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
TED2009

Robert Full: Learning from the gecko's tail

Роберт Фулл: Учимся у хвоста геккона

Filmed:
722,710 views

Биолог Роберт Фулл изучает удивительных гекконов, с их суперклейкими лапами и умением цепко лазать. Но высокоскоростная съёмка показывает, что хвост геккона, пожалуй, таит в себе самые удивительные свойства.
- 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.

00:18
Let me shareдоля with you todayCегодня an originalоригинал discoveryоткрытие.
0
0
5000
Позвольте сегодня поделиться с вами оригинальным открытием.
00:23
But I want to tell it to you the way it really happenedполучилось --
1
5000
3000
Я расскажу о нём так, как оно на самом деле происходило.
00:26
not the way I presentнастоящее время it in a scientificнаучный meetingвстреча,
2
8000
2000
На научной встрече, или в научной статье
00:28
or the way you'dвы бы readчитать it in a scientificнаучный paperбумага.
3
10000
3000
это было бы представлено в другом порядке.
00:31
It's a storyистория about beyondза biomimeticsбиомиметика,
4
13000
3000
Это история идёт дальше биомиметики
00:34
to something I'm callingпризвание biomutualismbiomutualism.
5
16000
3000
к тому, что я называю биомутуализмом.
00:37
I defineопределять that as an associationассоциация betweenмежду biologyбиология and anotherдругой disciplineдисциплина,
6
19000
3000
Под ним я понимаю взаимодействие биологии и другой науки,
00:40
where eachкаждый disciplineдисциплина reciprocallyобоюдно advancesдостижения the other,
7
22000
4000
ведущее к взаимному их развитию
00:44
but where the collectiveколлектив discoveriesоткрытия that emergeвсплывать are beyondза any singleОдин fieldполе.
8
26000
4000
и коллективным открытиям, невозможным ни в одной из составляющих наук.
00:48
Now, in termsсроки of biomimeticsбиомиметика,
9
30000
2000
Сегодня, посредством биомиметики,
00:50
as humanчеловек technologiesтехнологии take on more of the characteristicsхарактеристики of natureприрода,
10
32000
3000
технологии перенимают всё больше природных особенностей,
00:53
natureприрода becomesстановится a much more usefulполезным teacherучитель.
11
35000
3000
и природа становится гораздо более полезным учителем.
00:56
Engineeringинженерия can be inspiredвдохновенный by biologyбиология
12
38000
2000
Технику можно вдохновить биологией,
00:58
by usingс помощью its principlesпринципы and analogiesаналогии when they're advantageousвыгодный,
13
40000
3000
применяя её принципы и аналогии, когда они полезны.
01:01
but then integratingинтеграции that with the bestЛучший humanчеловек engineeringинжиниринг,
14
43000
3000
А затем объединить их с лучшими техническими идеями человека,
01:04
ultimatelyв конечном счете to make something actuallyна самом деле better than natureприрода.
15
46000
5000
чтобы в конце концов превзойти природу.
01:09
Now, beingявляющийся a biologistбиолог, I was very curiousлюбопытный about this.
16
51000
3000
Я биолог, и меня это всегда интересовало.
01:12
These are geckoгеккон toesпальцы.
17
54000
2000
Вот это пальцы геккона.
01:14
And we wonderedзадавались вопросом how they use these bizarreэксцентричный toesпальцы
18
56000
2000
Нас заинтересовало, как же он с помощью столь странных пальцев
01:16
to climbвосхождение up a wallстена so quicklyбыстро.
19
58000
2000
столь быстро взбирается по стене.
01:18
We discoveredобнаруженный it. And what we foundнайденный was
20
60000
3000
И мы нашли ответ. Мы обнаружили,
01:21
that they have leaf-likeлистовидные structuresсооружения on theirих toesпальцы,
21
63000
2000
что у него есть листоподобные образования на пальцах,
01:23
with millionsмиллионы of tinyкрошечный hairsволосы that look like a rugковрик,
22
65000
3000
с миллионами тонких щетинок, которые похожи на коврик.
01:26
and eachкаждый of those hairsволосы has the worstнаихудший caseдело of split-endsСекущиеся кончики possibleвозможное:
23
68000
3000
Каждая из щетинок сечётся самым страшным образом,
01:29
about 100 to 1000 splitТрещина endsконцы that are nano-sizeнано-размера.
24
71000
4000
имея от ста до тысячи секущихся кончиков нано-размера.
01:33
And the individualиндивидуальный has 2 billionмиллиард of these nano-sizeнано-размера splitТрещина endsконцы.
25
75000
4000
У особи примерно 2 миллиарда секущихся кончиков нано-размера.
01:37
They don't stickпридерживаться by Velcroлипучка or suctionвсасывающий or glueклей.
26
79000
2000
Они не липнут с помощью липучки или присосок или клея.
01:39
They actuallyна самом деле stickпридерживаться by intermolecularмежмолекулярный forcesсил aloneв одиночестве,
27
81000
3000
На самом деле их держат только силы межмолекулярного взаимодействия,
01:42
vanфургон derдер WaalsВаальса forcesсил.
28
84000
2000
силы Ван-дер-Ваальса.
01:44
And I'm really pleasedдовольный to reportдоклад to you todayCегодня
29
86000
2000
Я очень рад сообщить вам сегодня,
01:46
that the first syntheticсинтетический self-cleaningсамоочищение, dryсухой adhesiveклей has been madeсделал.
30
88000
5000
что была создана первая синтетическая, самоочищающаяся, сухая липучка.
01:51
From the simplestсамый простой versionверсия in natureприрода, one branchфилиал,
31
93000
3000
Начиная с простейшей природной версии, одной ветви,
01:54
my engineeringинжиниринг collaboratorсотрудник, RonРон FearingОпасаясь, at BerkeleyБеркли,
32
96000
3000
мой соавтор-инженер, Рон Фиэринг, из Беркли,
01:57
had madeсделал the first syntheticсинтетический versionверсия.
33
99000
3000
сконструировал первую искусственную версию.
02:00
And so has my other incredibleнеимоверный collaboratorсотрудник,
34
102000
2000
В этом участвовал и другой мой потрясающий соавтор,
02:02
Markотметка CutkoskyCutkosky, at StanfordStanford --
35
104000
2000
Марк Кутковски, из Стэнфорда.
02:04
he madeсделал much largerбольше hairsволосы than the geckoгеккон,
36
106000
2000
Он сделал щетинки больше, чем у геккона,
02:06
but used the sameодна и та же generalГенеральная principlesпринципы.
37
108000
3000
но использовал те же общие принципы.
02:09
And here is its first testконтрольная работа.
38
111000
2000
Вот первая проба.
02:11
(LaughterСмех)
39
113000
1000
(Смех)
02:12
That's KellarКеллар Autumnосень, my formerбывший PhpH.D. studentстудент,
40
114000
2000
Это Келлар Отэм, мой бывший аспирант,
02:14
professorпрофессор now at LewisЛьюис and ClarkКларк,
41
116000
2000
ныне - профессор в колледже Льюиса и Кларка,
02:16
literallyбуквально givingдающий his first-bornпервенца childребенок up for this testконтрольная работа.
42
118000
4000
буквально жертвует своим первенцем для этого теста.
02:20
(LaughterСмех)
43
122000
1000
(Смех)
02:21
More recentlyв последнее время, this happenedполучилось.
44
123000
2000
А недавно вот что случилось.
02:23
Man: This the first time someoneкто то has actuallyна самом деле climbedподнялся with it.
45
125000
3000
Мужчина: Впервые человек взобрался, используя это [приспособление].
02:26
Narratorрассказчик: LynnЛинн VerinskyVerinsky, a professionalпрофессиональный climberальпинист,
46
128000
2000
Диктор: Линн Верински, профессиональная альпинистка,
02:28
who appearedпоявился to be brimmingнаполняясь with confidenceуверенность.
47
130000
2000
кажется, преисполнена уверенности.
02:30
LynnЛинн VerinskyVerinsky: HonestlyЧестно, it's going to be perfectlyв совершенстве safeбезопасно. It will be perfectlyв совершенстве safeбезопасно.
48
132000
3000
Линн Верински: Честно говоря, это совсем безопасно. Совсем-совсем безопасно.
02:33
Man: How do you know?
49
135000
2000
Мужчина: Почему вы так думаете?
02:35
LynnЛинн VerinskyVerinsky: Because of liabilityответственность insuranceстрахование. (LaughterСмех)
50
137000
2000
Линн Верински: Потому что я застрахована.
02:37
Narratorрассказчик: With a mattressматрас belowниже and attachedприложенный to a safetyбезопасность ropeверевка,
51
139000
2000
Диктор: С матрасом внизу, привязанная к страховочному тросу,
02:39
LynnЛинн beganначал her 60-foot-фут ascentвосхождение.
52
141000
3000
Линн начинает 20-метровый подъём.
02:42
LynnЛинн madeсделал it to the topВверх in a perfectидеально pairingспаривание
53
144000
3000
Линн добралась до верха благодаря совершенному сочетанию
02:45
of HollywoodГолливуд and scienceнаука.
54
147000
3000
Голливуда и науки.
02:48
Man: So you're the first humanчеловек beingявляющийся to officiallyофициально emulateподражать a geckoгеккон.
55
150000
3000
Мужчина: Вы первый человек, официально имитировавший геккона.
02:51
LynnЛинн VerinskyVerinsky: Haха! WowВау. And what a privilegeпривилегия that has been.
56
153000
6000
Линн Верински: Ого! Вот это честь!
02:57
RobertРоберт FullПолный: That's what she did on roughгрубый surfacesповерхности.
57
159000
2000
Роберт Фулл: Она это сделала на неровной поверхности.
02:59
But she actuallyна самом деле used these on smoothгладкий; плавный surfacesповерхности --
58
161000
2000
А вот эти были использованы на гладких поверхностях,
03:01
two of them -- to climbвосхождение up, and pullвытащить herselfсама up.
59
163000
2000
две штуки, чтобы взобраться, подтягивая себя вверх.
03:03
And you can try this in the lobbyлобби,
60
165000
2000
Вы можете попробовать их в холле,
03:05
and look at the gecko-inspiredгеккон вдохновленный materialматериал.
61
167000
4000
и посмотреть на этот материал, вдохновлённый гекконом.
03:09
Now the problemпроблема with the robotsроботы doing this
62
171000
2000
А вот у роботов тут возникает проблема,
03:11
is that they can't get unstuckнеприклеенный,
63
173000
2000
потому что они не могут отклеиться
03:13
with the materialматериал.
64
175000
2000
от поверхности.
03:15
This is the gecko'sгеккона solutionрешение. They actuallyна самом деле peelкорка theirих toesпальцы away
65
177000
3000
И вот что делает геккон: он буквально отдирает свои пальцы
03:18
from the surfaceповерхность, at highвысокая ratesставки,
66
180000
2000
от поверхности, с высокой скоростью,
03:20
as they runбег up the wallстена.
67
182000
2000
при взбирании на стену.
03:22
Well I'm really excitedв восторге todayCегодня to showпоказать you
68
184000
3000
Я необычайно рад представить вам сегодня
03:25
the newestновейший versionверсия of a robotробот, StickybotStickyBot,
69
187000
3000
новейшую версию робота, Стикибота,
03:28
usingс помощью a newновый hierarchicalиерархическая dryсухой adhesiveклей.
70
190000
3000
использующего новую сухую липучку с иерархической структурой.
03:31
Here is the actualфактический robotробот.
71
193000
3000
Вот собственно робот.
03:37
And here is what it does.
72
199000
3000
И вот что он делает.
03:45
And if you look,
73
207000
2000
Если присмотреться,
03:47
you can see that it usesиспользования
74
209000
3000
можно увидеть,
03:50
the toeпалец peelingшелушение,
75
212000
2000
что он отклеивает пальцы
03:52
just like the geckoгеккон does.
76
214000
2000
в точности как геккон.
03:56
If we can showпоказать some of the videoвидео, you can see it climbingальпинизм up the wallстена.
77
218000
3000
Посмотрите на видео, как он взбирается по стене.
03:59
(ApplauseАплодисменты)
78
221000
2000
(Аплодисменты)
04:01
There it is.
79
223000
2000
Вот как.
04:03
And now it can go on other surfacesповерхности because of the newновый adhesiveклей
80
225000
3000
Он может взбираться и по другим поверхностям, благодаря этой новой липучке,
04:06
that the StanfordStanford groupгруппа was ableв состоянии to do
81
228000
3000
созданной группой из Стэнфорда
04:09
in designingпроектирование this incredibleнеимоверный robotробот.
82
231000
3000
при конструировании этого потрясающего робота.
04:12
(ApplauseАплодисменты)
83
234000
3000
(Аплодисменты)
04:15
Oh. One thing I want to pointточка out is, look at StickybotStickyBot.
84
237000
3000
Ещё одна вещь, которую я хотел бы отметить: взгляните на Стикибота.
04:18
You see something on it. It's not just to look like a geckoгеккон.
85
240000
4000
Видите, что у него есть. Но это сделано не ради подражания геккону.
04:22
It has a tailхвост. And just when you think you've figuredфигурный out natureприрода,
86
244000
3000
Да, это хвост. Когда думаешь, что разгадал природу,
04:25
this kindсвоего рода of thing happensпроисходит.
87
247000
2000
случаются вот такие вещи.
04:27
The engineersинженеры told us, for the climbingальпинизм robotsроботы,
88
249000
2000
Инженеры сказали, что лазающие роботы
04:29
that, if they don't have a tailхвост,
89
251000
2000
при отсутствии хвоста
04:31
they fallпадать off the wallстена.
90
253000
2000
падают со стены.
04:33
So what they did was they askedспросил us
91
255000
2000
И задали нам
04:35
an importantважный questionвопрос.
92
257000
2000
важный вопрос.
04:37
They said, "Well, it kindсвоего рода of looksвыглядит like a tailхвост."
93
259000
4000
Они сказали: "Вот это похоже на хвост".
04:41
Even thoughхоть we put a passiveпассивный barбар there.
94
263000
2000
Хотя мы просто палку повесили.
04:43
"Do animalsживотные use theirих tailsфрак when they climbвосхождение up wallsстены?"
95
265000
3000
"Используют ли животные свои хвосты, когда они взбираются на стены?"
04:46
What they were doing was returningвозврате the favorблагоприятствовать,
96
268000
2000
Они отблагодарили нас,
04:48
by givingдающий us a hypothesisгипотеза to testконтрольная работа,
97
270000
3000
дав нам гипотезу для проверки,
04:51
in biologyбиология, that we wouldn'tне будет have thought of.
98
273000
3000
о которой мы бы и не подумали, будучи биологами.
04:54
So of courseкурс, in realityреальность, we were then panickedпанический,
99
276000
3000
Конечно, на самом деле, мы запаниковали,
04:57
beingявляющийся the biologistsбиологам, and we should know this alreadyуже.
100
279000
2000
ведь будучи биологами, мы уже должны это знать.
04:59
We said, "Well, what do tailsфрак do?"
101
281000
2000
Мы сказали: "Ладно, а для чего же нужны хвосты?"
05:01
Well we know that tailsфрак storeмагазин fatжир, for exampleпример.
102
283000
3000
Ну, к примеру, мы знаем, что в них хранится жир.
05:04
We know that you can grabгрейфер ontoна things with them.
103
286000
3000
Мы знаем, что ими можно цепляться за что-то.
05:07
And perhapsвозможно it is mostбольшинство well knownизвестен
104
289000
2000
Пожалуй, лучше всего известно,
05:09
that they provideпредоставлять staticстатический balanceбаланс.
105
291000
3000
что они обеспечивают статическое равновесие.
05:12
(LaughterСмех)
106
294000
1000
(Смех)
05:13
It can alsoтакже actакт as a counterbalanceуравновешивание.
107
295000
3000
Он также может работать как противовес.
05:16
So watch this kangarooкенгуру.
108
298000
3000
Посмотрите на этого кенгуру.
05:19
See that tailхвост? That's incredibleнеимоверный!
109
301000
2000
Видите хвост? Невероятно!
05:21
MarcМарк RaibertRaibert builtпостроен a UnirooUniroo hoppingскачкообразной robotробот.
110
303000
4000
Марк Рейберт построил прыгающего робота Униру.
05:25
And it was unstableнеустойчивый withoutбез its tailхвост.
111
307000
3000
Он был неустойчивым без хвоста.
05:31
Now mostlyв основном tailsфрак limitпредел maneuverabilityманевренность,
112
313000
2000
Большинство хвостов ограничивают маневренность.
05:33
like this humanчеловек insideвнутри this dinosaurдинозавр suitкостюм.
113
315000
4000
Как у этого человека в костюме динозавра.
05:37
(LaughterСмех)
114
319000
1000
(Смех)
05:38
My colleaguesколлеги actuallyна самом деле wentотправился on to testконтрольная работа this limitationограничение,
115
320000
4000
Мои коллеги решили проверить это ограничение:
05:42
by increasingповышение the momentмомент of inertiaинертность of a studentстудент, so they had a tailхвост,
116
324000
4000
они увеличили момент инерции студента, прицепив ему хвост,
05:46
and runningБег them throughчерез and obstacleпрепятствие courseкурс,
117
328000
2000
и попросили его пробежать через полосу препятствий.
05:48
and foundнайденный a decrementдекремент in performanceпредставление,
118
330000
2000
В результате обнаружилось снижение результатов.
05:50
like you'dвы бы predictпрогнозировать.
119
332000
3000
Как вы бы и предсказали.
05:53
(LaughterСмех)
120
335000
1000
(Смех)
05:54
But of courseкурс, this is a passiveпассивный tailхвост.
121
336000
3000
Конечно, это ведь пассивный хвост.
05:57
And you can alsoтакже have activeактивный tailsфрак.
122
339000
2000
А существуют и активные хвосты.
05:59
And when I wentотправился back to researchисследование this, I realizedпонял
123
341000
2000
Вернувшись к этому исследованию, я вспомнил
06:01
that one of the great TEDТЕД momentsмоменты in the pastмимо,
124
343000
2000
одно из замечательных выступлений на TED в прошлом,
06:03
from NathanНатан,
125
345000
2000
от Натана,
06:05
we'veмы в talkedговорили about an activeактивный tailхвост.
126
347000
2000
об активном хвосте.
06:07
Videoвидео: MyhrvoldMyhrvold thinksдумает tail-crackingХвост растрескиванию dinosaursдинозавры
127
349000
2000
Видео: Мирволд считает, что динозавров, щёлкавших хвостами,
06:09
were interestedзаинтересованный in love, not warвойна.
128
351000
5000
интересовала любовь, а не война.
06:14
RobertРоберт FullПолный: He talkedговорили about the tailхвост beingявляющийся a whipкнут for communicationсвязь.
129
356000
3000
Роберт Фулл: Он говорил о хвосте как о плети для переговоров.
06:17
It can alsoтакже be used in defenseзащита.
130
359000
4000
Он также может быть использован для защиты.
06:21
Prettyмилая powerfulмощный.
131
363000
2000
Весьма мощно.
06:23
So we then wentотправился back and lookedсмотрел at the animalживотное.
132
365000
2000
Мы решили ещё раз взглянуть на животное.
06:25
And we ranпобежал it up a surfaceповерхность.
133
367000
2000
Дали ему пробежаться по поверхности.
06:27
But this time what we did is we put a slipperyскользкий patchпластырь
134
369000
2000
Однако на этот раз мы добавили скользкий участок,
06:29
that you see in yellowжелтый there.
135
371000
2000
который показан желтым.
06:31
And watch on the right what the animalживотное is doing with its tailхвост
136
373000
4000
Смотрите справа, что делает животное с хвостом,
06:35
when it slipsслипы. This is slowedзамедлилась down 10 timesраз.
137
377000
2000
когда поскальзывается. Это замедлено в 10 раз.
06:37
So here is normalнормальный speedскорость.
138
379000
2000
А вот это с нормальной скоростью.
06:39
And watch it now slipслип,
139
381000
2000
Смотрите, как оно поскальзывается,
06:41
and see what it does with its tailхвост.
140
383000
2000
и смотрите, что оно делает с хвостом.
06:46
It has an activeактивный tailхвост that functionsфункции as a fifthпятый legножка,
141
388000
2000
Его хвост активен и работает как пятая нога.
06:48
and it contributesспособствует to stabilityстабильность.
142
390000
2000
Он добавляет устойчивости.
06:50
If you make it slipслип a hugeогромный amountколичество, this is what we discoveredобнаруженный.
143
392000
4000
Если он сильно поскользнётся, то вот что обнаруживается.
06:57
This is incredibleнеимоверный.
144
399000
2000
Невероятно.
06:59
The engineersинженеры had a really good ideaидея.
145
401000
3000
У наших инженеров была отличная идея.
07:02
And then of courseкурс we wonderedзадавались вопросом,
146
404000
2000
Но затем мы подумали:
07:04
okay, they have an activeактивный tailхвост, but let's pictureкартина them.
147
406000
2000
хорошо, хвост у геккона активный, но надо это заснять.
07:06
They're climbingальпинизм up a wallстена, or a treeдерево.
148
408000
3000
Они взбираются по стене или на дерево.
07:09
And they get to the topВверх and let's say there's some leavesлистья there.
149
411000
3000
Добираются до верха и, допустим, там есть листва.
07:12
And what would happenслучаться if they climbedподнялся on the undersideнижняя часть of that leafлист,
150
414000
3000
Что случится, если они заберутся на нижнюю сторону листа,
07:15
and there was some windветер, or we shookвстряхнул it?
151
417000
3000
и подует ветер или мы его потрясём?
07:18
And we did that experimentэксперимент, that you see here.
152
420000
3000
Мы провели такой эксперимент, вот смотрите.
07:21
(ApplauseАплодисменты)
153
423000
1000
(Аплодисменты)
07:22
And this is what we discoveredобнаруженный.
154
424000
2000
Вот что мы обнаружили.
07:24
Now that's realреальный time. You can't see anything.
155
426000
2000
Это в реальном времени. Ничего не разобрать.
07:26
But there it is slowedзамедлилась down.
156
428000
2000
Это замедленная съемка.
07:30
What we discoveredобнаруженный was the world'sв мире fastestбыстрый air-rightingвоздушно-восстанавливающий responseответ.
157
432000
3000
Мы обнаружили самое быстрое в мире выравнивание в воздухе.
07:33
For those of you who rememberзапомнить your physicsфизика, that's a zero-angular-momentumнулевой угловой момент
158
435000
2000
Для тех, кто помнит физику, это выравнивание с нулевым моментом импульса.
07:35
rightingвыпрямление responseответ. But it's like a catКот.
159
437000
2000
Это как у кота.
07:37
You know, catsкоты fallingпадение. Catsкоты do this. They twistтвист theirих bodiesтела.
160
439000
3000
Коты ведь падают. И они это делают - крутят своё тело.
07:40
But geckosгекконы do it better.
161
442000
2000
А гекконы делают это лучше.
07:42
And they do it with theirих tailхвост.
162
444000
3000
И делают это с помощью хвоста.
07:45
So they do it with this activeактивный tailхвост as they swingсвинг around.
163
447000
3000
Они активно крутят хвостом, пока вращаются вокруг себя.
07:48
And then they always landземельные участки in the sortСортировать of supermanсверхчеловек skydivingзатяжные прыжки с парашютом postureпоза.
164
450000
4000
И потом всегда приземляются в позе прилетевшего супермена.
07:54
Okay, now we wonderedзадавались вопросом, if we were right,
165
456000
2000
Тогда мы захотели проверить, правы ли мы,
07:56
we should be ableв состоянии to testконтрольная работа this in a physicalфизическое modelмодель, in a robotробот.
166
458000
3000
на физической модели, на роботе.
07:59
So for TEDТЕД we actuallyна самом деле builtпостроен a robotробот,
167
461000
2000
Для TED мы построили робота,
08:01
over there, a prototypeопытный образец, with the tailхвост.
168
463000
3000
вот там, прототип, с хвостом.
08:04
And we're going to attemptпопытка the first air-rightingвоздушно-восстанавливающий responseответ
169
466000
2000
Мы впервые попробуем выравнивание в воздухе
08:06
in a tailхвост, with a robotробот.
170
468000
2000
с помощью хвоста на роботе.
08:08
If we could have the lightsогни on it.
171
470000
2000
Осветите его, пожалуйста.
08:10
Okay, there it goesидет.
172
472000
5000
А вот и он.
08:15
And showпоказать the videoвидео.
173
477000
2000
И включите видео.
08:20
There it is.
174
482000
2000
Вот он.
08:22
And it worksработает just like it does in the animalживотное.
175
484000
3000
Работает в точности как у животного.
08:25
So all you need is a swingсвинг of the tailхвост to right yourselfсам.
176
487000
4000
Всё что нужно - взмах хвоста, чтобы выровнять себя.
08:29
(ApplauseАплодисменты)
177
491000
2000
(Аплодисменты)
08:31
Now, of courseкурс, we were normallyкак обычно frightenedиспуганный
178
493000
2000
Конечно, мы перепугались,
08:33
because the animalживотное has no glidingскольжение adaptationsприспособления,
179
495000
2000
ведь животные не способны летать,
08:35
so we thought, "Oh that's okay. We'llЧто ж put it in a verticalвертикальный windветер tunnelтоннель.
180
497000
4000
тогда мы решили: "Так, поместим геккона в вертикальную аэродинамическую трубу,
08:39
We'llЧто ж blowдуть the airвоздух up, we'llЧто ж give it a landingпосадка targetцель, a treeдерево trunkхобот,
181
501000
3000
пустим воздух снизу вверх, установим прямо за стеклом площадку для приземления,
08:42
just outsideза пределами the plexi-glassплексигласа enclosureограда, and see what it does.
182
504000
4000
ствол дерева, и посмотрим, что он будет делать.
08:46
(LaughterСмех)
183
508000
1000
(Смех)
08:47
So we did. And here is what it does.
184
509000
3000
Так мы и поступили. И вот что он делает.
08:50
So the windветер is comingприход from the bottomдно. This is slowedзамедлилась down 10 timesраз.
185
512000
5000
Ветер дует снизу. Это замедлено в 10 раз.
08:55
It does an equilibriumравновесие glideскольжение. HighlyВысоко controlledконтролируемый.
186
517000
4000
Оно осуществляет равновесное планирование. Хорошо контролируемое.
08:59
This is sortСортировать of incredibleнеимоверный. But actuallyна самом деле it's quiteдовольно beautifulкрасивая,
187
521000
3000
Это невероятно. И если сфотографировать, то видно,
09:02
when you take a pictureкартина of it.
188
524000
3000
что это очень красиво.
09:05
And it's better than that, it -- just in the slideгорка -- maneuversманевры in mid-airв воздухе.
189
527000
5000
Более того, прямо во время скольжения в воздухе он маневрирует.
09:10
And the way it does it, is it takes its tailхвост
190
532000
2000
И делает это с помощью хвоста,
09:12
and it swingsкачается it one way to yawрыскание left, and it swingsкачается its other way to yawрыскание right.
191
534000
4000
сгибая его в одну сторону для отклонения влево и в другую - для отклонения вправо.
09:16
So we can maneuverманевр this way.
192
538000
2000
Мы так можем маневрировать.
09:18
And then -- we had to filmфильм this severalнесколько timesраз to believe this --
193
540000
3000
Затем - нам потребовалось снять это несколько раз, чтобы поверить -
09:21
it alsoтакже does this. Watch this.
194
543000
3000
он делает ещё вот что. Смотрите.
09:24
It oscillatesкачается its tailхвост up and down like a dolphinдельфин.
195
546000
2000
Он раскачивает свой хвост вверх и вниз, как дельфин.
09:26
It can actuallyна самом деле swimплавать throughчерез the airвоздух.
196
548000
3000
Он буквально плывёт в воздухе.
09:29
But watch its frontфронт legsноги. Can you see what they are doing?
197
551000
5000
Но посмотрите на передние лапы. Видите, что они делают?
09:34
What does that mean for the originпроисхождения of flappingхлопающий flightрейс?
198
556000
3000
Что это означает для происхождения махового полёта?
09:37
Maybe it's evolvedэволюционировали from comingприход down from treesдеревья,
199
559000
3000
Может быть, он эволюционировал в попытках спуститься с деревьев
09:40
and tryingпытаясь to controlконтроль a glideскольжение.
200
562000
2000
и контролировать планирование.
09:42
StayОставаться tunedнастроенный for that.
201
564000
2000
Дальше - больше.
09:44
(LaughterСмех)
202
566000
2000
(Смех)
09:46
So then we wonderedзадавались вопросом, "Can they actuallyна самом деле maneuverманевр with this?"
203
568000
3000
И нам стало интересно: "А может ли он маневрировать?"
09:49
So there is the landingпосадка targetцель. Could they steerуправлять towardsв направлении it
204
571000
3000
Вот площадка для приземления. Может ли он приземлиться прямо на неё?
09:52
with these capabilitiesвозможности? Here it is in the windветер tunnelтоннель.
205
574000
2000
Прямо здесь, в аэродинамической трубе?
09:54
And it certainlyбезусловно looksвыглядит like it.
206
576000
2000
Именно так оно и выглядит.
09:56
You can see it even better from down on topВверх.
207
578000
3000
Снизу вверх видно ещё лучше.
09:59
Watch the animalживотное.
208
581000
2000
Наблюдайте за животным.
10:02
Definitelyопределенно movingперемещение towardsв направлении the landingпосадка targetцель.
209
584000
2000
Определённо движется в сторону площадки для приземления.
10:04
Watch the whipкнут of its tailхвост as it does it. Look at that.
210
586000
4000
Смотрите на взмахи хвоста. Смотрите на это.
10:08
It's unbelievableневероятно.
211
590000
2000
Немыслимо.
10:10
So now we were really confusedсмущенный,
212
592000
2000
Теперь-то мы действительно запутались.
10:12
because there are no reportsотчеты of it glidingскольжение.
213
594000
2000
Потому что отчетов о планировании гекконов не было.
10:14
So we wentотправился, "Oh my god, we have to go to the fieldполе,
214
596000
2000
Мы запаниковали: "Надо проверить в полевых условиях,
10:16
and see if it actuallyна самом деле does this."
215
598000
2000
действительно ли он это делает".
10:18
CompletelyПолностью oppositeнапротив of the way you'dвы бы see it on a natureприрода filmфильм, of courseкурс.
216
600000
3000
Такого вы точно не увидите в фильмах о природе.
10:21
We wonderedзадавались вопросом, "Do they actuallyна самом деле glideскольжение in natureприрода?"
217
603000
3000
Мы задумались: "А действительно ли они планируют в природе?"
10:24
Well we wentотправился to the forestsлеса of SingaporeСингапур and Southeastюго-восток AsiaАзия.
218
606000
2000
Мы отправились в леса Сингапура и Юго-восточной Азии.
10:26
And the nextследующий videoвидео you see is the first time we'veмы в showedпоказал this.
219
608000
2000
В следующем ролике вы увидите это впервые.
10:28
This is the actualфактический videoвидео -- not stagedпоставил, a realреальный researchисследование videoвидео --
220
610000
3000
Вот настоящий ролик, настоящий исследовательский ролик
10:31
of animalживотное glidingскольжение down. There is a redкрасный trajectoryтраектория lineлиния.
221
613000
3000
планирующего животного - вот красная линия траектории.
10:34
Look at the endконец to see the animalживотное.
222
616000
2000
Смотрите в конец, чтобы увидеть животное.
10:36
But then as it getsполучает closerближе to the treeдерево,
223
618000
2000
А затем, когда оно приблизится к дереву,
10:38
look at the close-upкрупный план. And see if you can see it landземельные участки.
224
620000
3000
смотрите на увеличенный фрагмент. И попробуйте рассмотреть приземление.
10:42
So there it comesвыходит down. There is a geckoгеккон at the endконец of that trajectoryтраектория lineлиния.
225
624000
3000
Вот оно приземляется. Вот геккон в конце линии траектории.
10:45
You see it there? There? Watch it come down.
226
627000
2000
Видите его здесь? Здесь? Смотрите, как он спускается.
10:47
Now watch up there and you can see the landingпосадка. Did you see it hitудар?
227
629000
3000
Теперь смотрите сюда, и вы увидите приземление. Видели, как он приземлялся?
10:50
It actuallyна самом деле usesиспользования its tailхвост too,
228
632000
2000
Он действительно использует хвост.
10:52
just like we saw in the labлаборатория.
229
634000
3000
В точности как мы наблюдали в лаборатории.
10:55
So now we can continueПродолжать this mutualismмютюэлизм
230
637000
4000
Теперь вернёмся к мутуализму,
10:59
by suggestingпредлагая that they can make an activeактивный tailхвост.
231
641000
3000
предположив, что можно сделать активный хвост.
11:02
And here is the first activeактивный tailхвост, in the robotробот,
232
644000
5000
А вот и первый активный хвост у робота,
11:07
madeсделал by BostonБостон Dynamicsдинамика.
233
649000
3000
сделанного Boston Dynamics.
11:10
So to concludeзаключать, I think we need to buildстроить biomutualismsbiomutualisms, like I showedпоказал,
234
652000
4000
В завершение, я думаю, нам нужно развивать биомутуализмы,
11:14
that will increaseувеличение the paceтемп of basicосновной discoveryоткрытие in theirих applicationзаявление.
235
656000
3000
которые увеличат скорость базовых открытий при своём применении.
11:17
To do this thoughхоть, we need to redesignпереконструировать educationобразование in a majorглавный way,
236
659000
3000
Чтобы этого достичь, нам надо коренным образом перестроить образование,
11:20
to balanceбаланс depthглубина with interdisciplinaryмеждисциплинарный communicationсвязь,
237
662000
3000
сбалансировать глубину изучения с междисциплинарными связями.
11:23
and explicitlyэксплицитно trainпоезд people how to contributeделать вклад to, and benefitвыгода from other disciplinesдисциплины.
238
665000
5000
А также явно учить людей как вносить вклад и извлекать пользу из других дисциплин.
11:28
And of courseкурс you need the organismsмикроорганизмы and the environmentОкружающая среда to do it.
239
670000
4000
И, конечно, нужны живые организмы и окружающая среда.
11:32
That is, whetherбудь то you careзабота about securityбезопасность, searchпоиск and rescueспасение or healthздоровье,
240
674000
3000
Заботитесь ли вы о безопасности, поиске и спасении, или здравоохранении,
11:35
we mustдолжен preserveсохранять nature'sприроды designsконструкции,
241
677000
2000
нам нужно сохранить задумки природы,
11:37
otherwiseв противном случае these secretsсекреты will be lostпотерял foreverнавсегда.
242
679000
3000
иначе эти секреты будут потеряны навсегда.
11:40
And from what I heardуслышанным from our newновый presidentпрезидент,
243
682000
4000
И я очень оптимистичен по поводу того,
11:44
I'm very optimisticоптимистичный. Thank you.
244
686000
2000
что сказал наш президент. Благодарю.
11:46
(ApplauseАплодисменты)
245
688000
2000
(Аплодисменты)
Translated by Aliaksandr Autayeu
Reviewed by Irina Makarova

▲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