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

Роберт Фул: Табиғаттағы ең жексұрын жаратылыстардың роботтарға енгізілген құпиялары

Filmed:
1,286,255 views

Робботтарды өзіне зақым келтірмей тегіс емес жердің үстімен жүрген кезде өзін тұрақтандыруды, аяғын жоғары қаратып жүруді, әуеде гимнастикалық айла жасауды қалай үйрете аламыз. Тарақандардың роботехниканы неге үйрете алатынын көрсету үшін Роберт Фул олардың таңғажайып денесін назарға алады.
- 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's most disgusting creatures
0
930
2904
Тіпті ең жиіркенішті жаратылыстың да
00:15
have important secrets,
1
3834
2567
маңызды құпиялары бар,
бірақ құжынаған тарақандардың
00:18
but who would want a swarm of cockroaches
2
6401
1489
өзіне қарай шабуылдағанын кім қалар еді?
00:19
coming towards them?
3
7890
1594
Бұған қарамастан табиғи және жасанды
технологиялар арасындағы
00:21
Yet one of the greatest differences
between natural and human technologies
4
9484
3012
00:24
relates to robustness.
5
12496
2215
ең ірі айырмашылық мықтылықпен байланысты.
00:26
Robust systems are stable in complex
6
14711
2573
Мықты жүйелер күрделі және
00:29
and new environments.
7
17284
1721
жаңа ортаға берік келеді.
Ғажаптығы сол, тарақан
бұдыр жер үстімен
00:31
Remarkably, cockroaches can self-stabilize
8
19005
1795
жүгіргенде тепе-теңдікті сақтайды.
00:32
running over rough terrain.
9
20800
1679
00:34
When we put a jet pack on them,
10
22479
1262
Оны реактивті киіммен
00:35
or give them a perturbation like an earthquake,
11
23741
2011
немесе дірілдің үстімен жүгірткенде
00:37
we discovered that their wonderfully tuned legs
12
25752
2891
оның ғажап құрылған аяқтарының
00:40
allow them to self-stabilize
13
28643
1625
ешқандай мидың көмегінсіз
00:42
without using any of their brainpower.
14
30268
3662
өздігінен тұрақтана алатынын байқадық.
00:45
They can go over complex terrain like grass,
15
33930
3130
Олар еш қиындықсыз тұрақтылығын
бұзбастан шөпке ұқсас
00:49
no problem, and not get destabilized.
16
37060
1952
күрделі аймақтардан жүріп өте алады.
Біз оның жаңа қылығын анықтадық.
00:51
We discovered a new behavior where,
17
39012
1514
00:52
because of their shape,
18
40526
1164
Пішіні әсерінен
00:53
they actually roll automatically to their side
19
41690
2078
олар жасанды шөптің арасымен өтер кезде
00:55
to go through this artificial test bit of grass.
20
43768
3952
автоматты түрде бір бүйірлейді.
00:59
Robust systems can perform multiple tasks
21
47720
2437
Мықты жүйелер бір құралмен
01:02
with the same structure.
22
50157
2138
бірнеше тапсырма орындай алады.
01:04
Here's a new behavior we've discovered.
23
52295
1867
Бұл - біз анықтаған жаңа қылық.
01:06
The animals rapidly invert and disappear
24
54162
1846
Жәндік 150 миллисекунд ішінде лезде
төңкеріліп, көзден ғайып болады,
сіз бұны еш байқамайсыз.
01:08
in less than 150 milliseconds — you never see them —
25
56008
2501
01:10
using the same structures that
they use to run, their legs.
26
58509
2363
Жүгіргенде пайдаланған құралды,
яғни аяқтарын пайдаланады.
01:12
They can run upside down
27
60872
1604
Олар шыбықтың, таяқтың,
01:14
very rapidly on rods, branches and wires,
28
62476
3132
сымның бойымен денесін төмен қаратып
жылдам зырғып өте алады,
01:17
and if you perturb one of those branches,
29
65608
1479
Таяқтардың бірін сілкісеңіз,
01:19
they can do this.
30
67087
1793
олардың осыны істей алатынын көресіз.
01:20
They can perform gymnastic maneuvers
31
68880
1530
Олар әлі роботтардың қолынан келмейтін
01:22
like no robot we have yet.
32
70410
2578
гимнастикалық айлаларды орындай алады.
01:24
And they have nearly unlimited
33
72988
1731
Сондай-ақ олар сол бір құралдардың
01:26
maneuverability with that same structure
34
74719
2597
арқасында шексіз ептілікке ие,
01:29
and unprecedented access to a variety
35
77316
3820
сонымен қатар олардың
әр алуан аймақта болуға
01:33
of different areas.
36
81136
4270
теңдессіз мүмкіндігі бар.
01:37
They have wings for flying when they get warm,
37
85406
2623
Олардың күн жылығанда
ұшуға арналған қанаттары бар,
01:40
but they use those same wings to flip over
38
88029
2614
алайда олар дәл осы қанаттарын
құлаған кезде
01:42
if they get destabilized.
39
90643
3957
аяқтарынан тік тұру үшін пайдаланады.
01:46
Very effective.
40
94600
1297
Өте тиімді.
01:47
Robust systems are also fault tolerant and fail-safe.
41
95897
3205
Мықты жүйелер зиянға төзімді,
әрі істен шығудан қорғалған.
01:51
This is the foot of a cockroach.
42
99102
1140
Бұл - тарақанның аяғы.
01:52
It has spines, gluey pads and claws,
43
100242
3289
Тікенектері, жабысқақ жастықшалары
және тырнақтары бар.
Егер осы аяқтарын алып тастасақ,
01:55
but if you take off those feet,
44
103531
1591
01:57
they can still go over rough terrain,
45
105122
1708
олар бұдыр жердің үстімен
01:58
like the bottom video that you see,
46
106830
1897
видеодан көріп отырғаныңыздай
02:00
without hardly slowing down. Extraordinary.
47
108727
3371
еш баяуламастан жүріп кете алады. Ғажап.
02:04
They can run up mesh without their feet.
48
112098
3173
Олар аяқтарсыз тормен
жоғары өрмелей алады.
02:07
Here's an animal using a normal, alternating tripod:
49
115271
2283
Мынау кәдімгі алты аяқты жәндіктің жүрісі:
02:09
three legs, three legs, three legs,
50
117554
1543
үш аяқ, үш аяқ, үш аяқ,
02:11
but in nature, the insects often have lost their legs.
51
119097
3692
алайда табиғатта жәндіктер аяқтарынан
жиі айырылып жатады.
02:14
Here's one moving with two middle legs gone.
52
122789
4010
Мынау ортаңғы қос аяғынан айрылған
жәндіктің жүрісі.
02:18
It can even lose three legs, in a tripod,
53
126799
2916
Тіпті аяқтарының үшеуін
жоғалтқанның өзінде
02:21
and adopt a new gait, a hopping gait.
54
129715
3927
секіріп, жаңа жүріс түрін тудырады.
02:25
And I point out that all of these videos
55
133642
1958
Бұл видеолардың барлығы 20 есе
02:27
are slowed down 20 times,
56
135600
1704
баяулатылғанын ескертемін,
02:29
so they're actually really fast, when you see this.
57
137304
2015
шындығында олар өте жылдам.
02:31
Robust systems are also damage resistant.
58
139319
3511
Мықты жүйелер зақымдануға да
төзімді келеді.
02:34
Here's an animal climbing up a wall.
59
142830
1813
Мынау қабырға бойымен
өрмелеп бара жатқан жәндік.
02:36
It looks like a rapid, smooth, vertical climb,
60
144643
2496
Жылдам, бірқалыпты, тік өрлеуге ұқсайды,
02:39
but when you slow it down,
61
147139
1239
алайда бұны баяулатсақ,
02:40
you see something very different.
62
148378
2494
өте өзгеше бірнәрсені көресіз.
02:42
Here's what they do.
63
150872
1648
Мінеки, олар не істеп жатыр.
02:44
They intentionally have a
head-on collision with the wall
64
152520
3007
Олар әдейі басымен қабырғаға соғысып,
02:47
so they don't slow down and can transition up it
65
155527
2114
бәсеңсіместен 75 миллисекундта
02:49
in 75 milliseconds.
66
157641
2398
жоғары өрлей алады.
02:52
And they can do this in part because they have
67
160039
1861
Әрі олар бұны біртіндеп істей алады,
02:53
extraordinary exoskeletons.
68
161900
2057
себебі олар ерекше экзоқаңқаға ие.
02:55
And they're really just made up of compliant joints
69
163957
3809
Олар иілгіш буындардан, яғни бір-біріне
02:59
that are tubes and plates
70
167766
1733
жалғанған түтіктер мен
03:01
connected to one another.
71
169499
1543
табақшалардан құралған.
03:03
Here's a dissection of an abdomen of a cockroach.
72
171042
2947
Мынау тарақанның ашылған құрсақ қуысы.
03:05
You see these plates, and you
see the compliant membrane.
73
173989
3961
Сіз жаңағы табақшаларды,
әрі иілгіш қабықты көріп тұрсыз.
03:09
My engineering colleague at Berkeley
74
177950
2816
Берклидегі инженер әріптесім
студенттерімен бірге
03:12
designed with his students
75
180766
1124
үйреншікті емес робот жасау
03:13
a novel manufacturing technique
76
181890
1481
техникасын ойлап шығарды.
03:15
where you essentially origami the exoskeleton,
77
183371
3611
Сіз жалпы алғанда экзоқаңқаны
оригамише жинайсыз:
лазермен кесіп, ламинаттайсыз да,
03:18
you laser cut it, laminate it,
78
186982
1360
03:20
and you fold it up into a robot.
79
188342
2395
робот қылып жинайсыз.
03:22
And you can do that now in less than 15 minutes.
80
190737
5817
Әрі сіз қазір бұны
15 минуттың ішінде жасай аласыз
03:28
These robots, called DASH,
81
196554
1939
Бұл роботтар DASH деп аталады, яғни
03:30
for Dynamic Autonomous Sprawled Hexapod,
82
198493
2610
Динамикалық Автономды Созылған Гексапод,
03:33
are highly compliant robots,
83
201103
3082
өте иілгіш роботтар,
03:36
and they're remarkably robust as a result
84
204185
3702
осы ерекшеліктердің нәтижесінде олар
03:39
of these features.
85
207887
1803
аса мықты келеді.
03:41
They're certainly incredibly damage resistant.
86
209690
6058
Олар зақымдануға ерекше төзімді.
03:47
(Laughter)
87
215748
3353
(Күлкі)
03:51
They even have some of the
behaviors of the cockroaches.
88
219101
2469
Олар тіпті тарақандарға
тән қасиеттер көрсетеді.
03:53
So they can use their smart, compliant body
89
221570
2273
Сондықтан олар қабырғаға аса оңай
03:55
to transition up a wall
90
223843
2517
жолмен өрмелеп шығу үшін епті,
03:58
in a very simple way.
91
226360
2892
иілгіш денесін пайдалана алады.
04:01
They even have some of the beginnings
92
229252
1628
Тіпті олардың көзден ғайып болу,
04:02
of the rapid inversion behavior
93
230880
1319
яғни бірден төңкерілу
04:04
where they disappear.
94
232199
2844
нышаны бар.
Олар неліктен кез келген жерге бара алады?
04:07
Now we want to know why they can go anywhere.
95
235043
1477
04:08
We discovered that they can go through
96
236520
1569
Олардың үш миллиметрлік саңылаудың
04:10
three-millimeter gaps,
97
238089
1788
бойымен өте алатынын анықтадық,
04:11
the height of two pennies, two stacked pennies,
98
239877
2361
бұл - бірінің үстіне бірі қойылған
қос тиынның биіктігі.
04:14
and when they do this,
99
242238
1048
Әрі олар сол кезде
04:15
they can actually run through those confined spaces
100
243286
2575
тұйық кеңістіктердің бойымен
жоғары жылдамдықта
04:17
at high speeds,
101
245861
1757
жүгіріп өте алады,
04:19
although you never see it.
102
247618
3182
бірақ сіздер бұны ешқашан байқамайсыз.
04:22
To understand it better,
103
250800
1062
Бұны жете түсіну үшін
04:23
we did a CT scan of the exoskeleton
104
251862
2078
экзоқаңқаны томографиядан өткіздік,
04:25
and showed that they can compress their body
105
253940
1474
ол денесін 40 пайыздан астам
04:27
by over 40 percent.
106
255414
2646
мөлшерге шейін сыға алатынын көрсетті.
04:30
We put them in a materials testing machine
107
258060
1557
Олардың сығылып-созылуын көру үшін
04:31
to look at the stress strain analysis
108
259617
2356
тестілеу аппаратына салған кезде
04:33
and showed that they can withstand forces
109
261973
2118
оның өз денесінен 800 есе ауыр салмаққа
04:36
800 times their body weight,
110
264091
1904
төзе алатынын көрсетті,
04:37
and after this they can fly and run
111
265995
1890
әрі бұдан кейін олар ештеңе болмағандай
04:39
absolutely normally.
112
267885
1990
ұшып, жүгіріп кете береді.
04:41
So you never know where
113
269875
1723
Сондықтан сіз ешқашан әуестіктен туған
04:43
curiosity-based research will lead,
114
271598
3074
зерттеудің қайда апаратынын білмейсіз,
04:46
and someday you may want a swarm
115
274672
1539
бәлкім сіз бір күні құжынаған
04:48
of cockroach-inspired robots
116
276211
2194
тарақан-роботтардың өзіңізге қарай
04:50
to come at you.
117
278405
2414
төнгенін қалайтын шығарсыз.
04:52
(Laughter)
118
280819
7121
(Күлкі)
04:59
Thank you.
119
287940
1557
Рахмет.
05:01
(Applause)
120
289497
1286
(Қошемет)
Translated by Sandibek Rysbay
Reviewed by Askhat Yerkimbay

▲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