Robotter der kan selv
Nov. 2001

Det er paradoksalt: Hvis vores maskiner i fremtiden skal kunne gøre det vi vil have dem til, så må de kunne styre sig selv.

Samlebåndene, der fremstillede masser af helt ens produkter, er begyndt at få problemer af den simple grund, at det der efterspørges i stigende ikke længere er ensartede standardvarer. Fremtidens produktion skal være bedre tilpasset den enkelte kundes ønsker og situation, og derfor må fabrikkerne være langt mere fleksible, så de kan omstille i takt med at behovene og de teknologiske muligheder skifter.
Løsningen kan være at bruge robotter, og endda gerne robotter, der i et vist omfang selv kan finde ud af at tilpasse sig.
Der findes et dansk institut, der forsker i netop dén problemstilling. Dets fulde navn er Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet for Produktionsteknologi, og det ligger i forbindelse med Syddansk universitet i Odense i en nyopført bygning, tegnet af Henning Larsen.
På instituttet arbejder man på at udvikle robotter, der er "adaptive" - det vil sige, de kan tilpasse sig skiftende forhold.
Et eksempel kan være en robot til at svejse eller male, der kan håndtere skiftende opgaver og som meget hurtigt kan omstilles. Man giver blot systemet en ny tegning, og så kan computeren bruge programmer og matematiske værktøjer, til automatisk at beregne hvordan robotten skal bevæge sig .
Dén slags har institut for produktionsteknologi lavet en del af, først og fremmest til det Mærsk-ejede Lindø værft, der er institituttets største samarbejdspartner.

Fra supertankere til hjernekirurgi
Meget af den viden og den logik, som udvikles af instituttet kan bruges i mange andre sammenhænge end til produktion på fabrikker. Den metode, der kan få en male-robot til at fungere, kan også bruges i langt mindre skala - f.eks. til en robot, der kan udføre kirurgiske operationer.
Allerede idag er man på enkelte hospitaler begyndt at bruge robotter, blandt andet til at fjerne hjernesvulster. I sagens natur går man ikke ud fra en teknisk tegning i de tilfælde, i stedet har man røntgenbilleder og scanninger at gå ud fra, for at beregne hvordan den lille robot skal lægge snittene.
Ved kirurgi er kravet om fleksibilitet påtrængende. Situationen ændrer sig ikke alene fra patient til patient, men også undervejs i den enkelte operation. Trods narkosen bevæger patienten og hjernes placering sig hele tiden lidt, så det er afgørende at robotten løbende kan kompensere og tilpasse sig.
Det er ikke helt ved siden af at sige at den skal være "intelligent", i den forstand, at robotten skal kunne tage stilling til skiftende forhold og selv handle på en passende måde.

Robotten konstruerer sig selv
Et andet nøgleord er at systemerne skal være "autonome". Det betyder selvstyrende.
Et skridt i den retning kunne være en robot, der selv kan konstruere sin egen fysiske udformning, så den passer til den opgave den står overfor. På Mærsk Instituttet for produktionsteknologi eksperimenterer man med et system, der automatisk kan konstruere en robot, så den bedst muligt kan finde vej gennem en labyrint.
Man starter med at fortælle systemet om spillereglerne i labyrinten. Derefter tænker computeren igennem, hvilket udstyr det vil være smartest for robotten at være udrustet med. Den kan eksempelvis vælge størrelsen af hjulene og hvor, det ville være smartest at have sensorer placeret.
Computeren finder løsningen ved at foretage en lang række simulationer, hvor den i teorien afprøver forskellige modeller, og så vælger den, der ser ud til at virke bedst.
Derefter spytter den instrukser ud - både i form af en arbejdstegning til at bygge robotten, og et program der kan styre den igennem labyrinten.

Mange små er bedre end én stor
I mange tilfælde kan det være smartere at erstatte robotten med en hel sværm af robotter, der tilsammen kan løse en opgave. Det kunne være rense-robotter der kan bevæge sig gennem kloakker. Når der er tykke rør, kan robotter klumpe sig sammen, men når de skal igennem snævre steder placerer de sig i en lang slange.
Et andet eksempel er små enheder der bevæger sig igennem et uvejsomt landskab - det kunne for at søge efter landminer, eller det kunne være en udforskning på Mars. Alt efter terrænet kan de enkelte dele sætte sig sammen på nye måder.

Henrik Hautop Lund, der er professor ved institut for produktionsteknologi, har i årevis udviklet kommunikation og samspil mellem robotter. For ham er det en vigtig pointe at de enkelte dele i flokken er selvstændige. Der er ikke en central computer, der kan overskue situationen og dele ordrer ud til de andre. I stedet forsøger de hver især at bidrage til samarbejdet så godt de nu kan, i stadig kommunikation og samspil med de andre medlemmer af flokken.
Det er en anden måde at styre processer på end man normalt finder. Den traditionelle ingeniørmetode er centraliseret, fra toppen og nedefter. Problemet med den centraliserede metode er imidlertid, at den er sårbar, især når der er tale om store komplekse systemer, med mange dele og hurtige forandringer.
Hvis der er en hoved-computer, eller hvis enkeltedelene har helt fasttømrede roller i forhold til hinanden, så risikerer man at hele systemet går ned, hvis blot én af delene strejker. Med mange selvstændige enheder kan den enkelte derimod godt undværes, for de andre tilpasser sig bare den nye sitaution, hvis en af dem går i stykker.

Man må afgive kontrollen
At enhederne er selvstyrende indebærer at man mister noget af kontrollen med processen. Systemet finder sine egne måder at nå det mål man opstiller. Det kan virke lidt risikabelt, men omvendt får man den fleksibilitet, der er de traditionelle systemers svaghed.
Efter Henrik Hautop Lunds mening vil brugen af selvstyrende systemer betyder at mennesker får en ny rolle i forhold til maskinerne. I stedet for at styre maskinerne i alle detaljer, kan mennesket nøjes med at "guide"; man kan fortælle maskinerne hvad man vil have opnået, og så er det op til robotterne selv at vælge metoden.
«Måske er det ligesom forældre har det, når deres børn flytter hjemmefra. Det er altid svært at afgive den fulde kontrol», siger Henrik Hautop Lund. Men hvis vil skabe et bedre produktionsapparat, så er vi nødt til at skabe enheder, der kan arbejde for sig selv, mener han.

Box: legoklodser
Man kan ikke undgå at bemærke at der er temmelig mange legoklodser på institut for produktionsteknologi - det er trods alt et universitet for voksne mennesker.
Lego er imidlertid robotforskernes foretrukne byggemateriale, når der skal laves hurtige afprøvninger af en ny teori. Med en bunke klodser, nogle elastikker og lidt sytråd kan man sagtens bedrive højteknologisk forskning. Nogle af Lego-modellerne er der endda søgt patent på.

Box: Henrik Hautop Lund
Henrik Hautop Lund er 32 år, men allerede en international kapacitet indenfor robotforskning og kunstig intelligens. Han blev professor ved institut for produktionsteknologi i 2000, fra en stilling som leder af Lego-lab under Århus universitet. Igennem 90'erne studerede og forskede han i Italien og i Skotland.
Henrik Hautop Lund er med i bestyrelsen for Robocup, den årlige internationale fodboldturnering for robotter.