Het hele concept van digital twins draait om een digitaal kopie, wat in eenheid functioneert met de werkelijkheid. Dat zorgt voor betere data-inzichten, maakt predictive maintenance mogelijk en maakt werken op afstand (soms met grotere groepen) makkelijker. Binnen het Robots4Care project merkte Erik van Alphen en zijn team dat er nog een voordeel is: digital twins bieden innovatiekansen voor robotica.
Robotassistentie in de zorg
Zorgrobots bestaan al een tijdje en er lijken steeds meer mogelijkheden te zijn om deze in te zetten. Een medewerker bij het Catharina ziekenhuis vroeg zich dan ook af of deze niet in te zetten zijn voor dagopnames, vertelt Van Alphen: "Bij een dagopname op de cardiologie komt een patient binnen in de Hart Lounge. Ze worden ontvangen en wachten daar op hun behandeling. Daarna komen ze hier ook terug om uit te rusten voor ze naar huis gaan. Een vrij soepel proces, maar met de personeelsdruk en natuurlijk de risico's tijdens de pandemie, kwam de vraag of een robot hierin niet kon assisteren door informatie te verstrekken en interactie aan te gaan. Daarmee is het Robot4Care project gestart."
Zorgrobots en grote beloftes
Het ziekenhuis, en zo meer zorginstellingen, had al een zorgrobot staan van het Pepper-type. Die zijn veelvuldig aangeschaft met grote beloftes, legt van Alphen uit: "Robots zouden de toekomst zijn voor de zorg, maar missen duidelijk robuustheid en modulariteit in hun functioneren om echt van meerwaarde te zijn. Dat betekent dat wat ze doen vaak een beperkt trucje is, dus belanden veel van die robots in een bezemkast. Onze uitdaging was dus softwarematig; hoe zorgen we ervoor dat Pepper die assistentietaak beter en zelfstandig kan vervullen op de afdeling? Maar ook, hoe zorgen we dat de aansturing aanpasbaar wordt, ook door niet-ICT’ers.”
Virtueel innoveren met digital twins
De coronamaatregelen maakten testen op locatie onmogelijk, en dus week het Robot4Care project uit naar virtueel werken met digital twins. Dat bleek een onverwachte zegen voor het project, vertelt Van Alphen: “Al snel bleek dat bij een volledig functionerende digital twin van Pepper, we de mogelijkheid hadden om de hardware met softwareverbeteringen robuuster te laten functioneren. Een voorbeeld is de LiDAR navigatie van Pepper, die beperkend is in hoe nauwkeurig de robot over de afdeling beweegt. Studenten zagen dat ze de parameters daarvan konden aanpassen, zodat dit veel beter werd. Nog mooier, ze zagen de mogelijkheid om de navigatie aan te sturen vanuit de digital twin, waardoor de fysieke Pepper veel nauwkeuriger de navigatietaak kan uitvoeren.”
Meer doen met robots
Waar digital twins in een smart industry toepassing vaak helpen om meer inzicht te krijgen in de processen, bieden ze voor robots juist kansen voor een robuustere aansturing. Vanuit het project wordt nu gekeken naar mogelijkheden om nog meer data op te halen in de digital twin: “We willen meer fysieke sensoren plaatsen, zodat de robot beter kan begrijpen in wat voor omgeving hij is, zoals een radar die omgevingsgeluiden kan opvangen en doorsturen naar de digital twin. Data waarmee de ‘brein’-functie van de digital twin beter z’n werk kan doen. Daardoor kan je beter inschatten wat voor situatie Pepper ingaat en kan je de interactie ook menselijker maken. We verhogen dus de cognitieve functie van de robot met de digital twin.”
Digital Twin Academy
Er is nog veel werk te doen om Pepper echt te veranderen in de gedroomde assistent, maar Van Alphen is hoopvol nu er weer op locatie getest kan gaan worden. 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, wat door middel van toegepast onderzoek en kennisdeling digital twins wil ontsluiten voor het bredere publiek. Diverse andere Fontys lectoraten en instituten dragen bij aan Robot4Care, zoals het lectoraat Mens & Gezondheid. Over de toepassing van robotica in de zorg, wordt Fontysbreed gesproken om techniek en mens op de juiste manier samen te brengen. Meer informatie over het Digital Twin Academy project is te vinden op: fontys.nl/dta
Het Digital Twin Academy is een Interreg Euregio Meuse-Rhine(EMR) project. Het programma wordt gefinancierd door het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling en is een samenwerking van diverse overheden, onderzoeks- en onderwijspartners en partners uit het bedrijfsleven.