ABOUT THE SPEAKER
Sarah Bergbreiter - Microroboticist
Sarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height.

Why you should listen

Sarah Bergbreiter runs the Maryland Microrobotics Laboratory at the University of Maryland, where she develops innovative technologies that could advance medicine, consumer electronics and other sciences. She joined the university in 2008 as an assistant professor of mechanical engineering.

Having received her B.S.E degree in electrical engineering from Princeton, she worked on her M.S. and Ph.D. at Berkeley, which is where she focused on microrobotics. She has received multiple awards for her work, including the DARPA Young Faculty Award in 2008 and the Presidential Early Career Award for Scientists in 2013.

More profile about the speaker
Sarah Bergbreiter | Speaker | TED.com
TEDYouth 2014

Sarah Bergbreiter: Why I make robots the size of a grain of rice

Sara Bergbrejter (Sarah Bergbreiter): Zašto pravim robote veličine zrna pirinča

Filmed:
1,663,866 views

Analizirajući pokrete i tela insekata poput mrava, Sara Bergbrejter i njen tim prave neverovatno robusne, majušne, mehaničke verzije gmižućih stvorenja... a potom im dodaju rakete. Pogledajte njene iznenađujuće napretke u mikro-robotici i čujte o tri načina na koje možemo da koristimo ove male pomagače u budućnosti.
- Microroboticist
Sarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height. Full bio

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

00:12
My studentsстуденти and I
work on very tinyситни robotsроботи.
0
564
3645
Moji studenti i ja radimo
na veoma malim robotima.
00:16
Now, you can think of these
as roboticроботски versionsверзије
1
4209
2217
Možete ih smatrati robotičkim verzijama
00:18
of something that you're all
very familiarпознат with: an antант.
2
6426
3590
nečega što vam je veoma poznato: mrav.
00:22
We all know that antsмрави
and other insectsинсекти at this sizeвеличине scaleСкала
3
10016
2760
Svi znamo da mravi i drugi insekti
ove veličine
00:24
can do some prettyприлично incredibleневероватан things.
4
12776
2236
mogu da urade gotovo neverovatne stvari.
00:27
We'veMoramo all seenвиђено a groupгрупа of antsмрави,
or some versionверзија of that,
5
15012
3185
Svi smo videli grupu mrava,
ili neki oblik toga,
00:30
cartingleša off your potatokrompir chipчип
at a picnicpiknik, for exampleпример.
6
18197
4270
kako mili po vašem čipsu
na pikniku, na primer.
00:34
But what are the realправи challengesизазове
of engineeringинжењеринг these antsмрави?
7
22467
3443
Ali koji su pravi izazovi
pri konstruisanju ovih mrava?
00:38
Well, first of all, how do we get
the capabilitiesспособности of an antант
8
25910
3951
Pre svega, kako da ostvarimo
sposobnost mrava
00:42
in a robotробот at the sameисти sizeвеличине scaleСкала?
9
29861
2048
u robotu iste veličine?
00:44
Well, first we need to figureфигура out
how to make them moveпотез
10
31909
2604
Prvo treba da shvatimo
kako ih pokrenuti
00:46
when they're so smallмали.
11
34513
1410
kada su toliko mali.
00:48
We need mechanismsмеханизми like legsноге
and efficientефикасан motorsмотори
12
35923
2300
Treba nam mehanizam poput nogu
i efikasnih motora
00:50
in orderнаручи to supportподршка that locomotionsubstitucija,
13
38223
1849
kako bi potpomogli to kretanje,
00:52
and we need the sensorsсензори,
powerмоћ and controlконтрола
14
40072
2491
i trebaju nam senzori, struja i kontrola
00:54
in orderнаручи to pullповући everything togetherзаједно
in a semi-intelligentpolu-inteligentna antант robotробот.
15
42563
3962
kako bismo sve sastavili
u poluinteligentnog robota mrava.
00:58
And finallyконачно, to make
these things really functionalфункционалан,
16
46525
2546
I na kraju, da bismo učinili
ove stvari funkcionalnim,
01:01
we want a lot of them workingрад togetherзаједно
in orderнаручи to do biggerвеће things.
17
49071
3948
želimo da dosta njih funkcioniše
skladno kako bi postigli više.
01:05
So I'll startпочетак with mobilityмобилност.
18
53019
2691
Počeću sa pokretljivošću.
01:07
InsectsInsekti moveпотез around amazinglyНевероватно well.
19
55710
3161
Insekti se neverovatno dobro kreću.
01:11
This videoвидео is from UCUC BerkeleyBerkeley.
20
58871
1688
Ovo je video sa Berklija.
01:12
It showsпоказује a cockroachžohar movingкретање
over incrediblyневероватно roughгрубо terrainteren
21
60559
2783
On prikazuje bubašvabu kako se kreće
po neverovatno teškom terenu
01:15
withoutбез tippingпреклапање over,
22
63342
1853
bez prevrtanja, a ovo može da uradi
01:17
and it's ableу могуцности to do this because its legsноге
are a combinationкомбинација of rigidkruta materialsматеријали,
23
65195
3997
jer su joj noge sačinjenje
od kombinacije čvrstih materijala,
01:21
whichкоја is what we traditionallyтрадиционално
use to make robotsроботи,
24
69192
2353
koje tradicionalno koistimo
za pravljenje robota,
01:23
and softмеко materialsматеријали.
25
71545
1599
i mekih materijala.
01:26
JumpingSkakanje is anotherдруги really interestingзанимљиво way
to get around when you're very smallмали.
26
74374
3827
Skakanje je drugi veoma interesantan
način kretanja kada ste sićušni.
01:30
So these insectsинсекти storeпродавница energyенергија in a springпролеће
and releaseиздање that really quicklyбрзо
27
78201
4069
Ovi insekti energiju skladište u odskoku
i oslobađaju je veoma brzo da bi imali
01:34
to get the highвисоко powerмоћ they need
to jumpскок out of waterвода, for exampleпример.
28
82270
4011
dosta snage koja im je potrebna
da iskoče iz vode, na primer.
01:38
So one of the bigвелики
contributionsдоприноси from my labлаб
29
86281
3122
Jedan od velikih doprinosa
iz moje laboratorije
01:41
has been to combineкомбиновати
rigidkruta and softмеко materialsматеријали
30
89403
2750
bio je kombinovanje tvrdih
i mekih materijala,
01:44
in very, very smallмали mechanismsмеханизми.
31
92153
2214
u veoma, veoma malim mehanizmima.
01:46
So this jumpingскакање mechanismмеханизам
is about fourчетири millimetersмилиметри on a sideстрана,
32
94367
3165
Ovaj skačući mehanizam
je prečnika četiri milimetara,
01:49
so really tinyситни.
33
97532
1688
dakle veoma je mali.
01:51
The hardтешко materialматеријал here is siliconсилицијум,
and the softмеко materialматеријал is siliconesilikon rubberгума.
34
99220
3838
Tvrdi materijal je ovde silikon,
a meki materijal je silikonska gumica.
01:55
And the basicосновно ideaидеја is that
we're going to compressкомпресовати this,
35
103058
2895
Osnovni plan je da ovo kompresujemo,
01:58
storeпродавница energyенергија in the springsopruge,
and then releaseиздање it to jumpскок.
36
105953
2701
smestimo energiju u federe,
a onda je pustimo da skače.
02:00
So there's no motorsмотори
on boardодбор, табла this right now, no powerмоћ.
37
108654
3383
Dakle, trenutno nema nikakvih
motora niti struje.
02:04
This is actuatedOnda with a methodметода
that we call in my labлаб
38
112037
2763
Ovo je podstaknuto metodom koju
u mojoj laboratoriji zovemo
02:07
"graduateдипломирани studentученик with tweezerspincete."
(LaughterSmeh)
39
114800
2672
"diplomac sa pincetom"
(Smeh)
02:09
So what you'llти ћеш see in the nextследећи videoвидео
40
117472
1834
Ono što ćete videti u narednom videu
02:11
is this guy doing
amazinglyНевероватно well for its jumpsскокови.
41
119306
3027
je ovaj momak koji radi
iznenađujuće dobar skok.
02:14
So this is AaronAron, the graduateдипломирани studentученик
in questionпитање, with the tweezerspincete,
42
122333
3614
Ovo je Eron, diplomac sa pincetama,
02:18
and what you see is this
four-millimeter-sized4 mm-veličine mechanismмеханизам
43
125947
2683
i to što vidite je mehanizam
veličine četiri milimetara
02:20
jumpingскакање almostскоро 40 centimeterscm highвисоко.
44
128630
2211
kako skače skoro 40
centimetara u visinu.
02:23
That's almostскоро 100 timesпута its ownвластити lengthдужина.
45
130841
2424
To je skoro 100 puta više
od njegove dužine.
02:25
And it survivesпреживи, bouncesодбија on the tableсто,
46
133265
1956
I preživljava, odbija se o sto,
02:27
it's incrediblyневероватно robustробустан, and of courseкурс
survivesпреживи quiteприлично well untilсве док we loseизгубити it
47
135221
3514
neverovatno je otporan, i naravno
preživljava dobro dok ga ne izgubimo
02:30
because it's very tinyситни.
48
138735
2626
jer je veoma mali.
02:33
UltimatelyNa kraju krajeva, thoughипак, we want
to addдодати motorsмотори to this too,
49
141361
2609
Na kraju želimo da dodamo motore ovome,
02:36
and we have studentsстуденти in the labлаб
workingрад on millimeter-sizedmilimetarskom motorsмотори
50
143970
3116
i imamo studente u laboratoriji koji
rade na motorima milimetarske veličine
02:39
to eventuallyконачно integrateинтегрирати ontoна
smallмали, autonomousаутономно robotsроботи.
51
147086
3600
koji bi se na kraju integrisali
u male, autonomne robote.
02:42
But in orderнаручи to look at mobilityмобилност and
locomotionsubstitucija at this sizeвеличине scaleСкала to startпочетак,
52
150686
3581
Ali da bismo posmatrali mobilnost
i kretanje na ovoj veličini,
02:46
we're cheatingvaranje and usingКористећи magnetsmagneti.
53
154267
1974
moramo da varamo
i koristimo magnete.
02:48
So this showsпоказује what would eventuallyконачно
be partдео of a micro-robotmikro-robota legnoga,
54
156241
3076
Ovo pokazuje ono što će na kraju
biti deo mikro-robotske noge,
02:51
and you can see the siliconesilikon rubberгума jointszglobova
55
159317
2017
i možete videti zglobove
od silikonske gume
02:53
and there's an embeddedуграђени magnetmagnet
that's beingбиће movedпреселила се around
56
161334
2629
i tu je i utisnuti magnet koji se pokreće
02:56
by an externalекстерно magneticмагнетски fieldпоље.
57
163963
2303
spoljašnjim magnetnim poljem.
02:58
So this leadsводи to the robotробот
that I showedпоказао you earlierраније.
58
166266
2683
Ovo dovodi do robota kojeg
sam vam pokazala.
Istinski zanimljiva stvar je da ovaj robot
može da nam pomogne da shvatimo
03:02
The really interestingзанимљиво thing
that this robotробот can help us figureфигура out
59
169959
3151
03:05
is how insectsинсекти moveпотез at this scaleСкала.
60
173110
2007
kako se insekti kreću u toj veličini.
03:07
We have a really good modelмодел
for how everything
61
175117
2225
Imamo stvarno dobar model
za kretanje svega
03:09
from a cockroachžohar up to an elephantслон movesпотезе.
62
177342
1962
od bubašvabe pa do slona.
03:11
We all moveпотез in this
kindкинд of bouncyza skakanje way when we runтрцати.
63
179304
2924
Svi se krećemo na ovaj poskakujući način
kada trčimo.
03:14
But when I'm really smallмали,
the forcesсиле betweenизмеђу my feetстопала and the groundземља
64
182228
4285
Ali kada sam stvarno mala, sile među
mojim stopalima i zemljom
03:18
are going to affectутицати my locomotionsubstitucija
a lot more than my massмаса,
65
186513
2775
uticaće na moju pokretljivost mnogo više
nego moja masa,
03:21
whichкоја is what causesузроке that bouncyza skakanje motionкретање.
66
189288
2354
što uzrokuje skačuće kretanje.
03:23
So this guy doesn't work quiteприлично yetјош увек,
67
191642
1675
Ovaj momak još uvek ne funkcioniše,
03:25
but we do have slightlyмало largerвеће versionsверзије
that do runтрцати around.
68
193317
3075
ali imamo malo veće verzije koje
trče unaokolo.
03:28
So this is about a centimetercentimetar cubedцубед,
a centimetercentimetar on a sideстрана, so very tinyситни,
69
196392
3885
Ovo je veličine jednog kubnog centimetra,
dakle veoma maleno,
03:32
and we'veми смо gottenготтен this to runтрцати
about 10 bodyтело lengthstako daleko perпер secondдруго,
70
200277
2902
i došli smo do trčanja brzinom
10 telesnih dužina po sekundi,
03:35
so 10 centimeterscm perпер secondдруго.
71
203179
1386
što je 10 centimetara po sekundi.
03:36
It's prettyприлично quickбрзо for a little, smallмали guy,
72
204565
2033
Ovo je prilično brzo za mališu,
03:38
and that's really only limitedограничен
by our testтест setupPodešavanje.
73
206598
2362
i ograničen je samo našom test postavkom.
03:41
But this givesдаје you some ideaидеја
of how it worksИзвођење радова right now.
74
208960
2647
Ipak, ovo vam daje ideju kako to
trenutno funkcioniše.
Možemo i da napravimo 3D štampane verzije
ovog robta koji može da prebrodi prepreke,
03:44
We can alsoтакође make 3D-printedD-štampa versionsверзије
of this that can climbпопети се over obstaclesпрепреке,
75
212027
3754
03:47
a lot like the cockroachžohar
that you saw earlierраније.
76
215781
3499
poput bubašvabe koju ste prethodno videli.
03:51
But ultimatelyна крају we want to addдодати
everything onboardna brodu the robotробот.
77
219280
2886
Na kraju želimo da dodamo sve
na telo robota.
03:54
We want sensingсенсинг, powerмоћ, controlконтрола,
actuationDatinim all togetherзаједно,
78
222166
3693
Želimo čulnost, struju, kontrolu,
impulse sve zajedno,
03:58
and not everything
needsпотребе to be bio-inspiredDa li je inspirisalo biografiju.
79
225859
2906
ali ne treba sve da bude inspirisano
prirodom.
04:00
So this robot'sRobot je about
the sizeвеличине of a TicTic TacTac.
80
228765
3135
Ovaj robot veličine je Tiktaka.
04:04
And in this caseслучај, insteadуместо тога of magnetsmagneti
or musclesмишићи to moveпотез this around,
81
231900
3949
U ovom slučaju, umesto magneta
ili mišića za pokretanje,
04:08
we use rocketsrakete.
82
235849
2425
koristimo rakete.
04:10
So this is a micro-fabricatedmikro-izmislila
energeticенергетски materialматеријал,
83
238274
2666
Ovo je mikroskopski energetski materijal,
04:13
and we can createстворити tinyситни pixelspiksela of this,
84
240940
2599
i možemo da napravimo male piksele,
04:15
and we can put one of these pixelspiksela
on the bellyстомак of this robotробот,
85
243539
3787
i možemo da stavimo jedan od tih piksela
na stomak ovog robota,
04:19
and this robotробот, then, is going to jumpскок
when it sensesчула an increaseповећати in lightсветло.
86
247326
4396
a zatim će on odskočiti kada
oseti pojačanje svetla.
Sledeći video je jedan od mojih omiljenih.
04:24
So the nextследећи videoвидео is one of my favoritesOmiljene lokacije.
87
252645
1973
04:26
So you have this 300-milligram-miligram robotробот
88
254618
3040
Imate ovog robota od 300 miligrama
04:29
jumpingскакање about eightосам
centimeterscm in the airваздух.
89
257658
2406
koji skače oko osam centimetara u visinu.
04:32
It's only fourчетири by fourчетири
by sevenседам millimetersмилиметри in sizeвеличине.
90
260064
2910
Veličine je samo 4x4x7 milimetara.
04:35
And you'llти ћеш see a bigвелики flashблиц
at the beginningпочетак
91
262974
2156
Videćete veliki odsjaj na početku
04:37
when the energeticенергетски is setкомплет off,
92
265130
1492
kada se oslobodi energetski
potencijal,
04:38
and the robotробот tumblingblesavim throughкроз the airваздух.
93
266622
1908
i robot se kreće kroz vazduh.
04:40
So there was that bigвелики flashблиц,
94
268530
1609
Tu je taj veliki odsjaj
04:42
and you can see the robotробот
jumpingскакање up throughкроз the airваздух.
95
270139
3197
i možete videti robota
kako skače kroz vazduh.
04:45
So there's no tetherslance on this,
no wiresжице connectingповезивање to this.
96
273336
3032
Nema povodaca niti žica povezanih na ovo.
04:48
Everything is onboardna brodu,
and it jumpedскочио in responseодговор
97
276368
2494
Sve je na samom robotu
i on je skočio reagujući
04:51
to the studentученик just flickingApsolutno on
a deskрадни сто lampлампа nextследећи to it.
98
278862
4381
na stonu lampu
koju uključuje student pored njega.
04:55
So I think you can imagineзамислити
all the coolхладан things that we could do
99
283243
3654
Mislim da možete da zamislite sve
fine stvari koje bismo mogli da uradimo
04:59
with robotsроботи that can runтрцати and crawlпузи
and jumpскок and rollролл at this sizeвеличине scaleСкала.
100
286897
4707
sa robotima koji mogu da trče, puze,
skaču i kotrljaju se na ovoj veličini.
05:03
ImagineZamislite the rubbleрушевина that you get after
a naturalприродно disasterкатастрофа like an earthquakeземљотрес.
101
291604
3790
Zamislite ruševine nakon
prirodne katastrofe poput zemljotresa.
05:07
ImagineZamislite these smallмали robotsроботи
runningтрчање throughкроз that rubbleрушевина
102
295394
2559
Zamislite ove male robote
kako trče kroz taj šljunak
05:10
to look for survivorsпреживели.
103
297953
2218
da bi pronašli preživele.
05:12
Or imagineзамислити a lot of smallмали robotsроботи
runningтрчање around a bridgeмост
104
300171
2956
Ili zamislite gomilu malih
robota kako trče oko mosta
05:15
in orderнаручи to inspectпрегледати it
and make sure it's safeсигурно
105
303127
2159
kako bi ga istražili i proverili
da li je siguran
05:17
so you don't get collapsesskuplja like this,
106
305286
2040
da ne biste imali lomove poput ovih,
05:19
whichкоја happenedдесило outsideспоља of
MinneapolisMinneapolis in 2007.
107
307326
3907
što se desilo u predgrađu
Mineapolisa 2007. godine.
Ili samo zamislite šta biste
mogli da uradite
05:23
Or just imagineзамислити what you could do
108
311233
1762
05:25
if you had robotsроботи that could
swimпливај throughкроз your bloodкрв.
109
312995
2523
kad biste imali robote koji
mogu da plivaju kroz vašu krv.
05:27
Right? "FantasticFantastično VoyagePutovanje," IsaacIsak AsimovAsimov.
110
315518
2333
Zar ne? "Fantastično putovanje",
Isaka Asimova.
05:30
Or they could operateрадити withoutбез havingимати
to cutрез you openотворен in the first placeместо.
111
317851
4355
Ili bi mogli da operišu,
a da vas uopšte ne otvaraju.
Ili bismo mogli da drastično promenimo
način na koji gradimo stvari
05:34
Or we could radicallyрадикално changeпромена
the way we buildизградити things
112
322206
2730
05:37
if we have our tinyситни robotsроботи
work the sameисти way that termitesтермите do,
113
324936
3407
da naši mali roboti rade
isto što i termiti,
05:40
and they buildизградити these incredibleневероватан
eight-meter-high8-metar-visok moundshumki,
114
328343
2765
i grade ove neverovatne
nasipe visine osam metara,
05:43
effectivelyефикасно well ventilatedHiperventilirao
apartmentстан buildingsзграде for other termitesтермите
115
331108
4088
dobro ventilisane zgrade za druge termite
05:47
in AfricaAfrika and AustraliaAustralija.
116
335196
2091
u Africi i Australiji.
05:49
So I think I've givenдато you
some of the possibilitiesмогућности
117
337287
2430
Stoga mislim da sam vam dala
neke mogućnosti
05:51
of what we can do with these smallмали robotsроботи.
118
339717
2437
onoga što možemo da učinimo
sa ovim malim robotima.
05:54
And we'veми смо madeмаде some advancesнапредовања so farдалеко,
but there's still a long way to go,
119
342154
4407
I do sada smo ostvarili određene napretke,
ali predstoji nam dugačak put,
05:58
and hopefullyНадајмо се some of you
can contributeдопринети to that destinationдестинацију.
120
346561
2858
i nadam se neki od vas mogu
da doprinesu ka toj destinaciji.
06:01
ThanksHvala ti very much.
121
349419
1768
Hvala vam mnogo.
06:03
(ApplauseAplauz)
122
351187
2204
(Aplauz)
Translated by Stefan Zrnovic
Reviewed by Mile Živković

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Sarah Bergbreiter - Microroboticist
Sarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height.

Why you should listen

Sarah Bergbreiter runs the Maryland Microrobotics Laboratory at the University of Maryland, where she develops innovative technologies that could advance medicine, consumer electronics and other sciences. She joined the university in 2008 as an assistant professor of mechanical engineering.

Having received her B.S.E degree in electrical engineering from Princeton, she worked on her M.S. and Ph.D. at Berkeley, which is where she focused on microrobotics. She has received multiple awards for her work, including the DARPA Young Faculty Award in 2008 and the Presidential Early Career Award for Scientists in 2013.

More profile about the speaker
Sarah Bergbreiter | Speaker | TED.com