Orkestratie garandeert determinisme in humanoïde robots

Zoals verwacht waren er dit jaar nogal wat humanoïde robots te zien op de Hannover Messe. Toegegeven, ze deden nog niet veel – en daar zit allicht een belangrijke boodschap in – maar het gaf ons wel de gelegenheid om een aantal standhouders te vragen naar hoe het brein van die machines eigenlijk in mekaar zit. AI is allemaal goed en wel, maar om functioneel en veilig te zijn heeft zo een machine toch een hoge graad van determinisme nodig.

De afgelopen jaren waren er al wel wat humanoïde robots te zien op de Hannover Messe maar ze fungeerden toen nog vooral als blikvangers. Dit jaar waren er voor het eerst een aantal standhouders die specifiek in dit domein actief zijn. Unitree was aanwezig met de robots die we vooral kennen van hun leuke dansjes op sociale media. Het Chinese bedrijf is een van de weinige dat dit soort robots al echt verkoopt en ze zijn vrij populair, niet alleen omdat ze behoorlijk geavanceerd zijn maar ook omdat ze een open systeem bieden zodat onderzoekers en andere bedrijven hun eigen software en AI-modellen voor de machine kunnen ontwikkelen.

Op de stand van Hexagon was AEON te zien – de robot waarover we pas nog schreven in Humanoïde robots op wielen. Ook Agile Robots was aanwezig met een grote stand. Het bedrijf besteedde vooral aandacht aan zijn meer klassieke robottoepassingen maar het heeft ook een humanoïde robot die op de stand over een catwalk paradeerde.

En dan was er nog een aparte zone voor het thema humanoïde robots met een aantal – vaak kleinere – bedrijven die vooral op de software en dus het brein van de robots focussen. Het was vooral daar dat we wat bijleerden over orkestratie – het concept dat centraal staat in de sturing van de machines en als bovenliggende laag de artificiële intelligentie coördineert en ook in toom houdt.

Orkestratie

Over orkestratie hebben we op Productivity.be al eerder geschreven, bijvoorbeeld in de context van de Module Type Package (MTP). In een modulaire fabriek wordt gewerkt met autonome modules die elk hun eigen, lokale sturing hebben. Het principe van orkestratie wordt er gebruikt als bovenliggende laag om de coördinatie tussen al die modules te realiseren. Een module waar een chemische reactie plaatsvindt, kan in dat concept bijvoorbeeld tegen de orkestratie zeggen dat het klaar is met een bepaalde batch, waarna de bovenliggende laag aan de verpakkingsmodule de opdracht geeft om het product te ontvangen en te verwerken. De autonome modules doen elk hun eigen ding en communiceren via de orkestratie.

Bij de sturing van humanoïde robots wordt dus een gelijkaardige principe toegepast, al moeten we hier vooral denken in termen van processen in plaats van hardware modules. Processen zijn specifieke handelingen die een robot kan doen, zoals het opnemen van een object of het naar een bepaalde positie wandelen, maar ook bijvoorbeeld het zoeken naar een nieuw evenwicht wanneer de robot dreigt om te vallen.

Voor de sturing van humanoïde robots wordt veelal gebruikgemaakt van artificiële intelligentie. Het doel hiervan is om de robot adaptief te maken zodat die zich kan aanpassen aan zijn omgeving. Een bijkomend aspect is dat een humanoïde robot al snel een zeer groot aantal vrijheidsgraden heeft wat het zeer complex maakt om de machine met klassieke algoritmes te besturen. De idee is dat artificiële intelligentie erin moet slagen om op een meer intuïtieve manier met die complexiteit om te gaan.

Imitation learning

Het principe van orkestratie moet dit allemaal behapbaar maken en in goede banen leiden. Als we spreken over een sturing op basis van artificiële intelligentie, wil dat niet zeggen dat de robot in zijn hoofd, zoals wij, een groot neuraal netwerk heeft dat getraind is om op alle momenten en in alle omstandigheden het juiste ding te doen. In plaats daarvan werkt de robot op basis van duidelijk afgebakende processen en een orkestratielaag die het inzetten van die processen coördineert.

Elk proces kan afzonderlijk geprogrammeerd worden en in veel gevallen wordt hiervoor dus een beroep gedaan op artificiële intelligentie. Een proces als het oppakken van een object kan getraind worden via reinforcement learning. Een ander taak zoals een stap in een assemblageproces kan aangeleerd worden via imitation learning. Voor sommige andere processen kan een meer klassiek algoritme aangewezen zijn.

De orkestratielaag is sowieso een deterministisch algoritme waarin dat wat de robot moet doen, opgedeeld wordt in een sequentie van processen die afzonderlijk aangestuurd worden en elk hun eigen algoritme hebben. De orkestratie krijgt ook terugkoppeling van de processen wanneer een taak afgerond is, maar ook wanneer er iets misgegaan is. Als de robot een object dat hij moest opnemen, heeft laten vallen, bijvoorbeeld, is het terug aan de orkestratie om te beslissen wat er nu moet gebeuren. Iets van de grond oprapen zou een ander proces kunnen zijn dan iets van een tafel nemen, en het is aan de orkestratielaag om dat te weten en te beheren.

Agentic AI

De orkestratielaag moet ook de interrupts beheren, zoals wanneer de robot zijn evenwicht dreigt te verliezen. De logische conclusie is van meteen over te schakelen op de procedure die tot taak heeft om het evenwicht te herstellen maar dat zou bijkomende beslissingen met zich mee kunnen brengen zoals wat te doen met het object dat de robot op dat moment eventueel vasthoudt. Ook het bewaken van de veiligheid is een zaak van interrupts op het niveau van de orkestratie.

Een opmerking hierbij is nog dat de benaming proces een beetje oneerbiedig is in de wereld van artificiële intelligentie. Het model dat gebruikt wordt voor de aansturing van een bepaalde taak, wordt in de wereld van AI namelijk een agent genoemd. De orkestratielaag gebruikt die agents als tools om dingen te kunnen doen.

In het ontwikkelen van die agents is nog een lange weg af te leggen, en verwacht wordt dat dit een aparte business zal worden, als aanvulling op het ontwikkelen en produceren van de hardware. Om een robot in te zetten in professionele toepassingen zal die immers zeer specifieke dingen moeten aanleren – een beetje zoals een robotintegrator nu een programma maakt voor een specifieke toepassing. De methode met orkestratie maakt wel dat die taken apart ontwikkeld kunnen worden met hergebruik van of verder bouwend op vergelijkbare zaken.

© Productivity.be, 27/04/2026, Foto: Productivity.be

Feel free to share