Japanse bedrijven willen een kunstmatige vriend in elk huishouden

Land van de rijzende robot

Al sinds de jaren tachtig is Japan één van de koplopers op het gebied van robotica. Voerden aanvankelijk productierobots voor bijvoorbeeld de auto-industrie de boventoon, nu beginnen Japanse bedrijven zich te richten op andere mogelijkheden. Kernbegrip hierbij is de 'non industriële robot' die geschikt is om mensen te vergezellen in hun dagelijks leven. Dit ideaal komt dichterbij, vernamen Martin Caminada en Erwin van Neer tijdens een studiereis.


Asimo kan vloeiend de hoek om
Volledige naam: Advanced Step in Innovative Mobility
Ontwikkeld sinds: 1986
Voorganger: P3
Gewicht: 43 kg
Lengte: 120 cm
Loopsnelheid: 0 - 1,6 km/h
Bewegingsruimte armen: 105 graden
Grijpkracht handen: 0.5 kg/hand (5-vingerige hand)
Sensors: 6-assen voetsensor / gyroscoop / versnellingssensor
Batterij: 38.4 V / 10 AH (Ni-MH)
Communicatie: kan worden bestuurd vanaf workstation of draagbare bedieningseenheid via draadloos lan
Spraak: is in staat om te reageren op vijftig verschillende commando's, groeten en vragen (Japans)
Overig: verbeterde looptechnologie stelt hem in staat een bocht te nemen door vooraf het zwaartepunt te verschuiven, zodat hij in één vloeiende beweging de hoek om kan.
November 2001. In het havengebied van Yokohama, zo'n 60 km ten zuiden van Tokyo, vindt in een beursgebouw aan het water de Kanagawa Robofesta plaats. Op deze beurs, georganiseerd door de plaatselijke overheid, tonen de academische wereld en het bedrijfsleven hun laatste vindingen op het gebied van robotica. Veel van de uitgestalde ontwerpen zijn afkomstig van de Universiteit van Tokyo, maar ook IBM's Japanse onderzoekslaboratorium is aanwezig met een prototype van een robothoofd dat in staat is expressies te vertonen.
Sony toont het nieuwste model van zijn Aibo-robothond en NEC geeft een demonstratie van de Partnert-type Personal Robot. Het meeste bekijks trekt echter een model dat opvallend genoeg van Honda afkomstig blijkt te zijn. Honda is er gedurende de laatste paar jaren in geslaagd een naar menselijk voorbeeld lopende robot te ontwikkelen. De Asimo, zoals het bedrijf hem heeft genoemd (zie kader), is ongeveer 1,20 m lang en heeft qua uiterlijk nog het meest weg van een tienjarige in maanpak. Ieder uur doet hij een act, op een podium omgeven door twee tribunes. Nadat de spanning is opgevoerd, gaat boven aan een zes meter hoger trap een deur open, en komt Asimo tevoorschijn, die vervolgens behoedzaam de treden afloopt. Eenmaal beneden voert hij onder begeleiding van een presentatrice een dansje uit, klapt in zijn handen en zwaait naar het publiek. Hoewel het geheel voor menselijke begrippen een beetje houterig overkomt, moet gezegd worden dat Honda knap engineering-werk heeft geleverd. Telkens als Asimo zijn handen naar voren of achteren beweegt, maakt zijn lichaam een subtiele beweging de tegenovergestelde kant op, zodat de robot zijn evenwicht kan bewaren. De vraag blijft echter waarom Honda zijn onderzoeksmiddelen in dit project heeft gestoken.
 

Soepele bewegingen

Honda is ontegenzeggelijk trots op zijn robot. Dit blijkt al op het hoofdkwartier van Honda in centraal Tokyo, waar een klein schaalmodel van de Asimo over het bordje 'receptie' hangt. Woordvoerder Yuji Hatano legt uit wat Honda met Asimo voor heeft: "Het uiteindelijke doel is om Asimo een partner te laten zijn voor mensen. Als iemand hem iets vraagt, bijvoorbeeld 'ga de krant halen', dan moet Asimo dit kunnen doen. We beseffen echter dat we hiermee de lat behoorlijk hoog hebben gelegd, dus we zullen stap voor stap te werk moeten gaan. De aanvankelijke functionaliteit is dan ook voorlopig beperkt tot het rondlopen op twee benen, naar menselijk voorbeeld. We tonen Asimo momenteel aan het publiek om te kijken hoe men op de robot reageert. We willen hem ook aan andere bedrijven huren om reacties te krijgen."
 
Wat zijn de mogelijke toepassingen van Asimo?
Hatano: "Asimo zou bijvoorbeeld gebruikt kunnen worden bij de receptie, om bezoekers naar een bepaalde locatie te leiden: 'Volgt u mij naar kamer A201'. Dit vereist op dit moment echter nog het aanbrengen van 'donut' tekens op de vloer. Asimo heeft deze tekens nodig om zijn positie te bepalen; hij heeft hiertoe een speciale camera tussen zijn benen."
"De intelligentie van Asimo is op dit moment nog zeer beperkt. Hij beschikt weliswaar over camera's, maar kan de meeste dingen nog niet herkennen. Hij begrijpt ook niet dat water uit een glas zal vallen wanneer hij dat omdraait. We denken dat het ai-probleem over het algemeen een stuk moeilijker is op te lossen dan het puur mechanische probleem."


Papero herkent 650 uitdrukkingen
Volledige naam: Partner-type Personal Robot
Ontwikkeld sinds: januari 1997
Voorganger: R100
Gewicht: 5 kg
Lengte: 38 cm
Snelheid: max 20 cm/s
Informatieverwerking: Celeron 500 Mhz CPU / 192 MB Ram/ 6 GB disk
Spraak: circa 650 herkende uitdrukkingen; circa 3000 output uitdrukkingen (Japans); 3 extra microfoons voor herkennen van richting geluid / in staat e-mail voor te lezen
Zicht: 2 camera's / beeldherkenning / gezichtsherkenning
Sensoren: vloersensor (voor detecteren kuilen en andere onregelmatigheden) / oppaksensor/ ultrasonische afstand tot voorwerp sensor / aanraak- en aai-sensor
Communicatie: draadloze modem voor internettoegang (geen pc nodig)
Batterij: 2-3 uur gebruikstijd / 2-3 hours oplaadtijd
Overig: beschikt over ingebouwde tv-afstandsbediening

 
Wat zijn tot nu toe de reacties vanuit het publiek?
"De mensen zijn om te beginnen vooral verbaasd, vooral over de bewegingen van de benen, die naar robotbegrippen zeer soepel zijn. Kinderen vinden de Asimo vooral erg leuk. We hebben de robot nog niet buiten Japan getoond, dus we weten niet hoe de reacties daar zullen zijn. We zijn ons er echter van bewust dat er tot nu toe nog geen markt is voor Asimo-achtige robots; we kunnen we er dus nog geen geld aan verdienen. Ik denk dat het grote publiek het concept dat wij in gedachten hebben nog niet helemaal begrijpt. Daarnaast is het zo dat we pas vier tot vijf jaar geleden aan de ontwikkeling zijn begonnen."
 
Honda staat bekend als een bedrijf dat vooral motoren en auto's maakt. Waarom is men eigenlijk aan het Asimo-project begonnen?
"In de jaren tachtig heeft het topmanagement van Honda besloten ook in andere markten actief te zijn dan alleen in die van auto's en motoren. Het idee was om minder afhankelijk te zijn van deze sectoren. We zijn daarom onder andere vliegtuigmotoren en rompen gaan bouwen. Ook het Asimo-project is hier een uitvloeisel van. Overigens zijn de kosten voor het ontwikkelen van Asimo niet echt enorm. Honda zet standaard 5 procent van zijn inkomsten uit verkoop opzij voor r&d. Het meeste hiervan gaat naar de ontwikkeling van traditionele producten zoals auto's en motoren. Slechts een klein deel wordt aangewend voor Asimo."
 
In hoeverre is Honda, gezien zijn motoren-achtergrond, eigenlijk wel in staat om een project als Asimo - dat zwaar steunt op ai en software-engineering - tot een goed einde te brengen?
"Het is waar dat de ontwikkeling van Asimo voor een deel afhangt van zaken die Honda niet in de hand heeft, zoals de vooruitgang in de ai-sector. Hiertoe zullen we goed moeten samenwerken met onze partners. De computerbusiness is sowieso erg gecompliceerd; het is een enorme opgave om dit soort technologie geheel op eigen kracht te ontwikkelen. De beeldherkenning, bijvoorbeeld, wordt ontwikkeld in samenwerking met andere bedrijven en universiteiten. Voor de spraakherkenning gebruiken we software van IBM. Voor het aansturen van de motoriek hebben we echter onze eigen software ontwikkeld, het meeste hiervan in C. En op het gebied van motorische vaardigheden denken we al een aardig eind op de goede weg te zijn."

Gezichten herkennen

Met betrekking tot mechanica en menselijk lopen mag Honda dan wel een indrukwekkende prestatie hebben neergezet, voor de echte kunstmatige intelligentie moeten we ergens anders zijn. Ongeveer een half uur ten westen van Tokyo's Shibuya station bevinden zich de onderzoekslaboratoria van NEC. Opgericht in 1899 als Nippon Electric Company behoort het bedrijf tot één van de oudste technologiebedrijven van het land, met een jaaromzet van omgerekend ruim 40 miljard euro. Afgezien van mobiele telefoons en pc's richt men zich vrijwel uitsluitend op de zakelijke markt. Een van de meest prominente producten zijn de 2,5 Gbps glasvezel versterkereenheden voor de telecomindustrie. Sinds kort heeft het bedrijf echter een nieuw product in ontwikkeling: een kleine felgekleurde robot voor gebruik binnen het gezin. Sinds januari 2001 is NEC in staat een prototype te tonen genaamd Papero ('Partner-type personal robot'). Het apparaat is 5 kilo zwaar en slechts 38 cm hoog. Aan mechanica heeft NEC relatief weinig aandacht besteed; het apparaat heeft armen noch benen, en beweegt zich voort op wieltjes. Alleen het hoofd, dat direct op de romp is gezet, kan ja knikken en nee schudden. Qua uiterlijk doet de Papero lichtelijk denken aan een kleine rechtop gezette stofzuiger. Binnenin echter, bevindt zich een volwaardige pc (Celeron 500 Mhz processor, 192 MB intern, 6 GB disk). Deze ontvangt het signaal van de twee camera's, de microfoons en de diverse sensoren voor onder andere aanraking en afstandsbepaling waarmee de Papero is uitgerust. Als output heeft het apparaat een speaker (spraaksynthese), diverse led's vooral in het gezicht, en uiteraard de (beperkte) motoriek. Een van de sterke punten van de Papero is dat hij in staat is om gezichten te herkennen. Als hij door een bekende wordt aangesproken, kan hij deze bij zijn of haar naam aanspreken.


ERS-220 reageert op gesproken commando's
Volledige naam: Aibo ERS-220
Ontwikkeld sinds: 1993
Voorganger: ERS-210
Gewicht: 1,5 kg
Afmetingen: 152x296x278mm (b x h x l)
Informatieverwerking: 64 bit risc-processor / 32 MB SD-Ram / 'memory stick' als programmaopslagmedium
Audio I/O: stereo microfoons / kan reageren op 75 spraak commando's / kan eigen naam en naam van eigenaar leren / in staat tot voorlezen van e-mail via draadloos lan (optioneel)
Zicht: 100.000 pixels-camera
Sensoren: afstand (infrarood) / temperatuur / versnelling / druk / trillingen
Communicatie: IEEE802.11b draadloos lan interface (optioneel)
Batterij: Lithium-ion / circa 1,5 uur gebruikstijd / 2 uur oplaadtijd / circa 9 Watt energieconsumptie gedurende gebruik
Overig: kan video-stream versturen en vanaf afstand bediend worden via pc.
De robot is in staat om zo'n 650 gesproken expressies te herkennen. Drie extra microfoons detecteren waar de spraak vandaan komt, zodat de kleine robot voortdurend zijn hoofd naar de spreker kan wenden. Het output-vocabulaire bevat zo'n 3000 expressies. NEC heeft ervoor gekozen de Papero met een geheel eigen karakter uit te rusten, dat nog het meest doet denken aan dat van een jong kind. De robot onthoudt ook hoe verschillende mensen hem behandelen en kan ervoor kiezen er snel vandoor te gaan wanneer hij iemand herkent die hem in het verleden geplaagd heeft. NEC-woordvoerder Yoshihiro Fuijita, research manager bij het Personal Robot Center, legt uit dat de Papero in feite een afgeleide is van NEC's traditionele bedrijfsvoering.
Fuijita: "We wilden een nieuw concept bedenken voor de computer. Het doel is iets te maken waartoe meer mensen zich aangetrokken voelen, vooral kinderen en ouderen. We zijn op zoek naar nieuwe vormen van interactie tussen mens en machine."
Het bedrijf heeft al eens eerder onderzoek gedaan naar wat het publiek van de Papero vond. Fujita: "Het bleek dat onze robot vooral bij ouderen populair is. Ook op de Robofesta worden bezoekers momenteel naar hun mening gevraagd. Een aantal mensen gebruikt hem thuis om te kijken of de techniek naar behoren functioneert. Als de interactie tussen het publiek en de Papero positief is, zullen we hem verder ontwikkelen."
Wat betreft software-ontwikkeling heeft NEC een goede uitgangspositie. Fujita: "De software die is toegepast in de Papero is door NEC zelf ontwikkeld. Het mechanische deel hebben we tot nu toe ook zelf gedaan. In de toekomst zullen we echter meer met andere organisaties moeten samenwerken, zowel universiteiten als bedrijfsleven. Papero moet in de nabije toekomst via een draadloze verbinding in staat zijn om e-mail voor te lezen, uiteraard nadat het eerst de geadresseerde heeft gevonden en herkend."
Het is nog niet duidelijk wanneer het product in de winkels zal liggen. Wel zal eerst een hoop problemen verholpen moeten worden. "Eén van de problemen waarmee we worden geconfronteerd, is de belichting. Als de Papero zich in een huiskamer bevindt waar het licht van één kant komt, wat bijna altijd het geval is, dan ontvangt de ene camera te veel licht en de andere te weinig, waardoor het totaalbeeld niet duidelijk is. Op dit moment zoeken we uit hoe dit probleem kan worden opgelost. Omdat de componenten voor een groot gedeelte overeenkomen met die van een pc, zal de Papero niet wezenlijk duurder worden dan een doorsnee pc."

Van hond naar teddybeer

Zitten Honda en NEC voorlopig nog in het prototype-stadium, één bedrijf is erin geslaagd om consumentenrobotica succesvol in de markt te zetten. Zo'n drie jaar geleden verkocht Sony het eerste model van zijn Aibo-robothond, en sindsdien heeft het bedrijf diverse andere modellen ontwikkeld. Sony's ontwikkelafdeling staat in de buurt Shinbashi in Tokyo. Ricky Yokota van de Entertainment Robot Company toont er trots enkele recente modellen. Het oorspronkelijke Aibo-model uit 1999 zag er nog uit als een echte hond, inclusief oren, een staart, en een bek die open en dicht kan. Bij het nieuwste model (de ERS-220) heeft men de gelijkenis met een hond steeds meer losgelaten. Het beest is uitgerust met een 64 bit risc-processor en heeft 32 MB Ram aan boord, een video-input van 100.000 pixels en stereo-microfoons. Diverse sensoren zorgen ervoor dat het in staat is om de afstand tot objecten te bepalen (infrarood), en temperatuur en eventuele trillingen waar te nemen. In totaal is het een kleine 30 cm hoog en anderhalve kilo zwaar. Op een volle batterij kan het zo'n anderhalf uur functioneren. De blauwe led's die op verschillende plaatsen op het lichaam zijn aangebracht, en de uitklapbare mini-schijnwerper die op het hoofd is aangebracht, geven het beest een futuristische uitstraling.


Latte & Macaron tonen emoties
Volledige naam: Aibo ERS-311 (Latte), Aibo ERS-312 (Macaron) / ook wel LM-Series genoemd
Ontwikkeld sinds 1993
Voorganger: geheel nieuwe lijn
Gewicht: circa 1,5 kg
Afmetingen: circa 177 x 280 x 240 mm
Informatieverwerking: 64 bit risc-processor / 32 MB SD-Ram /memory stick als programma opslag medium
Audio I/O: stereo microfoons / luidspreker / kan eigen naam en die van eigenaar leren
Zicht: 100.000 pixel camera / in staat om tot 7 jpeg foto's te nemen en op 'memory stick' op te slaan
Sensoren: afstand (infrarood) / versnelling / helling
Communicatie: audiocommunicatie (geheel eigen geluidstaal) met andere ERS-311/ERS-312 (draadloos lan niet ondersteund voor LM-Series)
Batterij: circa 2,5 uur gebruikstijd / circa 5 Watt energieconsumpie gedurende gebruik
Overig: geeft uiting van emoties door middel van staart- en koplichtjes, geluidjes en lichaamstaal.

Naast de ERS-220 heeft Sony onlangs nog een geheel andere lijn geïntroduceerd. De ERS-311 en 312, ook wel Latte en Macaron genoemd, hebben een veel aandoenlijker uiterlijk. Latte (wit) en Macaron (zwart) hebben een vrij eenvoudig ontwerp met een rond hoofd, flaporen, en twee lichtjes die als kleine vuurtorentjes op het lichaam zijn gemonteerd, eentje op de kop en eentje op de staart. Al met al doen Latte en Macaron lichtelijk aan teddybeertjes denken; het is duidelijk dat Sony hiermee een andere doelgroep probeert aan te spreken dan met de ERS-220. Ongeveer drie jaar geleden heeft Sony voor het eerste de Aibo op de markt gebracht.
Yokota: "De eerste Aibo is geïntroduceerd in 1999, oorspronkelijk om de markt uit te proberen. We hebben in eerste instantie 8000 exemplaren geproduceerd, 3000 voor de Japanse markt, 5000 voor de VS. In Japan waren de 3000 exemplaren in slechts twintig minuten uitverkocht. In de VS duurde dat vier dagen."
Het bedrijf heeft sindsdien vele tienduizenden van opeenvolgende Aibo-modellen verkocht. Ook bij Sony ziet men robotica als een voortzetting van de traditionele bedrijfsvoering.
Yokota: "De Aibo bouwt min of meer voort op een traditie binnen Sony; we willen dat technologie niet alleen op het werk maar ook thuis wordt toegepast. Een andere reden was de visie van dr. Doi, destijds hoofd van het research lab: 'mensen willen niet alleen betere producten (kleiner en efficiënter) maar ook dingen met een zekere amusementswaarde'. Neem de spelcomputer; eigenlijk gewoon een pc met een joystick als input. Er is een trend te zien van efficiëntie naar amusement."
"In 1993 begonnen we aan het project. Op dat moment werd er nog niet nagedacht over hoe een en ander op de markt moest worden gebracht. Dr. Doi was destijds hoofd van Sony's onderzoekslab; tegenwoordig is hij senior vice-president. Aanvankelijk werd het idee intern niet bepaald gunstig ontvangen. Ook het topmanagement was sceptisch, maar hield ons - ondanks de nodige kritiek - niet tegen. Je kunt zeggen dat dr. Doi de 'product champion' was, degene die de mogelijkheden zag liggen. Hij was ook bevriend met de persoon die uiteindelijk de eerste Aibo zou ontwerpen, Hajime Sorayama, vooral bekend om zijn werk als robotillustrator. Sony had weliswaar ook goede ontwerpers in dienst, maar die waren vooral gewend aan passieve producten, zoals walkmans, niet het soort product dat wij in gedachten hadden."
"Tot op het moment van de eerste introductie was men binnen het bedrijf niet al te positief. Slechts weinigen verwachtten dat we 5000 stuks konden verkopen, en zelfs Doi had zo af en toe zijn twijfels. Zoals gezegd bleek het product (3000 stuks) binnen twintig minuten uitverkocht. Je kunt stellen dat dit het moment was waarop velen binnen het bedrijf, inclusief het topmanagement, zich van de mogelijkheden bewust werden."
Sony ziet een bedrijf als Honda niet direct als concurrent. "We denken dat het goed is dat verschillende bedrijven zich op de markt begeven. We hopen dat de markt zodanig groot is dat diverse soorten robots kunnen worden afgezet. De aanpak van Honda is echter anders. Sony is meer gericht op vermaak. We krijgen bijvoorbeeld post van sommige ouderen die schrijven dat ze zich meer ontspannen voelen na de aanschaf van een Aibo."
 
Zijn ouderen dan een doelgroep van de Aibo?
Yokota: "Dit is iets dat we van tevoren niet hadden zien aankomen. Toen we nog via internet verkochten, waren vooral techno-enthousiasten geïnteresseerd. Toen we echter via warenhuizen gingen verkopen, bleken ook veel ouderen een Aibo aan te schaffen. Onze oorspronkelijke klanten zijn drukbezette mensen, die simpelweg niet genoeg tijd hebben om een echte interactie met het product aan te gaan. Ouderen zijn voor ons een waardevolle doelgroep geworden; ze geven ons een hoop feedback. Sinds we via warenhuizen zijn gaan verkopen, zien we trouwens ook meer vrouwelijke klanten. Het zwaartepunt ligt tot op heden echter nog steeds bij de techno-enthousiasten."

Gehoorzaam

Waarom is de consumenten-robotica uitgerekend in Japan zo'n hot topic geworden?
Yokota: "Het heeft misschien te maken met de Japanse cultuur, vooral de cartoons. Mensen die nu in de veertig of vijftig zijn, zijn opgegroeid met cartoons zoals Atom Boy, waarin robots bevriend waren met mensen. Toen ik zelf jong was, keek ik ook naar animatiefilms waarin robots samenleefden met mensen. Daarnaast zijn veel mensen hier opgegroeid met robot-speelgoed. Men staat hier wat meer open voor deze vorm van technologie."
In samenwerking met Sony draait er overigens momenteel in Japan een animatiefilm op de Japanse TV (Fuiji TV) met Latte en Macaron als hoofdpersonen. De film is zo gemaakt dat wanneer een echte Latte of Macaron ernaar kijkt, hij ook een emotionele reactie vertoont: triest wanneer er droevige dingen gebeuren en blij wanneer het verhaal alsnog goed afloopt.
 
Zullen producten als Aibo ooit nog eens een praktische toepassing hebben?
Yokota: "Aanvankelijk hebben we ons vooral op het 'autonome agent' idee gericht; de Aibo moest autonoom zijn en zich niet te veel van ons mensen aantrekken. De klanten daarentegen wilden meer gehoorzaamheid. Ze wilden dat de Aibo daadwerkelijk dingen voor hen deed. Sommige robots kunnen nu dan ook bijvoorbeeld e-mail voorlezen door middel van een 'wireless lan'. De ERS-220 is trouwens ook via de pc te besturen. Op dit moment is de kunstmatige intelligentie echter beperkt. De Aibo is nog niet in staat mensen te herkennen of om zelfstandig in de omgeving te navigeren. Er is wat dat betreft nog heel wat werk te doen."
Over de toekomst van Sony's Entertainment Robot Company is Yokota redelijk positief. "Uiteindelijk moet de Aibo niet alleen in staat zijn om gesproken uitdrukkingen te herkennen, maar ook om terug te praten. Daarnaast moet hij zijn eigenaar kunnen herkennen. Er moeten meer mogelijkheden zijn voor interactie. Aibo, in het Japans, betekent 'vriend'. Ons uiteindelijke doel is een vriend in ieder huishouden te hebben."
 

Martin Caminada Erwin Van Neer Studenten Informatiekunde
Meer informatie:
Kanagawa Robofesta: http://www.robofesta.net/e-contents/E_index.html
Asimo: http://world.honda.com/robot/
http://world.honda.com/ASIMO/
Personal Robot PaPeRo: http://www.incx.nec.co.jp/robot/
Aibo: http://www.aibo.com
http://www.eu.aibo.com
Hajime Sorayama (ontwerper eerste Aibo): http://www.sorayama.net/
Overige informatie: http://www.sibamsterdam.nl/japan

x

Om te kunnen beoordelen moet u ingelogd zijn:

Dit artikel delen:

Stuur dit artikel door

Uw naam ontbreekt
Uw e-mailadres ontbreekt
De naam van de ontvanger ontbreekt
Het e-mailadres van de ontvanger ontbreekt

×
×
article 2002-03-15T00:00:00.000Z Martin (e.a.) Caminada
Wilt u dagelijks op de hoogte worden gehouden van het laatste ict-nieuws, achtergronden en opinie?
Abonneer uzelf op onze gratis nieuwsbrief.