robot1

Mensen die in juni een bezoek brengen aan het Spaanse koninklijke paleis in Sevilla kunnen een rondleiding krijgen van een bijzondere gids: een robot. De autonome en sociale robot monitort zijn publiek en past zijn gedrag daarop aan.

Een robot die mensen rondleidt, is niet nieuw. Maar de gidsrobot die straks in Sevilla rondrijdt, is uniek. “Met name omdat deze ook buiten rondrijdt en dus met veel uiteenlopende omstandigheden te maken krijgt,” vertelt onderzoeker Daphne Karreman, verbonden aan de Universiteit Twente. “De robot krijgt met verschillende ondergronden te maken, maar ook met verschillende sterktes zonlicht.”

Europees project
De robot – die nog volop in ontwikkeling is – maakt deel uit van het Europese onderzoeksproject Fun Robotic Outdoor Guide (FROG). Verschillende universiteiten en industriële partners werken binnen het project samen aan de ontwikkeling van een sociale robot. Zo voorziet Imperial College London de robot van software, werkt universiteit Pablo de Olavide (uit Sevilla) aan de zelfstandige navigatie en zorgt de Universiteit van Amsterdam ervoor dat de robot de oriëntatie van groepen herkent, terwijl de Universiteit Twente zich richt op het sociale gedrag van de robot.

Uiterlijk

De gidsrobot is overduidelijk een robot. De onderzoekers hebben geen moeite gedaan om hem op een mens te laten lijken. Zo heeft hij geen armen en mist hij oren. Dat zijn bewuste keuzes, zo legt Karreman uit. “De robot kan gezichtsuitdrukkingen aflezen en gebaren begrijpen, maar hij kan niet horen. Dat is begrijpelijker voor mensen wanneer de robot er zo – zonder oren – uitziet. Wanneer een robot op een mens lijkt, dan hebben mensen daar bovendien hoge verwachtingen van. Ze verwachten dat de robot zich gedraagt als een mens. Maar dat kan deze robot niet. Terwijl hij wel heel veel andere leuke dingen kan. Zo kan hij bijvoorbeeld filmpjes projecteren. Dat gaat hij straks in het Spaanse paleis ook doen. Dan laat hij op locatie zien hoe sommige plekken er vroeger uitzagen.”

Sociaal gedrag
Het voorlopige resultaat is een autonome robot die sociaal en onderhoudend gedrag vertoont. “Om een sociale en onderhoudende robot te ontwikkelen, hebben we eerst gekeken naar het sociale gedrag van menselijke gidsen,” vertelt Karreman. “Want je kunt een robot wel elke keer ‘Volg mij’ of ‘Stop hier’ laten zeggen, maar dat is heel onnatuurlijk. Dus gingen we op zoek naar non-verbale aanwijzingen die begrijpelijk zijn voor het publiek, maar tegelijkertijd niet heel moeilijk zijn om aan te leren.” Zo kwamen de onderzoekers bijvoorbeeld uit bij het kijkgedrag van menselijke gidsen. “Een gids stuurt met zijn kijkgedrag het kijkgedrag van het publiek. Als hij zijn hoofd bijvoorbeeld naar een object draait, dan zal zijn publiek ook naar dat object gaan kijken.” Maar het bleek nog niet zo eenvoudig om een robot op vergelijkbare wijze het kijkgedrag van zijn publiek te laten sturen. “Mensen vinden het fijn wanneer de robot zo af en toe naar het object waar hij iets over vertelt, kijkt, maar tegelijkertijd worden ze ook afgeleid wanneer de robot draait, omdat hij niet alleen zijn hoofd kan draaien. Ze kijken dan naar de robot in plaats van naar het object.” Het laat zien dat het nog niet eenvoudig is om een sociale robot te ontwikkelen. Want een robot kan het gedrag van mensen nog zo goed kopiëren: zijn publiek reageert vaak toch net ietsje anders.

Gezichtsherkenning
Bovendien reikt het sociale gedrag van de robot verder dan communicatie alleen. “Hoe dicht mag een robot bij mensen in de buurt komen? Dat is ook sociaal gedrag.” Daarnaast moet een sociale robot ook ontvankelijk zijn voor de signalen van zijn publiek. “De robot kan peilen of bezoekers interesse hebben in meer informatie. Hij laat zich daarbij leiden door de gezichtsuitdrukkingen van mensen. Hij kiest het grootste hoofd binnen zijn gezichtsveld – dat is meestal de persoon die het dichtst bij staat – en leest zijn gezichtsuitdrukking af: is die persoon boos, blij, geïnteresseerd of verveeld? Vervolgens kan de robot er op basis van die gezichtsuitdrukking voor kiezen om iets te vertellen over een object in de buurt of het juist heel erg kort te houden.”

Afbeelding: Daphne Karreman.

Afbeelding: Daphne Karreman.

Struikelblokken
De ontwikkeling van zo’n sociale robot is zeker niet gemakkelijk. “Ik denk dat elke groep die aan de robot werkt wel tegen dingen aanloopt. Zo weet ik dat ze aan het Imperial College London hard werken om ervoor te zorgen dat de robot ook gezichtsuitdrukkingen af kan lezen als de zon op een gezicht schijnt of als een gezicht deels bedekt is. En wat onze onderzoeksgroep betreft, blijkt het lastigste nog te zijn dat we het gedrag van menselijke gidsen niet simpelweg kunnen kopiëren, want de robot is heel anders. Zo heeft hij bijvoorbeeld geen armen en kan hij dus niet zoals een menselijke gids dingen aanwijzen.” Hoewel er dus nog wel wat hindernissen genomen moeten worden, blijken mensen die met de robot in aanraking komen doorgaans best tevreden te zijn over het resultaat. “Mensen zijn heel nieuwsgierig. Ze vragen zich af of de robot ze kan zien en gaan voor de robot staan om te kijken of hij tegen ze aan zal rijden. Ze vinden het vervolgens interessant dat de robot ze ‘ziet’ en zich echt bewust is van hun aanwezigheid.”

In Twente

Terwijl de sociale robot in juni twee weken lang zelfstandig rondleidingen geeft in het Spaanse paleis, rijdt zijn broertje vanaf het najaar rond op de campus van de Universiteit Twente. Hij leidt daar bezoekers rond.

Grapje!
Al met al is deze sociale robot maar een tussenstap in de richting van een werkelijk sociale robot: een robot waarmee we echt kunnen communiceren. Maar daarvoor moeten nog wel de nodige hindernissen genomen worden. Want communiceren met mensen is nog niet zo eenvoudig. Zeker niet als u bedenkt dat mensen soms tegenstrijdige signalen afgeven. Ze maken bijvoorbeeld grapjes, gebruiken sarcasme. “Dat is heel lastig voor een robot,” erkent Karreman. Het is iets waar de wetenschap nu ook nog niet zo mee bezig is. Er zijn andere, meer basale problemen die het hoofd moeten worden geboden. “We moeten bijvoorbeeld een robottaal – dat wil zeggen: een manier waarop robots communiceren – ontwikkelen en vervolgens uitzoeken of alle robots die taal moeten gaan gebruiken of dat robots met een ander uiterlijk ook een andere taal gebruiken.” Zo kan een robot zonder armen niet gebaren en zal deze zich dus op een andere manier verstaanbaar moeten maken. “Wat ook belangrijk is, is dat we ervoor zorgen dat de robot consistent is. Dus als mensen de ene keer op een bepaalde manier met een robot gecommuniceerd hebben, dan mogen ze verwachten dat ze de volgende keer op dezelfde manier met de robot kunnen communiceren. Maar de robot moet zo’n tweede keer natuurlijk niet letterlijk in herhaling vallen.”

Ambities genoeg
Het FROG-project loopt eind dit jaar ten einde. De onderzoekers presenteren dan hun sociale robotgids. Overigens valt er tegen die tijd nog genoeg aan die gids te sleutelen. “We zouden de robot nog wel meer zelf lerend willen maken. Nu leert hij al wel zelf routes en verkent hij het terrein zelfstandig, maar hij kan zichzelf nog niet leren om op de juiste manier op nieuwe emoties te reageren. Ook zou het mooi zijn als hij gemakkelijker van taal kon wisselen. We zien bijvoorbeeld dat Spanjaarden omdat ze doorgaans niet zo goed Engels spreken de robot mijden. Het zou mooi zijn als de robot de taal van zijn publiek kon detecteren en vervolgens die taal kon gaan spreken. Ik zou ook wel willen zien dat hij herkent wat voor mensen hij voor zich heeft.” Kinderen kan hij dan vervolgens heel andere informatie aanbieden dan volwassenen. Maar natuurlijk moet ook al die content ontwikkeld en ontworpen worden voordat de robot dat kan doen.

Hoewel de sociale robot indrukwekkend is, hoeven reisgidsen nog niet na te gaan denken over een carrièreswitch, benadrukt Karreman. “Vaak geven menselijke gidsen rondleidingen van twee of tweeënhalf uur en veel mensen vinden dat te lang of te duur.” De robot biedt een alternatief. “Hij geeft korte rondleidingen van zo’n vijftien tot twintig minuten of net zolang als mensen het interessant vinden. Ik denk dat de robot bovendien een mooie aanvulling kan zijn op menselijke gidsen. De gids vertelt bijvoorbeeld iets en de robot laat vervolgens een bijbehorend filmpje zien. De robot zal menselijke gidsen zeker niet gaan vervangen.”