Schilderrobot Bob Rob bekwaamt zich in Delfts Blauw

Schilderen zien we als een op en top menselijke vaardigheid, een combinatie van handvaardigheid en creativiteit. Onderzoekers van de faculteit industrieel ontwerpen onderzoeken hoe ver een robot kan komen in de schilderkunst. Het beschilderen van Delfts Blauwe tegeltjes is het nieuwste robothoogstandje.

Met mathematische precisie trekt een dun penseeltje lijn na lijn na lijn over een vierkant stuk keramiek. Het is de opmaat voor een klassiek Delfts Blauw tegeltje. Er verschijnen contouren van veren, van een vleugel, van pootjes en ogen. Alles zonder aarzeling, met vaste hand getekend. Als het penseeltje de laatste lijn achter zich laat, zien we een abstracte weergave in strakke lijnen van het beroemde schilderij ‘Het puttertje’ van Carel Fabritius uit 1654.

Degene die het penseeltje zo akelig nauwkeurig en volstrekt onverstoorbaar hanteert is echter geen meesterschilder van Delfts Blauw, niet iemand van vlees en bloed die zich jarenlang in het vak heeft bekwaamd, maar de schilderrobot Bob Rob, die in een paar maanden is klaargestoomd.

Bob Rob heeft geen hoofd en geen romp, maar bestaat slechts uit één arm, waarmee hij een penseel kan hanteren. Met deze robotarm experimenteren onderzoekers en studenten van de faculteit industrieel ontwerpen van de TU Delft sinds 2019. Het idee kwam van universitair docent Doris Aschenbrenner, gespecialiseerd in mens-robot-interactie in digitale productiemethoden. Aschenbrenner: “Tijdens een kunsttentoonstelling in Duitsland zat ik met enkele vrienden en kennissen wat te drinken in een café. Al pratend ontstond het idee om een schilderende robot tentoon te stellen en te kijken hoe het publiek daarop reageert.”

Makkelijker gezegd dan gedaan, want een kant en klaar schilderende robot bestaat niet. Daarvoor is schilderen veel te moeilijk. Schilderen vereist handvaardigheid, kennis van verf en penselen, en van materialen waarop de verf voor de eeuwigheid moet beklijven. Kunstzinnig schilderen vereist creativiteit en verbeelding en liefst ook nog kennis van de kunstgeschiedenis.

Aschenbrenner gebruikt een lichtgewicht, flexibele robotarm van het Deense bedrijf Universal Robots, die zij ook gebruikt voor productietaken. Samen met twee Duitse start-up-bedrijven begon ze een klein onderzoeksproject, een nevenactiviteit van haar eigen onderzoek. De robotarm kreeg de naam Bob Rob, geïnspireerd door de Amerikaanse schilderinstructeur Bob Ross, die in de jaren tachtig en negentig van de 20e eeuw wereldfaam verwierf met zijn tv-programma ‘The Joy of Painting’.

De schilderrobot inspireert

“In de allereerste plaats zie ik onze schilderrobot als een inspirator en als een educatief instrument voor onze studenten”, vertelt Aschenbrenner. “De robot brengt discussies op gang en inspireert om nieuwe wegen te ontdekken. Typisch iets wat binnen industrieel ontwerpen thuishoort. Wat kan de robot beter dan de mens en wat kan de mens nog steeds beter dan de robot? Welke taken kunnen we de robot samen met de mens laten doen? Welke rol kan een robot spelen in moderne digitale fabricagetechnieken? Wat betekenen zulke robots voor de toekomst van werk? Als onderzoeksproject combineren we in Bob Rob wetenschap met plezier.” Het team publiceerde de programmeercode als open source software om studenten, kunstenaars en wetenschappers in staat te stellen er gebruik van te maken.

Wat in 2019 begon als een klein nevenproject voor Aschenbrenner is twee jaar later enigszins uit de hand gelopen. Toen Bob Rob in 2020 zijn eerste tentoonstelling kreeg in een kleine galerie in Duitsland ontstond er behoefte aan meer schilderijen. En zodra Bob Rob voor iedereen zichtbaar achter glas stond te schilderen in een hal van de faculteit, raakten meer en meer onderzoekers en studenten geïnteresseerd. Veel werk kwam in handen van de robottechnici Joris van Dam en Neel Nagda.

Op een dag liep ook hoogleraar visual communication design Catelijne van Middelkoop toevallig langs de robot, terwijl de machine aan het schilderen was. Meteen besloot ze een praatje te gaan maken met Aschenbrenner, die toevallig bij de robot stond. Van Middelkoop: “Ik moet toegeven dat ik in eerste instantie dacht: ‘Een schilderende robot? Grappig, maar wat een onzin.’ In 2016 is voor het project ‘The Next Rembrandt’ al eens een nieuw Rembrandt-achtig portret gemaakt . Wat kan een robot daar nog aan toevoegen? vroeg ik mij af.”

Maar al pratend met Aschenbrenner besloot Van Middelkoop toch te gaan meewerken. “In mijn intreerede pleitte ik ervoor om kunst en wetenschap dichter bij elkaar te brengen. Nou, in het Bob Rob-project hoop ik dat er een kruisbestuiving ontstaat tussen ingenieurs en creatievelingen.”

Van Middelkoop liet Bob Rob eerst eenvoudige lijnoefeningen schilderen die gebruikt werden tijdens de zogenaamde ‘Vorkurs’, het toelatingsjaar van het 20ste eeuwse Bauhaus. Gewoon om te kijken hoe de robot omgaat met penseel en verf en welke karakters de lijnen kunnen uitstralen. Na die eerste lijnoefeningen liet ze Bob Rob het concept van een stoel schilderen, verder voortbouwend op Joseph Kosuth’s werk ‘One and Three Chairs’.

Enkele van zulke oefenwerken werden te koop aangeboden tijdens een expositie in een galerie in Würzburg, onder de titel Bob Rob Awesome Robot Art. Met de beoogde opbrengst investeerde Van Middelkoop alvast in een do-it-yourself machine vision kit: een kunstmatig intelligent camerasysteem dat de robot in de nabije toekomst ‘visie’ geeft. Tot nu toe zag én bedacht Bob Rob zelf niet wat hij schilderde. Maar Van Middelkoop hoopt Bob Rob in de nabije toekomst wel te laten zien: “Ik hoop dat Bob tenminste een keer een zelfportret kan gaan creëren.”

Kan de schilderrobot ook creatief zijn?

Het huidige Bob Rob-project richt zich vooral op de technische aspecten van de handvaardigheid van de robot. De robot kan zelf niet kijken wat hij maakt, hij kan er niet over nadenken en hij kan ook niets zelf verzinnen. Hij heeft nog geen brein en dus ook geen eigen creativiteit. Hij schildert exact de lijnen die hij in de computersoftware opgedragen krijgt. Toch is robotcreativiteit een bloeiend onderwerp van onderzoek, des te meer door de recent sterk toegenomen kracht van kunstmatige intelligentie.

Pionier van het onderzoek naar creativiteit bij een schilderende robot is de Engelse kunstschilder Harold Cohen. Hij bouwde al in 1973 zijn eigen schilderrobot AARON, waarmee hij tot aan zijn dood in 2016 experimenteerde. De meeste mensen die schilderijen van AARON zien, kunnen niet uitmaken of ze door een mens of door een robot zijn geschilderd. Maar Cohen gebruikte AARON vooral om samen met de robot nieuwe, interessante werken te maken. En die samenwerking met een robot is ook wat Aschenbrenner en Van Middelkoop intrigeert.

Van Middelkoop zou in de toekomst ook graag willen onderzoeken wat er qua creativiteit mogelijk is met Bob Rob. “Kan een robot van toegevoegde waarde zijn voor de creatieve visie van de maker? Kan een robot misschien schilderen op 3d-geprinte voorwerpen die voor mensen te complex zijn om met de hand te beschilderen? Idealiter hoop ik dat de robot zal helpen om het startpunt van menselijke creativiteit op een hoger niveau te brengen. Ik denk dat vakmensen nodig zullen blijven, maar ik denk dat de robot hun vakmanschap naar een hoger niveau kan tillen.”

Ook universitair docent Willemijn Elkhuizen, gespecialiseerd in 3D-printing en -scanning, raakte betrokken bij de schilderrobot. De eerste grote klus voor Bob Rob was om in 2019 mee te helpen aan het schilderen van een portret van de Delftse hoogleraar Jo Geraedts. Geraedts ging met pensioen en Elkhuizen, Aschenbrenner en enkele collega’s wilden hem ter afscheid een schilderij aanbieden dat allerhande kennis zou toepassen die voortkwam uit zijn vakgroep. Het portret moest een variant worden op het schilderij ‘Portret van Joseph Roulin’ van Vincent van Gogh, dat in het Kröller-Müller-museum hangt.

Elkhuizen: “Ik vond professor Geraedts sterk lijken op Roulin, en zo ontstond het idee om Bob Rob te laten meeschilderen aan een portret van Geraedts in de stijl van Van Gogh.” Dat nieuwe schilderij ontstond uiteindelijk in nauwe samenwerking tussen mens en robot. Bob Rob nam de grovere lijnen voor zijn rekening, terwijl Doris de details inschilderde.”

Een tijdje later zocht Elkhuizen voor het bachelorprogramma ‘advanced prototyping’ naar een opdracht voor haar studenten. “Opeens kwam een aantal puzzelstukjes in mijn werk bij elkaar”, vertelt Elkhuizen. “Ik had contact met het bedrijf Royal Delft, de laatst overgebleven producent van Delfts Blauw uit de 17e eeuw. Ik had ook contact met ontwerper Maaike Roozenburg, die veel ervaring heeft met keramiek. En ik had contact met Doris Aschenbrenner over wat we verder met Bob Rob zouden kunnen doen. Die drie contacten ging ik combineren. Zou Bob Rob geen Delfts Blauw keramiek kunnen beschilderen? vroeg ik me toen af.”

Bob Rob bekwaamt zich in Delfts Blauw

Zo begonnen in november 2020 vijf bachelor-studenten - Tiuri Hartog, Sterre Witlox, Midas Zegers, Lieneke Cazemier en Lennart Krieg - aan hun prototyping project Digital Delft Blue, dat in januari van dit jaar werd afgerond. Onder leiding van Willemijn Elkhuizen, Sander Minnoye en ontwerper Maaike Roozenburg onderzochten de studenten hoe ze de robot zo natuurlijk mogelijk konden laten schilderen op een Delfts Blauw tegeltje. Ze kregen les van een van de meesterschilders van Royal Delft en togen aan de slag met de schilderrobot. Dat resulteerde al na een paar maanden in tegeltjes met gestileerde afbeeldingen van ‘Het Puttertje’ van Carel Fabritius, ‘De sterrennacht’ van Vincent van Gogh, en ‘Gezicht op Delft’ en ‘Het meisje met de parel’, beide van Johannes Vermeer.

Vanuit het bedrijf Royal Delft begeleidde hoofd ontwerpen Joffrey Walonker de studenten. Zelf studeerde hij ook ooit af als industrieel ontwerper in Delft. “Wij waren puur nieuwsgierig hoe ver een robot kan komen in het evenaren van een meesterschilder”, vertelt Walonker. “Bij ons duurt het acht jaar voor een getalenteerde schilder op zijn topniveau zit in het schilderen op Delfts Blauw aardewerk. Wat zou een robot binnen een paar maanden voor elkaar kunnen krijgen?”

Royal Delft heeft momenteel twee productlijnen van Delfts Blauw: een volledig handgeschilderde lijn in beperkte aantallen, die vrij kostbaar is, en een goedkopere lijn waarin taferelen als een soort van zeefdruk op tegeltjes, borden en andere objecten worden afgedrukt. Het resultaat van de robot zit daar tussenin, zegt Walonker. “De intentie van de robot is weliswaar om elke keer precies hetzelfde te maken, maar omdat de omstandigheden van bijvoorbeeld de verf toch telkens weer iets anders zijn, is het eindproduct toch telkens weer iets anders. Ik zou in de toekomst best graag een nieuwe robotlijn in onze producten willen ontwikkelen, als dat commercieel haalbaar is.”

Het niveau van meesterschilder haalt Bob Rob bij lange na niet, en dat was ook niet te verwachten, maar de robot is wel op een punt gekomen waar een praktische toepassing voor Royal Delft wel degelijk in zicht is, zo vertelt Walonker. “Een onderdeel van ons schilderwerk is het uitzetten van een lijnenspel dat een bepaalde afbeelding in grove contouren neerzet. Vervolgens schildert een menselijke schilder daar overheen. Dat doen we om producten met dezelfde afbeelding niet te veel van elkaar te laten afwijken. De studenten hebben laten zien dat de robot dat lijnenspel heel nauwkeurig kan neerzetten. Voor de korte termijn kan ik me daarom een toekomst voorstellen waarin de robot ondersteunend is in ons productieproces: op elk tegeltje kan hij precies hetzelfde lijnenspel neerzetten.”

Walonker vertelt dat technologische innovatie voor het bedrijf, opgericht in 1653 als De Porceleyne Fles, van groot belang is en dat de band met de TU Delft daarbij altijd belangrijk is geweest. Al eind 19e eeuw deelde hoogleraar ornamenttechniek aan de bouwkundefaculteit, Adolf le Comte, zijn kennis met het bedrijf en werd er zelfs artistiek leider.

Walonker: “Wij zoeken voortdurend naar technische hulpmiddelen waarmee we ons kunnen blijven vernieuwen. Zo gebruiken we nu digitale projecties om op hele grote tableaus te schilderen, iets wat twintig jaar geleden nog niet bestond. De robot zou een volgende innovatie kunnen zijn. Zelf vind ik het het mooiste om innovatie met ontwerp en ambacht te combineren.”

Royal Delft begint binnenkort met de bouw van een museumzaal. Walonker zou daarin heel graag Bob Rob als prototype tentoonstellen. “Ik wil mensen in contact brengen met zowel ambachtelijk werk als met technologie. Als het prijskaartje het zou toelaten, zie ik het wel voor me dat Bob Rob in ons museum een soort robot-artist-in-residence wordt.”