ALGORITMER I SAMFUNDETS TJENESTE
Anvendt matematik og styring af robotter på Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet i Odense
Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet på Syddansk Universitet blev grundlagt i 1997 som en del af universitetets naturvidenskabelige fakultet. Fokus var dengang som nu at koble matematik og ingeniørkundskab inden for det robotteknologiske område. To år senere flyttede instituttet til et nyt byggeri doneret af A.P. Møller Fonden og tegnet af Henning Larsens Tegnestue.
Maritimt inspireret
Den iøjefaldende konstruktion er skabt til forskning og fordybelse, og derfor ligger forskerkontorerne tilbagetrukket i nicher. Der er endvidere mødelokale, seminarrum og laboratoriefaciliteter.
Tegnet af Hennings Larsens Tegnestue og skabt til forskning og fordybelse blev Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttets bygning indviet i 1999. Foto: MMMI
Man aner et maritimt inspireret interiør med sortfugede trægulve som på et skibsdæk samt gelændere og gangbro. Instituttets historie er da også tæt knyttet til det A.P. Møller-ejede Odense Stålskibsværft, kendt som Lindøværftet. Forskere i anvendt matematik ved Odense Universitet samarbejdede i 1990'erne med Lindøværftets udviklingsafdeling.
Kollisionsfrie robotbaner
"Det drejede sig om at udvikle styringsalgoritmer til robotter, så de fuldautomatisk kunne svejse store skibssektioner uden at kollidere undervejs", fortæller professor i robotics ved Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet, Henrik G. Petersen. Dengang var han del af et forskerhold ledet af den australske professor John Perram. Holdet arbejdede med algoritmer fra kompleks molekyledynamik og var inspireret af idéer og metoder, der oprindeligt udsprang i krydsfeltet mellem matematik, datalogi og kemi. Som nogle af de første i verden udviklede forskerholdet matematikken bag kollisionsfrie robotbaner.
Ifølge rektor ved Syddansk Universitet, Jens Oddershede, demonstrerede forskerholdet med sin udvikling af svejserobotter, at man kunne løse praktiske opgaver for Lindøværftet ved hjælp af anvendt matematik og ingeniørkundskab. "Ved at automatisere på forskellige måder var Lindø i stand til at skaffe sig en konkurrencemæssig fordel".
Instituttet tiltrækker mange studerende, der vil fordybe sig i robotteknologiens verden. Her lægges sidste hånd på demonstrationen af en modulær robotcontroller. Foto: MMMI
Et fremsynet initiativ
Dannelsen af Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet i 1997 var ikke specifikt rettet mod at løse problemstillinger for Lindøværftet, selv om man eksempelvis arbejdede videre med malerrobotter til containerfabrikken. Som forskningsinstitution skulle det nye institut tværtimod beskæftige sig generelt med anvendt matematik, styring af robotter og andre tekniske problemstillinger inden for automatisering. Endvidere vægtede man, at instituttet skulle være internationalt orienteret og tiltrække gode forskere og studerende fra ind- og udland.
Det var, ifølge Jens Oddershede, et fremsynet initiativ. "Man startede med et initiativ, der skulle støtte en konkret udvikling på en konkret arbejdsplads. Men man gjorde det sådan, at man opbyggede basale forskningsmæssige kompetencer, som siden er blevet anvendt i mange andre sammenhænge, og som bidrager til at løse nogle af de udfordringer, samfundet står over for i dag".
Kodeordet er kognition
Instituttets forskningsmæssige bredde er siden vokset. I dag er Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet kendt for sin grundforskning og applikationsorienterede forskning inden for visionsbaseret kognitiv robotteknologi, biologisk inspireret robotteknologi, modulære og cellulære robotter, softwareteknologi, anvendt matematik og meget mere. Instituttet er blevet dobbelt så stort og tiltrækker mange studerende, der er interesserede i at fordybe sig i robotteknologiens komplicerede verden.
I-Blocks er modulære, robotteknologiske byggeklodser, der bl.a. kan bruges til at komponere musik med gennem den måde, klodserne sættes sammen på. Foto: MMMI
Inden for visionsbaseret kognitiv robotteknologi arbejder forskningsenheden CARO (Cognitive and Applied RObotics) intenst med at gøre robotterne mere intelligente. "Når vi mennesker udfører en handling gentagne gange, bliver vi bedre og bedre til den. Vi prøver at implementere en erfaringsdannelse i robotternes programmel, så de på lignende vis kan lære undervejs", fortæller Professor Henrik G. Petersen, der er tilknyttet CARO. Man opbygger virtuelle verdener, hvor man træner robotterne i forskellige scenarier og handlingsmønstre. Perspektivet er, at robotter kan blive ægte "medarbejdere", som hurtigt kan lære at løse nye opgaver".
Kringlede flagermusører
Visuelle sensorer er dog ikke den eneste måde, hvorpå man kan styre robotters orienteringsevne, siger Lars Dyhr, institutleder på Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet siden 2006. En anden forskningsenhed arbejder med inspiration fra biologiske systemer, såkaldt embodied intelligence. Man studerer firben, frøer og ikke mindst flagermusenes ultralydsbaserede sonarsystemer. Man har lavet 3D-scanninger af flagermusører for at granske, hvordan deres kringlede udformning muligvis fungerer som filtrering og signalbehandling af ekko. "Det ville spare en masse elektronisk regnekraft, hvis det er selve udformningen af øret, der sørger for at filtrere input", siger Lars Dyhr. "Hvis det lykkes at afkode biologien bag flagermusens signalbehandling, vil det kunne give en fantastisk ny sensor til robotteknologien".
Velfærdsteknologi er et andet felt, Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet har gjort sig bemærket inden for. Robo Trainer, en træningsrobot udviklet på instituttet, bliver anvendt til genoptræning af folk med lammelser. Teknologien bag træningsrobotten går i lige linje tilbage til arbejdet med at designe elektronik og styring til svejserobotter på Lindøværftet. Men nu svejser man i stedet mennesker og robotter sammen. På længere sigt kan man forestille sig, at en fysioterapeut med let programmerbare træningsrobotter kan overvåge måske op til 10 træningssessioner ad gangen. Det vil reducere omkostningerne for genoptræning betragteligt.
Stjernestøv fra svejserobotter
For Syddansk Universitets rektor, Jens Oddershede, er Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet et fyrtårn for universitetet. "Det startede visionært med løsningen af vigtige produktionsmæssige udfordringer for Lindøværftet. Det har haft en kaskadeeffekt, hvor de grundlæggende idéer lever videre i mange nye projekter og i ny forskning".
Redaktionen afsluttet oktober 2013