Probeer jij ‘m dat maar eens na te doen!

Heb jij weleens geprobeerd een Rubiks kubus op te lossen? De meeste mensen doen er wel een tijdje over om de behendigheid te verwerven die nodig is om het kunstje onder de knie te krijgen. Het blijkt namelijk nog een hele uitdaging te zijn om elke zijde van de kubus dezelfde kleur te geven. Laat staan met één hand…

Robot
Onderzoekers hebben een robothand gebouwd die in een mum van tijd een Rubiks kubus kan oplossen. De robothand is vrij identiek aan onze eigen handen en vingers en heeft zichzelf aangeleerd om het werkje te klaren. Daarbij maakt de robothand gebruik van een nieuwe techniek, genaamd Automatic Domain Randomization (ADR). Het betekent dat de robot niets wordt geleerd en hij alles zelf moet uitvogelen. En dat gaat aardig goed. Volgens de onderzoekers lukt het de robothand namelijk in zestig procent van de gevallen om de Rubiks kubus correct op te lossen.



Bekijk in deze video hoe de robot in vier minuten de Rubiks kubus oplost.

Van de wijs
In het leerproces werd de taak steeds een beetje moeilijker gemaakt. Maar de robothand laat zich niet zo snel van de wijs brengen. Zelfs als onderzoekers hem proberen af te leiden door middel van een zwart doek, knuffel giraf en pen, blijft de robothand stug aan de puzzel doorwerken (bekijk de video hieronder). Ook als de kubus per ongeluk op de grond valt, gaat de robothand na terugplaatsing gewoon verder bij waar hij gebleven was. Toch moet de robothand nog wel even doorleren. Want, zo concluderen de onderzoekers, als hij ‘maximaal wordt uitgedaagd’, daalt het slagingspercentage van de robothand naar twintig procent.


Snelheid
Zoals gezegd kan de robothand de Rubiks kubus in vier minuten oplossen. Dat is erg snel, zeker als je je bedenkt dat de robot dit met slechts één hand doet. Er zijn echter robots die nog sneller de puzzel kunnen oplossen. Zo bouwde MIT vorig jaar een robot die in slechts 0,38 seconden de Rubiks kubus wist te ordenen. Dat is aanzienlijk sneller dan de snelste mens die daarvoor nog altijd 4,7 seconden heeft.

Waarom?
De vraag is natuurlijk waarom wetenschappers zo graag robots bouwen die als geen ander Rubiks kubussen kunnen oplossen. Volgens het team is dit slechts een eerste stap naar meer. “Menselijke handen kunnen een breed scala aan klusjes uitvoeren,” zo schrijven de onderzoekers. Maar de meeste robots zijn erin gespecialiseerd om slechts één taak heel goed uit te voeren. Een robot die allerlei verschillende taken uitvoert, bestaat eigenlijk nog niet. En daar moet verandering in komen. Maar dat gaat stapje voor stapje. “We richten ons op problemen die momenteel moeilijk zijn voor machines: perceptie en behendigheid,” schrijven de onderzoekers. “Daarom trainen we onze robots om de vereiste rotaties en wentelingen te maken.”

De gebruikte robothand is op zich niet nieuw. Zo bestaat deze hand al zeker vijftien jaar. Wat wel nieuw is, is de gebruikte software. De onderzoekers waren al sinds 2017 bezig om met de menselijke robothand een Rubiks kubus op te lossen. Een paar maanden later lukte dit vervolgens al in een simulatie. Maar de echte wereld is wat dat betreft een stuk uitdagender als factoren zoals wrijving, elasticiteit en dynamiek een rol gaan spelen. Wat dat betreft is de missie nu pas echt geslaagd, nu deze eenhandige robot de kleuren van een Rubiks kubus in slechts luttele minuten weet te ordenen.