Terugblik: onderzoek robot in gevaarlijke omgeving

Steeds vaker worden robots ingezet voor taken die te moeilijk, te zwaar of te gevaarlijk zijn voor mensen. Zo ook de robot van ExRobotics: deze zit vol camera’s en sensoren om in een gevaarlijke omgeving inspecties te doen. Erg nuttig voor de petrochemische industrie. De volgende stap is de robot werkend te krijgen met 5G-technologie en – cruciaal – met deze technische aanpassing ook weer het strengste veiligheidscertificaat te behalen.

Samen met Do IoT Fieldlab is ExRobotics de high tech ontdekkingsreis aangegaan, met behulp van onze 5G-testfaciliteiten op de TU Delft Campus. Volgens Iwan de Waard, directeur bij ExRobotics, is het essentieel om in nieuwe technologie te investeren. “Weinig MKB-ers zullen een heel team engineers hebben of een ingang bij TNO voor expert advies. Je krijgt toegang tot allerlei kennis en kunde en een omgeving waar je testen kunt doen. Juist het maatwerk vind ik heel prettig: je kunt precies aangeven wat je wilt testen en het team denkt hierin mee. Het is fijn om te pionieren met 5G-technologie. Wat is bijvoorbeeld de relatie tussen de vorm van de antenne en jouw connectiviteit en upload- en downloadsnelheid? Binnen het fieldlab hebben we de mogelijkheid om nieuwe dingen uit te proberen en goed te meten.”

De robot kan gevaarlijke gassen detecteren en maakt een beeld van de omgeving, dat wordt opgeslagen in een digital twin. Dit vergt enorm veel capaciteit qua beeldverwerking en data-uitwisseling. Bij de huidige robots die met 4G werken worden de beelden tijdelijk opgeslagen en eens in de zoveel tijd doorgezet naar een medewerker van bijvoorbeeld een olieplatform. Het zou enorm veel winst opleveren als dit met 5G veel sneller kan. Het onderzoek richtte zich onder meer op het vaststellen van welke snelheid exact behaald kan worden. Grote industriële bedrijven zijn erbij gebaat zo snel mogelijk te weten waar een lek zit en hoeveel risico dit oplevert. Hoe sneller ze deze inschatting kunnen maken, hoe beter ze ernaar kunnen handelen.

Warmte

Hierbij werd ook getest met edge computing: het lokaal verwerken van data in plaats van in de cloud. Iwan: “Als een sensor zo veel data genereert dat dit niet via 4G verwerkt kan worden, weten we nu hoe je dit via een privaat 5G-netwerk oplost. Oftewel: ik kan vertraging oplossen, hoe minimaal ook. En dat is natuurlijk essentieel bij onze robot.” Naast het testen van de dataoverdracht, zijn er ook praktische uitdagingen om aan strenge voorwaarden voor veiligheid te voldoen. Bijvoorbeeld de warmte die een modem produceert, legt Iwan uit. “Normaal gesproken bouw je een ventilator in, zodat apparatuur niet te warm wordt. In een explosieve omgeving met gevaarlijke gassen kan dit niet. We zijn dus beperkt in wat we kunnen. Hoe koelen we dan de modem? Ook daarin denken de experts mee.”

Pascal Heijnen, Senior Consultant 5G en IoT bij TNO, licht toe wat zijn focus was in dit onderzoek. “Wij hebben de robot bij Do IoT Fieldlab getest met een ingebouwde 5G-modem en SIM-kaart. In het buitenland zou dat nu nog niet werken. Met een SIM-kaartje van een Nederlandse telecomaanbieder kun je via roaming wel een verbinding krijgen, maar het dataverkeer wordt altijd via je thuisland verwerkt. Daardoor kun je niet de voordelen van een 5G netwerk benutten, zoals de hoge bandbreedte en de lage vertragingen (latency).”

Verschillen

Wil je deze robot internationaal gaan inzetten op olieplatforms en raffinaderijen, dan moet je rekening houden met verschillen in netwerkinfrastructuur in de diverse landen: privaat, publiek en hybride. Pascal: “Wij wilden een proof of concept laten zien, namelijk in de praktijk het prototype testen en ontdekken wat de knelpunten zijn, om deze in de toekomst op te lossen.” Daarom onderzocht TNO welke varianten voor “Non-Public Networks” (privé netwerken) in combinatie met publieke netwerkaanbieders mogelijk zijn.

“Het 5G-netwerk zoals dat nodig is voor deze robot, is nog niet beschikbaar in Nederland”, licht Pascal toe. Maar het private netwerk van Do IoT Fieldlab biedt de mogelijkheid om nu al te onderzoeken hoe we in de toekomst gebruik kunnen maken van specifieke functies. Zoals ‘slicing’. Je maakt dan een afgebakend privaat 5G-netwerk, specifiek voor een bepaalde gebruiker. Veelbelovend, en zeker nuttig voor ExRobotics, maar er zijn er nog veel technische ontwikkelingen in 5G in de praktijk nodig. Er zijn al wel 5G-antennes maar de overige onderdelen van een netwerk (bijvoorbeeld de core die alles verwerkt) is nog 4G. Dan is het alsnog te traag. En dat is juist het interessante, we testen diverse scenario’s uit in het fieldlab. Het testen met eSIMSs bijvoorbeeld: een virtuele sim-kaart. Hier zitten grote voordelen aan. Je hoeft niet meer te wachten tot je provider een kaartje stuurt en dit fysiek in een apparaat te doen.” Voor ExRobotics zou een eSIM ideaal zijn, omdat de robot dan niet open en dicht hoeft – wat door de zwaar beveiligde constructie een flinke operatie is. “De techniek is er, maar internationaal gezien zijn er veel commerciële en juridische barrières”, schetst Pascal.

Voorsprong

ExRobotics blikt positief terug op het experiment: “We konden veel dingen uitproberen die wel bestaan, maar nog niet beschikbaar zijn via de publieke netwerken. Het onderzoek is dan wel afgerond, maar we proberen nog langer door te gaan. Onze robot staat nog bij de TU Delft Campus. Daarmee snijdt het mes aan twee kanten. Ik kan demo’s geven met behulp van 5G aan toekomstige klanten en de robot staat ter beschikking van de wetenschappers en studenten. Onlangs kwam ik bij een netwerkbijeenkomst in contact met de Haagsche Hogeschool, die ook op de TU Delft Campus gevestigd is. Ook dit biedt weer nieuwe mogelijkheden: wie weet kunnen we een onderzoek oprichten met HBO- en WO-studenten, waar alle partijen wat aan hebben. Heel interessant!”

Ook voor TNO was dit een leerzaam traject en staat de deur open voor verdere samenwerking. Pascal Heijnen benadrukt: “Ik vind het belangrijk om voorop te blijven lopen in onze kennis van de nieuwste netwerktechnologieën. De opgedane kennis komt goed van pas. Prachtig om met een klant te zitten en uit te zoeken waar het zwaartepunt ligt voor de oplossing.

Het testen met 5G is niet alleen voor de grote bedrijven interessant, maar juist ook voor het MKB. Je kunt op een relatief eenvoudige manier testen, krijgt deskundige begeleiding vanuit Do IoT Fieldlab en hebt een privaat netwerk tot je beschikking waar we allerlei functionaliteiten aan kunnen toevoegen. Dat kan bij de publieke netwerken niet. Daar zijn de functionaliteiten over twee jaar pas beschikbaar. Dus het is slim om nu in te stappen: zorg nu dat je applicatie al met 5G werkt. Dan heb je een voorsprong op de rest.”

Meer informatie

Meer weten?