Nyt princip skal lukke robotterne ud af fabrikshallen

Hjulenes placering og for- og baghjuls måde at dreje modsat hinanden på, gør Capra Robotics’ terrægående robot i stand til at overvinde 15 cm høje forhindringer og klare hældninger på over 30 grader uden at vælte. Hvert hjul har egen motor, og konstruktionen giver plads til et stort batteri i midten. Illustration: Capra Robotics

Da maskiningeniøren Mads Bendt i 2014 slog de første streger på papiret, var det for at skitsere konturerne af en ny og mere terrængående kørestol til sig selv. En voldsom drage-ulykke tilbage i 1986 har bundet ham til en kørestol, og siden 1997 har han bygget tre el-kørestole til sig selv. Nu var det tid til en fjerde og mere terrængående af slagsen.

Ideen var – lidt forsimplet – at ændre på placeringen af stellets fire hjul. I stedet for ét i hvert hjørne som normalt skal den terrængående kørestol kun have ét i hver side, og så et forhjul og et baghjul placeret midtfor, som vist på billedet herover. Ved at lade for- og baghjul dreje modsat hinanden i sving, blev kørestolen i stand til at køre over høje kanter og ujævne overflader uden at vælte. Der var bare et problem: Der var ikke plads til Mads Bendts fødder, og det stod hurtigt klart, at det nye princip ikke egnede sig til en kørestol.

»Med mindre man altså er villig til at amputere den nederste del af benet,« siger Mads Bendt med et smil på læben.

Konceptet fik Mads Bendt hurtigt patenteret til alle typer køretøjer, og da han et par år senere fik kontakt med den erfarne robot-udvikler Niels Jul Jacobsen, der var med til at stifte succes-virksomheden Mobile Industrial Robots (MiR), blev tegningerne til kørestolen i stedet til en lille ny udendørsrobot.

Maskiningeniøren Mads Bendt sidder i kørestol efter en voldsom drage-ulykke i 1986 og har siden 1997 bygget tre el-­kørestole til sig selv. I dag er han teknisk direktør i virksomheden Capra Robotics, der producerer en terrængående robot baseret på hans eget design. Illustration: Capra Robotics

»De fleste kørestole er differentiale-styrede, og når de drivende hjul også styrer retningen, drejer følgehjulene på tværs, når du rammer en kant eller kører på et blødt underlag. Det kender vi også fra indkøbsvognen. Selv om min kørestol har store baghjul, kan jeg ikke komme over en kant på over 35 mm. Det ændrer vi ved at lade forhjul og baghjul dreje synkront modsat af hinanden, så kørestellet kan rotere rundt om sig selv. Det giver en lav venderadius, høj manøvredygtighed og mere retningsstabil kørsel,« fortæller Mads Bendt.

Ideen blev i 2019 omdannet til robotvirksomheden Capra Robotics, og i dag er Mads Bendt teknisk direktør, mens Niels Jul Jacobsen er adm. direktør. I alt har virksomheden 15 fuldtidsansatte, der knokler for at kunne sende de første robotter ud fra produktionslokalerne i Hasselager i udkanten af Aarhus senere i år.

»Vi tager det bedste fra differentiale-styring og Ackermann-styring (der sørger for, at forhjulene på en bil følger cirkelbuer med forskellige radier i et sving, red.). Det giver os helt nye muligheder for at lade robotten køre i besværligt terræn udendørs, og det er der ikke mange andre, der kan i dag,« siger Mads Bendt.

I dag kan den mobile robot klatre over 15 centimeter høje forhindringer og klare hældninger på over 30 grader.

Ud over selve kørestellet har Capra Robotics udviklet styringen af de fire motorer, en på hver hjul, og et sæt luftløse dæk. Fordi motorerne er placeret ude ved hjulene, er der god plads til et stort batteri i midten af robotten, som med en kapacitet på 3 kWh kan køre op mod 24 timer eller 100 kilometer, før det skal oplades.

Illustration: Capra Robotics

Læs også: Hyundai drømmer om gående biler: Robot skal både have fire ben og hjul

Fokus på kørestellet

Danmark har over de seneste 15-20 år fået et internationalt ry som innovativ robotproducerende nation. En af årsagerne er prisskiltet – der ofte lyder på et meget mindre beløb end hos konkurrenterne. Sådan er det også med Capra Robotics, som forventer at sælge sin lille terrængående robot for omkring 75.000 danske kroner. Det er en helt anden pris, end de fleste industrirobotter har i dag.

Dermed lægger Capra Robotics sig i kølvandet på den strategi, som har løftet små danske iværksættervirksomheder som Universal Robots og MiR op til globale robotproducenter, der er blevet solgt for milliarder af kroner. Fokus er på at udvikle en robotplatform, mens andre bygger applikationer ovenpå.

»Vi laver ikke selv applikationer til vores kørende platform, men overlader det til andre virksomheder. Vi arbejder eksempelvis lige nu sammen med fynske Lorenz Tech­nology, der vil bruge vores robot til inspektion af hegn i lufthavne,« siger Mads Bendt.

Ud over inspektionsopgaver kan robotten potentielt bruges til at flytte emner og trække op mod 170 kilo på en trailer, ligesom du kan montere værktøj på robotten, så den kan gribe og flytte emner, eksempelvis mellem to fabrikshaller. I Aarhus undersøger kommunen, om robotten kan bruges til at fjerne affald fra gader.

En anden forklaring på den relativt lave pris er et mere generelt prisfald på elektronikkomponenter. Blandt andet de GNSS-modtagere (Global Navigation Satellite System), der fungerer som robottens vejviser via satellit-positioneringssystemer som GPS og det europæiske Galileo.

»Der sker rigtig meget på elektronik-fronten, hvor mobile processorer falder i pris, samtidig med at regnekraften vokser, ligesom GNSS-modtagere til navigation også bliver både bedre og billigere,« siger Mads Bendt.

Læs også: Klar på fire ben: Spot trasker videre, hvor andre robotter kører fast

Afsøger sensormarkedet

Alt efter hvilket miljø robotten skal bevæge sig i, skal der monteres sensorer for at undgå sammenstød med objekter og mennesker. Her afsøger Capra Robotics stadig markedet.

»Det mekaniske fungerer rigtig godt på robotten, og nu arbejder vi så med, hvordan vi bedst integrerer de rigtige sensorer.«

Når mobile robotter navigerer indendørs, sker det typisk med laserscannere, der scanner i et plan, som rammer og reflekterer på faste bygningsdele, eksempelvis vægge og døråbninger. Det fungerer godt, når underlaget er jævnt. Men udendørs er underlaget ujævnt, og det gør, at mange vælger de dyrere lidar-scannere, der danner et 3D-billede, fordi de scanner i flere lag og dermed bedre kan opfange de ujævne kanter og former, naturen har. Samtidig ændrer omgivelserne sig hele tiden, græsset og planter gror, grene svajer i vinden, blade tynges ned af regnen osv.

»Man kan altså ikke stole på, at omgivelserne er ens fra gang til gang. Her kan vi bruge kunstig intelligens, der kan genkende objekter, der ligner noget, den har set før. Og planter i naturen ligner jo stadig planter, selv om de gror og svajer i vinden,« fortæller Søren Peter Johansen, faglig leder ved Teknologisk Institut i Odense, hvor de blandt andet udvikler lidar-løsninger til mobile robotter.

Det er dog ikke kun de mekaniske og elektriske egenskaber, der skal være styr på; også de sociale evner skal der tages højde for.

»Vi skal sikre, at robotten ikke skræmmer de forbipasserende. Det skal være let at afkode, hvad robotten gør, hvordan og hvorfor. Her hjælper det, at vores hjul er ret store, så det er tydeligt at se, hvilken retning den bevæger sig i. Den type sociale intentionsmarkører arbejder vi med at udvikle,« fortæller Mads Bendt.

Samtidig gør Capra Robotics en dyd ud af at vise, at robotten ikke er mere intelligent, end den reelt er, og der specifikt er brug for. Du kan ikke tale til den med stemmestyring, og den ser ret anonym ud med sine grå farver. Ligesom bilproducenterne kæmper med at levere reelt selvkørende biler, forventer Capra Robotics nemlig også, at der går lang tid, før robotterne kører af sig selv på fortovene:

»Det er enormt komplekst at lave autonome robotter ude i trafikken, hvor regler og kulturer er forskellige fra land til land. Så i første omgang forventer vi, at en operatør kan betjene et antal robotter ad gangen, ligesom en lods hjælper et skib i havn, når det er nødvendigt, enten i fysisk nærhed eller på afstand via et mobilnetværk,« siger Mads Bendt.

Læs også: Waymo: Nu hedder det ikke længere “selvkørende biler”

Et midtjysk centrum

Når vi taler om udvikling af robotter, så plejer pilen at pege på Odense, som er kendt for at være Danmarks robothovedstad. Men at Capra Robotics ligger i Hasselager i udkanten af Aarhus, skyldes ikke kun, at Mads Bendt selv er aarhusianer.

»Vi er efterhånden en del virksomheder i det midt- og østjyske, der arbejder med udendørsrobotter, og derfor tror jeg, vi kan opbygge et stærkt fagligt netværk for terrængående robotter i forskellige afskygninger. Det særegne ved dansk robotudvikling er evnen til at arbejde sammen,« fortæller Mads Bendt.

Han nævner markrobotvirksomhederne Agrointelli og Conpleks, opstregningsrobotvirksomheden TinyMobileRobots, og RopeRobotics, der inspicerer vindmøllevinger, som eksempler på midt- og østjyske robotvirksomheder.

Samtidig har Capra Robotics adgang til det største europæiske udendørs testmiljø, TAPAS - Testbed i Aarhus for Præcisionspositionering og Autonome Systemer. Det består af 11 jordbaserede referencesystemer, som gør Capra Robotics og andre virksomheder i stand til at teste og udvikle ultrapræcis navigation over f.eks. GPS og Galileo.

Læs også: Nyt center skal styrke udvikling af autonome systemer