Mechatronica

Mechatronica is een tak van techniek die zich richt op het ontwerpen, vervaardigen en onderhouden van producten die zowel mechanische als elektronische componenten hebben. De term werd in 1969 bedacht door ingenieur Tetsuro Mori om de synergie te beschrijven die bestaat tussen elektrische regelsystemen en de mechanische machines die ze regelen. Sindsdien is de betekenis van de term verbreed tot de integratie van meerdere andere disciplines, waaronder computertechniek, systeemtechniek en programmeren.

Als ontwerpfilosofie hecht mechatronica waarde aan systeemdenken en een interdisciplinaire benadering van probleemoplossing. Vrij recentelijk heeft de DevOps-beweging in de informatietechnologie (IT) de muur tussen softwareontwikkeling en operations afgebroken en IT'ers aangemoedigd om in afdelingsoverstijgende teams te werken. Mechatronica heeft eenzelfde ommekeer teweeggebracht in engineering. In veel industrieën moeten ingenieurs tegenwoordig in interdisciplinaire, samenwerkende teams werken om ervoor te zorgen dat de complexe, sterk geïntegreerde systemen die ze ontwerpen soepel zullen functioneren.

Om het concept van mechatronica te begrijpen, kun je simpelweg denken aan de auto's van tegenwoordig. De gemiddelde auto heeft tegenwoordig tussen de 25 en 50 centrale verwerkingseenheden (CPU's) die mechanische functies besturen. Een bestuurdersondersteuningssysteem (DSS), zoals antiblokkeerremmen, is ontworpen met mechatronica; het elektronische regelsysteem neemt de remfunctie over wanneer sensoren herkennen dat een of meer wielen blokkeren. Een pneumatisch bandenspanningscontrolesysteem is eveneens ontworpen met mechatronica; elke band heeft een sensor in zich die gegevens naar een elektronisch controlesysteem aan boord zendt. Als de druk in een band te laag is, stuurt de ingebouwde software in het controlesysteem een waarschuwing naar het dashboard van de auto en licht een pictogram van de bandenmeter op. Zelfs de airbag van een auto is ontworpen met mechatronica; een micro-elektrische machine (MEM) aan de voorkant van de auto ontplooit een airbag wanneer sensorgegevens een snelle vertraging aangeven. 

Doordacht vanuit een holistisch perspectief heeft ingenieurs in staat gesteld grote vooruitgang te boeken op het gebied van automatisering en robotica. Het heeft hen ook in staat gesteld slimmere producten, kleinere producten en piepkleine, efficiënte productonderdelen op nanotechnisch niveau te maken. Om elektromechanische, geautomatiseerde apparatuur met succes te bedienen, diagnosticeren en onderhouden, is het noodzakelijk geworden voor ondersteunende technici om zich regelmatig formeel en informeel bij te scholen. Siemens AG, een van 's werelds grootste hightech productiebedrijven, biedt een professioneel certificeringsprogramma voor mechatronica, en een steeds groter aantal hogescholen en universiteiten bieden studiecursussen aan voor deze opkomende technologie. 

Volgens het Amerikaanse ministerie van Arbeid is mechatronica een opkomende groeisector voor werkgelegenheid. Naast de auto-industrie zijn ook de lucht- en ruimtevaart, het ontwerpen en repareren van apparaten, het bankwezen, de energie- en energieproductie en -distributie, de landbouw, de voedselverwerking, de productie, de mijnbouw en de gezondheidszorg afhankelijk van mechatronica.

Hoewel veel implementaties van mechatronisch ontwerp bedoeld zijn om achter de schermen te functioneren en gemakkelijk over het hoofd kunnen worden gezien, bieden deze mechatronische robots van Boston Dynamics, MIT en Honda de kijker een uncanny valley-ervaring die moeilijk te negeren is.