ABOUT THE SPEAKER
Robert Full - Biologist
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering.

Why you should listen

UC Berkeley biologist Robert Full is fascinated by the motion of creatures like cockroaches, crabs and geckos having many legs, unusual feet or talented tails. He has led an effort to demonstrate the value of learning from Nature by the creating interdisciplinary collaborations of biologists, engineers, mathematicians and computer scientists from academia and industry. He founded CiBER, the Center for interdisciplinary Bio-inspiration in Education and Research, and the Poly-PEDAL Laboratory, which studies the Performance, Energetics and Dynamics of Animal Locomotion (PEDAL) in many-footed creatures (Poly).

His research shows how studying a diversity of animals leads to the discovery of general principles which inspire the design of novel circuits, artificial muscles, exoskeletons, versatile scampering legged search-and-rescue robots and synthetic self-cleaning dry adhesives based on gecko feet. He is passionate about discovery-based education leading to innovation -- and he even helped Pixar’s insect animations in the film A Bug's Life.

More profile about the speaker
Robert Full | Speaker | TED.com
TED2014

Robert Full: The secrets of nature's grossest creatures, channeled into robots

روبرت فول: أسرار أقبح مخلوقات الطبيعة ، حُوّلت إلى روبوت

Filmed:
1,286,255 views

كيف يستطيع الروبوت أن يتعلم الثبات على الأسطح الخشنة ، المشي رأساً على عقب ، القيام بحركات بهلوانية في الهواء ثم القفز على الجدران بدون أن يؤذي نفسه ؟ روبرت فول يلقي نظرة على جسم الصرصور المعقد ليوضّح ماذا يمكن أن يتعلمه مهندسو الروبوتات منه .
- Biologist
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
Even nature'sالطبيعة mostعظم disgustingمقزز creaturesكائنات
0
930
2904
حتى أقبح المخلوقات في الطبيعة
00:15
have importantمهم secretsأسرار,
1
3834
2567
لديها أسرار مهمة ،
00:18
but who would want a swarmسرب of cockroachesالصراصير
2
6401
1489
لكن من يريد سرباً من الصراصير
00:19
comingآت towardsتجاه them?
3
7890
1594
أن يقترب منه ؟
00:21
Yetبعد one of the greatestأعظم differencesاختلافات
betweenما بين naturalطبيعي >> صفة and humanبشري technologiesالتقنيات
4
9484
3012
أعظم الفروقات بين الطبيعة وتكنولوجيا البشر
00:24
relatesيتصل to robustnessمتانة.
5
12496
2215
تُنسب إلى المتانة .
00:26
Robustقوي systemsأنظمة are stableمستقر in complexمركب
6
14711
2573
نظام المتانة ثابت في البيئات المعقدة
00:29
and newالجديد environmentsالبيئات.
7
17284
1721
والجديدة .
00:31
Remarkablyلافت للنظر, cockroachesالصراصير can self-stabilizeاستقرار الذاتي
8
19005
1795
بشكل بارز ، تقدر الصراصير على الثبات
00:32
runningجري over roughالخام terrainتضاريس.
9
20800
1679
أثناء الجري على مناطق وعرة .
00:34
When we put a jetطائرة نفاثة packحزمة on them,
10
22479
1262
عندما وضعنا عليهم حقيبة نفاثة ،
00:35
or give them a perturbationاضطراب like an earthquakeزلزال,
11
23741
2011
أو أحدثنا لهم اهتزاز مثل الزلزال ،
00:37
we discoveredمكتشف that theirهم wonderfullyبشكل رائع tunedضبطها legsالساقين
12
25752
2891
اكتشفنا أنهم بأعجوبة يثنون أقدامهم
00:40
allowالسماح them to self-stabilizeاستقرار الذاتي
13
28643
1625
لتسمح لهم بتثبيت أنفسهم
00:42
withoutبدون usingاستخدام any of theirهم brainpowerالقدرات العقلية.
14
30268
3662
بدون استخدام أي مجهود عصبي .
00:45
They can go over complexمركب terrainتضاريس like grassنجيل,
15
33930
3130
يستطيعون المشي فوق سطح معقد مثل العشب ،
00:49
no problemمشكلة, and not get destabilizedزعزعت.
16
37060
1952
بلا مشكلة ، وبدون أن يختل توازنهم .
00:51
We discoveredمكتشف a newالجديد behaviorسلوك where,
17
39012
1514
اكتشفنا سلوك جديد حيث ،
00:52
because of theirهم shapeشكل,
18
40526
1164
أنه وبسبب شكلهم ،
00:53
they actuallyفعلا rollتدحرج automaticallyتلقائيا to theirهم sideجانب
19
41690
2078
أنهم يلتفون تلقائياً إلى جانبهم
00:55
to go throughعبر this artificialمصطنع testاختبار bitقليلا of grassنجيل.
20
43768
3952
ليجتازون اختبار العشب الصناعي .
00:59
Robustقوي systemsأنظمة can performنفذ multipleمضاعف tasksمهام
21
47720
2437
أنظمة متينة تستطيع تأدية عدة مهام
01:02
with the sameنفسه structureبناء.
22
50157
2138
بنفس التركيب .
01:04
Here'sمن هنا a newالجديد behaviorسلوك we'veقمنا discoveredمكتشف.
23
52295
1867
هنا سلوك جديد قمنا باكتشافه .
01:06
The animalsالحيوانات rapidlyبسرعة invertعكس and disappearاختفى
24
54162
1846
هذه الكائنات تنقلب بسرعة وتختفي
01:08
in lessأقل than 150 millisecondsميلي ثانية — you never see them —
25
56008
2501
في أقل من 150 جزء من الثانية ، ولا تراها أبداً ،
01:10
usingاستخدام the sameنفسه structuresالهياكل that
they use to runيركض, theirهم legsالساقين.
26
58509
2363
باستخدام نفس الأعضاء التي تساعدها في الجري ، أقدامها .
01:12
They can runيركض upsideرأسا على عقل down
27
60872
1604
تستطيع الجري مقلوبة رأساً على عقب
01:14
very rapidlyبسرعة on rodsقضبان, branchesالفروع and wiresالأسلاك,
28
62476
3132
وبسرعة هائلة على القضبان ، الأغصان والأسلاك ،
01:17
and if you perturbشوش one of those branchesالفروع,
29
65608
1479
واذا قمت بتحريك واحد من تلك الأغصان ،
01:19
they can do this.
30
67087
1793
يستطيعون عمل هذا .
01:20
They can performنفذ gymnasticرياضي maneuversمناورات
31
68880
1530
يقومون بحركات بهلاوانية
01:22
like no robotإنسان آلي we have yetبعد.
32
70410
2578
لا يشبهها أي روبوت حتى الآن .
01:24
And they have nearlyتقريبا unlimitedغير محدود
33
72988
1731
كما أن لديها عدد لا محدود تقريباً
01:26
maneuverabilityالقدرة على المناورة with that sameنفسه structureبناء
34
74719
2597
من تلك الحركات باستخدام نفس التركيب
01:29
and unprecedentedغير مسبوق accessالتمكن من to a varietyتشكيلة
35
77316
3820
ومنفذ لا مثيل له لمجموعة
01:33
of differentمختلف areasالمناطق.
36
81136
4270
مختلفة من المناطق .
01:37
They have wingsأجنحة for flyingطيران when they get warmدافئ,
37
85406
2623
تمتلك أجنحة للطيران عندما تشعر بالحر ،
01:40
but they use those sameنفسه wingsأجنحة to flipيواجه over
38
88029
2614
كما أنها أيضاً تستخدم تلك الأجنحة للإنقلاب
01:42
if they get destabilizedزعزعت.
39
90643
3957
في حال تعرضها لعدم التوازن .
01:46
Very effectiveفعال.
40
94600
1297
فعالة جداً .
01:47
Robustقوي systemsأنظمة are alsoأيضا faultخطأ tolerantمتسامح and fail-safeفشل آمن.
41
95897
3205
أنظمة متينة أيضاً ممتصة للصدمات وآمنة في السقوط .
01:51
This is the footقدم of a cockroachصرصور.
42
99102
1140
هذه هي رجل الصرصور .
01:52
It has spinesأشواك, glueyغروي padsمنصات and clawsمخالب,
43
100242
3289
لها أشواك ، وسائد لاصقة ومخالب ،
01:55
but if you take off those feetأقدام,
44
103531
1591
حتى لو خلعت هذه الأرجل ،
01:57
they can still go over roughالخام terrainتضاريس,
45
105122
1708
لا يزال بإمكانها المشي على الأسطح الخشنة ،
01:58
like the bottomالأسفل videoفيديو that you see,
46
106830
1897
كما ترون في الفيديو السفلي ،
02:00
withoutبدون hardlyبالكاد slowingتباطؤ down. Extraordinaryاستثنائي.
47
108727
3371
بدون أن تبطئ من سرعتها ، غير عادية .
02:04
They can runيركض up meshشبكة withoutبدون theirهم feetأقدام.
48
112098
3173
تستطيع أيضاً أن تتسلق شبكة بلا أرجل .
02:07
Here'sمن هنا an animalحيوان usingاستخدام a normalعادي, alternatingالتيار المتناوب tripodحامل ثلاثي القوائم:
49
115271
2283
هنا ترون كائن يستخدم قوائمه الثلاثة الطبيعية البديلة :
02:09
threeثلاثة legsالساقين, threeثلاثة legsالساقين, threeثلاثة legsالساقين,
50
117554
1543
ثلاثة أرجل ، ثلاثة أرجل ، ثلاثة أرجل ،
02:11
but in natureطبيعة, the insectsالحشرات oftenغالبا have lostضائع theirهم legsالساقين.
51
119097
3692
لكن في الطبيعة ، هذه الحشرات غالباً ما تفقد أرجلها .
02:14
Here'sمن هنا one movingمتحرك with two middleوسط legsالساقين goneذهب.
52
122789
4010
هنا ترون آخر يتحرك بعد فقدان أرجله الوسطى .
02:18
It can even loseتخسر threeثلاثة legsالساقين, in a tripodحامل ثلاثي القوائم,
53
126799
2916
يمكن أن يفقد حتى ثلاثة أرجل ، في ثلاثي القوائم ،
02:21
and adoptتبنى a newالجديد gaitمشية, a hoppingالتنقل gaitمشية.
54
129715
3927
ويطور مشية جديدة ، مشية عرجاء .
02:25
And I pointنقطة out that all of these videosأشرطة فيديو
55
133642
1958
وأنبه إلى أن هذه الفيدوهات
02:27
are slowedتباطأ down 20 timesمرات,
56
135600
1704
تمت تبطئتها 20 مرة ،
02:29
so they're actuallyفعلا really fastبسرعة, when you see this.
57
137304
2015
بالتالي هم بالفعل سريعون جداً ، عندما ترى هذا .
02:31
Robustقوي systemsأنظمة are alsoأيضا damageضرر resistantمقاومة.
58
139319
3511
أنظمة متينة مقاومة أيضاً للصدمات .
02:34
Here'sمن هنا an animalحيوان climbingالتسلق up a wallحائط.
59
142830
1813
هنا كائن يتسلق الحائط .
02:36
It looksتبدو like a rapidسريعون, smoothناعم, verticalعمودي climbتسلق,
60
144643
2496
يبدو تسلق سريع ، مريح وعمودي ،
02:39
but when you slowبطيء it down,
61
147139
1239
لكن عندما تقوم بتبطئته ،
02:40
you see something very differentمختلف.
62
148378
2494
ترى شئ مختلف تماماً .
02:42
Here'sمن هنا what they do.
63
150872
1648
إليكم ما يفعلونه .
02:44
They intentionallyعمدا have a
head-onارفع فوق collisionتصادم with the wallحائط
64
152520
3007
يقومون عمداً ورؤوسهم للأعلى بالاصطدام بالحائط
02:47
so they don't slowبطيء down and can transitionانتقال up it
65
155527
2114
بدون أن يقللون من سرعتهم يستطيعون الانتقال عليه
02:49
in 75 millisecondsميلي ثانية.
66
157641
2398
في 75 جزء من الثانية .
02:52
And they can do this in partجزء because they have
67
160039
1861
يستطيعون فعل ذلك بسهولة لأن لديهم
02:53
extraordinaryاستثنائي exoskeletonsالهياكل الخارجية.
68
161900
2057
هياكل خارجية غير اعتيادية .
02:55
And they're really just madeمصنوع up of compliantمتوافقة jointsالمفاصل
69
163957
3809
مصممة كلياً من مفاصل متوافقة
02:59
that are tubesأنابيب and platesلوحات
70
167766
1733
عبارة عن صفائح و أنابيب
03:01
connectedمتصل to one anotherآخر.
71
169499
1543
متصلة ببعضها البعض .
03:03
Here'sمن هنا a dissectionتشريح of an abdomenبطن of a cockroachصرصور.
72
171042
2947
هنا ترون تشريح لبطن صرصور .
03:05
You see these platesلوحات, and you
see the compliantمتوافقة membraneغشاء.
73
173989
3961
ترون الصفائح ، والغشاء المتوافق معها .
03:09
My engineeringهندسة colleagueزميل at Berkeleyبيركلي
74
177950
2816
زميلي المهندس في بيركيلي
03:12
designedتصميم with his studentsالطلاب
75
180766
1124
صمم مع تلاميذه
03:13
a novelرواية manufacturingتصنيع techniqueتقنية
76
181890
1481
تقنية صناعية بارعة
03:15
where you essentiallyبشكل أساسي origamiفن قص الورق the exoskeletonالهيكل الخارجي,
77
183371
3611
حيث قام مبدئياً بصنع الهيكل الخاريجي مثل الأوريغامي
03:18
you laserالليزر cutيقطع it, laminateصفح it,
78
186982
1360
قطعه بأشعة الليزر ، لمّعه ،
03:20
and you foldيطوى it up into a robotإنسان آلي.
79
188342
2395
وبعدها قام بثنيه على شكل روبوت .
03:22
And you can do that now in lessأقل than 15 minutesالدقائق.
80
190737
5817
وتستطيع القيام بذلك الآن في أقل من 15 دقيقة .
03:28
These robotsالروبوتات, calledمسمي DASHاندفاع,
81
196554
1939
هذه الروبوتات ، تدعى داش (DASH)
03:30
for Dynamicديناميكي Autonomousواثق من نفسه Sprawledممددة HexapodHexapod,
82
198493
2610
اختصار لـ ( ديناميكية ذاتية متمددة سداسية الأرجل ) ،
03:33
are highlyجدا compliantمتوافقة robotsالروبوتات,
83
201103
3082
روبوتات عالية المرونة ،
03:36
and they're remarkablyلافت للنظر robustقوي as a resultنتيجة
84
204185
3702
ومتينة بشكل ملحوظ نتيجة
03:39
of these featuresالميزات.
85
207887
1803
لهذه الخصائص .
03:41
They're certainlyمن المؤكد incrediblyلا يصدق damageضرر resistantمقاومة.
86
209690
6058
كما أنها بالتأكيد مضادة للصدمات .
03:47
(Laughterضحك)
87
215748
3353
( ضحك )
03:51
They even have some of the
behaviorsالسلوكيات of the cockroachesالصراصير.
88
219101
2469
كما أن لديها أيضاً بعض من سلوك الصاصير .
03:53
So they can use theirهم smartذكي, compliantمتوافقة bodyالجسم
89
221570
2273
فتستطيع باستخدام أجسادها الذكية والمرنة
03:55
to transitionانتقال up a wallحائط
90
223843
2517
أن تتنقل على الحائط
03:58
in a very simpleبسيط way.
91
226360
2892
بطريقة بسيطة جداً .
04:01
They even have some of the beginningsالبدايات
92
229252
1628
لديها أيضاً بعض من بدائيات
04:02
of the rapidسريعون inversionعكس behaviorسلوك
93
230880
1319
سلوك الإنقلاب السريع
04:04
where they disappearاختفى.
94
232199
2844
حيث تختفي عن الأنظار .
04:07
Now we want to know why they can go anywhereفي أى مكان.
95
235043
1477
والآن نريد أن نعرف لماذا يتواجدون في كل الأمكنة .
04:08
We discoveredمكتشف that they can go throughعبر
96
236520
1569
لقد اكتشفنا أنهم يستطيعون الدخول
04:10
three-millimeterثلاثة ملليمتر gapsثغرات,
97
238089
1788
في فتحة من 3 مليمترات ،
04:11
the heightارتفاع of two penniesالبنسات, two stackedمرصوصة penniesالبنسات,
98
239877
2361
بارتفاع عملتين معدنية ، عملتين متلاصقتين ،
04:14
and when they do this,
99
242238
1048
وعندما يفعلون ذلك ،
04:15
they can actuallyفعلا runيركض throughعبر those confinedحبيس spacesالمساحات
100
243286
2575
يستطيعون بالفعل الجري خلال هذه الأماكن الضيقة
04:17
at highمتوسط speedsبسرعة,
101
245861
1757
وبسرعة عالية ،
04:19
althoughبرغم من you never see it.
102
247618
3182
وبالرغم من ذلك لا تراهم أبداً .
04:22
To understandتفهم it better,
103
250800
1062
ولفهم ذلك بشكل أفضل ،
04:23
we did a CTCT scanتفحص of the exoskeletonالهيكل الخارجي
104
251862
2078
قمنا بعمل أشعة مقطعية للهيكل الخارجي
04:25
and showedأظهر that they can compressضغط theirهم bodyالجسم
105
253940
1474
وأظهرت أنهم يستطيعون ضغط أجسادهم
04:27
by over 40 percentنسبه مئويه.
106
255414
2646
بنسبة تفوق الـ 40 % .
04:30
We put them in a materialsالمواد testingاختبارات machineآلة
107
258060
1557
وقد وضعناهم في جهاز لاختبار المواد
04:31
to look at the stressضغط عصبى strainالتواء analysisتحليل
108
259617
2356
لنرى ماهو تحليل جهد الضغط
04:33
and showedأظهر that they can withstandالصمود forcesالقوات
109
261973
2118
وقد أظهرت أنها تستطيع تحمل ضغط
04:36
800 timesمرات theirهم bodyالجسم weightوزن,
110
264091
1904
800 ضعف وزنها ،
04:37
and after this they can flyيطير and runيركض
111
265995
1890
وبعد ذلك تستطيع الطيران والجري
04:39
absolutelyإطلاقا normallyبشكل طبيعي.
112
267885
1990
بطريقة عادية جداً .
04:41
So you never know where
113
269875
1723
أن لا تعلمون أبداً إلى أين
04:43
curiosity-basedالفضول القائم researchابحاث will leadقيادة,
114
271598
3074
يقود البحث المبني على الفضول ،
04:46
and somedayفي يوم ما you mayقد want a swarmسرب
115
274672
1539
وقد تودون يوماً أن ترون سرباً
04:48
of cockroach-inspiredصرصور مستوحاة robotsالروبوتات
116
276211
2194
من الروبوتات المستلهمة من الصراصير
04:50
to come at you.
117
278405
2414
أن تأتي إليكم .
04:52
(Laughterضحك)
118
280819
7121
( ضحك )
04:59
Thank you.
119
287940
1557
شكراً لكم .
05:01
(Applauseتصفيق)
120
289497
1286
( تصفيق )
Translated by Bader AlHaddad
Reviewed by Ali Alshalali

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Robert Full - Biologist
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering.

Why you should listen

UC Berkeley biologist Robert Full is fascinated by the motion of creatures like cockroaches, crabs and geckos having many legs, unusual feet or talented tails. He has led an effort to demonstrate the value of learning from Nature by the creating interdisciplinary collaborations of biologists, engineers, mathematicians and computer scientists from academia and industry. He founded CiBER, the Center for interdisciplinary Bio-inspiration in Education and Research, and the Poly-PEDAL Laboratory, which studies the Performance, Energetics and Dynamics of Animal Locomotion (PEDAL) in many-footed creatures (Poly).

His research shows how studying a diversity of animals leads to the discovery of general principles which inspire the design of novel circuits, artificial muscles, exoskeletons, versatile scampering legged search-and-rescue robots and synthetic self-cleaning dry adhesives based on gecko feet. He is passionate about discovery-based education leading to innovation -- and he even helped Pixar’s insect animations in the film A Bug's Life.

More profile about the speaker
Robert Full | Speaker | TED.com