‘Robots kunnen voor oma zorgen’

Maar liefst zestig procent van de Europeanen vindt dat robots moeten wegblijven uit de ouderenzorg en één op de vier huivert van robots in de gezondheidszorg. Net in die domeinen is Bram Vanderborght van de Vrije Universiteit Brussel actief. 'Bij het horen van het woord robot denken veel mensen aan gevoelloze toestellen die ons nooit zullen begrijpen, laat staan liefdevol verzorgen. Of erger nog: robots zullen ons overheersen en onderdrukken. Terminator die voor oma of de kinderen zorgt. Die angst is onterecht, maar het is voor robotici actief in de zorgsector een grote uitdaging om ze te doen wegebben.'

'Zorgrobots neigen meer naar knuffelbaar speelgoed dan naar Terminator. Ook het principe is niet nieuw. Honden en andere gezelschapsdieren worden al langer met succes ingezet voor therapie met dementerende ouderen of zieke kinderen. Therapeutische robots hebben vergelijkbare effecten. Bij de ramp in het Japanse Fukushima faalden alle reddingsrobots, maar de therapeutische knuffelrobot Paro deed zijn werk wel goed. Paro lijkt op een babyzeehond en reageert op aanrakingen en stemmen. Hij werd meteen na de ramp in zorgcentra en ziekenhuizen verspreid om getraumatiseerde ouderen gezelschap te houden. Zij konden hun verhaal doen en kalmeerden. Uit tests bleek zelfs dat de robot hetzelfde effect had als kalmeringsmiddelen. En door de inzet van de robots hadden menselijke hulpverleners meer tijd voor patiënten die er ernstiger aan toe waren.'

Worden verpleegsters overbodig als robots kunnen verzorgen, luisteren en troosten?

'Het is niet de bedoeling om de zorg te ontmenselijken, wel om ze te ondersteunen. De wereldbevolking vergrijst, en we worstelen met de vraag wie er voor al die ouderen zal zorgen. Toen ik mijn grootmoeder opzocht in het rusthuis, zag ik het personeel bijvoorbeeld razendsnel het eten rondbrengen. 'Smakelijk', klonk het dan, en hop, naar de volgende bewoner. Eigenlijk kunnen robots zulke eenvoudige taken overnemen, waardoor het verplegend personeel meer tijd overhoudt voor de echte menselijke zorg en het sociaal contact met de ouderen.'

U werkt zelf mee aan de ontwikkeling van Probo, een groen olifantachtig knuffeldier dat op termijn als therapeut voor kinderen met autisme ingezet kan worden.

'Probo is een brug tussen de therapeut en het kind - net zoals een hond dat vandaag is bij therapie met dieren. Met dat voordeel dat de therapeut voortdurend controle heeft over de handelingen van Probo. We willen Probo leren om emoties aan te voelen, of te beseffen wanneer hij een fout heeft gemaakt. Hij zal daardoor meer zelfstandig kunnen beslissen, maar altijd onder toezicht van een mens.'

In sciencefictionfilms zoals Bicentennial Man (1999) zijn hulprobots geautomatiseerde klonen van mensen. Waarom die fixatie op robots die lijken op onszelf?

'De omgeving waar we robots willen inzetten is gemaakt voor mensen, dus moeten robots ook enkele menselijke basisvaardigheden bezitten. De makkelijkste optie is een robot met wielen, maar een huisrobot kan zich op wielen niet door ons huis verplaatsen. Kijk maar hoeveel aanpassingen er nodig zijn om een huis rolstoelvriendelijk te maken. De robots moeten handen hebben om voor mensen bedoelde knoppen te bedienen, of even lenig zijn als ons om bijvoorbeeld in een autostoel te gaan zitten. Ook de communicatie moet menselijk verlopen: niet in robottaal of met knoppen, maar met spraak, gebaren en emoties. Net omdat robots al deze menselijke eigenschappen moeten hebben, komen we automatisch uit bij een 'mensachtige' machine. Wat niet betekent dat we robots als echte klonen van onszelf moeten maken. Zoals de robotversie die de Japanner Hiroshi Ishiguro maakte van zijn dochter - ik heb die robot gezien en dat was een afschuwelijke ervaring. De dochter durft zelfs niet meer in het lab van haar vader te komen. Je kan beter robots maken die niet lijken op mensen, maar wel een vergelijkbaar gedrag hebben. Probo heeft ogen, armen en een mond, en kan zich daardoor vrij menselijk gedragen, maar het blijft duidelijk een fictief dier.'

Elke huiskamer of zorginstelling is anders. Hoe zullen geautomatiseerde hulprobots met die variërende omstandigheden om kunnen gaan?

'Wie een robot in huis haalt, zal die zelf nieuwe vaardigheden kunnen aanleren door bijvoorbeeld een opdracht of handeling voor te doen. Een knappe ontwikkeling in die richting is Baxter, een robot die als arbeider in een fabriek kan werken. Een menselijke arbeider wordt 'ploegbaas' van een team robots. Hij leert de robots een eenvoudige opdracht aan - zoals het ordenen van pralines in een doos - door die een aantal keer voor te doen. De robot registreert alles en na enkele keren proberen, waarbij de ploegbaas een correctie kan eisen, kan de robot starten met zijn nieuwe, repetitieve taak. Later kan de robot dan bijvoorbeeld leren hoe hij dozen moet inpakken of ze klaarmaken voor transport. In grote bedrijven staan nu al robots die voortdurend dezelfde opdracht uitvoeren. Baxter gaat dus een stap verder. In kleinere bedrijven kan hij, afhankelijk van de nood, voor steeds weer andere taken worden ingezet.'

Dan moeten we wel nog altijd een taak aanleren. Kunnen robots niet van elkaar leren?

'Dat zal kunnen dankzij een nieuw, ambitieus Europees project, Robo Earth: het internet voor robots. Robots kunnen via dat netwerk informatie en kennis delen en van elkaar leren. Robo Earth werkt volgens het principe van cloud computing. Alle data staan op een externe server, en de robot kiest wat hij kan gebruiken. Daarvoor is slechts weinig bijkomende opslagcapaciteit bij de robot nodig, waardoor die lichter en eenvoudiger gemaakt kan worden. Wat jij aanleert aan je huisrobot, kan die weer verder leren aan andere robots. Een robot in België zou zich bijvoorbeeld kunnen omscholen tot een exotische kok, zonder dat jij hem dat moet leren. Ook in de medische wereld komt dat van pas: robots kunnen elkaar leren om symptomen van patiënten te herkennen en zo dokters helpen met de diagnose van een zeldzame ziekte.'

Op ons 'menselijk' internet staat helaas ook veel rommel, en het kan gehackt worden. Komen we zo niet weer bij het scenario uit waarin onze vertrouwde robots zich tegen ons keren?

'Voordat huishoudrobots in al onze huiskamers rondlopen, moeten we zeker dit debat voeren. Robots hebben geluid en video nodig om zich te verplaatsen of opdrachten te krijgen. Maar hoe beveiligen we deze informatie en wie mag ze consulteren? Onlangs was er een relletje rond thuisrobot Rovio, die eigenlijk niet veel meer is dan een mobiele webcam die van op afstand automatisch navigeert naar een gekozen punt. Een goede hulp als kinderoppas, maar blijkbaar is Rovio makkelijk te hacken, waardoor potentiële indringers een kijkje kunnen nemen in je huis. Niet alleen inbrekers komen zo aan waardevolle informatie, ook bedrijven zullen maar wat graag via een huisrobot te weten komen waarmee hun potentiële klanten zich graag bezighouden. En er is meer dan de privacykwestie. Kunnen thuisrobots bijvoorbeeld bevraagd worden als getuigen van een inbraak of een moord?'

Is dat vooral een kwestie van wetgeving?

'Eigenlijk wel. En ik vind dat we het debat nu al moeten voeren zodat België hierin een voortrekkersrol kan spelen. Ik denk bijvoorbeeld aan het toelaten van autonome auto's. De zelfrijdende auto van Google is volledig rijklaar. In San Francisco mag je er al mee op de openbare weg. Als België de wetgeving hiervoor zou openstellen, kan de autonome auto ook hier haar intrede maken.'

'Door de wetgeving duidelijk te regelen, kunnen we misbruik voorkomen en krijgen onderzoekers tegelijk de kans om nieuwe technologie te ontwikkelen en uit te testen. België was een van de eerste landen waar de wetgeving toeliet om de operatierobot Da Vinci in ziekenhuizen te testen. Daardoor komen vandaag chirurgen van over de hele wereld naar het OLV-ziekenhuis in Aalst om er met de operatierobot te leren werken.'

U bent ook betrokken bij robots die patiënten helpen om opnieuw te leren lopen. Hoe gaat dat in zijn werk?

'Mensen die door een beroerte of een verwonding aan de ruggengraat verlamd raken, kunnen - afhankelijk van de ernst - soms opnieuw leren lopen, maar dat vergt veel fysieke training. Vroeger moest een team fysiotherapeuten de patiënt handmatig ondersteunen. Dat was fysiek erg zwaar. Tegenwoordig gebruiken nogal wat revalidatiecentra robotpakken - zogenoemde exoskeletten - die de patiënt als een ondersteunend harnas helpen om op een loopband te lopen. Maar er zijn nog enkele problemen: de patiënt in het robotpak stoppen is erg tijdrovend, terwijl de therapie soms amper een half uur duurt. Veel inspanning voor weinig resultaat dus. Bovendien werkt de revalidatie soms niet zo goed, vermoedelijk omdat de robot de patiënt te veel ondersteunt - waardoor het lichaam niet traint - of omdat de ondersteuning onnatuurlijk verloopt. Daarom werken we aan een nieuwe revalidatierobot, Altacro, die automatisch de ondersteuning aanpast aan de mogelijkheden van de patiënt, waardoor die alleen de minimaal noodzakelijke ondersteuning krijgt. Naarmate de patiënt zelf meer kan, vermindert de ondersteuning. Zo leert het lichaam uiteindelijk volledig zelfstandig te bewegen. We willen de ondersteuning ook natuurlijker maken: daarom gaat de robot bijvoorbeeld ook de enkels aansturen en willen we de loopbeleving voor de patiënt optimaliseren.'

De revalidatierobots hangen meestal vast aan een loopband. Ver kom je er dus niet mee in het dagelijks leven.

'Er bestaan al robots met loopondersteuning. Met de eLegs van Berkeley Bionics en Rex Bionics kunnen patiënten ongeveer zes uur met twee kilometer per uur lopen. 'Samen met onderzoekers van de KU Leuven zijn we recent ook gestart met de ontwikkeling van een mobiele assistentierobot. Het pak moet ouderen toelaten om langer op 'eigen' benen te blijven staan. Met het pak moeten ze meer afstanden te voet kunnen afleggen en makkelijker trappen op- en aflopen. Het is de bedoeling dat dit pak al over vier of vijf jaar de rolstoel kan vervangen.'

Wat wordt hierbij de grootste uitdaging?

'Het exoskelet moet zijn eigen gewicht kunnen dragen, en daarbij ook nog de drager ondersteunen. Dat vraagt heel wat energie. Daarom hangen revalidatierobots vast aan een externe stroombron. Dat is geen probleem in revalidatiecentra, want de patiënt loopt op een loopband. Voordat robotpakken revaliderende of minder mobiele mensen ook in het dagelijkse leven kunnen ondersteunen, moeten we oplossingen vinden voor die grote energienoodzaak. Aan een ondersteunend robotpak waarvan de batterij na een uurtje winkelen leeg is, heb je niet veel. Maar er zijn nog meer uitdagingen, bijvoorbeeld de natuurlijkheid van ondersteuning. Het robotpak moet aanvoelen hoeveel ondersteuning de patiënt nodig heeft. Ook de timing van ondersteuning moet juist zitten.'

Is het wachten op krachtigere batterijen?

'Batterijen moeten lang meegaan en tegelijk licht genoeg zijn om draagbaar te blijven. Maar we hoeven ons niet op de batterijen alleen te concentreren. Het is mogelijk om 'hernieuwbare' energie uit het lichaam van de drager te oogsten. Daarvoor laten we ons inspireren door mechanismen die ons lichaam zo efficiënt maken. Wij mensen zijn in staat om zonder voedsel van de Amerikaanse oostkust naar de westkust te lopen. Een robot is na een uur 'dood'. BIGDOG, een toprobot van het Amerikaanse leger, heeft bijvoorbeeld maar een efficiëntie van één procent van een paard.'

'Als robots door de knieën gaan of neerkomen na een sprong, wordt energie gebruikt om de impact met de grond op te vangen. Ook de zwaaifase van het onderbeen wordt ondersteund. Dan werkt ons lichaam een pak efficiënter: als de knieën en heup plooien, stapelt de remenergie zich op in de spieren, om bij de afduwfase opnieuw vrij te komen.'

Is de 'cyborg' het ultieme doel: een mens die protheses aanstuurt met zijn brein?

'Er zijn al ontwikkelingen in die richting. Zo bestuurde een Amerikaanse vrouw eind vorig jaar een prothese-arm met haar gedachten. De robotarm werd met kleine elektrodes aangesloten op het brein van de patiënt. De sensoren pikken de elektrische stroompjes op die zenuwcellen naar elkaar afvuren, en een computeralgoritme zet die vervolgens om naar commando's voor de robotarm. Nadeel is dat de hersenen die implantaten geleidelijk kunnen afstoten.'

'Ook dichter bij huis wordt gewerkt aan robots die onze gedachten kunnen lezen. Europese onderzoekers van het project Mindwalker, waarbij ook de Universiteit Twente en de TU Delft betrokken zijn, ontwikkelen robotbenen die aangestuurd worden op basis van hersen-signalen. Het enige wat de patiënt hoeft te doen, is aan lopen denken. De komende jaren gaan de onderzoekers het pak uitgebreid testen in dagelijkse situaties. Ze hopen dat het robotpak over een tiental jaar in het straatbeeld zal verschijnen.'