Het robotproject Asimo van de Japanse motorfabrikant Honda vordert gestaag. Waar twintig jaar geleden de voorgangers van het huidige model moeizaam op twee benen voortwaggelden, kan de incarnatie van Asimo van 2013 over oneffen ondergrond lopen en gesproken commando’s begrijpen.
Hieronder de vooruitgang in twee decennia.
Dit is om twee redenen interessant. Niet alleen zullen volledig autonome robots in huis en verzorgingsplaatsen nu binnen een decennium gemeengoed zijn, ook wordt het steeds gemakkelijker om teleoperating te verwezenlijken. het heen en weer reizen van gastarbeiders, met alle politieke en sociale problemen van dien, is dan niet meer nodig. Huishoudrobots zullen maken dat ouderen veel langer thuis kunnen blijven wonen.
Hieronder een Japanse NHK-documentaire (2013) van 40 minuten over de toekomst van robotica.
Volgens doemdenkers zullen robots mensen domweg vervangen. Volgens anderen is de kans groter dat ze veranderen in onmisbare collega’s, die ons in staat stellen ons toe te leggen op minder saai, mechanisch werk. Volgens spreker Rodney Brooks zou dit wel eens DE oplossing kunnen zijn om de komende demografische crisis, waarbij het aantal zorgbehoevende gepensioneerden explodeert en het aantal werkenden daalt.
Brooks laat ons kennismaken met Baxter, een robot met bewegende ogen en aanrakingsgevoelige armen, die werkzaamheden kan verrichten in samenwerking met een verouderende beroepsbevolking – en ze ook kan helpen bij klusjes thuis. Brooks bouwt robots gebaseerd op de biologische principes van beweging en redeneren. Het doel: een robot die problemen zelfstandig op kan lossen.
IKEA is de reddende engel van menig student die op kamers gaat wonen en jong gezin. De scherpe prijzen die de Zweedse meubelreus hanteert, zijn alleen mogelijk omdat de compacte, platte meubelpakketten door de klant met de hand in elkaar moeten worden gezet. Dit bracht al menige IKEA-klant tot wanhoop. Ross Knepper van de Amerikaanse technische universiteit MIT ontwikkelde met zijn groep dé oplossing. Voorlopig alleen nog voor de koffietafelserie Lack, maar er staan meer meubels op het programma.
Twee samenwerkende robots, type Kuka Youbots, klaren de klus. Hierbij gebruiken ze instructies die veel weghebben van IKEA-handleidingen.
Robots en kunstmatige intelligentie worden steeds belangrijker in onze samenleving en zullen in de toekomst een nog grotere rol gaan spelen in ons dagelijks leven. Voordat het zover is zullen er nog wel de nodige uitdagingen moeten worden overwonnen.
Toch is het niet verkeerd om als visionair eens stil te staan bij een wereld waarin robots en kunstmatige intelligentie steeds belangrijker worden. En wat de mogelijke risico’s zijn. Iemand die daarbij zou kunnen helpen is de beroemde sciencefictionschrijver Isaac Asimov. Asimov was zich al vroeg van bewust van de potentie van robots en hield zich graag met dit onderwerp bezig.
In de jaren veertig van de vorige eeuw schreef hij al over robots in een serie van negen korte sciencefictionverhalen genaamd I, Robot. Een verhalenserie die eerst was verschenen in Amerikaanse tijdschriften en later als een bundeling in boekvorm. Jaren later is er ook een gelijknamige film gemaakt.
De wetten
In deze verhalenserie werd voor het eerst de drie robotwetten gepresenteerd die door Asimov zijn bedacht. Deze robotwetten (of correcter: de drie wetten van de robotica) vormen een belangrijk onderdeel van zijn robotverhalen.
Deze drie wetten zijn als volgt gedefinieerd [1]:
Eerste Wet
Een robot mag een mens geen letsel toebrengen of door niet te handelen toestaan dat een mens letsel oploopt.
Tweede Wet
Een robot moet de bevelen uitvoeren die hem door mensen gegeven worden,
behalve als die opdrachten in strijd zijn met de Eerste Wet.
Derde Wet
Een robot moet zijn eigen bestaan beschermen, voor zover die bescherming niet in strijd is met de Eerste of Tweede Wet.
In zijn latere robotverhalen heeft Asimov nog een extra wet toegevoegd, de Nulde Wet [1].
Nulde Wet
Een robot mag geen schade toebrengen aan de mensheid, of toelaten dat de mensheid schade toegebracht wordt door zijn nalatigheid.
Dit betekende ook een aanpassing van de drie andere wetten [1]:
Eerste Wet
Een robot mag een mens geen letsel toebrengen of door niet te handelen toestaan dat een mens letsel oploopt behalve als dit de Nulde Wet zou schenden.
Tweede Wet
Een robot moet de bevelen uitvoeren die hem door mensen gegeven worden, behalve als die opdrachten in strijd zijn met de Nulde Wet of de Eerste Wet.
Derde Wet
Een robot moet zijn eigen bestaan beschermen, voor zover die bescherming niet in strijd is met de Nulde, Eerste of Tweede Wet.
Deze wetten hadden en hebben nog steeds een grote invloed op het denken over hoe robots, zich in verhouding tot mensen, moeten gedragen. Je zou het de ultieme gedragsregels voor robots kunnen noemen. In veel boeken, films en andere media worden naar deze wetten verwezen.
Waarde voor visionairen
Ook voor visionairen is het handig om van het bestaan van deze wetten op de hoogte te zijn. En om ook eens goed na te gaan denken over wat kunstmatige intelligentie en robots voor ons kunnen gaan betekenen. De ontwikkelingen op dit gebied gaan snel en lijken niet meer tegen te houden. Daarom is het interessant om je als visionair eventueel ook met dit thema bezig te gaan houden. Hoe denken jullie over robots en kunstmatige intelligentie? En vormen de wetten der robotica een goede bescherming van het potentiële gevaar van robots tegenover de mensheid?
Misschien is het ook een aanrader om zelf de boeken van Asimov te gaan lezen om je verder te laten inspireren over dit thema en de bijbehorende vraagstukken.
Er zijn nu veel minder mensen in de landbouw nodig dan vroeger, omdat we werkjes die vroeger met de hand werden uitgevoerd, zoals wieden en ongedierte wegvangen, nu met chemische middelen worden uitgevoerd. Energie wordt echter steeds schaarser. Kunnen we de landbouw, nu een van de grootste slokops van fossiele energie, zuiniger, schoner en productiever maken? Het antwoord: ja, met robots.
Met landbouwrobots, zoals deze plukronots, bespaar je niet alleen arbeid, maar ook gifstoffen, water en mest.
Overleven in een wereld met veel minder fossiele energie
De moderne landbouw kost heel veel energie. Alleen al het fabriceren van stikstofkunstmest kost naar schatting één procent van alle energie die de mensheid omzet. Ook landbouwvoertuigen, zoals tractors, jagen er zeer veel energie doorheen bij hun grondbewerkingen. Andere schadelijke neveneffecten van het moderne landbouwsysteem zijn uitspoeling van nitraten en kaliverbindingen door hoge kunstmestgiften en vervuiling van bodem en oppervlaktewater (en steeds meer ook grondwater) met herbiciden en insecticiden.
De reden dat boeren nu massaal gebruik maken van deze middelen, is dat ze heel veel arbeid uitsparen. Onkruidbestrijdingsmiddelen bijvoorbeeld besparen handmatig wieden, tot begin vorige eeuw een van de belangrijkste taken van boeren. Door een overdosis aan kunstmest en irrigatiewater te geven kunnen de boeren er voor zorgen dat ook in het ongunstigste geval hun gewas overal minstens de minimale hoeveelheid water en mineralen kan opnemen.Robots vertroetelen individuele planten
In theorie zou een enorme besparing bereikt kunnen worden als een boer, net als een hobbytuinier, elke individuele plant zou kunnen vertroetelen. Dat wil zeggen: alleen die planten die het nodig hebben, behandelen met water, voedingsstoffen en insektenbestrijdingsmiddelen. Onkruidbestrijdingsmiddelen zouden niet eens meer nodig zijn, als een boer de tijd zou hebben om eke onkruidplant er met de hand uit te trekken. Een boer met duizenden hectares land heeft deze tijd vanzelfsprekend niet, maar een leger van honderden gewasrobots wel. Uitgerust met scanners, optische sensoren en flexibele grijparmen kan bijvoorbeeld een wiedrobot razendstel onkruidzaailingen tussen het gewas uit pikken en afsnijden, vergiftigen met een microdosis herbocide of wegbranden.
Bijkomend voordeel is dat robots veel lichter zijn dan een tractor. Hierdoor wordt de bodem niet samengedrukt, waardoor ploegen veel minder of zelfs helemaal niet meer nodig is. Als je bedenkt dat het diepploegen van een hectare land vele honderden liters diesel kost en ook leidt tot de versnelde afbraak van het organische materiaal in de bodem, wordt duidelijk dat hiermee ook de kwaliteit van de bodem veel beter wordt.
Oogstrobots
Ook voor oogstwerkzaamheden zijn robots zeer geschikt. Een robot kan snel vaststellen of een vrucht rijp is (hoe minder chlorofyl-groen, hoe rijper) en deze dan in een fractie van een seconde plukken. Hierdoor wordt de oogst groter en beter. Een ander szeer arbeidssintensieve taak in de tuinbouw is het snoeien van fruitbomen en het vergelijkbare (voor de tuiniers onder jullie welbekende) dieven van planten als komkommerachtigen en tomaten. Wat nu vele honderden uren werk per hectare vergt, en de bekende drama’s met illegale arbeiders, wordt nu steeds meer overgenomen door autonome gewasrobots. Dit is ook bitter hard nodig. Volgens sommige schattingen moet de voedselproductie rond 2050 bijna verdubbeld zijn om dan de wereldbevolking te kunnen voeden. Veel mensen die nu een hoofdzakelik vegetarisch dieet volgen zullen dan zijn overgestapt op vlees. Overigens zal tegen die tijd ook het meeste vlees synthetisch worden gekweekt – deze techniek is nu al op kleine schaal gebruiksklaar.
Tachtig procent besparing in energie en meststoffen
Op dit moment zijn er door tractorfabrikant Fendt al volgtractors ontwikkeld die de bewegingen van de boer nadoen, waardoor de boier in essentie in de helft van de tijd kan ploegen. De tractiorsvan de toekomst zullen echter veel lichter zijn. Ongeveer tachtig procent van het ploegwerk wordt veroorzaakt omdat bodemschade door eerdere bewerkingen met landbouwmachines – voortgetrokken dor een loodzware tractor – moet worden gerepareerd. Arno Ruckelshausen van de technische universiteit in het Duitse Osnabrück, Germany, ontwikkelde een vierwilige robot, BoniRob, die de exacte lokatie van planten ten opzichte van de bodem vaststelde. Vervolgens checkt de robot de conditie van elke plant geregeld tijdens het groeiseizoen (Landtechnik, vol 67, p 37). Ook kan tot tachtig procent bespaard worden op dehoeveelheid stikstof die een gewas moet ontvangen zonder verlies in oogst. Met als prettig neveneffect dat er ook veel minder erosie en vervuiling optreedt. (Soil Science Society of America Journal, vol 73, p 1566). Het watergebruik kan tot 50% omlaag. Omdat in Japan de bevolking snel vergrijst, wil de Japanse overheid het zware landbouwwerk steeds meer door robots laten doen. Ook kunnen gewasrobots wel eens de doorbaak betekenen voor biologische landbouw. Zij kunnen snel onkruiden uitschakelen en ook de noodzaak voor meststoffen flink verminderen. Ook zijn kleinere akkers mogelijk, wat goed nieuws is voor de biodiversiteit.
In de West-Australische mijn bij Pilbara rijden enorme mijnvrachtwagens rond zonder bestuurders. Het enorme mijnconcern Rio Tinto ontwikkelt hier de “mijn van de toekomst”, waarin geen mens meer te pas komt aan mijnbouw. De enige oplossing om de immer toenemende grondstofhonger op te lossen, denkt Rio Tinto. Wat zijn de gevolgen?
“Robots werken veiliger en houden zich altijd aan de regels”
Pilbara is geen uitzondering. In steeds meer mijnen nemen robots taken over van mensen. In Zuid-Afrika bijvoorbeeld. Gewoonlijk inspecteren mijnwerkers mijngangen voordat de mijnploeg naar binnen gaat. Omdat mijnwerkers bonussen ontvangen als ze snel werken, gaat dit vaak met de Franse slag, met de nodige dodelijke ongelukken tot gevolg. Robotverkenners controleren nu het gesteente van een mijngang op sterkte en consistentie. Vindt de robot een zwakke plek, dan sproeit de robot markeerverf en wordt een menselijke ploeg mijnwerkers aan het werk gezet om de plek te stutten.
Voertuigfabrikant Caterpillar ontwikkelde deze robotbediende mijntruck. Bron Caterpillar
24 uur per dag werken in smalle mijngangen
Een andere toepassing waar robots aan het werk worden gezet zijn zeer smalle mijngangen. Veel ertsvoerende lagen zijn te dun om economisch door mensen te laten mijnen. Robots kunnen wel functioneren in mijngangen van enkele decimeters hoog. Een ander voordeel van robots, althans voor mijnbouwbedrijven, is dat ze dag en nacht doorwerken en nooit staken.
Mijnprospecting door robots en satellieten
Rio Tinto ontwikkelt nu ook robots die aan prospecting kunnen doen. Deze robots boren op geregelde afstanden gaten in de grond. Aan de hand van de weerstand die de boringen ondervinden, wordt dan het type gesteente, en dus de eventuele aanwezigheid van mineralen, duidelijk.
Spectroscopie, dezelfde techniek die astronomen gebruiken om de chemische samenstelling van sterren vast te stellen, kan ook door mijnrobots worden gebruikt. Ieder mineraal heeft een karakteristieke verdeling van heldere emissielijnen en absorptielijnen, waardoor in principe door het licht van rotsen te analyseren, is vast te stellen wat voor mineralen er in zitten.
Schatkaart van Afghanistan
Een andere oplossing, die wordt toegepast in politiek gevaarlijke landen als Afghanistan, is dan ook een satellietcamera luchtfoto´s te laten maken. Al eerder was bekend dat Afghanistan over minimaal 1000 miljard dollar aan mineraalafzettingen beschikt, 80 maal zoveel als het land jaarlijks verdient. Naar blijkt hebben de Amerikanen hier door een satelliet scherpe foto´s, vermoedelijk van een groot aantal golflengtes, van laten maken. Door analyse van deze satellietfoto´s beschikken de Amerikanen nu over een gedetailleerd overzicht van plaatsen waar waardevolle mineralen aan de oppervlakte liggen.
Leegplunderen land nu veel makkelijker geworden
In een land waar een corrupt regime zetelt, kunnen mijnbouwmaatschappijen straks eenvoudig een deal sluiten met de centrale regering en vervolgens in afgelegen gebieden erts winnen. Je kan zelfs denken aan ruwe verwerking van het gewonnen erts, zodat alleen het eindproduct hoeft te worden getransporteerd. Er zijn dan alleen bewakers nodig, of drones. Robots werken zelfstandig of door middel van teleoperators op duizenden kilometers ver weg. Ook kunnen mijnbouwmaataschappijen zonder lastige pottenkijkers in de buurt milieuwetten op groffe wijze overtreden.
Robots zijn erg aantrekkelijk voor ruimtemijnbouw, maar worden nu ook al in aardse mijnen ingezet. Bron NASA
Voorbereiding ruimtemijnbouw
Toch heeft deze ontwikkeling ook goede kanten. Mijnbouw op asteroïden en bijvoorbeeld op de maan wordt zo veel aantrekkelijker. Autonome mijnrobots kunnen zonder mensen zo complete asteroïden uitmijnen. Ook zijn robots niet conservatief: een ander programma verandert hun gedrag, waardoor minder milieuonvriendelijke mijnbouw veel makkelijker is door te voeren.
Elk jaar vallen er alleen al in Nederland duizend verkeersdoden. Volgens experts zou het vervangen van handbesturing door automatische besturing veel levens redden. Wordt de automobilist een bedreigde diersoort?
De heer in het verkeer is een computer
In Nevada is het sinds kort legaal om computerbestuurde auto’s de weg op te sturen. Dit mede dankzij een intenieve lobby van Google, dat in de staat haar vloot aan computergestuurde auto’s wil uittesten. Google heeft een ijzersterk argument. Het aantal verkeersdoden. Dit is in de Verenigde Staten dertigduizend per jaar, evenveel mensen als in een middelgrote stad wonen. Verreweg de voornaamste oorzaak: menselijke fouten. Door computrs bestuurde auto’s kunnen het aantal verkeersdoden radicaal terugdringen, aldus David Champion, hoofd auto testing van Consumer Reports, mar alleen als alle uto’s door computers worden bestuurd. Hij denkt dat een mengvorm van menselijke en computerchauffeurs chaos op zou leveren. Dit omdat volgens hem mensen beter in staat zijn het gedrag van andere mensen te voorspellen dan computers dit ooit zouden kunnen. Als mensen zien dat de chauffeur van een naderende auto ze niet aankijkt, maar plankgas geeft, zullen ze afremmen, stelt Champion. Tenzij ze in een SUV rijden en een pesthumeur hebben natuurlijk, want dan kunnen ze later de tegenligger van de bumper schrapen.
Google's autonome auto mag nu in Nevada zonder chauffeur rondrijden.
Electronic Stability Control
Google’s auto’s, omgebouwde Toyota Priussen, bevinden zich nog steeds in de testfase en zijn niet te koop voor particulieren. Sommige “driver assist” technologieën die in dergelijke auto’s worden uitgetest, worden al wel toegepast in nu verkrijgbare auto’s en helpen het aantal verkeersdoden terug te dringen. Bijvoorbeeld Electronic Stability Control, waarbij computers bestuurders ondersteunen met de voertuigbeheersing tijdens abrupte verkeersmaneoeuvres (in de praktijk: gevaarlijke noodsituaties), lieten het aantal dodelijke botsingen met een derde dalen.
V2V
Een technologie die Google niet gebruikt, maar waar wel mee wordt geëxperimenteerd (en die automatische voertuigen veel effectiever zou maken) is vehicle-to-vehicle communication, V2V. Zendertje in autos communiceren met elkaar en met zendertjes langs de kant. Ze geven elkaar voortdurend snelheid en positie door, zodat ze daar rrekening mee kunnen houden. V2V is al in een vergevorderd stadium van ontwikkeling door een consortium van aautofabrikanten en de federale National Highway Traffic Safety Administration (enigszins te vergelijken met de Nationale Verkeersdienst).
Voor- en nadelen
Automatische voertuigen houden zich altijd aan de maximumsnelheid en aan de verkeersregels (tenzij een voertuighacker, een nog niet bestaande soort crimineel, toeslaat). Ook kan de politie een vluchtauto eenvoudig de opdracht geven richting politiebureu te rijden en de portieren vergrendeld te houden. Of als de eigenaar de wegenbelasting niet heeft betaald of dronken is, stil blijven staan. De kilometerheffing wordt zo ook een fluitje van een cent. De gangen van een potentiële verdachte, iedereen dus, zijn zo van minuut tot minuut na te gaan. Vanuit overheidsstandpunt is er dus veel voor te zeggen dit soort auto’s verplicht te stellen. In het algemeen belang, dat spreekt. Maar toch jammer van al die mooie actiefilms waaarin scheurende auto’s elkaar de pas af proberen te snijden. Aan de andere kant: de niue ster wodt de carhacker, die met zijn software een enorme verkeersopstopping veroorzaakt en politiedrones laat crashen. De nieuwe Jan de Bont?
Wat doe je als je van tevoren net weet hoe groot je gebouw gaat worden? Juist, dan weef je een web, moeten onderzoekers van het MIT hebben gedacht. In de natuur passen spinnen dit principe al sinds het Carboon toe. Nu volgt ook de mens met de eerste spinrobot ooit. Deze robot kan een verblijf spinnen rondom een kooi. Erg snel gaat het nog niet, maar als je alle tijd hebt staat er toch binnen enkele uren een verblijf. In deze videoclip een spinrobotarm in actie. Zullen huizen in de toekomst ook met deze techniek gebouwd worden?
Een voor de hand liggende toepassing: ruimtehabitats op andere planeten of asteroïden. Je zou dan de buitenkant kunnen bekleden met een laag ijs of gesteente om zo de bewoners te beschermen tegen kosmische straling.
Stel je voor, je neemt een bad in een vreemdsoortig goedje en even later komt er uit de vloeistof een exacte replica van jou. Zichzelf in elkaar zettende robots kennen we al een tijdje. Meestal gaat het om bouwblokken die elkaar opzoeken en zich aan elkaar vastmaken. Dit systeem werkt totaal anders: het onthoudt de vorm van een voorwerp dat onder wordt gedompeld in een reservoir, gevuld met deze intelligente bouwstenen. Zie de video.
Op het moment dat de “foto” gemaakt wordt, registreert de computer die met de 1 cm grote blokjes is verbonden, welke blokjes niet aan alle klanten buren hebben. Dit zijn de grensblokjes. Deze vorm wordt doorgeseind, waarna de blokjes de structuur binnen de grensblokjes overnemen. Het systeem werkt ook in 3D, al zullen dan wel ook aan de twee laatste oppervlakken elektromagneetjes moeten worden bevestigd. Dit bleek tot nu toe een probleem.
Veel Amerikanen maken zich zorgen, en dat kunnen wij maar beter ook doen. Na het wegvallen van wetgeving die onbemande vliegtuigen alleen toestaat voor het leger, willen duizenden Amerikaanse politiekorpsen een groot aantal op afstand bestuurbare drones aanschaffen. Met de onbemande vliegtuigjes kunnen de korpsen voor een fractie van de kosten van een helicopter verdachten volgen en bewijsmateriaal verzamelen. Privacyadvocaten slaan alarm. Afluisteren en spionage worden zo wel heel gemakkelijk.
Ook in Europa, waaronder Nederland, zullen drones uiteindelijk hiervoor ingezet worden. Kortom: tijd voor wat meer aandacht voor dit fenomeen. Vooral als ook privépersonen en -bedrijven eigen drones laten rondvliegen. Want wie wil straks de ongewilde hoofdrolspeler in een hilarische film of pornofilm worden?
