dinsdag 12 februari 2013

Robot ontwerp methode

erg nuttig om de bewegende delen in solidworks aan te tonen. Het kost veel tijd, maar je hebt wel een goede Proof of concept. En je weet zeker dat de verschillende onderdelen op elkaar passen.

Voor onderzoek Vormgeving


Welke Robot vorm gevingen zijn er?


Er zijn drie hoofdtype robot vorm gevingen: de mensachtigen, de dierlijke, en de robot achtige. In het stuk hieronder beschrijven we de verschillen en overeenkomsten. Want met elke vormgeving wordt immers anders gecommuniceerd.

De vormgeving van een robot hangt meestal af van de functie die de robot uit moet voeren. zo heeft een robot die oudere mensen moet verzorgen vaak een dierlijke of menselijke vormgeving. Van een te technisch uiterlijk zijn oudere mensen vaak bang. Maar een vriendelijke kijkende robot met ogen en herkenbare vormen is minder afschrikwekkend. Een industriële lasrobot heeft echter geen ogen nodig. Zijn taak is het lassen van autoframes, en dat gebeurt in een professionele omgeving. Een vriendelijk uiterlijk is niet nodig omdat werknemers weten en snappen wat de robot doet. Dus bij een professionele robot hoeft de vormgeving niet te worden afgesteld op de gebruikers omdat de gebruikers weten wat de robot doet.

Daarom zie je menselijke en dierlijke robots vaak bij de doelgroepen: Ouderen, kinderen en mensen met aandoeningen zoals autisme. Deze gebruikers weten niet wat het product doet, en daarom is iets al snel afschrikwekkend. Een herkenbare vorm zoals een zeehond, teddybeer of mens schrikt dan minder af.

De menselijke robots zijn vaak opgebouwd uit hoofd-torso-onderstel. De karakteristieke vorm van het hoofd-torso zorgt er voor dat het uiterlijk herkenbaar is.  Het hoofd hoeft dan niet perse rond te zijn. Eerdere robots uit de jaren 60-80 waren al vierkant van vorm, maar toch zag iedereen er iets mensachtigs in. De laatste jaren beginnen robots vooral te vermenselijken met gezichtsexpressies. Heel belangrijk is dan om de expressie aan te laten sluiten bij de gemoedstoestand van de gebruiker. Een robot die altijd lacht kan afstotend werken tegenover een depressieve bejaarde.

Een revolutie die de laatste jaren erg door zet is ook het knipperen van de ogen. Dit versterkt voor de gebruiker het gevoel van menselijke interactie. Technisch gezien zou knipperen razend snel kunnen, en ook is het knipperen van de ogen helemaal niet nodig. De reden dat de meeste robots extreem langzaam knipperen is omdat ze zo laten merken dat ze ook menselijke trekjes hebben. En: het voorkomt dat de gebruiker constant het idee heeft dat hij/zij bekeken wordt.

Als laatste is het hebben van een menselijke kop-torso vorm beter voor het onderbewustzijn van de gebruikers. En goed ontworpen robot geeft geen schrikreactie als iemand naar de robot toe loopt. Immers, het onderbewustzijn herkent een menselijke vorm. En daarom is de leercurve richting: ooh dat is mijn robot, vele malen kleiner. Een vierkante doos heeft een veel moeilijkere leercurve omdat het onderbewustzijn de vorm moeilijker herkent. De vorm moet nog “aangeleerd” worden, terwijl menselijke vormen al direct vanaf de geboorte herkend worden. Dat laatste zorgt ook voor een makkelijkere binding met je robot. Kinderen kunnen immers ook veel beter binden aan een pop, dan aan een speelgoedauto.

De tweede categorie zijn de dierlijke robots. Dierlijke robots zijn vorm gegeven naar bijvoorbeeld honden, zeehondjes of teddyberen. Het hoeven niet persé replica’s te zijn van echte dieren, maar de vorm is vaak herkenbaar. Dierlijke robots zijn veel in gebruik bij dementerende ouderen en autistische mensen. Deze doelgroepen hebben vaak een moeilijke omgang met andere mensen. Autistische kinderen kunnen zelfs een erge schrikreactie hebben op andere mensen. Een mensachtige robot zal daarom ook minder resultaat hebben omdat het kind alsnog bang is. Uit onderzoek blijkt dat autistische kinderen deze reactie minder hebben bij dieren. Een huisdier zoals een konijn wordt vaak gebruikt om kinderen met autisme empathie bij te leren. Ze leren te zorgen voor een konijn, en zodoende leggen ze een begin voor sociale interactie. Alleen een konijn kan onvoorspelbaar zijn, want het is immers een dier. Zodoende kan het toch een ongewenste reactie uitlokken. Ook heeft een konijn veel zorg nodig. Vanuit dat oogpunt is het robot konijn ontwikkeld. Dit product helpt kinderen met autisme sociale omgang ontwikkelen, zonder de gevaren en zorgen van een echt konijn.

De laatste categorie is eigenlijk de categorie resterend. De mens product interactie is vaak minder nodig omdat de doelgroep is getraind om om te gaan met de robot. Een voorbeeld hiervan is de Predator Drone van het Amerikaanse leger. Deze drone is een robot die spionage vluchten over neemt. Zodoende hoeft er geen mens in de oorlogszone te vliegen. Maar deze robot heeft geen knop, switch of display. Mpi gaat doormiddel van getrainde mensen die weet hoe met de robot om moeten gaan. De vormgeving is puur afhankelijk van de functie.

En dat staat centraal voor de laatste categorie robots. Form follows function. Een lasrobot hoeft er niet vrolijk uit te zien, want dat draagt niet bij aan de functie. Dit soort robots zijn dan vaak open gewerkt, met zogenaamde exo-skelletons. Skeletten van ge-cnc-d aluminium die op de naden in elkaar gelast worden. Dit wordt gedaan om het gewicht laag te houden.


Mens product interactie met een robot

De laatste jaren is er veel verbeterd in de mens product interactie. Robots hebben nu bijvoorbeeld menselijke karakter trekjes. Gezichten bewegen, en ogen knipperen. Daardoor voelen mensen dat ze tegen een veel realistischer karakter praten. Ook hebben robots sensoren die meten hoe mensen zich voelen. Depressiviteit kan zodoende verholpen worden. De geeft dan meer aandacht, zodat een oudere uit zijn of haar isolement gehaald kan worden.

Hoe kan de robot met de gebruiker communiceren. ?

Er zijn verschillende mogelijkheden voor de communicatie. Van de zintuigen zijn alleen zien, horen en proeven geschikt. Ruiken en proeven zijn erg moeilijk en indirect, en daarom niet geschikt voor onze robot. Van de geschikte zintuigen geven we een aantal voorbeelden over mogelijke communicatie.

Zien

Hierbij kan gedacht worden aan displays, lampjes, lichteffecten en andere visuele uitingen.
Dit is een voorbeeld van e-skin. De huid van een apparaat kan van kleur veranderen, en daarmee kan ook gecommuniceerd worden met de gebruiker. Een robot die al een drankje haalt is rood, en een robot die vrij is is groen.

Auditief

Auditieve communicatie kan op verschillende manieren gebruikt worden. Maar er zijn verschillen in het type van de communicatie. De robot kan bijvoorbeeld communiceren met piepjes. Of een sirene gebruiken om te laten horen dat er iets mis is. De communicatie met de gebruiker is nu niet direct, want er wordt geen spraak gebruikt.

De meeste robots van nu hebben echter ook spraakfunctie. Ze praten terug tegen mensen met voorgeprogrammeerde antwoorden. De laatste 2 jaar zijn daar grote vorderingen in gemaakt met apple’s Siri, en Google Now. Mensen kunnen nu al een vragen aan hun smartphone waar het dichtstbijzijnde Indisch restaurant is. De telefoon reageert dan met een adres, de menu kaart en eventuele reviews.

Voelen

Omdat we hier met een robot van doen hebben, zou de robot fysiek contact kunnen hebben met de gebruiker. Het zou dan kunnen gaan om een schouderklopje of een duwtje. Zo kan  de aandacht van de gebruiker alsnog getrokken worden.


woensdag 6 februari 2013

Start project en eerste week

Het is ondertussen woensdag in de 2e week. Dat betekend dat ik 1.5 week bezig ben met het ontwikkelen van de robot voor de CCM Trofee. Ik doe hierin de taak van System management. Op het moment is dat vooral een combinatie van People's management en uitzoeken wat de huidige vormgeving van robot is. Vanmiddag willen we een soortje voorlopige ontwerpvisie op stellen om onze accenten beter bij onze aandachtspunten te leggen. We hebben namelijk een dilemma: een competitie wordt gemeten in tijd, ons ontwerpproces heeft 4 integrale kwadranten. We moeten dus kijken waar onze focus is.

Een robot die ontworpen is op snelheid heeft geen MPI, geen ecologische punten, en geen serieproductie. Maar als we op dat pad gaan, dan kunnen we eigenlijk de gehele delfse methode wel overboord gooien. de vraag is dus: waar leggen we onze focus? Op winnen, of op een veel waardevoller ontwerp?