Artificial intelligence en de samenwerking tussen mens en machine zijn de belangrijkste onderwerpen van automatisering van de toekomst. Het motto van de Hannover Messe 2019 is dan ook ‘Integrated Industry – Industrial Intelligence’. Op Festo TechTalk vorige week spraken vier experts over de kansen en mogelijkheden die artificial intelligence biedt en legden uit hoe Festo zich positioneert binnen deze context. Ook liet het bedrijf de BionicSoftHand zien, een indrukwekkende pneumatische grijper met AI, gebaseerd op de menselijke hand. Straks te zien op de Hannover Messe 2019.
Hoe werkt anticiperend machineonderhoud precies? Hoe leidt artificial intelligence tot verdere automatisering? En hoe kan Duitsland als industriecentrum profiteren van deze ontwikkelingen? Deze vragen werden beantwoord door dr. Frank Melzer, lid van de directie Product & Technology Management; Tanja Krüger, managing director van Resolto Informatik GmbH (onderdeel van Festo Group); dr. Elias Knubben, hoofd Corporate Research and Innovation en Dionysios Satikidis, Digital Strategy and Business Model.
Leermethoden binnen artificial intelligence
Wordt automatisering autonoom dankzij artificial intelligence? Deze vraag stelde Dionysios Satikidis, software engineer en expert in artificial intelligence in zijn openingspresentatie. Aan de hand van het voorbeeld van pasgeboren baby’s schetste hij verschillende leermethoden binnen artificial intelligence die uiteindelijk leiden tot autonomie. Baby’s nemen eerst voorwerpen waar en daardoor leren ze verschillen kennen. Dat is ook precies wat algoritmes kunnen doen in ‘machine learning’, bijvoorbeeld door afwijkingen of clusters te herkennen.
Als de systemen vervolgens ook onthouden wat ze waarnemen, heet dat ‘deep learning’. Deze systemen kunnen dan voorwerpen herkennen of gesproken tekst begrijpen. Als dit geheugen gekoppeld wordt aan een taak die wordt uitgevoerd, dan spreekt men van ‘reinforcement learning’. In dit geval gaat het om het aanleren van een vaardigheid. “Wanneer artificial intelligence in staat is om verworven kennis over te dragen op onbekende taken, hebben we ’transfer learning’ bereikt. In de ultieme vorm kan dat leiden tot autonome automatisering”, aldus Satikidis in zijn toekomstvisie.
Pneumatische grijper met AI
Hoofd Corporate Research and Innovation, dr. Elias Knubben, liet met een voorbeeld zien hoe Festo reinforcement learning kan gebruiken voor het ontwikkelen van automatisering. Hij presenteerde de BionicSoftHand, het nieuwe toekomstconcept op het gebied van bionica. Deze grijper is gemodelleerd op de menselijke hand. De BionicSoftHand wordt pneumatisch aangestuurd, zodat hij veilig en direct kan samenwerken met mensen.
De vingers bestaan uit buigzame balgstructuren met luchtkamers en andere zachte materialen. Daardoor is de hand licht, flexibel, adaptief en sensitief en kan hij toch grote kracht uitoefenen. Via artificial intelligence leert de bionische robothand om in interactie met het brein onafhankelijk van elkaar grijp- en draaibewegingen te maken, zoals de menselijke hand dat doet.
Intelligente procesmonitoring
Artificial intelligence is toepasbaar gemaakt voor de industrie door Tanja Krüger, managing director en eigenaar van Resolto Informatik GmbH (sinds 2018 onderdeel van Festo Group). Als theoretisch computerwetenschapper en pionier op het gebied van data analytics richtte zij in 2003 Resolto op. Bezoekers van de Festo-stand op de Hannover Messe kunnen met eigen ogen zien hoe de slimme monitoringsoftware SCRAITEC in realtime data analyseert en interpreteert en afwijkingen detecteert en rapporteert. Door deze permanente data-analyse kan het systeem ook voortdurend blijven leren en zijn kennisbasis blijven uitbreiden, wat resulteert in intelligente procesmonitoring.
“In Hannover laten we zien hoe onze software werkt bij het opsporen van zwakke batterijen. Deze batterijen worden verwijderd door een transportbrug. SCRAITEC monitort de stroomvoorziening in de motor en de positiewaarden van de assen. Als er afwijkingen worden gesignaleerd, bijvoorbeeld als de transportbrug het verkeerde batterijformaat pakt, wordt dat gerapporteerd”, legt Tanja Krüger uit.
Enorme invloed op productportfolio van Festo
“Het verzamelen en monitoren van data door intelligente software kan plaatsvinden in het onderdeel zelf, zoals bij het wisselen van batterijen, maar ook via de IoT gateway CPX-IoT in de Festo-cloud. Hiermee worden onderdelen en modules gekoppeld op veldniveau, zoals transportsystemen of elektrische drives, via de OPC UA interface aan de Festo Cloud”, aldus dr. Frank Melzer, lid van de directie Product and Technology Management.
“Analytics en artificial intelligence zullen een enorme invloed hebben op ons toekomstige productportfolio. Voor eenvoudige analysetaken kunnen AI-algoritmen realtime direct in het onderdeel draaien; we noemen dat ‘field level’ of ‘on-edge’. Maar als ik de datastromen van een complete machine of zelfs een productiehal wil analyseren, is de processnelheid binnen het onderdeel natuurlijk niet voldoende. De servers voor meer complexe berekeningen kunnen dan worden geïntegreerd in het productienetwerk. Het voordeel daarvan is dat mijn data binnen mijn beschermde infrastructuur blijven en niet via internet gecommuniceerd worden. Alleen bij het verwerken van hele grote hoeveelheden data met complexe analyses en referentieseries is het beter en noodzakelijk dat de communicatie via de cloud verloopt.”