Boston Dynamics-robot Spot - Hoe hij werkt en hoe hij wordt gebruikt (2024)

Dit Plus-artikel gaat verder in op de werking en het gebruik van robot Spot, waar we donderdag een videoreportage over publiceren.

Boston Dynamics-robot Spot is een van de bekendste robots ter wereld. De vierbenige, ‘hondachtige’ robot is sinds september 2020 in Europa te koop voor een instapprijs van zo’n 70.000 euro. Daarvoor belooft Boston Dynamics een vrijwel autonome alleskunner en een platform voor allerlei slimme sensoren en camera's. Een jaar later maken we de balans op; wat voor robot is Spot en waar wordt hij nu echt voor gebruikt? En belangrijker: maakt de robot de beloften waar? Dat vragen we aan Nederlandse bedrijven, de Nederlandse Politie en Boston Dynamics-oprichter Marc Raibert, met wie Tweakers onlangs in gesprek ging.

Spot kan volgens Boston Dynamics ingezet worden voor van alles, van entertainment tot het inspecteren van plekken met hoge straling, waar mensen normaal gesproken niet kunnen komen. Spot kan traplopen, obstakels ontwijken, en foto’s en video’s maken van alles wat hij met zijn verschillende camera’s kan zien. Spot is ook nog eens een platform voor tal van accessoires: cameramodules, sensoren, modems en zelfs een robotarm. Wereldwijd wordt hij al ingezet: SpaceX gebruikt een Spot-robot om inspecties te doen rond het lanceerplatform van zijn rakketten, Spot werd ingezet in Chernobyl om straling te meten en hij liep in 2021 rond op een boorplatform van BP.

Met het verkoopargument dat Spot een alleskunner is die overal ingezet kan worden voor repetitieve taken, kwam Boston Dynamics in het afgelopen jaar ook naar Nederland. Verschillende Nederlandse bedrijven en organisaties doken op de kans om met de veelgevraagde gele robothond aan de slag te gaan. Van mediabewuste techlabs, die hem vooral willen hebben voor promotiedoeleinden, tot inspectiebedrijven en van de NS tot de Nederlandse politie: allemaal zien ze heil in de robot.

De bedrijven met wie we meelopen, zijn machinefabrikant Tembo uit Kampen en ingenieurs- en adviesbureau Antea Group. Zij hebben Spot in 2020 en 2021 aangeschaft omdat ze in hem de ideale robot denken te hebben gevonden voor inspecties op de fabrieksvloer, op bouwplaatsen en bij lastig te betreden plekken, zoals onder bruggen en in de buurt van het spoor. Ook keken we voor de video mee met start-upincubator YesDelft, die Spot op uitnodiging van de NS een dagje mocht laten rondlopen op station Rotterdam Centraal. En we spreken met de Nederlandse politie, die Spot eind 2020 heeft aangeschaft om onder meer verkenningen uit te voeren in drugslabs in Noord-Brabant.

Voordat we daar aankomen, eerst iets over wat voor robot Spot eigenlijk is. Voor wie is hij bedoeld en wat krijg je als je hem koopt? We leggen onze bevindingen vervolgens voor aan Boston Dynamics-oprichter Marc Raibert: waarvoor ziet Boston Dynamics zelf dat Spot in de praktijk wordt gebruikt?

Voordat we laten zien hoe Spot in de praktijk gebruikt wordt, duiken we de diepte in en leggen we uit wat voor robot je krijgt als je hem aanschaft. Spot is een industriële robot van 1,1m lang en 50cm breed. Hij weegt met accu tussen de 31,7 en 32,7kg, afhankelijk van het model. Spot heeft een topsnelheid van 5,76km/u en kan zo’n 90 minuten lopen voordat zijn 605Wh-accu leeg is. Opladen gebeurt met een 400W-lader en duurt ongeveer 2 uur. Spot kan gebruikt worden bij temperaturen van -20 tot 45°C en is in staat om op een schuin oppervlak te lopen met een hoek van 30°. Hij kan traptreden met een hoogte van 30cm oplopen. Boven op Spot zitten twee rails voor het bevestigen van een payload. Daarvoor heeft hij een speciale poort en achterop zit ook een ethernetpoort.

Spot heeft een tabletcontroller voor alle basisfuncties en een devkit voor als je als bedrijf aan de slag wilt met het automatiseren van de robot. Er zijn twee versies van Spot te koop. De Explorer-versie is het instapmodel en de Enterprise-versie is gericht op bedrijven die een vloot Spots willen inzetten. Die laatste heeft een iets grotere accu. Spot koop je gewoon via de website van Boston Dynamics of via een Europese importeur.

Wat Spot bijzonder maakt, zijn twee dingen: dat hij poten heeft en dat hij objecten kan ontwijken. Spot loopt met behulp van twaalf actuatoren, twee in elk heupgewricht en een in elke knie. De actuatoren geven de robot twaalf vrijheidsgraden. Het heupgewricht kan 45° draaien op de x-as in beide richtingen en 91° op de y-as in beide richtingen. Het kniegewricht heeft een bereik van 14 tot 160°. Anders dan bij zijn tweebenige broer Atlas, werken de poten van Spot niet hydraulisch, maar maken ze gebruik van een mechanisch scharnier.

Over hoe Spot precies werkt, doet Boston Dynamics een beetje geheimzinnig, maar mechanisch werkt hij als volgt: elke actuator is een driestaps-borstelloze gelijkstroommotor die Boston Dynamics zelf ontwikkeld en gepatenteerd heeft, en die is verbonden met een gepatenteerde schroefas in het bovenbeen van Spot.

Mechanisch werkt Spot net anders dan andere viervoetige robots, zoals de opensource-Mini Cheetah van MIT en de Vision 60 van Ghost Robotics. Zij maken ook gebruik van borstelloze motoren, maar die zijn verbonden met een riem in plaats van een schroefas.

Spot is voorzien van vijf stereocamera’s: aan de voorkant twee, aan de achterkant een en aan beide zijkanten een. De camera’s kunnen zwart-witbeeld, infrarood en diepte zien. Ze stellen Spot in staat om obstakels te ontwijken, objecten te herkennen en simpele automatiseringstaken uit te voeren, zoals naar een punt voor zich lopen. Ook kan Spot een ruimte grofweg in kaart brengen met behulp van zijn camera's en vervolgens zelfstandig voorgeprogrammeerde routes in die ruimte afleggen. Onderweg kunnen zijn camera’s objecten scannen, zoals speciale QR-codes, die fiducial markers heten.

Spot besturen kan op twee manieren: met een laptop of met de bijgeleverde tabletcontroller. De tabletcontroller lijkt op een Xbox-controller met een 7”-scherm ertussen. Dat is niet zo gek, want Spot is ook te besturen met een Xbox-controller en dat was ook de controller waarmee de technici van Boston Dynamics begonnen voordat ze met hun eigen controller kwamen. De tabletcontroller draait op Android 8.1. Spot maakt verbinding met de tablet via een 2,4GHz-wifisignaal, dat door de robot wordt aangemaakt zodra hij aangezet wordt. De wifiverbinding geeft hem een effectief bereik van zo’n 25 tot 50m voordat het lastig wordt om Spot met de controller te besturen. De Enterprise-versie heeft naast 2,4GHz-wifi ook een 5GHz-verbinding, wat het bereik iets vergroot. Ook heeft Spot een RJ45-ethernetpoort en een speciale aansluiting voor zijn payload. Daar kan ook een aftermarket-5G-module aan gekoppeld worden, die het bereik van Spot aanzienlijk vergroot, waardoor hij vanaf een andere locatie aangestuurd kan worden via een laptop.

De Spot-controller geeft de robot een aantal beweegmodi: een modus voor stilstaan en rondkijken, en een voor lopen. Spot kan ingesteld worden op verschillende niveaus, of gates, voor snelheid en hoogte. Hij kan langzaam bewegen of flink doorstappen met zo'n 5,8km per uur. Hoe snel de robot loopt, bepaalt hoe accuraat hij is in zijn stappen. Langzaam lopen betekent dat je als bestuurder meer controle hebt over nauwkeurige bewegingen. Spot kan ingesteld worden in drie verschillende hoogten en drie staphoogten. Die eerste instelbaarheid betreft de rug van Spot, handig als hij bijvoorbeeld ergens onderdoor moet lopen. De staphoogte is hoever hij zijn poten optilt. De poten laag bij de grond houden is handig als de gebruiker bijvoorbeeld intussen aan het filmen is met een cameramodule.

Besturen gebeurt voornamelijk met de thumbsticks. De tabletcontroller heeft ook een touchscreen en dus kun je op het scherm tikken en Spot naar een plek in beeld laten lopen. Dit doet hij vervolgens zelfstandig en hij bepaalt zelf zijn route. In loopmodus gebruik je de linkerthumbstick voor het draaien om de y-as en de rechterstick voor voorwaarts, achteruit en zijwaartse stappen. Met de tablet kun je het beeld zien van alle vijf camera's die Spot heeft. Het hoofdbeeld is een aan elkaar geweven beeld van de twee stereocamera's voorop. In de onderstaande video van Tested legt Adam Savage de besturing van Spot met de controller uitgebreider uit.

Spot wordt behalve met een tabletcontroller geleverd met een softwaredevelopmentkit en een api op basis van Python. Hoewel het systeem van Spot zelf gesloten is en gebruikers niets kunnen aanpassen aan de basisfunctionaliteit, zoals hoe de poten bewegen en hoe de robothond objecten omzeilt, kunnen ze met de sdk veel functionaliteit toevoegen. Dit is ook waar het grootste deel van de automatisering en objectherkenning van Spot zit.

De robothond is van zichzelf al redelijk slim; hij kan objecten omzeilen en doordat hij constant zijn stappen corrigeert, valt hij niet om op verschillende ondergronden. Hij kan direct uit de doos echter niet geheel autonoom worden ingezet en bijvoorbeeld zelfstandig inspecties uitvoeren. Hij gebruikt ook geen machinelearning voor dingen als objectherkenning. Dat moet allemaal extern gebeuren en ingeladen worden in de api. Spot heeft geen gpu en de cpu is daarvoor te beperkt. Met de sdk is het wel mogelijk om hem vanaf een computer of laptop te leren om objecten te herkennen, mensen te volgen en autonoom te opereren.

In de sdk staan alle voorgeprogrammeerde functies die Spot kan uitvoeren, zoals zijn bekende dansjes, het lopen van waypointmissies, het terugkeren naar het los te kopen dockingstation en automatisch terugkeren naar een beginpunt. Deze functies staan als voorbeelden in de sdk. Als deze ingeladen worden in de api, voert hij de functies uit na een druk op de knop. Een gebruiker kan zelf geen nieuwe sdk-functies toevoegen; de kunst zit 'm in het schrijven van een script, zodat Spot de functies automatisch achter elkaar op de juiste volgorde toegewezen krijgt als opdracht en prioriteit geeft aan verschillende taken. Zo kun je hem bijvoorbeeld op gezette tijden een patrouille laten lopen, onderweg vaste meetpunten laten inspecteren en foto's laten maken met behulp van objectherkenning, en de patrouille laten afbreken als er ergens een storing is of als de accu bijna leeg is.

Hoe dat werkt, legt Windesheim-student Thomas Booijnk uit. Booijnk werkte in de afgelopen vier maanden in opdracht van verpakkings- en machinefabrikant Tembo in Zwolle aan het automatiseren van Spot met behulp van de sdk. Alle verschillende functies worden vastgelegd in threads, legt hij uit, die allemaal een eigen prioriteit kunnen hebben. "Als er een aanvraag komt om een bepaalde functie te starten, die vastgelegd staat in een thread, wordt in de sdk gekeken of de prioriteit van de aangevraagde thread hoger is dan de thread die nu loopt", legt Booijink uit. "Als dat zo is wordt de huidige gestopt en wordt de nieuwe gestart. Binnen de thread worden de verschillende sdk-function calls gemaakt. De sdk stuurt die commando’s vervolgens via wifi naar Spot. Dansen heeft bijvoorbeeld weinig prioriteit, navigeren naar een waypoint wordt als belangrijker aangemerkt en accu wisselen is nog belangrijker. De functie 'navigeren' kan op die manier de functie 'dansen' overrulen."

Omdat de functies in Spot voorgeprogrammeerd zijn, vereist het enige creativiteit om hem iets te laten doen waar hij eigenlijk niet voor bedoeld is, legt Booijink uit. "Een nieuwe functie maken is in feite een reeks bestaande commando’s op een nieuwe manier achter elkaar afspelen. We hebben ervoor gezorgd dat Spot op zijn rug kan liggen, terwijl dat helemaal geen functionaliteit is die de hond vanuit zichzelf heeft. Uit zichzelf kan hij alleen maar op z’n zij liggen: de battery change pose." Tembo gebruikt een externe robotarm die volautomatisch de accu van Spot kan wisselen, maar daarvoor moet de robot wel op zijn rug liggen.

Booijink legt de werkwijze uit. "We geven eerst het roll over-commando; dat is het battery change pose-commando met een direction hit. Spot zet zijn motoren automatisch uit als hij op zijn zij ligt. Nadat de motoren zijn uitgegaan, wachten we 10 seconden en geven we Spot via de sdk de opdracht de motoren weer aan te zetten. Daarna sturen we het commando om te gaan zitten, maar omdat hij al op z’n zij ligt, gaat hij in een keer op z’n rug liggen." Zo kan de robotarm de accu vervangen. De studenten bedachten deze oplossing zelf. "Het is een kwestie van door trial-and-error de goede reeks commando’s te sturen. Die reeks wordt dan een geheel nieuwe functie."

Behalve door het combineren van functies, kan Spot ook taken uitvoeren met behulp van een aantal opzichzelfstaande stukjes software, die via de sdk kunnen worden aangestuurd. Een voorbeeld daarvan is Choreographer. Daarmee kunnen dansjes gechoreografeerd worden. Dat vereist veel minder programmeerskills dan wanneer je dit zelf zou scripten en werkt een beetje zoals een muziekprogramma. Alle ledematen kunnen een voorgeprogrammeerde taak uitvoeren op een bepaald moment. Zo kan uiteindelijk een dansje gechoreografeerd worden, zoals dat hieronder.

Er zijn ook nuttigere tools. De belangrijkste is GraphNav. Dit bestaat uit een deel dat op de robot draait en een losse api. GraphNav is de navigatiesoftware voor Spot en het is de tool die hem de meeste autonomie geeft, zoals zelfstandig lopen van A naar B, automatisch terugkeren naar het dockingstation om op te laden als de accu leeg raakt en navigeren op een ingeladen kaart. Het gebruik van GraphNav begint met het opnemen van een kaart door met de robothond door een ruimte te lopen met de tabletcontroller en verschillende punten te markeren. De opgeslagen kaart kan ingeladen worden in Spot en vervolgens kan de gebruiker hem een waypointmissie geven, die hij dan zelfstandig uitvoert.

Andere tools zijn Get World Objects voor het herkennen van objecten in de wereld, Robot State voor het binnenhalen van de huidige status van Spot, Visualizer voor het in 3d visualiseren van objecten die de robot herkent, AutoReturn, waarvoor hij via een pas gelopen route terugloopt naar een beginpunt en Directed Exploration. Deze laatste is interessant, omdat dit de robot in staat stelt om zelf een beslissing te nemen over een route die hij loopt. Als hij een obstakel tegenkomt, kan hij beslissen punten over te slaan en een betere route naar de eindbestemming te zoeken. Voor objectherkenning maakt Spot gebruik van TensorFlow.

Spot nog slimmer maken met extra modules

Behalve met zelfgeschreven code, kan de robothond uitgebreid worden met verschillende software- en hardwaremodules. Die geven hem meer functionaliteit en worden bevestigd op de rails op zijn rug. Zo is er de arm die iedereen wel kent en is er een inspectiecamera, de CAM+, die Spot een pan-tiltcamera van 360° geeft met 30x zoom. Er zijn tal van andere modules te koop, van Boston Dynamics zelf, maar ook van andere fabrikanten. Zo bestaat er een thermische cameramodule met een FLIR-warmtecamera, heeft Leica een eigen camera en kan Spot uitgerust worden met een Velodyne-lidarscanner. Andere opties zijn een portmodule voor het aansluiten van externe sensoren en een Edge-cpu waarmee lokaal software kan worden gedraaid. Deze heeft Ubuntu 18.04 en de sdk voorgeïnstalleerd. Ook is er een Edge-gpu te koop, die Spot meer rekenkracht geeft en geschikt maakt voor machinelearning.

Behalve fysieke modules kun je als gebruiker ook een licentie op Scout afnemen. Dit is een softwaresuite die de GraphNav-functionaliteit vertaalt naar knoppen op een scherm, waardoor de gebruiker Spot naar het dock kan laten lopen met een enkele druk op een knop en missies kan inprogrammeren. Scout heeft alle tools die ook in de sdk zitten, verpakt in een kant-en-klaar softwarepakket en is vooral bedoeld voor bedrijven die een makkelijker systeem willen om Spot te automatiseren zonder dat ze in de code hoeven te duiken.

Dat is wat Spot allemaal kan. Er is nog veel meer informatie te vinden op de developerpagina van Boston Dynamics. De sdk geeft de robot heel veel extra functionaliteit en daarvan is nog lang niet alles uitgewerkt. Ontwikkelaars en studenten over de hele wereld bedenken nieuwe taken die hij kan uitvoeren. Of zoals student Thomas Booijink zegt: "Spot is eigenlijk een platform; je moet zelf dingen toevoegen om het goed werkend te krijgen."

Hoewel hij inmiddels te koop is in de webshop van Boston Dynamics en via een aantal Europese leveranciers, kan niet iedereen zomaar een Spot-robot kopen. Boston Dynamics kiest selectief met welke partners het in zee gaat en dat zijn in de regel alleen bedrijven en onderzoeksinstituten. Spot is dus niet te koop voor consumenten die uitgekeken zijn op hun Mavic-drone en iets nieuws willen proberen. Ook zijn er strenge voorwaarden waarmee de gebruiker akkoord moet gaan. Zo mogen er onder meer geen wapens op Spot gezet worden en mag hij niet ontmanteld worden.

Voor wie is Spot dan wel bedoeld en wie gebruiken hem in de praktijk? Dat vragen we Boston Dynamics-oprichter Marc Raibert tijdens een videogesprek op uitnodiging van nieuwe Boston Dynamics-eigenaar Hyundai tijdens de CES-beurs. "Het ontwerp van Spot is er al sinds dag een op gericht om een general purpose-robot te ontwikkelen die gebruikt kan worden in elke omgeving", vertelt Raibert. "Dat soort robots bestond nog niet toen we Spot ontwikkelden. De belangrijkste vraag voor ons was: hoe kom je van een robot ontwikkeld in een lab tot een product dat echt gebruikt kan worden? Door het toevoegen van de bevestigingspunten op de rug van Spot en door de sdk hopen we dat we hem nuttig maken, maar we zien wel dat veel gebruikers nog zoeken naar zijn echte doel."

Raibert onderscheidt daarom drie soorten gebruikers. “De eerste groep bestaat uit onderzoekers met een al dan niet academische achtergrond. Dit is de groep die aan autonomie, perceptie en objectherkenning werkt", legt Raibert uit. "Deze groep bouwt boven op wat wij doen op dit gebied. Wat zij ontwikkeld hebben, is indrukwekkend en dit is een opvallend grote groep gebruikers." Raibert doelt op groepen als studenten van de College of Engineering van de Universiteit van Missouri, die sinds begin 2021 met Spot werken, ingenieurs van de National Nuclear User Facility for Hot Robotics in Oxfordshire, die Spot klaar proberen te stomen voor autonome inzet in kerncentrales, en van de Universiteit van Johannesburg, die de robot hebben aangeschaft voor het Institute for Intelligent Systems.

De tweede groep is de groep die Spot koopt met een al volledig uitgewerkte taak. "Industriële bedrijven die exact weten wat ze ermee willen en ons vragen om hem voor hen te configureren en voor wie we de sdk tunen om precies voor hen te werken", legt Raibert uit. "Denk aan bedrijven die Spot willen inzetten voor het aflezen van analoge meters en die data te verwerken op plekken waar mensen moeilijk kunnen komen. Spot is voor hen een kleine investering, omdat hij routine-inspecties toevoegt op plekken waar nu niet met regelmaat inspecties uitgevoerd worden. Alle meters op zo’n plek digitaal maken is duurder." Een voorbeeld hiervan is het eerder genoemde SpaceX.

De derde groep is volgens Raibert de grootste en ook de belangrijkste voor Boston Dynamics. Dit is de groep gebruikers die het moeilijk vinden om te bedenken waar ze Spot precies voor kunnen gebruiken, maar hem alsnog aanschaffen omdat hij tot de verbeelding spreekt. “Deze grote groep is enorm creatief en bedenkt tal van applicaties die niet in ons opgekomen zouden zijn.” Dit zijn bedrijven die Spot aanschaffen omdat ze denken dat hij nuttig kan zijn in een setting in hun bedrijf, maar nog niet precies weten wat zijn taak wordt. Het zijn ook bedrijven die hem aanschaffen om vervolgens een businesscase te bedenken. “Wij leren van hen of Spot echt een nuttige general-purposerobot is.”

Boston Dynamics gebruikt de ervaringen van deze groep ook voor het ontwikkelen van de nieuwe generatie van de robot. "We leren van hen of Spot echt de beste alleskunner is." Een van de dingen die Raibert van deze groep geleerd heeft, is dat de ingebedde camera's in Spot beter moeten. "De nieuwe generatie robots met betere camera's is nu al in productie. Die hebben we nog niet officieel aangekondigd, maar ze komen eraan." Ook leert Boston Dynamics dat er veel meer vraag is naar digital twins van Spot, vertelt Raibert. Met een digital twin kun je een virtuele versie van de robot door een virtuele ruimte laten rondlopen voordat de echte robot op pad gestuurd wordt, en zo bijvoorbeeld de planning van Spot perfectioneren. "Daarvoor moet er eigenlijk ook een lidarscanner op zitten, dus kijken we of we lidar in de toekomst naar de base-unit kunnen krijgen."

De enige gebruikersgroep die ontbreekt, is de consument. Spot is dan ook bedoeld als industriële robot en niet voor thuisgebruik, legt Raibert uit. Er zijn volgens hem nog geen concrete plannen voor een consumentenversie of een miniversie die nuttig kan zijn in huis. "We zouden allemaal dolgraag een consumentenrobot maken voor een consumentenprijs. Dat gaat zeker ooit gebeuren, nu hardware zoals camera's en sensoren goedkoper worden. Als we echter een consumentenrobot willen, dan moet er een enorme schaalvergroting plaatsvinden, zodat de prijs omlaaggaat. Dat lukt vooralsnog niet."

Spot is sinds juni 2020 in Europa te koop; in december 2020 kocht product- en machineontwikkelaar Tembo uit Kampen hem. Er was eigenlijk niet meteen bedacht waarvoor hij gebruikt zou kunnen worden. Ja, hij moest inspecties gaan uitvoeren in de fabrieken waar de machines van Tembo staan, en moest dat als het even kon doen zonder dat er iemand de hele dag achter hem moest aanlopen. Software-engineer Arend Luten kreeg de opdracht om een businesscase te bedenken voor de robot. Daarvoor moest hij eerst weten wat Spot goed en vooral ook wat hij minder goed kan. "Je ziet dat ding op internet en denkt: dit is interessant. Ik moest alleen nog wel kijken hoe ik het ging inzetten", legt Luten uit. "Wij zijn erg bezig met hoe de fabriek van de toekomst eruitziet. In onze visie van een autonoom proces, van een dark factory, waar het licht nooit aangaat en waarin een constante productie is: daarin kan Spot een rol spelen."

Hij stelt het zich zo voor dat Spot bij een klant neergezet kan worden en daar 24 uur per dag inspecties uitvoert rondom machines en reageert op een storing om meer data te verzamelen. "We weten heel goed wat er binnen in de machines gebeurt. Daar krijgen we heel veel data over, maar wat er rondom de machine gebeurt, is een blinde vlek. De luchtvochtigheid, de temperatuur, is er een werknemer in de buurt geweest die iets anders heeft afgesteld?" Dat is belangrijke informatie omdat er wereldwijd machines van Tembo staan, maar het bedrijf niet direct overal personeel paraat heeft. "De data die Spot verzamelt, kan ik op afstand inzien, wordt automatisch verwerkt, en op basis daarvan kan ik beslissen: gaan we daar iemand op afsturen of kan ik het op afstand oplossen?"

Luten ziet Spot als de flexibelst inzetbare optie op dit gebied. Een alternatief zou zijn om een reeks camera's en sensoren op te hangen rondom een machine, maar dan moet Tembo toestemming van de klant krijgen om die aan de muur of het plafond te bevestigen en om draden te trekken in de fabriek van de klant. "Vaak zetten we machines neer in een fabriek waar we zelf niet de infrastructuur beheren." Een ander alternatief zou een robot op wielen zijn, maar die is alleen in te zetten als een vloer schoon en vlak is. Het voordeel van Spot is volgens Luten dat Spot in elke omgeving kan werken. Een operator loopt één keer met Spot door de ruimte om deze in kaart te brengen en vervolgens kan de robot zelfstandig aan de slag. "Met Spot kan ik objectief meetpunten vaststellen en ik kan hem 24 uur per dag inzetten, waardoor ik met grotere regelmaat data verzamel. Dat is een stuk betrouwbaarder dan wanneer ik mensen dat laat doen." De robothond zou in dat scenario een bepaalde periode, bijvoorbeeld een paar maanden, rondlopen bij een klant van Tembo en daarna naar een andere klant worden verkast.

Ook ingenieurs- en adviesbureau Antea Group kocht Spot met het doel om hem uiteindelijk zelfstandig inspecties te laten uitvoeren, onder meer onder bruggen, in tunnels en in de buurt van het spoor, vertelt Henk-Jan Schuurman, adviesgroepmanager SAVE, die zich bezighoudt met veiligheid en gezondheid bij het bureau. "Spot is ongelooflijk lenig, kan goed manoeuvreren en heeft geen last van gevaarzetting. Wij mensen zijn gevoelig voor allerlei stoffen; daar heeft Spot minder last van. Dat maakt hem heel praktisch inzetbaar", vertelt hij.

Antea Group zette Spot sinds hij in maart 2021 geleverd werd, in bij pilots bij verschillende klanten en rustte hem uit met een pan-tilt-zoomcamera van 360° en met een lidarscanner. "We hebben Spot vrij snel nadat we hem hadden, in april, ingezet bij een pilot voor ProRail. We hebben hem op een afgebakend rangeerterrein laten oefenen. Dat was een ervaring op zich; het was heel bijzonder om te zien hoe hij zich staande weet te houden op het ongelijke terrein."

Inmiddels wordt de robot ongeveer een keer per maand bij een klant ingezet, mét een menselijke operator aan de knoppen van de tabletcontroller. Zo deed hij een inspectie in een tunnel onder het Calandkanaal in de Rotterdamse Europoort, waar hij met een lidarscanner de hele 400m lange tunnel in kaart bracht. Volgens Schuurman is Spot ideaal voor dat soort omgevingen. Hij kan een payload dragen waarmee hij allerlei data kan vergaren, kan dit heel accuraat doen en kan op plekken komen waar mensen normaal gesproken niet kunnen komen.

Ook de politie gebruikt Spot nog uitsluitend met de tabletcontroller, vertelt Robbert Rietveld, adviseur innovatie bij politie. De politie heeft in tegenstelling tot Tembo en Antea Group vijf heel concrete scenario's waarin ze Spot inzet: voor voorverkenning, als lastdrager zodat agenten de handen vrij hebben, het creëren van een veilige omgeving voor mensen, zoals nu een bomrobot ook doet, zwermtechnologie om gezamenlijk complexere taken uit te voeren die een soort robot niet alleen kan en het verkennen van tegenmaatregelen.

"Boston Dynamics heeft in de basis een zeer degelijk, goed functionerend en goedlopend robotplatform ontwikkeld. Op dit moment de beste in zijn klasse", zegt Rietveld. De politie zet Spot dan ook nu al in, uitgerust met een robotarm en verschillende sensoren. "Zo kan hij bijvoorbeeld een drugslab voorverkennen op boobytraps en gevaarlijke stoffen", zegt Rietveld. Daar is Spot ook al voor ingezet, bij drugslabs in Noord-Brabant.

Wandelend platform voor tal van sensors

De politie schafte de afgelopen maanden verschillende modules voor Spot aan. De robotarm bijvoorbeeld. "Daarmee kan hij een deur openmaken en er zitten sensoren in de kop van de arm waarmee hij nauwkeurig objecten kan herkennen en in beeld brengen", vertelt Rietveld. Ook kocht de politie een pan-tilt-zoomcamera en een lidarscanner, en een kastje dat gevaarlijke stoffen kan 'ruiken'. "We zien Spot als een wandelend platform waar we sensoren op kunnen zetten. Spot zorgt ervoor dat een sensor op een bepaalde plek komt. We hebben hem aangeschaft om wat hij out of the box kan en om de technologie en modules die eraan toegevoegd kunnen worden."

Die modules voegen voor de politie echt een praktisch nut toe voor Spot. Maar, erkent Rietveld, er is nog wel taakspecifieke doorontwikkeling nodig. Dat is de reden dat de politie Spot nog niet heel vaak ingezet heeft. De politie werkt hiervoor samen met de vier technische universiteiten in Nederland, om onder meer Spot meer autonomie te geven. "Met de controller kunnen we al veel doen. Spot kan nu al uitermate nuttig werk doen, maar de bediener moet nog zijn aandacht houden bij het besturen. Hij kan dan niet tegelijkertijd ook de sensoren en camera's in de gaten houden. Je hebt nu dus in feite verschillende mensen nodig om Spot te besturen. Daarom willen we naar meer autonomie toe."

Spot als butler

Die autonomie, daar is Arend Luten van Tembo druk mee bezig. Om dat voor elkaar te krijgen, moet er aardig wat toegevoegd worden aan de software. Hij zette de robot daarom neer in innovatielab Perron038 in Zwolle, in plaats van hem al praktijkervaring te geven op de fabrieksvloer, en gaf een groepje techniekstudenten van hogeschool Windesheim vrij spel om met Spot aan de slag te gaan. Nu, een klein jaar later, hebben de studenten verschillende autonome functies ontwikkeld. Spot kan een ruimte in kaart brengen, daarbinnen vervolgens autonoom patrouille lopen, terwijl hij onderweg speciale QR-codes scant om zichzelf te lokaliseren op de kaart, Spot kan mensen en objecten herkennen, en bezoekers van Perron 038 bij de ingang ophalen en naar het gewenste bedrijf begeleiden. Ook kan hij zelfstandig naar zijn laadstation lopen waar een robotarm hem volautomatisch voorziet van een nieuwe accu, zodat hij 24 uur per dag ingezet kan worden.

"Ik heb geen productieomgeving hier, dus ik moet een hypothese aanmaken. Die hypothese is butler", legt Luten uit. "In een butler vind ik een aantal functies terug waarvoor ik hem in de toekomst ook wil gebruiken. Zo'n functie is het triggeren; op een bepaald moment wil ik hem kunnen inschakelen. Hij moet kunnen patrouilleren en hier rond kunnen lopen. Dat is ook wat ik in de praktijk wil gebruiken. Hij moet kunnen reageren op menselijke interactie; dat doet hij hier ook al. Wat ik nog verder wil onderzoeken, is het waarnemen. Daar zijn we ook al mee bezig, dus hoeveel objecten vindt hij hier. Dat moet ik kunnen vertalen in waarnemen op de productiewerkvloer. En hij moet 24 uur per dag kunnen draaien."

Nog geen alleskunner

Hoewel de genoemde gebruikers alle drie erg enthousiast zijn over Spot, zien ze ook zeker nadelen. Die zijn grofweg in te delen in drie categorieën: beperkt zicht, beperkt bereik en beperkte autonomie. Over die eerste legt Rietveld uit: "Spot heeft, net als veel andere robots, moeite met functioneren in een ruimte met weinig contrast en kan bijvoorbeeld niet omgaan met spiegelende oppervlakken." Dat komt doordat de camera's van Spot niet heel goed zijn en de robot daardoor in de war kan raken als het bijvoorbeeld plots donker of juist licht wordt.

Dat zien we gebeuren als we meelopen met Luten in Perron 038. Op het moment dat de zon door de ramen begint te schijnen, raakt Spot in de war en lukt het hem niet om zelfstandig verder te lopen. "Bij een kleine lensflare werkt Spot al niet meer", zegt Luten. Of zoals Schuurman van Antea Group zegt: "Je krijgt in de basis een mooi speeltje, maar Spot wordt pas waardevol als je er een betere camera op zet. De camera's die hij zelf heeft, zijn wat minder nauwkeurig." Rietveld vult aan: "De mate waarin Spot zich een beeld kan vormen van de ruimte waarin hij moet werken, of zijn situational awareness, is nog te beperkt." Maar hij benadrukt: "Het is normaal dat de robot voor specifieke taken of om te kunnen werken in een specifieke omgeving doorontwikkeling nodig heeft. Boston Dynamics staat ook open om met ons daarover te praten."

Dat beperkte zicht is niet alleen een probleem van de camera's, maar ook van de software. Spot is uit zichzelf bijvoorbeeld niet erg goed in staat om objecten te herkennen. Dat moet hem geleerd worden en zonder cameramodule kan hij objecten niet heel goed uit elkaar houden. Rietveld: "Hij moet beter worden in duiding geven aan objecten en daar een activiteit op kunnen afstellen." Met andere woorden: wil Spot echt nuttig worden voor de partijen die wij spraken, dan moet hij beter worden in reageren op zijn omgeving. Dat is hem nu al wel te leren, maar dat moeten bedrijven zelf oppakken, dat is niet iets wat Boston Dynamics standaard meelevert.

Dat sluit direct aan op zijn beperkte autonomie. Voor een partij als Tembo is dat niet zo'n probleem, want die heeft alle tijd om autonomie te ontwikkelen en zelf scripts voor de api te schrijven, samen met de studenten van Windesheim. Voor de politie is dat lastiger, al werkt het wel samen met de technische universiteiten. "We zijn geen bedrijf met hoogstaande technologische kennis", legt hij uit. "En we gaan niet samen met bedrijven een nieuw product ontwikkelen. We zijn afhankelijk van wat er op de markt is."

Het laatste belangrijke punt waarmee de partijen worstelen die Spot hebben aangeschaft, is het beperkte bereik. Die beperking liet Spot goed zien in de tunnel onder het Calandkanaal, vertelt Schuurman. "Met de normale uitvoering heb je een operator nodig die op 25 tot misschien 50m afstand van Spot blijft, omdat de controller een heel beperkt bereik heeft. Dat is niet genoeg." Het bureau gaat Spot daarom voorzien van een 5G-routermodule, die een veel groter bereik geeft en belangrijker: waardoor inspecties op afstand gedaan kunnen worden. Maar dat is wéér een module die nodig is om Spot inzetbaar te maken.

Dat bereik is niet alleen een kwestie van wifisignaal, ook de accuduur van 90 minuten is te beperkt voor autonome inzet. Dat is de reden dat Tembo het wisselstation ontwikkelde. Het nadeel daarvan: Spot moet uit voordat de accu vervangen kan worden en dat kost veel tijd en moeite. "De batterij moet hotswappable worden", zegt Luten. Het automatisch verwisselen van de accu met de arm gaat ook nog te vaak fout, waardoor er alsnog een mens bij moet helpen.

Boston Dynamics beloofde bij de release van Spot een betrouwbaar en slim platform dat allerlei nuttige camera's en sensoren kan dragen: een hulp bij inspecties op gevaarlijke plekken en waar mensen maar hulp nodig hebben, een robot die kan traplopen, objecten kan ontwijken en zelf routes kan lopen. In zekere zin maakt Spot die beloften waar, blijkt uit de gesprekken die we hadden met de verschillende gebruikers.

Ze zien Spot als een nuttige toevoeging aan hun arsenaal. Het is voor hen een nuttig stuk gereedschap dat in sommige gevallen, zoals bij de politie, mensen in staat stelt om ergens te komen waar ze anders niet makkelijk of niet veilig kunnen komen. De robot is ook een platform dat ingenieurs in staat stelt om nauwkeurige en regelmatige metingen te doen en beelden te maken waar ze dat anders lang niet zo makkelijk kunnen doen. Hij vormt daarnaast een heel toegankelijk platform om te beginnen met robotica, doordat hij makkelijk te besturen is met de tabletcontroller, doordat Boston Dynamics constant in gesprek is met gebruikers en doordat veel software openbaar toegankelijk en zo begrijpelijk mogelijk is.

Spot is in zijn eentje niet goed genoeg, maar is dat erg?

Tegelijk is de kale versie van Spot heel beperkt; zijn bereik en zicht zijn lang niet genoeg voor industriële taken. Spot heeft moeite met lichtveranderingen, valt regelmatig om en bij zowel Antea Group als Tembo en YesDelft, waar we voor de video langsgingen, had Spot last van kuren. Hij liep onder meer vast, we moesten wachten omdat de controller leeg was en hij ging constant onderuit op het dak van Rotterdam Centraal.

Vanwege die gebreken moeten gebruikers een of meer dure extra modules aanschaffen als ze de robothond willen inzetten in een industriële omgeving, om fatsoenlijke foto's te maken, om een ruimte in 3d in kaart te brengen of wanneer ze speciale sensoren nodig hebben. Geen van de partijen die wij gesproken hebben, zet de robot los in, zonder extra modules. Allemaal kijken ze uit naar nog meer extra modules om hem nuttiger te maken. Er valt echter over te discussiëren of dit een nadeel of voordeel is van Spot. Spot is uitermate geschikt om allerlei modules te dragen en ook modules van andere fabrikanten kunnen met Spot communiceren. Dat maakt Spot een heel geschikt platform voor allerlei heel verschillende bedrijven en organisaties om Spot precies te tweaken naar hun voorkeuren, zowel op software- als op hardwaregebied. "Daarmee is het platform of zijn de sensoren van de robot dus niet slecht", stelt Robbert Rietveld van de politie.

Spot moet nog aan het handje genomen worden

Waar Spot wel echt beperkt in is, is autonomie. Hoewel Spot bijzonder intuïtief is en zijn weg kan vinden in een ruimte als je als bestuurder hem enkel een suggestie geeft voor een richting, zijn er veel extra stappen nodig om hem echt zelfstandig op pad te sturen. Daardoor wordt hij in Nederland nog maar heel beperkt autonoom ingezet.

De partijen die hem hebben aangeschaft en die wij hebben gesproken, zijn nog zoekende hoe ze hem autonomer kunnen maken. Autonomie zit niet standaard in de robot, maar is wel toe te voegen door slim gebruik te maken van de devkit die Boston Dynamics ontwikkeld heeft. Hoewel die in de basis vrij toegankelijk is, vereist hij enige programmeerkennis en creativiteit om de robot autonomie te geven. Spot moet objecten leren herkennen, uitgerust worden met een betere cameramodule, een omgeving in kaart leren brengen en vervolgens een route voorgekauwd krijgen. Onderweg van A naar B zal hij zijn weg vinden en objecten ontwijken, maar hij zal niet zelf beslissingen nemen en eigen routes bedenken in een gebied.

Is hij de investering waard?

De partijen bij wie wij op bezoek gingen, zijn duidelijk nog zoekende naar hoe ze Spot nuttig kunnen maken, en belangrijker: hoe de robot de investering waard maakt. Waar het ene bedrijf de businesscase nog niet helemaal helder heeft, is het andere nog op zoek naar de geschiktste aanvullende modules om de robot nuttig te maken, modules die op zichzelf weer een flinke investering vereisen. Voor een partij die wel al heel duidelijk weet hoe ze Spot wil inzetten, de politie, werkt Spot ook nog 'lang niet goed genoeg'.

Toch wil dat niet zeggen dat het een slechte investering is voor deze organisaties. Spot is een heel nuttige robot, zeggen ze, en het kost weinig moeite om ermee aan de slag te gaan. Dat ondervonden wij ook toen we de tabletcontroller in handen kregen. Kun je een drone laten vliegen of een Xbox-spel spelen, dan kun je Spot besturen. Dat maakt hem erg waardevol voor bedrijven, als platform en om mee te experimenteren.

Dat de robothond nog niet direct een duidelijke businesscase heeft, vindt Henk-Jan Schuurman van Antea Group niet erg. "Natuurlijk, het is een investering en die investering moet uiteindelijk terugverdiend worden. Ik ben ervan overtuigd dat Spot uit kan, ook met operator. We zien dat hij veel effectiever zijn werk kan doen dan jij en ik als mens, dus het is bijna een no-brainer dat Spot uit kan. Als je op basis daarvan kunt besparen, doordat je weet wanneer je onderhoud moet plegen, dan heb je heel snel die businesscase. Daar komt bij dat hij voor ons uit kan door de winst die we boeken bij onze eigen medewerkers. Het prikkelt de creativiteit van onze ingenieurs om met Spot te werken. Dat kan ik niet omzetten in euro's; dat is voor ons als ingenieurs het belangrijkste."

Waar een bedrijf gewoon een gadget kan aanschaffen om het eens te proberen, let dat voor de politie, die afhankelijk is van belastinggeld, natuurlijk wel nauwer. "Als het geldbedrag niet in verhouding is, moet je het niet doen. Wij kijken altijd wat economisch gezien het beste platform is voor wat we willen bereiken. We kunnen de aanschaf van Spot daarom verantwoorden. Daar komt bij dat we dit samen doen met andere overheidsdiensten, met defensie en de brandweer, en dat we kennis delen."

Geen robot op de markt kan hetzelfde als Spot

"Het is niet erg als een robot iets niet kan", stelt Rietveld. "We kiezen een platform dat het best past bij een bepaalde taak. Daarom hebben we Spot aangeschaft. Als we in een setting komen waar de politie nu niet of niet veilig naar binnen kan, en dat kunnen we wel met Spot proberen, dan is dat al winst." Daar komt bij: "Voor de politie is het van belang om in te spelen op technologische ontwikkelingen. De politie moet rekening houden met de impact van technologie op de maatschappij en de wijze waarop burgers, criminelen of terroristen gebruikmaken van technologie."

Met die reden werkt de politie bijvoorbeeld samen met studenten van Fontys Hogeschool om de robot uitgebreid te pentesten. "Zo kunnen we mogelijke tegenmaatregelen verkennen en die kennis geeft ons ook een handelingsperspectief als we een dergelijk systeem in de samenleving tegenkomen dat niet van ons is." De politie is zelfs zo enthousiast dat ze bezig is met de aanschaf van een tweede Spot-robot, waarbij er één operationeel gebruikt kan worden en één als ontwikkelplatform.

Arend Luten van Tembo sluit af. "Spot is niet out-of-the-box een toepassing die jouw productievloer gaat observeren en het stukje configureren moeten we echt nog goed leren. Ik weet niet of Spot rendabel is, maar ik vergelijk het met de komst van drones of mobiele telefoons. We zitten nog maar een jaar na de release. Wat was het effect een jaar na de eerste drone of mobiele telefoon? Het is nieuwe technologie en heeft tijd nodig. Ik koop dat ding in, zet het neer en binnen een week hebben de studenten een omgeving in kaart gebracht en laten het erdoorheen lopen. Dat is pure winst. Er is geen robot op de markt die hetzelfde kan en die zo instapklaar is voor die prijs."