TED2016
Raffaello D'Andrea: Meet the dazzling flying machines of the future
Raffaello D'Andrea: Ismerkedjünk meg a jövő káprázatos repülőgépeivel!
Filmed:
Readability: 5
8,053,974 views
Mikor a drón szót halljuk, valószínűleg valami igen hasznosra vagy nagyon ijesztőre gondolunk. De lehet-e esztétikai értékük? Raffaello D'Andrea, az önálló rendszerek szakértője repülőgépeket tervez. Legutóbbi fejlesztései az önálló repülés határait feszegetik: a lebegő repülő szárnytól kezdve, amely ki tudja szabályozni a zavarokat, egészen a nyolc-légcsavaros gépig, amely nem kényes a helyzetére, sőt tovább az összehangolt mozgású apró mikro-quadkopterek sokaságáig. Ne lepődjünk meg, ha elkápráztat bennünket a kavargó, álomszerű repülőgépek látványa, amelyek a TED színpada fölött úgy táncolnak, mint a szentjánosbogarak.
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneer
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs. Full bio
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
What started as a platform for hobbyists
0
920
1976
Ami műkedvelők hobbijaként indult,
00:14
is poised to become
a multibillion-dollar industry.
a multibillion-dollar industry.
1
2920
2936
több milliárd dolláros iparággá válik.
00:17
Inspection, environmental monitoring,
photography and film and journalism:
photography and film and journalism:
2
5880
4056
Felügyelet, környezetvédelmi figyelés,
fotózás, film és újságírás:
fotózás, film és újságírás:
00:21
these are some of the potential
applications for commercial drones,
applications for commercial drones,
3
9960
3176
csak néhány a kereskedelmi célú
drónok jövőbeni alkalmazásai közül.
drónok jövőbeni alkalmazásai közül.
00:25
and their enablers
are the capabilities being developed
are the capabilities being developed
4
13160
2616
Erre azok a képességek
teszik őket alkalmassá,
teszik őket alkalmassá,
melyek fejlesztésén a kutatóhelyek
világszerte dolgoznak.
világszerte dolgoznak.
00:27
at research facilities around the world.
5
15800
1936
00:29
For example, before aerial
package delivery
package delivery
6
17760
2616
Pl. mielőtt a légi csomagszállítás
00:32
entered our social consciousness,
7
20400
1816
a társadalmi tudat részévé vált volna,
00:34
an autonomous fleet of flying machines
built a six-meter-tall tower
built a six-meter-tall tower
8
22240
3976
egy önálló légiflotta
hatméteres tornyot épített
hatméteres tornyot épített
00:38
composed of 1,500 bricks
9
26240
1936
1500 téglából
00:40
in front of a live audience
at the FRAC Centre in France,
at the FRAC Centre in France,
10
28200
2936
a franciaországi FRAC Központ
nézőközönségének szeme láttára.
nézőközönségének szeme láttára.
00:43
and several years ago,
they started to fly with ropes.
they started to fly with ropes.
11
31160
2576
Néhány éve kötelekkel kezdtek repülni.
00:45
By tethering flying machines,
12
33760
1416
A kipányvázott repülőkkel
00:47
they can achieve high speeds
and accelerations in very tight spaces.
and accelerations in very tight spaces.
13
35200
3776
igen szűk helyen nagy sebességet
és gyorsulást lehetett elérni.
és gyorsulást lehetett elérni.
00:51
They can also autonomously build
tensile structures.
tensile structures.
14
39000
3096
Képesek önállóan feszített
szerkezeteket létrehozni.
szerkezeteket létrehozni.
00:54
Skills learned include how to carry loads,
15
42120
2416
Megtanulták, miként vigyenek terhet,
00:56
how to cope with disturbances,
16
44560
1456
hogyan küzdjék le a zavaró hatásokat,
00:58
and in general, how to interact
with the physical world.
with the physical world.
17
46040
3096
és hogyan reagáljanak a külvilágra.
01:01
Today we want to show you some
new projects that we've been working on.
new projects that we've been working on.
18
49160
3336
Ma néhány új projektet mutatunk be,
most ezeken dolgozunk.
most ezeken dolgozunk.
01:04
Their aim is to push the boundary
of what can be achieved
of what can be achieved
19
52520
2936
Célunk velük, hogy kitágítsuk
01:07
with autonomous flight.
20
55480
1536
az önálló repülés határait.
01:09
Now, for a system to function
autonomously,
autonomously,
21
57040
2456
Ahhoz, hogy a rendszer
önállóan működhessen,
önállóan működhessen,
01:11
it must collectively know the location
of its mobile objects in space.
of its mobile objects in space.
22
59520
4456
ismernie kell minden mozgó
tárgy térbeli helyzetét.
tárgy térbeli helyzetét.
01:16
Back at our lab at ETH Zurich,
23
64000
1896
Az ETH Zürichben lévő laborunkban
01:17
we often use external cameras
to locate objects,
to locate objects,
24
65920
2856
gyakran külső kamerákkal
határozzuk meg a tárgyak helyét.
határozzuk meg a tárgyak helyét.
01:20
which then allows us to focus our efforts
25
68800
1976
Így az igen dinamikus feladatok
01:22
on the rapid development
of highly dynamic tasks.
of highly dynamic tasks.
26
70800
2656
gyors fejlesztésére
összpontosíthatjuk erőnket.
összpontosíthatjuk erőnket.
A mai bemutatón azonban
a laborunkból kivált egyik cég,
a laborunkból kivált egyik cég,
01:25
For the demos you will see today, however,
27
73480
2056
01:27
we will use new localization technology
developed by Verity Studios,
developed by Verity Studios,
28
75560
3296
a Verity Studios új helymeghatározó
01:30
a spin-off from our lab.
29
78880
1616
technológiáját fogjuk használni.
01:32
There are no external cameras.
30
80520
1616
Nincs külső kamera.
01:34
Each flying machine uses onboard sensors
to determine its location in space
to determine its location in space
31
82160
5056
Minden repülőn helymeghatározásra
szolgáló érzékelők vannak,
szolgáló érzékelők vannak,
01:39
and onboard computation
to determine what its actions should be.
to determine what its actions should be.
32
87240
3440
és egy számítógép, amely megszabja,
hogy a repülő mit tegyen.
hogy a repülő mit tegyen.
01:43
The only external commands
are high-level ones
are high-level ones
33
91280
2176
A repülő kívülről csak a "fölszállás"
01:45
such as "take off" and "land."
34
93480
1520
és a "leszállás" parancsot kapja.
02:10
This is a so-called tail-sitter.
35
118560
1896
Ez ún. farokra szálló repülő;
02:12
It's an aircraft that tries
to have its cake and eat it.
to have its cake and eat it.
36
120480
3456
esetében a "kecske is jóllakik
és a káposzta is megmarad."
és a káposzta is megmarad."
02:15
Like other fixed-wing aircraft,
it is efficient in forward flight,
it is efficient in forward flight,
37
123960
3256
Mint más merev szárnyú gépek,
ez is az előre repülésben hatékony,
ez is az előre repülésben hatékony,
02:19
much more so than helicopters
and variations thereof.
and variations thereof.
38
127240
3215
sokkal inkább, mint a különféle
helikopterfajták.
helikopterfajták.
02:22
Unlike most other
fixed-wing aircraft, however,
fixed-wing aircraft, however,
39
130479
2417
De a többi merev szárnyú géptől eltérően
02:24
it is capable of hovering,
40
132920
1496
ez képes lebegni,
02:26
which has huge advantages
for takeoff, landing
for takeoff, landing
41
134440
3136
ami föl- és leszálláskor óriási előnyt
02:29
and general versatility.
42
137600
1240
és sokoldalúságot jelent.
02:31
There is no free lunch, unfortunately.
43
139480
2096
De nincsen rózsa tövis nélkül.
02:33
One of the limitations with tail-sitters
44
141600
1936
A farokra szállók egyik korlátja,
02:35
is that they're susceptible
to disturbances such as wind gusts.
to disturbances such as wind gusts.
45
143560
2976
hogy érzékenyek pl. a széllökésekből
adódó zavarokra.
adódó zavarokra.
02:38
We're developing new control
architectures and algorithms
architectures and algorithms
46
146560
2696
Új irányítórendszereket
és algoritmusokat fejlesztünk,
és algoritmusokat fejlesztünk,
02:41
that address this limitation.
47
149280
1400
amik megküzdenek e korláttal.
02:50
The idea is for the aircraft to recover
48
158560
2256
Az az elv, hogy a gép képes legyen
02:52
no matter what state it finds itself in,
49
160840
2640
magát bármely helyzetből kiszabályozni,
03:03
and through practice,
improve its performance over time.
improve its performance over time.
50
171400
2920
és teljesítményét öntanuló módon javítani.
03:15
(Applause)
51
183600
4400
(Taps)
03:22
OK.
52
190000
1200
Rendben.
03:33
When doing research,
53
201480
1216
Kutatás közben gyakran
03:34
we often ask ourselves
fundamental abstract questions
fundamental abstract questions
54
202720
2976
fölmerülnek bennünk elvont alapkérdések,
03:37
that try to get at the heart of a matter.
55
205720
2560
s ezek a dolgok lényegére törnek.
03:41
For example, one such question would be,
56
209240
2216
Pl. az egyik ilyen kérdés:
03:43
what is the minimum number of moving parts
needed for controlled flight?
needed for controlled flight?
57
211480
4016
minimum hány mozgó alkatrész
kell a szabályozott repüléshez?
kell a szabályozott repüléshez?
03:47
Now, there are practical reasons
58
215520
1576
Gyakorlati okai vannak,
03:49
why you may want to know
the answer to such a question.
the answer to such a question.
59
217120
2616
amiért választ keresünk erre a kérdésre.
03:51
Helicopters, for example,
60
219760
1256
Pl. a helikopter
03:53
are affectionately known
as machines with a thousand moving parts
as machines with a thousand moving parts
61
221040
3856
ezernyi mozgó alkatrészből áll;
03:56
all conspiring to do you bodily harm.
62
224920
2680
mindegyikük sérülést okozhat.
04:00
It turns out that decades ago,
63
228640
1856
Kiderült, hogy évtizedekkel ezelőtt
04:02
skilled pilots were able to fly
remote-controlled aircraft
remote-controlled aircraft
64
230520
3176
szakképzett pilóták olyan
távirányítású géppel repültek,
távirányítású géppel repültek,
04:05
that had only two moving parts:
65
233720
1896
amelynek csak 2 mozgó alkatrésze volt:
04:07
a propeller and a tail rudder.
66
235640
1840
a légcsavar és az oldalkormány.
04:10
We recently discovered
that it could be done with just one.
that it could be done with just one.
67
238000
3120
Nemrég rájöttünk, hogy egy is elég.
04:13
This is the monospinner,
68
241600
1256
Ez a monospinner,
04:14
the world's mechanically simplest
controllable flying machine,
controllable flying machine,
69
242880
3256
a világ mechanikailag legegyszerűbb
irányítható repülője,
irányítható repülője,
04:18
invented just a few months ago.
70
246160
1776
melyet csak pár hónapja találtak föl.
04:19
It has only one moving part, a propeller.
71
247960
3136
Csak egy mozgó része van: a légcsavar.
04:23
It has no flaps, no hinges, no ailerons,
72
251120
3576
Nincs fékszárnya, csuklóspántja, csűrője,
04:26
no other actuators,
no other control surfaces,
no other control surfaces,
73
254720
2535
más működtető szerkezete,
más vezérsíkja,
más vezérsíkja,
04:29
just a simple propeller.
74
257279
1281
csak a légcsavarja.
04:31
Even though it's mechanically simple,
75
259320
2055
Bár mechanikailag egyszerű,
04:33
there's a lot going on
in its little electronic brain
in its little electronic brain
76
261399
2497
sok minden végbemegy
az elektronikus agyában,
az elektronikus agyában,
04:35
to allow it to fly in a stable fashion
and to move anywhere it wants in space.
and to move anywhere it wants in space.
77
263920
4216
hogy stabilan repülhessen,
és a térben bárhová eljuthasson.
és a térben bárhová eljuthasson.
Bár még nincs kifinomult algoritmusa,
04:40
Even so, it doesn't yet have
78
268160
1456
04:41
the sophisticated algorithms
of the tail-sitter,
of the tail-sitter,
79
269640
2336
mint a farokra szállónak,
04:44
which means that in order
to get it to fly,
to get it to fly,
80
272000
2000
ami azt jelenti, hogy a reptetéséhez
04:46
I have to throw it just right.
81
274024
1720
nagyon pontosan kell fölhajítanom.
04:48
And because the probability
of me throwing it just right is very low,
of me throwing it just right is very low,
82
276800
4016
Mivel igen kicsi a valószínűsége,
hogy pont jól dobom,
hogy pont jól dobom,
04:52
given everybody watching me,
83
280840
1896
tekintve, hogy mindenki engem néz,
04:54
what we're going to do instead
84
282760
1456
a hajítás helyett inkább
04:56
is show you a video
that we shot last night.
that we shot last night.
85
284240
2176
levetítünk egy tegnap este fölvett videót.
04:58
(Laughter)
86
286440
1560
(Nevetés)
05:10
(Applause)
87
298320
3320
(Taps)
05:23
If the monospinner
is an exercise in frugality,
is an exercise in frugality,
88
311080
3736
Ha a monospinner
a takarékosságot példázza,
a takarékosságot példázza,
05:26
this machine here, the omnicopter,
with its eight propellers,
with its eight propellers,
89
314840
3456
ez a nyolc-légcsavaros omnikopter gép
05:30
is an exercise in excess.
90
318320
2080
viszont a mértéktelenséget.
05:32
What can you do with all this surplus?
91
320920
2136
Mit kezdhetünk a többlettel?
05:35
The thing to notice
is that it is highly symmetric.
is that it is highly symmetric.
92
323080
2381
Vegyük észre, hogy a gép
erősen szimmetrikus,
erősen szimmetrikus,
05:37
As a result, it is ambivalent
to orientation.
to orientation.
93
325920
2856
ezért nem kényes a helyzetére.
05:40
This gives it an extraordinary capability.
94
328800
2696
Ez hihetetlen képességet nyújt a számára.
05:43
It can move anywhere it wants in space
95
331520
2216
Bárhová mozoghat a térben,
függetlenül attól,
függetlenül attól,
05:45
irrespective of where it is facing
96
333760
2736
melyik oldala merre néz,
05:48
and even of how it is rotating.
97
336520
1800
és még akkor is, ha forog.
05:51
It has its own complexities,
98
339040
1376
A működése elég összetett,
05:52
mainly having to do
with the interacting flows
with the interacting flows
99
340440
2656
főként a 8 légcsavar által
keltett légáramlatok
keltett légáramlatok
05:55
from its eight propellers.
100
343120
1240
kölcsönhatása miatt.
05:56
Some of this can be modeled,
while the rest can be learned on the fly.
while the rest can be learned on the fly.
101
344680
3856
Egyesek közülük modellezhetők, mások
repülés közben tanulmányozhatók.
repülés közben tanulmányozhatók.
06:00
Let's take a look.
102
348560
1200
Figyeljük csak!
06:44
(Applause)
103
392760
3760
(Taps)
06:52
If flying machines are going
to enter part of our daily lives,
to enter part of our daily lives,
104
400720
2905
Ha a repülő jelen lesz
mindennapi életünkben,
mindennapi életünkben,
06:55
they will need to become
extremely safe and reliable.
extremely safe and reliable.
105
403649
2477
akkor nagyon biztonságosnak
és üzembiztosnak kell lennie.
és üzembiztosnak kell lennie.
06:58
This machine over here
106
406760
1376
Ez a gép
07:00
is actually two separate
two-propeller flying machines.
two-propeller flying machines.
107
408160
3136
2 db két-légcsavaros gépből áll.
Ez az órajárás irányába akar forogni,
07:03
This one wants to spin clockwise.
108
411320
1736
07:05
This other one wants
to spin counterclockwise.
to spin counterclockwise.
109
413080
2496
a másik az ellenkező irányba.
07:07
When you put them together,
110
415600
1336
Ha összeépítjük őket,
07:08
they behave like one
high-performance quadrocopter.
high-performance quadrocopter.
111
416960
2600
úgy tesznek, mint egy nagy
teljesítményű quadrokopter.
teljesítményű quadrokopter.
07:23
If anything goes wrong, however --
112
431640
1656
Ha valami baj történik,
07:25
a motor fails, a propeller fails,
electronics, even a battery pack --
electronics, even a battery pack --
113
433320
4456
pl. leáll a motor, a légcsavar,
az elektronika vagy az akku,
az elektronika vagy az akku,
07:29
the machine can still fly,
albeit in a degraded fashion.
albeit in a degraded fashion.
114
437800
3336
a gép - igaz, csökkentett üzemmódban -
képes továbbrepülni.
képes továbbrepülni.
07:33
We're going to demonstrate this to you now
by disabling one of its halves.
by disabling one of its halves.
115
441160
3520
Ezt mindjárt szemléltetjük,
kiiktatva az egyik felét.
kiiktatva az egyik felét.
07:56
(Applause)
116
464240
3160
(Taps)
08:03
This last demonstration
117
471320
1336
Az utóbbi bemutató egy példa
08:04
is an exploration of synthetic swarms.
118
472680
2440
a szintetikus rajok kutatására.
08:07
The large number of autonomous,
coordinated entities
coordinated entities
119
475560
2976
A nagyszámú önálló,
összehangolt egyedek
összehangolt egyedek
08:10
offers a new palette
for aesthetic expression.
for aesthetic expression.
120
478560
2736
új lehetőséget nyújtanak
az esztétikai kifejeződésre.
az esztétikai kifejeződésre.
08:13
We've taken commercially available
micro quadcopters,
micro quadcopters,
121
481320
2976
Kereskedelemben kapható mikro-
quadkopterekből indultunk ki,
quadkopterekből indultunk ki,
08:16
each weighing less
than a slice of bread, by the way,
than a slice of bread, by the way,
122
484320
2496
melyek egyenként könnyebbek,
mint egy szelet kenyér,
mint egy szelet kenyér,
08:18
and outfitted them
with our localization technology
with our localization technology
123
486840
2416
és felruháztuk őket a helymeghatározó
megoldásunkkal
megoldásunkkal
08:21
and custom algorithms.
124
489280
1576
és egyedi algoritmusainkkal.
Mivel az egységek
ismerik térbeli helyzetüket
ismerik térbeli helyzetüket
08:22
Because each unit
knows where it is in space
knows where it is in space
125
490880
2096
08:25
and is self-controlled,
126
493000
1376
és önmagukat szabályozzák,
08:26
there is really no limit to their number.
127
494400
2200
semmi sem korlátozza a számukat.
08:55
(Applause)
128
523840
3440
(Taps)
09:19
(Applause)
129
547360
4480
(Taps)
10:18
(Applause)
130
606040
3640
(Taps)
10:35
Hopefully, these demonstrations
will motivate you to dream up
will motivate you to dream up
131
623960
3096
Reméljük, hogy a bemutatók
beindítják a fantáziájukat,
beindítják a fantáziájukat,
10:39
new revolutionary roles
for flying machines.
for flying machines.
132
627080
2400
hogy gyökeresen új szerepkört
álmodjanak a repülőknek.
álmodjanak a repülőknek.
10:42
That ultrasafe one over there for example
133
630560
2096
Pl. ott az a különlegesen biztonságos gép
10:44
has aspirations to become
a flying lampshade on Broadway.
a flying lampshade on Broadway.
134
632680
3016
arra vágyik, hogy lámpaernyő
lehessen a Broadway-en.
lehessen a Broadway-en.
10:47
(Laughter)
135
635720
2056
(Nevetés)
10:49
The reality is that it is
difficult to predict
difficult to predict
136
637800
2176
Az az igazság, hogy nehéz megjósolni
10:52
the impact of nascent technology.
137
640000
1640
egy újsütetű technológia kihatásait.
10:54
And for folks like us, the real reward
is the journey and the act of creation.
is the journey and the act of creation.
138
642120
4856
Igazi jutalmunk az időtöltés
és maga az alkotás ténye.
és maga az alkotás ténye.
10:59
It's a continual reminder
139
647000
1416
Ez folyton emlékeztet minket,
11:00
of how wonderful and magical
the universe we live in is,
the universe we live in is,
140
648440
2920
milyen csodálatos
és varázslatos világban élünk,
és varázslatos világban élünk,
11:03
that it allows creative, clever creatures
141
651840
2936
amely lehetővé teszi
az okos, alkotó lényeknek,
az okos, alkotó lényeknek,
11:06
to sculpt it in such spectacular ways.
142
654800
2520
hogy ilyen látványosan alakítsák.
11:09
The fact that this technology
143
657800
1776
Az, hogy ennek a technológiának
11:11
has such huge commercial
and economic potential
and economic potential
144
659600
3416
ekkora üzleti és gazdasági jövője van,
11:15
is just icing on the cake.
145
663040
1416
már csak hab a tortán.
11:16
Thank you.
146
664480
1216
Köszönöm.
11:17
(Applause)
147
665720
3240
(Taps)
ABOUT THE SPEAKER
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneerRaffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs.
Why you should listen
Raffaello D'Andrea combines academics, business, and the arts to explore the capabilities of autonomous systems. As part of his research as professor of dynamic systems and control at the Swiss Federal Institute of Technology (ETH Zürich), he and his collaborators enchant viewers with works like the self-destructing, self-assembling Robotic Chair, or the Balancing Cube that can perch itself on its corners.
D’Andrea and his team created the Flying Machine Arena to test the gravity-defying abilities of their athletic flying robots. Building on research in the Flying Machine Arena, ETH Zürich partnered with its spin-off company Verity Studios and with Cirque du Soleil to create “Sparked,” a short film showcasing the unexpected airborne dexterity of quadcopters. D’Andrea is the co-founder of Kiva Systems, a robotics company that develops intelligent automated warehouse systems and that was acquired by Amazon in 2012.
Raffaello D'Andrea | Speaker | TED.com