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

Robert Full: Los secretos de las criaturas más repugnantes de la naturaleza aplicados a los robots

Filmed:
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¿Cómo pueden los robots aprender a estabilizarse en terrenos irregulares, hacer movimientos gimnásticos en el aire y chocarse contra las paredes sin hacerse daño? Robert Full analiza el increíble cuerpo de las cucarachas para mostrarnos lo que estos pueden enseñarles a los ingenieros de robótica.
- 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

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00:12
Even nature'sla naturaleza mostmás disgustingasqueroso creaturescriaturas
0
930
2904
Incluso las criaturas
más repugnantes de la naturaleza
00:15
have importantimportante secretsmisterios,
1
3834
2567
poseen importantes secretos.
Pero, ¿quién querría que se le abalanzase
una multitud de cucarachas?
00:18
but who would want a swarmenjambre of cockroachescucarachas
2
6401
1489
00:19
comingviniendo towardshacia them?
3
7890
1594
00:21
YetTodavía one of the greatestmejor differencesdiferencias
betweenEntre naturalnatural and humanhumano technologiestecnologías
4
9484
3012
Una gran diferencia entre la
tecnología natural y la humana
00:24
relatesrelaciona to robustnessrobustez.
5
12496
2215
tiene que ver con la robustez.
00:26
RobustRobusto systemssistemas are stableestable in complexcomplejo
6
14711
2573
Los sistemas robustos
son estables en medios
nuevos y complejos.
00:29
and newnuevo environmentsambientes.
7
17284
1721
Las cucarachas pueden autoestabilizarse
al correr por un terreno irregular.
00:31
RemarkablyNotablemente, cockroachescucarachas can self-stabilizeautoestabilizar
8
19005
1795
00:32
runningcorriendo over rougháspero terrainterreno.
9
20800
1679
Al colocarles un cinturón cohete,
00:34
When we put a jetchorro packpaquete on them,
10
22479
1262
00:35
or give them a perturbationperturbación like an earthquaketerremoto,
11
23741
2011
o ante una perturbación,
como un terremoto,
00:37
we discovereddescubierto that theirsu wonderfullymaravillosamente tunedafinado legspiernas
12
25752
2891
descubrimos que sus patas
perfectamente ajustadas
00:40
allowpermitir them to self-stabilizeautoestabilizar
13
28643
1625
les permiten autoestabilizarse
00:42
withoutsin usingutilizando any of theirsu brainpowercapacidad intelectual.
14
30268
3662
sin usar parte de su
capacidad cerebral.
00:45
They can go over complexcomplejo terrainterreno like grasscésped,
15
33930
3130
Pueden atravesar terrenos complicados,
como la hierba,
00:49
no problemproblema, and not get destabilizeddesestabilizado.
16
37060
1952
sin problema, sin desestabilizarse.
Descubrimos un nuevo
comportamiento con el que,
00:51
We discovereddescubierto a newnuevo behaviorcomportamiento where,
17
39012
1514
00:52
because of theirsu shapeforma,
18
40526
1164
gracias a su forma, se ponen
de lado automáticamente
00:53
they actuallyactualmente rollrodar automaticallyautomáticamente to theirsu sidelado
19
41690
2078
00:55
to go throughmediante this artificialartificial testprueba bitpoco of grasscésped.
20
43768
3952
para atravesar este
trozo de hierba artificial.
00:59
RobustRobusto systemssistemas can performrealizar multiplemúltiple tasksTareas
21
47720
2437
Los sistemas robustos
pueden realizar varias tareas
01:02
with the samemismo structureestructura.
22
50157
2138
con la misma estructura.
En este nuevo comportamiento
que descubrimos,
01:04
Here'sAquí está a newnuevo behaviorcomportamiento we'venosotros tenemos discovereddescubierto.
23
52295
1867
01:06
The animalsanimales rapidlyrápidamente invertinvertir and disappeardesaparecer
24
54162
1846
los animales se giran rápidamente y desaparecen
en menos de 150 milisegundos.
01:08
in lessMenos than 150 millisecondsmilisegundos — you never see them —
25
56008
2501
Es imposible verlo.
01:10
usingutilizando the samemismo structuresestructuras that
they use to runcorrer, theirsu legspiernas.
26
58509
2363
Y usan las mismas estructuras
que para correr: las patas.
01:12
They can runcorrer upsideboca arriba down
27
60872
1604
Pueden correr boca abajo, muy rápido,
por barras, ramas y alambres,
01:14
very rapidlyrápidamente on rodsbarras, branchesramas and wiresalambres,
28
62476
3132
01:17
and if you perturbperturbar one of those branchesramas,
29
65608
1479
y si alteras una de esas ramas,
pueden hacer esto:
01:19
they can do this.
30
67087
1793
Realizan movimientos gimnásticos
01:20
They can performrealizar gymnasticgimnástico maneuversmaniobras
31
68880
1530
01:22
like no robotrobot we have yettodavía.
32
70410
2578
que ninguno de nuestros robots
puede realizar aún.
01:24
And they have nearlycasi unlimitedilimitado
33
72988
1731
Y tienen una movilidad casi ilimitada
con esa misma estructura,
01:26
maneuverabilitymaniobrabilidad with that samemismo structureestructura
34
74719
2597
01:29
and unprecedentedsin precedentes accessacceso to a varietyvariedad
35
77316
3820
y un acceso sin precedentes
a diferentes zonas.
01:33
of differentdiferente areasáreas.
36
81136
4270
01:37
They have wingsalas for flyingvolador when they get warmcalentar,
37
85406
2623
Tienen alas para volar
cuando tienen calor,
01:40
but they use those samemismo wingsalas to flipdar la vuelta over
38
88029
2614
pero las usan también
para darse la vuelta
01:42
if they get destabilizeddesestabilizado.
39
90643
3957
si se desestabilizan.
01:46
Very effectiveeficaz.
40
94600
1297
Muy eficaz.
01:47
RobustRobusto systemssistemas are alsoademás faultculpa toleranttolerante and fail-safea prueba de fallos.
41
95897
3205
Los sistemas robustos están protegidos;
son a prueba de fallos.
01:51
This is the footpie of a cockroachcucaracha.
42
99102
1140
Este es la pata de una cucaracha.
01:52
It has spinesespinas, glueypegajoso padsalmohadillas and clawsgarras,
43
100242
3289
Tiene pinchos,
almohadillas pegajosas y garras,
pero si le arrancas una de esas patas,
01:55
but if you take off those feetpies,
44
103531
1591
01:57
they can still go over rougháspero terrainterreno,
45
105122
1708
puede seguir andando
por un terreno complicado,
01:58
like the bottomfondo videovídeo that you see,
46
106830
1897
como en este vídeo,
02:00
withoutsin hardlyapenas slowingralentizando down. ExtraordinaryExtraordinario.
47
108727
3371
sin ralentizarse demasiado.
Extraordinario.
02:04
They can runcorrer up meshmalla withoutsin theirsu feetpies.
48
112098
3173
Pueden subir por la malla
sin usar las patas.
02:07
Here'sAquí está an animalanimal usingutilizando a normalnormal, alternatingalterno tripodtrípode:
49
115271
2283
Este animal está usando
un trípode alternante normal:
02:09
threeTres legspiernas, threeTres legspiernas, threeTres legspiernas,
50
117554
1543
3 patas, 3 patas...
02:11
but in naturenaturaleza, the insectsinsectos oftena menudo have lostperdió theirsu legspiernas.
51
119097
3692
pero en la naturaleza, los insectos
a menudo pierden las patas.
02:14
Here'sAquí está one movingemocionante with two middlemedio legspiernas goneido.
52
122789
4010
Este camina sin sus
2 patas de en medio.
02:18
It can even loseperder threeTres legspiernas, in a tripodtrípode,
53
126799
2916
Pueden perder hasta
3 patas, en un trípode,
02:21
and adoptadoptar a newnuevo gaitpaso, a hoppingsaltando gaitpaso.
54
129715
3927
y adoptar un nuevo caminar,
andando a saltos.
02:25
And I pointpunto out that all of these videosvideos
55
133642
1958
Y quiero recalcar que todos estos vídeos
02:27
are slowedralentizado down 20 timesveces,
56
135600
1704
han sido ralentizados 20 veces,
02:29
so they're actuallyactualmente really fastrápido, when you see this.
57
137304
2015
así que en realidad se mueven rapidísimo.
02:31
RobustRobusto systemssistemas are alsoademás damagedañar resistantresistente.
58
139319
3511
Los sistemas robustos
también son resistentes a los daños.
02:34
Here'sAquí está an animalanimal climbingalpinismo up a wallpared.
59
142830
1813
Este es un animal que sube una pared.
02:36
It looksmiradas like a rapidrápido, smoothsuave, verticalvertical climbescalada,
60
144643
2496
Parece una subida rápida,
tranquila y vertical,
02:39
but when you slowlento it down,
61
147139
1239
pero cuando lo ralentizamos,
02:40
you see something very differentdiferente.
62
148378
2494
vemos algo muy distinto.
02:42
Here'sAquí está what they do.
63
150872
1648
Esto es lo que hacen:
02:44
They intentionallyintencionalmente have a
head-onDe frente collisioncolisión with the wallpared
64
152520
3007
Se golpean a propósito
la cabeza contra la pared,
02:47
so they don't slowlento down and can transitiontransición up it
65
155527
2114
para no bajar el ritmo
y poder subirla en 75 milisegundos.
02:49
in 75 millisecondsmilisegundos.
66
157641
2398
02:52
And they can do this in partparte because they have
67
160039
1861
En parte, pueden hacerlo
02:53
extraordinaryextraordinario exoskeletonsexoesqueletos.
68
161900
2057
porque tienen unos
exoesqueletos extraordinarios.
02:55
And they're really just madehecho up of compliantobediente jointsarticulaciones
69
163957
3809
Y están hechos solo
con articulaciones,
02:59
that are tubestubos and platesplatos
70
167766
1733
es decir, tubos y láminas
unidos unos a otros.
03:01
connectedconectado to one anotherotro.
71
169499
1543
03:03
Here'sAquí está a dissectiondisección of an abdomenabdomen of a cockroachcucaracha.
72
171042
2947
Esta es la disección del
abdomen de una cucaracha.
03:05
You see these platesplatos, and you
see the compliantobediente membranemembrana.
73
173989
3961
Aquí pueden ver
las láminas y las membranas.
03:09
My engineeringIngenieria colleaguecolega at BerkeleyBerkeley
74
177950
2816
Mi colega ingeniero de Berkeley
03:12
designeddiseñado with his studentsestudiantes
75
180766
1124
diseñó con sus estudiantes
03:13
a novelnovela manufacturingfabricación techniquetécnica
76
181890
1481
una técnica de fabricación innovadora
03:15
where you essentiallyesencialmente origamiorigami the exoskeletonexoesqueleto,
77
183371
3611
en la que, básicamente, creas
un exoesqueleto como origami
03:18
you laserláser cutcortar it, laminatelaminado it,
78
186982
1360
lo cortas con láser, lo laminas,
03:20
and you folddoblez it up into a robotrobot.
79
188342
2395
y envuelves con esto al robot.
03:22
And you can do that now in lessMenos than 15 minutesminutos.
80
190737
5817
Esto se puede hacer
en menos de 15 minutos.
03:28
These robotsrobots, calledllamado DASHGUIÓN,
81
196554
1939
Estos robots, llamados DASH,
03:30
for DynamicDinámica AutonomousAutónomo SprawledDispersos HexapodHexápodo,
82
198493
2610
acrónimo de Hexápodo
Desplegado Dinámico Autónomo,
03:33
are highlyaltamente compliantobediente robotsrobots,
83
201103
3082
son muy flexibles
03:36
and they're remarkablynotablemente robustrobusto as a resultresultado
84
204185
3702
y extraordinariamente robustos
como resultado de estas características.
03:39
of these featurescaracteristicas.
85
207887
1803
03:41
They're certainlyciertamente incrediblyincreíblemente damagedañar resistantresistente.
86
209690
6058
Desde luego, son muy
resistentes a los daños.
03:47
(LaughterRisa)
87
215748
3353
Vídeo: (Risas)
03:51
They even have some of the
behaviorscomportamientos of the cockroachescucarachas.
88
219101
2469
Incluso tienen algunos de los
comportamientos de las cucarachas.
03:53
So they can use theirsu smartinteligente, compliantobediente bodycuerpo
89
221570
2273
Así que pueden usar
su cuerpo hábil y flexible
03:55
to transitiontransición up a wallpared
90
223843
2517
para subir por una pared
de un modo muy simple.
03:58
in a very simplesencillo way.
91
226360
2892
04:01
They even have some of the beginningsprincipios
92
229252
1628
Incluso poseen el principio del
comportamiento de inversión rápida
04:02
of the rapidrápido inversioninversión behaviorcomportamiento
93
230880
1319
04:04
where they disappeardesaparecer.
94
232199
2844
mediante el que desaparecen.
04:07
Now we want to know why they can go anywhereen cualquier sitio.
95
235043
1477
Queremos saber por qué
pueden ir a cualquier parte.
04:08
We discovereddescubierto that they can go throughmediante
96
236520
1569
Descubrimos que pueden atravesar
huecos de 3 mm.,
04:10
three-millimetertres milímetros gapsbrechas,
97
238089
1788
04:11
the heightaltura of two penniescentavos, two stackedapilado penniescentavos,
98
239877
2361
la altura de 2 centavos apilados,
04:14
and when they do this,
99
242238
1048
04:15
they can actuallyactualmente runcorrer throughmediante those confinedconfinado spacesespacios
100
243286
2575
y cuando lo hacen,
pueden, de hecho,
atravesar corriendo
04:17
at highalto speedsvelocidades,
101
245861
1757
estos espacios limitados
a alta velocidad,
04:19
althougha pesar de que you never see it.
102
247618
3182
aunque nunca podamos verlo.
04:22
To understandentender it better,
103
250800
1062
Para entenderlo mejor,
04:23
we did a CTConnecticut scanescanear of the exoskeletonexoesqueleto
104
251862
2078
hicimos una tomografía del exoesqueleto
04:25
and showedmostró that they can compresscomprimir theirsu bodycuerpo
105
253940
1474
y nos mostró que podían comprimir
sus cuerpos más de un 40 %.
04:27
by over 40 percentpor ciento.
106
255414
2646
04:30
We put them in a materialsmateriales testingpruebas machinemáquina
107
258060
1557
Los pusimos en una máquina
de prueba de materiales
04:31
to look at the stressestrés straintensión analysisanálisis
108
259617
2356
para observar los análisis de estrés
04:33
and showedmostró that they can withstandresistir a forcesefectivo
109
261973
2118
y mostraron que pueden soportar fuerzas
800 veces superiores a su peso corporal,
04:36
800 timesveces theirsu bodycuerpo weightpeso,
110
264091
1904
04:37
and after this they can flymosca and runcorrer
111
265995
1890
y tras esto pueden volar y correr
con absoluta normalidad.
04:39
absolutelyabsolutamente normallynormalmente.
112
267885
1990
04:41
So you never know where
113
269875
1723
Así que uno nunca sabe a dónde lo llevará
la investigación basada en la curiosidad.
04:43
curiosity-basedbasado en la curiosidad researchinvestigación will leaddirigir,
114
271598
3074
04:46
and somedayalgún día you maymayo want a swarmenjambre
115
274672
1539
Quizás un día Uds. quieran
04:48
of cockroach-inspiredinspirado en cucarachas robotsrobots
116
276211
2194
que una multitud de robots
inspirados en las cucarachas,
04:50
to come at you.
117
278405
2414
se les acerquen.
04:52
(LaughterRisa)
118
280819
7121
(Risas)
(Aplausos)
04:59
Thank you.
119
287940
1557
Gracias.
05:01
(ApplauseAplausos)
120
289497
1286
(Aplausos)
Translated by Laura Diaz
Reviewed by Sebastian Betti

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

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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.

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