Onderzoeksproject P4/24 (Onderzoeksactie P4)
Mechatronica propageert de systeembenadering bij het ontwerp van intelligente machines door de synergetische combinatie van mechanica, regeltechniek en informatica in een geïntegreerde ontwerpcyclus (concurrent engineering).
De evolutie van intelligente machines staat nog in de kinderschoenen. Enorme onderzoeksinspanningen zijn nog nodig om de basismechanismen van performant en intelligent machinegedrag te ontrafelen. Performantie heeft vooral te maken met hoge bewegingsnauwkeurigheid en snelle respons, in aanwezigheid van storingen zoals wrijving. Intelligentie refereert aan de mogelijkheid tot autonoom gedrag, aan programmeren in natuurlijke taal, aan zelflerend en zelforganiserend gedrag. Het project beoogt de ontwikkeling van een geïntegreerde ontwerpomgeving voor intelligente mechatronische systemen.
Een complex mechatronisch systeem bestaat uit een hiërarchie van niveaus : het systeemniveau, het machineniveau en het componentniveau. Elk niveau bevat een taakprogrammatiemodule die de mens-machine- en machine-machine-communicatie materialiseert. De bewegingsbesturing bestaat uit een volgordebesturing en een trajectbesturing. De nauwkeurigheid van de bekomen beweging wordt in belangrijke mate beïnvloed door de interacties tussen de mechanische structuur en de besturing. Sensoren en actuatoren zijn resp. de zintuigen en de spieren van een mechatronisch systeem. Zij laten toe het basisparadigma van de mechatronica, nl. het optimaliseren van het bewegingsgedrag van de machine door een multidisciplinaire systeembenadering, te realiseren. Het project beoogt de ontwikkeling van de hiertoe benodigde nauwkeurige en krachtige modelleer-, identificatie- en besturingsmethoden.
Miniaturisatie verovert ook het domein van de mechatronica. Betrouwbare bronnen voorspellen groeicijfers, voor de komende decade, in het domein van de micro-elektromechanische systemen (MEMS), die hoger zijn dan in de micro-elektronica.
Coördinatie van modules in een machine of van machines in een multi-machinesysteem vereist besturings- en programmeerstrategieën op hoog abstractieniveau. Model-gebaseerde besturingsalgoritmen, op basis van stereovisie, en impliciete programmeermethoden, op basis van een gedragsgerichte benadering, zullen ontwikkeld worden voor autonome mobiele robots. De autonomie van robots zal uitgebreid worden door het ontwikkelen van actieve sensorstrategieën en door het combineren van kracht- en visuele informatie.
Het partnerschip is zeer complementair. KUL/PMA, projectcoördinator, is een pionier op het vlak van de robotica en de mechatronica. ULg/LTAS is een autoriteit in eindige-elementenbeschrijving van flexibele meerlichamensystemen. ULB/ASL heeft uitgebreide ervaring in actieve trillingscontrole en (stappende) mobiele robots. UCL/PRM geniet bekendheid voor zijn ontwikkelingen inzake symbolische modellering van meerlichamensystemen. KUL/ESAT brengt zijn kennis in op het vlak van computervisie, micromechanische systemen en besturingsalgoritmen.
De toekomstige impact van intelligente machines op de samenleving zal ingrijpend zijn. Zij zullen ons gedrag en ons leven in vele opzichten beïnvloeden. Intelligente machines zullen ons bijstaan in onze woningen, in onze werkomgeving, in de gezondheidszorg, in de wijze waarop we onszelf en de industriële goederen zullen verplaatsen, in het schoonmaken van onze vervuilde leefomgeving, in de exploratie en de exploitatie van de aarde, de oceanen en de ruimte, in het ontmantelen van nucleaire centrales, in de bewaking van onze steden, onze woonomgevingen en onze industriële complexen, enz. Intelligente machines zullen de slaven van de toekomst zijn en hopelijk zullen zij bijdragen tot een betere wereld.
