15/04/2022
Door Ad Spijkers
Onderzoek aan Fontys onthult nieuwe mogelijkheden van digitale tweelingen voor zorgrobots.
Het concept van digital twins draait om een digitale kopie van een fysiek systeem, wat in eenheid functioneert met de werkelijkheid. Dat zorgt voor betere data-inzichten, maakt predictief onderhoud maakt werken op afstand (soms met grotere groepen) mogelijk. Binnen het Robots4Care project aan Fontys Hogescholen merkten onderzoekers dat er nog een voordeel is: digital twins bieden innovatiekansen voor robotica.
Robots in de zorg
Zorgrobots bestaan al een tijdje en er lijken steeds meer toepassingsmogelijkheden voor te zijn. Het Catharina Ziekenhuis in Eindhoven wilde weten of een dergelijke robot geschikt zou zijn bij dagopnames. Bij een dagopname op de afdeling cardiologie wordt een patiënt ontvangen in de Hart Lounge (foto) en wacht daar op de behandeling. Na behandeling komt hij of zij daar ook in terug om uit te rusten voor ze naar huis gaan. Een vrij soepel proces, maar het ziekenhuis heeft te maken met personeelsdruk en (tijdens de pandemie) met risico's. Zou een robot kunnen assisteren door informatie te verstrekken en interactie aan te gaan? Daarmee ging het Robot4Care project van start.
Het ziekenhuis had al een Pepper zorgrobot. Maar de mogeljikheden van dit type robots zijn nog beperkt, dus vaak worden ze vaak weer even snel afgevoerd. De uitdaging is softwarematig: hoe kan Pepper de assistentietaak beter en zelfstandig functioneren op de afdeling. De uitdaging was ook hoe de aansturing gemakkelijk aan te passen is, ook door niet-ICT’ers.
Digital twins
De coronamaatregelen maakten testen op locatie onmogelijk, dus week het Robot4Care project uit naar virtueel werken met digital twins. Dat bleek een onverwachte zegen voor het project. Al snel bleek het bij een volledig functionerende digital twin van Pepper mogelijk om de hardware met softwareverbeteringen robuuster te laten functioneren. Studenten zagen dat ze de parameters van de Liar navigatie konden aanpassen, zodat de robot nauwkeuriger over de afdeling beweegt. Ook zagen ze de mogelijkheid om de navigatie aan te sturen vanuit de digital twin.
Digital twins helpen in een industriële toepassing vaak om meer inzicht te krijgen in de processen, voor robots bieden ze kansen voor een robuustere aansturing. Vanuit het project wordt nu gekeken naar mogelijkheden om nog meer data op te halen in de digital twin. De onderzoekers willen meer fysieke sensoren plaatsen, zodat de robot beter kan begrijpen in wat voor omgeving hij is. Te denken valt aan een microfoon die omgevingsgeluiden kan opvangen en doorsturen naar de digital twin. Daardoor is beter in te schatten wat voor situatie de robot ingaat en is de interactie menselijker te maken. De onderzodkers verhogen dus de cognitieve functie van de robot met de digital twin.
Er is nog veel werk te doen om Pepper echt te veranderen in de gedroomde assistent, maar er kan nu weer op locatie worden getest. De koppeling tussen digital twin en robot is gemaakt, nu kan deze geoptimaliseerd worden. Het project Robot4Care wordt gevoerd vanuit het lectoraat High Tech Embedded Systems en is onderdeel van het grotere project Digital Twin Academy. Deze laatste wil door middel van toegepast onderzoek en kennisdeling digital twins ontsluiten voor het bredere publiek. Diverse andere Fontys lectoraten en instituten dragen bij aan Robot4Care.
Foto: Fontys