Augmented Listening: een cocktailparty van 3D-geprinte robothoofden

Stel je een cocktailparty voor vol 3D-geprinte, mensachtige robots die met elkaar praten en naar elkaar luisteren. Die ogenschijnlijk scifi-scene is het doel van het Augmented Listening Laboratory van de Universiteit van Illinois UrbanaChampaign. Realistische pratende (en luisterende) hoofden zijn cruciaal om te onderzoeken hoe mensen geluid ontvangen en om audiotechnologie te ontwikkelen.

Bij algoritmen die worden gebruikt om het menselijk gehoor te verbeteren, moet rekening gehouden worden met de akoestische eigenschappen van het menselijk hoofd. Hoortoestellen passen bijvoorbeeld het geluid aan dat bij elk oor wordt ontvangen, om een meer realistische luisterervaring te creëren. Om de aanpassing te laten slagen, moet een algoritme op realistische wijze het verschil beoordelen tussen de aankomsttijd bij elk oor en de amplitude van het geluid.

Het is belangrijk om menselijk luisteren te bestuderen in natuurlijke omgevingen, zoals cocktailparty’s, waar veel gesprekken tegelijk plaatsvinden. “Het simuleren van realistische scenario’s voor gespreksverbetering vereist vaak urenlang opnemen met menselijke proefpersonen. Het hele proces kan vermoeiend zijn voor de proefpersonen, en het is buitengewoon moeilijk voor een proefpersoon om perfect stil te blijven tussen en tijdens opnames, wat van invloed is op de gemeten akoestische druk ”, zegt Austin Lu, een student-lid van het team. “Akoestische hoofdsimulatoren kunnen beide nadelen ondervangen. Ze kunnen worden gebruikt om grote datasets te creëren met continue opname en blijven gegarandeerd stil.”

Omdat onderzoekers nauwkeurige controle hebben, kunnen ze de parameters van het experiment aanpassen en zelfs de machines in beweging zetten om nekbewegingen te simuleren. De hoofden worden 3D-geprint tot componenten en geassembleerd, waardoor maatwerk tegen lage kosten mogelijk is. De zeer gedetailleerde oren zijn uitgerust met microfoons langs verschillende delen om zowel het menselijk gehoor als Bluetooth-oortjes te simuleren. De “talkbox”, of mondachtige luidspreker, bootst de menselijke zang nauw na.

Om beweging te vergemakkelijken, besteedden de onderzoekers speciale aandacht aan de nek. Omdat het 3D-model van het hoofdontwerp open source is, kunnen andere teams het downloaden en naar behoefte aanpassen. Door de dalende kosten van 3D-printen is er een relatief lage drempel om deze hoofden te fabriceren. “Ons akoestische hoofdproject is het hoogtepunt van het werk van veel studenten met zeer uiteenlopende technische achtergronden”, zegt Manan Mittal, een afgestudeerde onderzoeker bij het team. “Projecten als deze zijn het gevolg van interdisciplinair onderzoek waarbij ingenieurs met ontwerpers moeten samenwerken.”

Het Augmented Listening Laboratory heeft ook systemen met wielen en pully’s gemaakt om lopen en complexere bewegingen te simuleren.

Bron: Acoustical Society of America

Vision, Robotics & Motion

Samen op weg naar slimme productie automatisering

Vision, Robotics & Motion is de vakbeurs in de Benelux op het gebied van het automatiseren van productieprocessen. Verken je de mogelijkheden, ben je al toepasser van een automatiseringsoplossing of ben je integrator van componenten? Tijdens Vision, Robotics & Motion vind je laatste ontwikkelingen en ontdek je welke mogelijkheden de nieuwste technologieën jou bieden. Internationale sprekers en exposanten delen de laatste ontwikkelingen over machineveiligheid, cobots, 3D-vision, motion control, multi-spectrale camera’s, visualisatie en virtualisatie.

Editie 2023

Strengere klanteisen, kortere doorlooptijden, hoge werkdruk en personeelstekort…Als maakbedrijf sta je voor uitdagingen die impact hebben op de effectiviteit en continuïteit van je productieomgeving. Het automatiseren van de productieomgeving of een deel hiervan, met robotica, vision en motion maar ook met AI oplossingen, kunnen het verschil maken. Het vinden en implementeren van passende oplossingen is echter vaak net zo uitdagend als tijdsintensief. Wat is er allemaal mogelijk, hoe pak je dat aan en nog belangrijker, wie kan je hierbij helpen? Dat ontdek je tijdens de 20e editie van Vision, Robotics & Motion.

Samen op weg naar slimme productie automatisering

7 en 8 juni 2023

Brabanthallen - ’s-Hertogenbosch

Inhoudelijke programma

Tijdens Vision, Robotics & Motion kunnen bezoekers deelnemen aan het inhoudelijke programma. Onderstaand enkele high-lights uit dat programma. Het volledige programma treft u aan op www.vision-robotics.nl

Cobots vs robots (in de industrie)

Door Mark Naves, Hogeschool Windesheim

De ontwikkeling van cobots geeft nieuwe mogelijkheden voor automatisering. Juist voor processen die van oorsprong lastig te automatiseren zijn met conventionele industriële robots, zoals high mix – low volume processen, kan de cobot door zijn unieke eigenschappen uitkomst bieden. Hierdoor is de cobot geschikt voor processen die interactie tussen operator en machine vragen (collaboratieve processen), beschikt deze over ingebouwde krachtterugkoppeling voor kracht gestuurde processen, en kan de cobot door de veiligheidssystemen op plekken ingezet worden die voor robots soms niet geschikt zijn.

IFM. Met het bluetooth basisstationen de -adapters kan gemakkelijk een bluetooth mesh tot aan 50 deelnemers opgezet worden.

Moderne zichtsystemen bouwen

Door Tom Koopen, de tijdelijke expert

AI heeft de manier vereenvoudigd waarop we moderne visiesystemen bouwen. Methoden en tools om AI-modellen te bouwen krijgen veel aandacht. Maar een uitstekend model is slechts een essentieel onderdeel van een productieniveausysteem. We hebben veel meer componenten nodig om zo’n systeem te bouwen en te onderhouden. Wat zijn deze componenten? Wat voor expertise heb je nodig in je team om ze te gebruiken? Wat te ontwikkelen binnen uw bedrijf? Wat te kopen? Veel vragen. Voor sommige antwoorden komt u naar deze presentatie.

Ontdek de ongelooflijke toepassingen van deep learning in computer vision

Door Klaas Dijkstra, lector, NHL Stenden

Lezing over CORE CHANGEMAKERS

Door Dirk van Meer

Dirk van Meer is de CEO en oprichter van CORE CHANGEMAKERS. Begonnen als een klein studententeam van drie personen, is CORE CHANKEMAREKS de afgelopen vijf jaar steeds relevanter geworden in de sector van de duurzame en circulaire economie. Dirk slaagde er niet alleen in om een team van capabele en enthousiaste studenten te vormen, maar creëerde ook een omgeving van kansen die hen aanmoedigt om nieuwsgierig, gedurfd en zelfverzekerd te zijn.

In deze lezing verkennen we de cutting-edge toepassingen van deep learning in computer vision. We bespreken hoe deep learning een revolutie teweegbrengt in de manier waarop computers beelden begrijpen en interpreteren, en belichten enkele van de huidige beperkingen van deze technologie. Aan de hand van praktijkvoorbeelden en casestudies zullen we illustreren hoe deep learning verschillende industrieën transformeert en het potentieel voor toekomstige innovatie.

Automatische en flexibele productie en inspectie met zero-programming voor vision en robotica ontwikkelingen op het gebied van materialen en hun duurzaamheid. Het onderzoekt de hardware die wordt gebruikt en de uitdagingen waarmee ingenieurs worden geconfronteerd. Ten slotte onderzoeken we de geavanceerde systemen en technologieën die de versnelling van de roboticaindustrie mogelijk maken.

Door Matthieu Bemelmans, projectleider, VinciTech Industriële automatisering verschuift steeds meer naar oplossingen voor kleine series. Door die verschuiving is robotica en vision een uitdaging, vaak omdat veel herprogrammeren of engineering nodig is bij een nieuw product of handeling. De kernvraag luidt: hoe kun je met dezelfde fysieke componenten zoals robots, grippers, camera’s en lasers, automatisch verschillende handelingen verrichten zonder omstellen of herprogrammeren? Een belangrijke rol is hier weggelegd voor intelligente software die deze elementen met elkaar verbindt, automatisch aanstuurt, en de flexibiliteit verhoogt: zero-programming. Deze ontwikkeling biedt mogelijkheden tot automatiseren, zowel mét als zonder externe gegevens zoals CAD tekeningen. Deze aanpak zal geïllustreerd worden met enkele voorbeelden gebaseerd op gerealiseerde applicaties.

Synthetic sensor data

Vincent Bos, business manager synthetic data, Demcon Een gebrek aan de juiste gegevens is een van de grootste hindernissen bij het trainen van machine learning-netwerken. Bij Demcon ontwikkelen we simulaties om op zeer gecontroleerde wijze sensordata te genereren en te valideren. We zullen enkele van de concepten op hoog niveau demonstreren voor onze simulaties, onze validatiepijplijn, voorbeelden uit de echte wereld en de toepassing op de ontwikkeling van robotica door een interface te bieden voor virtuele sensoren.

Cloudgebaseerd platform voor ontwikkeling van robotica

Christine Fraser, CEO, Asimovo

De voordelen van het gebruik van cloudgebaseerde projecten voor Robotica. Dat toegang tot alle ROS based-tools en -systemen in één platform de ontwikkeling versnelt en samenwerking mogelijk maakt. Waardoor projecten sneller en met een hogere kwaliteit kunnen worden opgeleverd.

Pilz. In het nieuwe productie- en logistiek centrum produceert Pilz op moderne SMD-lijnen relais, besturingen, sensoren en producten voor de aandrijftechniek.

Inzichten uit het Manufacturing

Robotics Report 2023

Richard Hulskes, co-founder, Wevolver & Protolabs

Alex Edwards, hoofd communicatie EU, Protolabs Europa

Vorige maand brachten ingenieurs platform

Wevolver en productiedienst Protolabs het rapport

“2023 Manufacturing Robotics” uit, dat ingaat op de stand van de techniek op het gebied van hardware, materialen en de toekomst van de productie van robotica. Deze presentatie belicht verschillende hoofdstukken die aan bod zijn gekomen, zoals de

Festo. De extra low voltage drive, een dwerg naast zijn grotere broers, deelt rake klappen uit als het op prestaties aankomt.

Robotics Predictive Maintenance with AI and Data Transfer into cloud systems

Michael Finke, product manager, Mitsubishi Electric Europe

Het gebruik van robotica in de industriële productie is de afgelopen jaren toegenomen en wordt steeds meer de norm. Tegelijkertijd biedt digitalisering in de productie nieuwe mogelijkheden om de efficiëntie te verhogen en de kosten te verlagen. Mitsubishi Electric heeft een gestructureerde aanpak van digitalisering ontwikkeld die rekening houdt met het niveau van digitalisering van een bedrijf. Door de integratie van data en artificial intelligence (AI) in robotbesturing kunnen service aanbevelingen worden gegenereerd om onderhoudsbehoeften te identificeren en onderhoudskosten te verlagen. Gestandaardiseerde interfaces en protocollen vergemakkelijken de integratie van robots en andere fabriekscomponenten in de productie. Edge devices en cloudoplossingen maken de analyse van gegevens en de implementatie van maatregelen mogelijk om de efficiëntie te verbeteren en kosten te besparen.

Roadmap voor een succesvolle vision implementatie: RuleBased – EdgeLearning –DeepLearning

Remco Labordus, vision expert, Isotron

Door de jaren heen hebben wij diverse trends en technieken meegemaakt op het gebied van Vision. Iedere techniek heeft zijn eigen kracht bij bepaalde toepassingen. Maar waarom zijn er met de nieuwe Deep Learning technieken vraagstukken op te lossen die voorheen niet mogelijk waren?

Wij leggen uit wat de verschillen zijn tussen de technieken en hoe je kan bepalen welke techniek er nodig is voor het vraagstuk. Hoe zien wij de Roadmap voor een succesvolle vision implementatie.

Multispectral imaging: mogelijkheden met behulp van prismatechnologie

Mihály Baki, global product manager, JAI A/S Prismacamera’s met meerdere sensoren bieden aanzienlijke voordelen voor kleurenen multispectrale beeldvorming. Andere technologieën met kleurfilters bovenop elke afzonderlijke pixel blokkeren het meeste licht dat op de sensor valt. Multisensorcamera’s daarentegen blokkeren het licht niet, maar scheiden het licht door middel van dichroïsche prisma’s: er gaat dus (bijna) geen licht verloren. Met de traditionele machine vision-industrie die versmelt met ingewikkelde meettechnologieën; consistente, betrouwbare, high-fidelity kleuren en spectrale beeldvorming spelen een sleutelrol in industriële kwaliteitscontrole. Tijdens deze lezing leert u de belangrijkste voordelen van prismatechnologie in machinevisie kennen.

“Raket” wetenschap in de diepzee

Marck Smit, business development manager, NIOZ zeeonderzoek

Jan Visser, indutry liaison officer, NIKHEF deeltjesfysica

Op een waterdiepte van 3 km in de Middellandse

Zee zijn twee grote wetenschappelijke detectiesystemen ingezet. Een om in de melkweg te kijken om neutrino’s te detecteren en een om naar interne golven in de diepzee te kijken. In deze onverwachte combinatie komen deeltjesfysica en zeeonderzoek samen. Jan Visser van het onderzoeksinstituut voor deeltjesfysica Nikhef zal de KM3NeT neutrinotelescoop en de uitdagingen bij het inzetten ervan toelichten. Marck Smit van zee-onderzoeksinstituut Koninklijk NIOZ zal de 3D-thermistorarray en de uitdagingen bij het inzetten ervan toelichten. In beide projecten spelen Remotely Operated Vehicles een cruciale rol.