Het manipuleren van een ruimte-arm is goed beschouwd een rotklus. Om de pijn te verzachten programmeerde dr.ir. Paul Breedveld aan de faculteit Werktuigbouw en Maritieme Techniek een besturing met een geheel nieuw smoel.
Zijn opmerkelijke promotiewerk werd met lof ontvangen.
1 De operator van een ruimte-arm waant zich meer een hengelaar dan een kraanbediener.
Iets dat eigenlijk aan het lichaam van een wandelende tak hoort te zitten, daar hebben robotarmen in de ruimtevaart nog het meeste van weg. De vederlichte stengels lijken in niets op hun aardse industriële vakbroeders, die zowel qua postuur als wat kracht betreft vaak vele malen meer uit de kluiten zijn gewassen.
Van een ruimte-arm wordt dan ook weinig inspanning gevraagd; in een baan om de aarde wegen vrachtjes immers niets. Het enige dat bij hun ontwerp gewicht in de schaal legt, is hun eigen gewicht: voor elke kilo die de ruimte in gaat, moet een fortuin aan brandstof worden verstookt.
Gevolg is, dat de operator van zo’n arm zich meer een hengelaar dan een kraanbediener waant. Zowel op de tekentafel als in de praktijk overbruggen de armen doorgaans afstanden van wel tien tot twintig meter. Zelfs het gebruik van de stijfste materialen, zoals de lichtgewichte koolstofvezel, kan daardoor niet verhinderen dat elke beweging eindigt in een slungelig gezwabber dat langzaam uitdempt. Het besturen van de armen is hierdoor een slopende bezigheid.
De remedie hiertegen zocht Breedveld in een slimmer besturings-interface. De door hem ontwikkelde ideeën, door hun originaliteit niet onopgevallen gebleven in het ruimtewereldje, zijn door de onderzoekscommissie cum laude beloond.
Risicoloos
De echte technofiel mag er misschien minnetjes over denken, maar de enige op dit moment werkzame ruimte-arm, aan boord van de Space Shuttle, werkt louter op handbediening. Wereldwijd zijn nog drie andere armen in de maak – alle bedoeld voor het inmiddels veelbesproken (en -bekritiseerde) internationale ruimtestation Alpha – die er niet veel zelfstandiger op zullen worden.
Werken met ruimtetechnologie is in de eerste plaats werken met robuuste technologie. De moderne besturingsmogelijkheden zijn veelbelovend, zoals besturing op bevel (,,beweeg naar het staartvlak”, ,,plaats het voorwerp op die positie”) of zelfs volautomatisch uitgevoerde karweitjes. Maar hoe veelbelovend ook, alles wat onder onbarmhartige omstandigheden op 324 km boven het aardoppervlak tegen miljoenenbudgetten wordt uitgevoerd, dient zo risicoloos mogelijk te gebeuren.
Om dezelfde reden aarzelt men het besturingsprobleem met state-of-the-art technologie te lijf te gaan. Tenminste, wanneer het de armen zelf betreft. De controlemechanismen diede stuurcommando’s in schouder-, elleboog- en polsgewrichtbewegingen omzetten bijvoorbeeld, zijn te simpel uitgevoerd om het gezwabber actief te kunnen dempen. En enkelvoudige camera’s geven een eenvoudig, tweedimensionaal beeld door, waardoor de operator (die vaak geen zicht op de arm zelf heeft) maar moeizaam diepte kan schatten.
Maar de dempingen tegengaan met speciale computeralgoritmen? Of nieuwe, maar ongeteste stereocamera’s gebruiken? Dan liever de bediening combineren met engelengeduld. Aan het front is het veiliger om te vertrouwen op een houten poot dan op een complexe prothese.
Camerabeeld
Waar hoogwaardige technologie wel om de hoek kwam kijken, was bij Breedvelds onderzoeksvoorstel zelf. Op een snelle, speciaal voor zijn onderzoek aangeschafte Silicon Graphics machine, simuleerde hij het beeld van de camera wanneer die gemonteerd is op de hand van een flexibele robotarm – en alle nukken die daar bij horen. Groot voordeel ten opzichte van andere onderzoeksvoorstellen was dat Breedveld met zijn virtuele proefopstelling geen gekunstelde foefjes nodig had om met de factor zwaartekracht af te rekenen. Integendeel; zwaartekracht in een gesimuleerde computerwereld is iets waarvoor moeite moet worden gedaan.
Hoe, stelde Breedveld zich als belangrijkste vraag, kan een operator met behulp van het camerabeeld de robothand zo gericht mogelijk op een doel af sturen, wanneer de omgeving rond het doel maar weinig visuele clues weggeeft? Bestaande interface-technieken toonden hiertoe een wat druk ogend samenspel van vierkanten, lijnen, cijfers en schaalverdelingen. Dwars over het camerabeeld geprojecteerd gaf dat de actuele snelheid, afstand, oriëntatie en rotatie van de robothand tot het doel weer. Hoewel er met deze beproefde projectietechniek, afkomstig uit de luchtvaart, in principe niets mis is, doet het denken aan tegelijkertijd zowel naar een barst in de badkamerspiegel als naar je eigen spiegelbeeld proberen te kijken.
Breedveld zocht een projectie, die veel meer intuïtief en geïntegreerd zou werken: help de operator zijn weg te vinden, door de scene van het camerabeeld slim te voorzien van een of meer niet-bestaande, computergegenereerde voorwerpen.
Doosje
Voor dit idee stond, verrassend genoeg, een robotarm model: de European Robot Arm (ERA), in aanbouw bij Fokker Space BV, die zich nuttig zal maken op de Russische module van het ruimtestation Alpha. Deze arm weet namelijk wel degelijk zijn positie tot een doel te bepalen. Dat doet hij dankzij speciaal boven het doel aangebrachte, stipvormige markeringen en wat toegesneden beeldherkenningssoftware – beide projectietechnieken zouden anders geen actuele positiegegevens kunnen prijsgeven.
Het resultaat van Breedvelds speurtocht heet de PyramidDisplay. Recht boven het doel, dat in zijn simulatie veel weg heeft van een luikje in een wand, tekent de computer een open, driedimensionaal doosje, waarin een piramide zit. Recht boven het uiteinde van de robothand, en op even grote afstand als het doosje boven het doel is geplakt, zweeft een gekleurd, doorzichtig glasplaatje.
Wat bij het sturen van de hand naar het doel gebeurt, is het volgende: eerst helpen de wanden van het doosje de operator zo recht mogelijk op het doel af te vliegen. Wie zo recht mogelijk in een doosje probeert te kijken, komt met zijn hoofd immers loodrecht boven het middelpunt van de bodem uit. Zodra het erom gaat spannen, bij voldoende dichte nadering, neemt de virtuele doorsnijding van de piramide met het glasplaatje de begeleiding over: des te vierkanter de doorsnijding, des te rechter de arm zich voor het doel bevindt. Door plaatje en piramidebasis tenslotte met tact te doen samenvallen, is het contact tussen arm en doel gelegd.
Spaceball
Minstens even oorspronkelijk is Breedvelds antwoord op de besturing van de zwabberende arm. Voorheen waren alle ogen gericht op het vooraf proberen te voorspellen van de positie, waar de onbetrouwbare arm na elk stuurcommando ongeveer zou uitkomen. Breedveld draaide de rollen handig om. Zijn interface stuurt de virtuele arm al bij voorbaat doelbewust naar de gewenste plek, en laat de echte arm daar in zijn eigen tempo naartoe sukkelen. De operator is verzekerd van het traject dat de arm punt voor punt zal afleggen, en hoeft alleen aan het einde van de manoeuvre alert te zijn voor botsingen. Breedveld: ,,Het scheelde maar anderhalve regel in de software”.
Ook het instrument waarmee de arm bestuurd wordt, de peperdure Spaceball, is uniek. Gebruikelijk zijn armbesturingen waarin rechtlijnige bewegingen en draaibewegingen gescheiden zijn. Een Spaceball daarentegen, een weerbarstige bol rubber op een staaf, registreert alle duw-, draai- en trekkrachten die erop worden uitgeoefend, waardoor het lijkt of de robotarm letterlijk bij de hand wordt genomen. ,,Wel heb ik de simulatie zo geprogrammeerd dat het glasplaatje rood oplicht bij te hard drukken”, waarschuwt Breedveld.
Geen overbodige luxe. Een snelle proef op de som toont nadrukkelijk veel rood op het scherm. Testen met proefpersonen wezen uit, dat de Pyramid Display het manipuleren van de arm aanzienlijk sneller en prettiger doet verlopen dan met de methode uit de luchtvaart; vooral wanneer kunstmatig vertragingen werden geïntroduceerd, zoals bij radiografische besturing over grote afstanden. Dat men ook op andere terreinen van robotbesturing met zijn ideeën aan de haal zal gaan, lijkt hem niet uitgesloten. ,,Denk aan telemanipulators in nucleaire reactoren, de diepzee of endoscopische chirurgie.”
De proefopstelling zal in de letterlijke vorm niet bij een ruimtevaartorganisatie terecht komen; en patenten heeft hij niet aangevraagd. Wat op de faculteit achterblijft, is mooi speelgoed voor een volgende promovendus. Breedvelds point is gemaakt.
,
Het manipuleren van een ruimte-arm is goed beschouwd een rotklus. Om de pijn te verzachten programmeerde dr.ir. Paul Breedveld aan de faculteit Werktuigbouw en Maritieme Techniek een besturing met een geheel nieuw smoel. Zijn opmerkelijke promotiewerk werd met lof ontvangen.
1 De operator van een ruimte-arm waant zich meer een hengelaar dan een kraanbediener.
Iets dat eigenlijk aan het lichaam van een wandelende tak hoort te zitten, daar hebben robotarmen in de ruimtevaart nog het meeste van weg. De vederlichte stengels lijken in niets op hun aardse industriële vakbroeders, die zowel qua postuur als wat kracht betreft vaak vele malen meer uit de kluiten zijn gewassen.
Van een ruimte-arm wordt dan ook weinig inspanning gevraagd; in een baan om de aarde wegen vrachtjes immers niets. Het enige dat bij hun ontwerp gewicht in de schaal legt, is hun eigen gewicht: voor elke kilo die de ruimte in gaat, moet een fortuin aan brandstof worden verstookt.
Gevolg is, dat de operator van zo’n arm zich meer een hengelaar dan een kraanbediener waant. Zowel op de tekentafel als in de praktijk overbruggen de armen doorgaans afstanden van wel tien tot twintig meter. Zelfs het gebruik van de stijfste materialen, zoals de lichtgewichte koolstofvezel, kan daardoor niet verhinderen dat elke beweging eindigt in een slungelig gezwabber dat langzaam uitdempt. Het besturen van de armen is hierdoor een slopende bezigheid.
De remedie hiertegen zocht Breedveld in een slimmer besturings-interface. De door hem ontwikkelde ideeën, door hun originaliteit niet onopgevallen gebleven in het ruimtewereldje, zijn door de onderzoekscommissie cum laude beloond.
Risicoloos
De echte technofiel mag er misschien minnetjes over denken, maar de enige op dit moment werkzame ruimte-arm, aan boord van de Space Shuttle, werkt louter op handbediening. Wereldwijd zijn nog drie andere armen in de maak – alle bedoeld voor het inmiddels veelbesproken (en -bekritiseerde) internationale ruimtestation Alpha – die er niet veel zelfstandiger op zullen worden.
Werken met ruimtetechnologie is in de eerste plaats werken met robuuste technologie. De moderne besturingsmogelijkheden zijn veelbelovend, zoals besturing op bevel (,,beweeg naar het staartvlak”, ,,plaats het voorwerp op die positie”) of zelfs volautomatisch uitgevoerde karweitjes. Maar hoe veelbelovend ook, alles wat onder onbarmhartige omstandigheden op 324 km boven het aardoppervlak tegen miljoenenbudgetten wordt uitgevoerd, dient zo risicoloos mogelijk te gebeuren.
Om dezelfde reden aarzelt men het besturingsprobleem met state-of-the-art technologie te lijf te gaan. Tenminste, wanneer het de armen zelf betreft. De controlemechanismen diede stuurcommando’s in schouder-, elleboog- en polsgewrichtbewegingen omzetten bijvoorbeeld, zijn te simpel uitgevoerd om het gezwabber actief te kunnen dempen. En enkelvoudige camera’s geven een eenvoudig, tweedimensionaal beeld door, waardoor de operator (die vaak geen zicht op de arm zelf heeft) maar moeizaam diepte kan schatten.
Maar de dempingen tegengaan met speciale computeralgoritmen? Of nieuwe, maar ongeteste stereocamera’s gebruiken? Dan liever de bediening combineren met engelengeduld. Aan het front is het veiliger om te vertrouwen op een houten poot dan op een complexe prothese.
Camerabeeld
Waar hoogwaardige technologie wel om de hoek kwam kijken, was bij Breedvelds onderzoeksvoorstel zelf. Op een snelle, speciaal voor zijn onderzoek aangeschafte Silicon Graphics machine, simuleerde hij het beeld van de camera wanneer die gemonteerd is op de hand van een flexibele robotarm – en alle nukken die daar bij horen. Groot voordeel ten opzichte van andere onderzoeksvoorstellen was dat Breedveld met zijn virtuele proefopstelling geen gekunstelde foefjes nodig had om met de factor zwaartekracht af te rekenen. Integendeel; zwaartekracht in een gesimuleerde computerwereld is iets waarvoor moeite moet worden gedaan.
Hoe, stelde Breedveld zich als belangrijkste vraag, kan een operator met behulp van het camerabeeld de robothand zo gericht mogelijk op een doel af sturen, wanneer de omgeving rond het doel maar weinig visuele clues weggeeft? Bestaande interface-technieken toonden hiertoe een wat druk ogend samenspel van vierkanten, lijnen, cijfers en schaalverdelingen. Dwars over het camerabeeld geprojecteerd gaf dat de actuele snelheid, afstand, oriëntatie en rotatie van de robothand tot het doel weer. Hoewel er met deze beproefde projectietechniek, afkomstig uit de luchtvaart, in principe niets mis is, doet het denken aan tegelijkertijd zowel naar een barst in de badkamerspiegel als naar je eigen spiegelbeeld proberen te kijken.
Breedveld zocht een projectie, die veel meer intuïtief en geïntegreerd zou werken: help de operator zijn weg te vinden, door de scene van het camerabeeld slim te voorzien van een of meer niet-bestaande, computergegenereerde voorwerpen.
Doosje
Voor dit idee stond, verrassend genoeg, een robotarm model: de European Robot Arm (ERA), in aanbouw bij Fokker Space BV, die zich nuttig zal maken op de Russische module van het ruimtestation Alpha. Deze arm weet namelijk wel degelijk zijn positie tot een doel te bepalen. Dat doet hij dankzij speciaal boven het doel aangebrachte, stipvormige markeringen en wat toegesneden beeldherkenningssoftware – beide projectietechnieken zouden anders geen actuele positiegegevens kunnen prijsgeven.
Het resultaat van Breedvelds speurtocht heet de PyramidDisplay. Recht boven het doel, dat in zijn simulatie veel weg heeft van een luikje in een wand, tekent de computer een open, driedimensionaal doosje, waarin een piramide zit. Recht boven het uiteinde van de robothand, en op even grote afstand als het doosje boven het doel is geplakt, zweeft een gekleurd, doorzichtig glasplaatje.
Wat bij het sturen van de hand naar het doel gebeurt, is het volgende: eerst helpen de wanden van het doosje de operator zo recht mogelijk op het doel af te vliegen. Wie zo recht mogelijk in een doosje probeert te kijken, komt met zijn hoofd immers loodrecht boven het middelpunt van de bodem uit. Zodra het erom gaat spannen, bij voldoende dichte nadering, neemt de virtuele doorsnijding van de piramide met het glasplaatje de begeleiding over: des te vierkanter de doorsnijding, des te rechter de arm zich voor het doel bevindt. Door plaatje en piramidebasis tenslotte met tact te doen samenvallen, is het contact tussen arm en doel gelegd.
Spaceball
Minstens even oorspronkelijk is Breedvelds antwoord op de besturing van de zwabberende arm. Voorheen waren alle ogen gericht op het vooraf proberen te voorspellen van de positie, waar de onbetrouwbare arm na elk stuurcommando ongeveer zou uitkomen. Breedveld draaide de rollen handig om. Zijn interface stuurt de virtuele arm al bij voorbaat doelbewust naar de gewenste plek, en laat de echte arm daar in zijn eigen tempo naartoe sukkelen. De operator is verzekerd van het traject dat de arm punt voor punt zal afleggen, en hoeft alleen aan het einde van de manoeuvre alert te zijn voor botsingen. Breedveld: ,,Het scheelde maar anderhalve regel in de software”.
Ook het instrument waarmee de arm bestuurd wordt, de peperdure Spaceball, is uniek. Gebruikelijk zijn armbesturingen waarin rechtlijnige bewegingen en draaibewegingen gescheiden zijn. Een Spaceball daarentegen, een weerbarstige bol rubber op een staaf, registreert alle duw-, draai- en trekkrachten die erop worden uitgeoefend, waardoor het lijkt of de robotarm letterlijk bij de hand wordt genomen. ,,Wel heb ik de simulatie zo geprogrammeerd dat het glasplaatje rood oplicht bij te hard drukken”, waarschuwt Breedveld.
Geen overbodige luxe. Een snelle proef op de som toont nadrukkelijk veel rood op het scherm. Testen met proefpersonen wezen uit, dat de Pyramid Display het manipuleren van de arm aanzienlijk sneller en prettiger doet verlopen dan met de methode uit de luchtvaart; vooral wanneer kunstmatig vertragingen werden geïntroduceerd, zoals bij radiografische besturing over grote afstanden. Dat men ook op andere terreinen van robotbesturing met zijn ideeën aan de haal zal gaan, lijkt hem niet uitgesloten. ,,Denk aan telemanipulators in nucleaire reactoren, de diepzee of endoscopische chirurgie.”
De proefopstelling zal in de letterlijke vorm niet bij een ruimtevaartorganisatie terecht komen; en patenten heeft hij niet aangevraagd. Wat op de faculteit achterblijft, is mooi speelgoed voor een volgende promovendus. Breedvelds point is gemaakt.
Het manipuleren van een ruimte-arm is goed beschouwd een rotklus. Om de pijn te verzachten programmeerde dr.ir. Paul Breedveld aan de faculteit Werktuigbouw en Maritieme Techniek een besturing met een geheel nieuw smoel. Zijn opmerkelijke promotiewerk werd met lof ontvangen.
1 De operator van een ruimte-arm waant zich meer een hengelaar dan een kraanbediener.
Iets dat eigenlijk aan het lichaam van een wandelende tak hoort te zitten, daar hebben robotarmen in de ruimtevaart nog het meeste van weg. De vederlichte stengels lijken in niets op hun aardse industriële vakbroeders, die zowel qua postuur als wat kracht betreft vaak vele malen meer uit de kluiten zijn gewassen.
Van een ruimte-arm wordt dan ook weinig inspanning gevraagd; in een baan om de aarde wegen vrachtjes immers niets. Het enige dat bij hun ontwerp gewicht in de schaal legt, is hun eigen gewicht: voor elke kilo die de ruimte in gaat, moet een fortuin aan brandstof worden verstookt.
Gevolg is, dat de operator van zo’n arm zich meer een hengelaar dan een kraanbediener waant. Zowel op de tekentafel als in de praktijk overbruggen de armen doorgaans afstanden van wel tien tot twintig meter. Zelfs het gebruik van de stijfste materialen, zoals de lichtgewichte koolstofvezel, kan daardoor niet verhinderen dat elke beweging eindigt in een slungelig gezwabber dat langzaam uitdempt. Het besturen van de armen is hierdoor een slopende bezigheid.
De remedie hiertegen zocht Breedveld in een slimmer besturings-interface. De door hem ontwikkelde ideeën, door hun originaliteit niet onopgevallen gebleven in het ruimtewereldje, zijn door de onderzoekscommissie cum laude beloond.
Risicoloos
De echte technofiel mag er misschien minnetjes over denken, maar de enige op dit moment werkzame ruimte-arm, aan boord van de Space Shuttle, werkt louter op handbediening. Wereldwijd zijn nog drie andere armen in de maak – alle bedoeld voor het inmiddels veelbesproken (en -bekritiseerde) internationale ruimtestation Alpha – die er niet veel zelfstandiger op zullen worden.
Werken met ruimtetechnologie is in de eerste plaats werken met robuuste technologie. De moderne besturingsmogelijkheden zijn veelbelovend, zoals besturing op bevel (,,beweeg naar het staartvlak”, ,,plaats het voorwerp op die positie”) of zelfs volautomatisch uitgevoerde karweitjes. Maar hoe veelbelovend ook, alles wat onder onbarmhartige omstandigheden op 324 km boven het aardoppervlak tegen miljoenenbudgetten wordt uitgevoerd, dient zo risicoloos mogelijk te gebeuren.
Om dezelfde reden aarzelt men het besturingsprobleem met state-of-the-art technologie te lijf te gaan. Tenminste, wanneer het de armen zelf betreft. De controlemechanismen diede stuurcommando’s in schouder-, elleboog- en polsgewrichtbewegingen omzetten bijvoorbeeld, zijn te simpel uitgevoerd om het gezwabber actief te kunnen dempen. En enkelvoudige camera’s geven een eenvoudig, tweedimensionaal beeld door, waardoor de operator (die vaak geen zicht op de arm zelf heeft) maar moeizaam diepte kan schatten.
Maar de dempingen tegengaan met speciale computeralgoritmen? Of nieuwe, maar ongeteste stereocamera’s gebruiken? Dan liever de bediening combineren met engelengeduld. Aan het front is het veiliger om te vertrouwen op een houten poot dan op een complexe prothese.
Camerabeeld
Waar hoogwaardige technologie wel om de hoek kwam kijken, was bij Breedvelds onderzoeksvoorstel zelf. Op een snelle, speciaal voor zijn onderzoek aangeschafte Silicon Graphics machine, simuleerde hij het beeld van de camera wanneer die gemonteerd is op de hand van een flexibele robotarm – en alle nukken die daar bij horen. Groot voordeel ten opzichte van andere onderzoeksvoorstellen was dat Breedveld met zijn virtuele proefopstelling geen gekunstelde foefjes nodig had om met de factor zwaartekracht af te rekenen. Integendeel; zwaartekracht in een gesimuleerde computerwereld is iets waarvoor moeite moet worden gedaan.
Hoe, stelde Breedveld zich als belangrijkste vraag, kan een operator met behulp van het camerabeeld de robothand zo gericht mogelijk op een doel af sturen, wanneer de omgeving rond het doel maar weinig visuele clues weggeeft? Bestaande interface-technieken toonden hiertoe een wat druk ogend samenspel van vierkanten, lijnen, cijfers en schaalverdelingen. Dwars over het camerabeeld geprojecteerd gaf dat de actuele snelheid, afstand, oriëntatie en rotatie van de robothand tot het doel weer. Hoewel er met deze beproefde projectietechniek, afkomstig uit de luchtvaart, in principe niets mis is, doet het denken aan tegelijkertijd zowel naar een barst in de badkamerspiegel als naar je eigen spiegelbeeld proberen te kijken.
Breedveld zocht een projectie, die veel meer intuïtief en geïntegreerd zou werken: help de operator zijn weg te vinden, door de scene van het camerabeeld slim te voorzien van een of meer niet-bestaande, computergegenereerde voorwerpen.
Doosje
Voor dit idee stond, verrassend genoeg, een robotarm model: de European Robot Arm (ERA), in aanbouw bij Fokker Space BV, die zich nuttig zal maken op de Russische module van het ruimtestation Alpha. Deze arm weet namelijk wel degelijk zijn positie tot een doel te bepalen. Dat doet hij dankzij speciaal boven het doel aangebrachte, stipvormige markeringen en wat toegesneden beeldherkenningssoftware – beide projectietechnieken zouden anders geen actuele positiegegevens kunnen prijsgeven.
Het resultaat van Breedvelds speurtocht heet de PyramidDisplay. Recht boven het doel, dat in zijn simulatie veel weg heeft van een luikje in een wand, tekent de computer een open, driedimensionaal doosje, waarin een piramide zit. Recht boven het uiteinde van de robothand, en op even grote afstand als het doosje boven het doel is geplakt, zweeft een gekleurd, doorzichtig glasplaatje.
Wat bij het sturen van de hand naar het doel gebeurt, is het volgende: eerst helpen de wanden van het doosje de operator zo recht mogelijk op het doel af te vliegen. Wie zo recht mogelijk in een doosje probeert te kijken, komt met zijn hoofd immers loodrecht boven het middelpunt van de bodem uit. Zodra het erom gaat spannen, bij voldoende dichte nadering, neemt de virtuele doorsnijding van de piramide met het glasplaatje de begeleiding over: des te vierkanter de doorsnijding, des te rechter de arm zich voor het doel bevindt. Door plaatje en piramidebasis tenslotte met tact te doen samenvallen, is het contact tussen arm en doel gelegd.
Spaceball
Minstens even oorspronkelijk is Breedvelds antwoord op de besturing van de zwabberende arm. Voorheen waren alle ogen gericht op het vooraf proberen te voorspellen van de positie, waar de onbetrouwbare arm na elk stuurcommando ongeveer zou uitkomen. Breedveld draaide de rollen handig om. Zijn interface stuurt de virtuele arm al bij voorbaat doelbewust naar de gewenste plek, en laat de echte arm daar in zijn eigen tempo naartoe sukkelen. De operator is verzekerd van het traject dat de arm punt voor punt zal afleggen, en hoeft alleen aan het einde van de manoeuvre alert te zijn voor botsingen. Breedveld: ,,Het scheelde maar anderhalve regel in de software”.
Ook het instrument waarmee de arm bestuurd wordt, de peperdure Spaceball, is uniek. Gebruikelijk zijn armbesturingen waarin rechtlijnige bewegingen en draaibewegingen gescheiden zijn. Een Spaceball daarentegen, een weerbarstige bol rubber op een staaf, registreert alle duw-, draai- en trekkrachten die erop worden uitgeoefend, waardoor het lijkt of de robotarm letterlijk bij de hand wordt genomen. ,,Wel heb ik de simulatie zo geprogrammeerd dat het glasplaatje rood oplicht bij te hard drukken”, waarschuwt Breedveld.
Geen overbodige luxe. Een snelle proef op de som toont nadrukkelijk veel rood op het scherm. Testen met proefpersonen wezen uit, dat de Pyramid Display het manipuleren van de arm aanzienlijk sneller en prettiger doet verlopen dan met de methode uit de luchtvaart; vooral wanneer kunstmatig vertragingen werden geïntroduceerd, zoals bij radiografische besturing over grote afstanden. Dat men ook op andere terreinen van robotbesturing met zijn ideeën aan de haal zal gaan, lijkt hem niet uitgesloten. ,,Denk aan telemanipulators in nucleaire reactoren, de diepzee of endoscopische chirurgie.”
De proefopstelling zal in de letterlijke vorm niet bij een ruimtevaartorganisatie terecht komen; en patenten heeft hij niet aangevraagd. Wat op de faculteit achterblijft, is mooi speelgoed voor een volgende promovendus. Breedvelds point is gemaakt.
Heb je een vraag of opmerking over dit artikel?
delta@tudelft.nl
Comments are closed.