste go-spelers ter wereld verslagen.”

Hij vervolgt: “Bij ons op de campus gaat het erom vrij ‘domme’ robots te ontwikkelen, die simpele taken kunnen uitvoeren, maar wel met grote impact. Daarnaast zijn we ook heel veel bezig met circulaire economie: wat is de impact van robots op de omgeving en wat kost het als er iets mis gaat.”

Door: Walter Kooren