TEDxNASA
Dennis Hong: My seven species of robot -- and how we created them
Dennis Hong: Mých sedm druhů robota
Filmed:
Readability: 4.2
2,237,651 views
Na TEDxNASA představil Dennis Hong sedm oceněných robotů pro všechny typy terénů, jako například humanoidního robota schopného hrát fotbal jménem DARwIn či horolezeckého CLIMBeR. Všechny vyrobil jeho tým v laboratoři RoMeLa na Virginia Tech. Podívejte se až do konce, kde uslyšíte pět kreativních tajemství, které přivedly jeho laboratoř k neuvěřitelnému technickému úspěchu.
Dennis Hong - Roboticist
Dennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering. Full bio
Dennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
So, the first robot to talk about is called STriDER.
0
0
3000
Takže, první robot, o kterém budu mluvit, se jmenuje STriDER.
00:18
It stands for Self-excited
1
3000
2000
Je to zkratka pro Samobudivý
00:20
Tripedal Dynamic Experimental Robot.
2
5000
2000
Třínohý Dynamický Experimentální Robot.
00:22
It's a robot that has three legs,
3
7000
2000
Je to robot, který má tři nohy,
00:24
which is inspired by nature.
4
9000
3000
je inspirovaný přírodou.
00:27
But have you seen anything in nature,
5
12000
2000
Ale viděli jste něco v přírodě,
00:29
an animal that has three legs?
6
14000
2000
zvíře, které má tři nohy?
00:31
Probably not. So, why do I call this
7
16000
2000
Pravděpodobně ne. Tak proč jej označuji
00:33
a biologically inspired robot? How would it work?
8
18000
2000
jako biologicky inspirovaného robota? Jak je to možné?
00:35
But before that, let's look at pop culture.
9
20000
3000
Ale předtím se pojďme podívat do populární kultury.
00:38
So, you know H.G. Wells' "War of the Worlds," novel and movie.
10
23000
3000
Znáte "Válku světů“ H. G. Wellse, román a film.
00:41
And what you see over here is a very popular
11
26000
2000
A co vidíte tady, je velmi populární
00:43
video game,
12
28000
2000
počítačová hra.
00:45
and in this fiction they describe these alien creatures that
13
30000
3000
V této fikci popisují mimozemská stvoření,
00:48
are robots that have three legs that terrorize Earth.
14
33000
2000
roboty mající tři nohy, kteří terorizují Zemi.
00:50
But my robot, STriDER, does not move like this.
15
35000
4000
Ale můj robot, STriDER, se jako oni nepohybuje.
00:54
So, this is an actual dynamic simulation animation.
16
39000
3000
Takže toto je animace skutečné dynamické simulace.
00:57
I'm just going to show you how the robot works.
17
42000
2000
Chci vám ukázat, jak robot pracuje.
00:59
It flips its body 180 degrees
18
44000
3000
Otáčí své tělo o 180 stupňů,
01:02
and it swings its leg between the two legs and catches the fall.
19
47000
3000
a švihá třetí nohou mezi dvěma nohama a tím zabraňuje pádu.
01:05
So, that's how it walks. But when you look at us
20
50000
2000
Tedy takto pracuje. Ale když se podíváte na nás,
01:07
human being, bipedal walking,
21
52000
2000
lidské bytosti, dvounohou chůzi,
01:09
what you're doing is you're not really using a muscle
22
54000
2000
tak ve skutečnosti nepoužíváte svaly
01:11
to lift your leg and walk like a robot. Right?
23
56000
3000
ke zvednutí nohy, jako to dělá robot. Správně?
01:14
What you're doing is you really swing your leg and catch the fall,
24
59000
3000
Co skutečně děláte, je, že švihnete svou nohou a zabráníte pádu,
01:17
stand up again, swing your leg and catch the fall.
25
62000
3000
znovu se postavíte, švihnete nohou a zabráníte pádu.
01:20
You're using your built-in dynamics, the physics of your body,
26
65000
3000
Používáte své zabudované dynamiky, fyziky svého těla,
01:23
just like a pendulum.
27
68000
2000
stejně jako kyvadlo.
01:25
We call that the concept of passive dynamic locomotion.
28
70000
4000
Nazýváme to konceptem pasivní dynamické lokomoce.
01:29
What you're doing is, when you stand up,
29
74000
2000
To, co děláte, je, když se postavíte,
01:31
potential energy to kinetic energy,
30
76000
2000
přeměníte potenciální energii na kinetickou energii,
01:33
potential energy to kinetic energy.
31
78000
2000
potenciální energii na kinetickou energii.
01:35
It's a constantly falling process.
32
80000
2000
Je to proces neustálého padání.
01:37
So, even though there is nothing in nature that looks like this,
33
82000
3000
Takže, ačkoli v přírodě není nic, co by vypadalo jako toto,
01:40
really, we were inspired by biology
34
85000
2000
ve skutečnosti jsme byli inspirováni biologií
01:42
and applying the principles of walking
35
87000
2000
a aplikovali jsme principy chůze
01:44
to this robot. Thus it's a biologically inspired robot.
36
89000
3000
na tohoto robota. Tedy je biologicky inspirovaným robotem.
01:47
What you see over here, this is what we want to do next.
37
92000
2000
Co vidíte tady, je to, co chceme dělat dále.
01:49
We want to fold up the legs and shoot it up for long-range motion.
38
94000
4000
Chceme nohy složit a vymrštit je tak, abychom dosáhli pohybu na dlouhé vzdálenosti.
01:53
And it deploys legs -- it looks almost like "Star Wars" --
39
98000
3000
A to vyžaduje takové nohy -- vypadá to skoro jako z "Hvězdných válek“ --
01:56
when it lands, it absorbs the shock and starts walking.
40
101000
3000
které při přistání absorbují náraz a dovolí chodit.
01:59
What you see over here, this yellow thing, this is not a death ray. (Laughter)
41
104000
3000
Co vidíte tady, tuto žlutou věc, to není paprsek smrti. (Smích)
02:02
This is just to show you that if you have cameras
42
107000
2000
Slouží to jenom k předvedení toho, že když máte kamery
02:04
or different types of sensors --
43
109000
2000
anebo jiné typy senzorů --
02:06
because it is tall, it's 1.8 meters tall --
44
111000
2000
protože je vysoký, měří na výšku 1, 8 metru --
02:08
you can see over obstacles like bushes and those kinds of things.
45
113000
3000
můžete vidět přes překážky jako jsou keře a podobně.
02:11
So we have two prototypes.
46
116000
2000
Máme dva prototypy.
02:13
The first version, in the back, that's STriDER I.
47
118000
3000
První verze, vzadu, to je STriDER I.
02:16
The one in front, the smaller, is STriDER II.
48
121000
2000
Ten vepředu, ten menší, je STriDER II.
02:18
The problem that we had with STriDER I is
49
123000
2000
Problém, který jsme měli se STriDERem I, byl,
02:20
it was just too heavy in the body. We had so many motors,
50
125000
3000
že měl příliš těžký trup. Měli jsme příliš mnoho motorů,
02:23
you know, aligning the joints, and those kinds of things.
51
128000
2000
víte, pro vyrovnávání kloubů a podobně.
02:25
So, we decided to synthesize a mechanical mechanism
52
130000
4000
A tak jsme se rozhodli spojit pohyblivý mechanismus tak,
02:29
so we could get rid of all the motors, and with a single motor
53
134000
3000
abychom se vyhnuli všem těmto motorům, a tak jen s jedním motorem
02:32
we can coordinate all the motions.
54
137000
2000
mohli koordinovat všechny pohyby.
02:34
It's a mechanical solution to a problem, instead of using mechatronics.
55
139000
3000
Je to mechanické řešení problému namísto mechatronického.
02:37
So, with this now the top body is light enough. So, it's walking in our lab;
56
142000
3000
Díky tomuto je nyní trup dostatečně lehký. Takže chodí v naší laboratoři.
02:40
this was the very first successful step.
57
145000
3000
Toto byl úplně první úspěšný krok.
02:43
It's still not perfected -- its coffee falls down --
58
148000
2000
Stále není úplně vyladěný, stále ještě padá,
02:45
so we still have a lot of work to do.
59
150000
3000
takže stále s ním máme dost práce.
02:48
The second robot I want to talk about is called IMPASS.
60
153000
3000
Druhým robotem, o kterém chci povídat, je IMPASS.
02:51
It stands for Intelligent Mobility Platform with Actuated Spoke System.
61
156000
4000
Je to anglická zkratka pro Inteligentní Mobilní Platforma se Systémem Pohyblivých Špic.
02:55
So, it's a wheel-leg hybrid robot.
62
160000
3000
Je to robot, který kombinuje kola a nohy.
02:58
So, think of a rimless wheel
63
163000
2000
Představte si kolo bez ráfku,
03:00
or a spoke wheel,
64
165000
2000
jen samotné špice na středové ose,
03:02
but the spokes individually move in and out of the hub;
65
167000
3000
ale špice se pohybují samostatně dovnitř a ven ve středové ose,
03:05
so, it's a wheel-leg hybrid.
66
170000
2000
takže jde o kombinaci kola a nohou.
03:07
We are literally re-inventing the wheel here.
67
172000
2000
Zde doslova znovu vynalézáme kolo.
03:09
Let me demonstrate how it works.
68
174000
3000
Dovolte mi demonstrovat, jak pracuje.
03:12
So, in this video we're using an approach
69
177000
2000
V tomto videu používáme přístup
03:14
called the reactive approach.
70
179000
2000
zvaný reaktivní přístup.
03:16
Just simply using the tactile sensors on the feet,
71
181000
3000
Jednoduše používá dotykové senzory na noze,
03:19
it's trying to walk over a changing terrain,
72
184000
2000
snaží se jít přes měnící se terén,
03:21
a soft terrain where it pushes down and changes.
73
186000
3000
měkký terén, který se mění, když na něj zatlačí.
03:24
And just by the tactile information,
74
189000
2000
A čistě jen díky dotykové informaci
03:26
it successfully crosses over these type of terrain.
75
191000
3000
úspěšně přejde přes tento typ terénu.
03:29
But, when it encounters a very extreme terrain,
76
194000
4000
Ale když narazí na velmi extrémní terén,
03:33
in this case, this obstacle is more than three times
77
198000
3000
jako v tomto případě, kdy je překážka více než třikrát vyšší
03:36
the height of the robot,
78
201000
2000
než robot,
03:38
Then it switches to a deliberate mode,
79
203000
2000
pak se přepne do obezřetného módu,
03:40
where it uses a laser range finder,
80
205000
2000
ve kterém používá laserový dálkoměr
03:42
and camera systems, to identify the obstacle and the size,
81
207000
2000
a kamerové systémy, aby poznal překážku a její velikost,
03:44
and it plans, carefully plans the motion of the spokes
82
209000
3000
a naplánoval, pečlivě naplánoval pohyb špic
03:47
and coordinates it so that it can show this
83
212000
2000
jejich koordinaci, takže díky tomu může předvádět
03:49
kind of very very impressive mobility.
84
214000
2000
tento druh velice velice působivé mobility.
03:51
You probably haven't seen anything like this out there.
85
216000
2000
Pravděpodobně jste neviděli nic podobného.
03:53
This is a very high mobility robot
86
218000
3000
Toto je vysoce mobilní robot,
03:56
that we developed called IMPASS.
87
221000
3000
kterého jsme vyvinuli, jmenuje se IMPASS.
03:59
Ah, isn't that cool?
88
224000
2000
No není skvělý?
04:01
When you drive your car,
89
226000
3000
Když řídíte auto,
04:04
when you steer your car, you use a method
90
229000
2000
když zatáčíte, používáte metodu
04:06
called Ackermann steering.
91
231000
2000
zvanou Ackermannovo řízení.
04:08
The front wheels rotate like this.
92
233000
2000
Přední kola se otáčejí takhle.
04:10
For most small wheeled robots,
93
235000
3000
Pro většinu malých kolových robotů
04:13
they use a method called differential steering
94
238000
2000
se používá metoda zvaná diferenciální řízení,
04:15
where the left and right wheel turns the opposite direction.
95
240000
3000
kde se levé a pravé kolo točí opačným směrem.
04:18
For IMPASS, we can do many, many different types of motion.
96
243000
3000
IMPASS se dokáže pohybovat různými typy pohybů.
04:21
For example, in this case, even though the left and right wheel is connected
97
246000
3000
Například, v tomto případě, i když levé a pravé kolo je spojeno
04:24
with a single axle rotating at the same angle of velocity.
98
249000
2000
jednou osou a otáčejí se stejnou úhlovou rychlostí,
04:26
We just simply change the length of the spoke.
99
251000
3000
jednoduše jenom změníme délku špice.
04:29
It affects the diameter and then can turn to the left, turn to the right.
100
254000
2000
To ovlivní průměr a pak může zatočit doleva, či doprava.
04:31
So, these are just some examples of the neat things
101
256000
2000
Takže toto jsou jen nějaké příklady věcí,
04:33
that we can do with IMPASS.
102
258000
3000
které můžeme s IMPASSem dělat.
04:36
This robot is called CLIMBeR:
103
261000
2000
Tento robot se jmenuje CLIMBeR:
04:38
Cable-suspended Limbed Intelligent Matching Behavior Robot.
104
263000
3000
anglická zkratka pro Lanově Zavěšený Robot Inteligentně Pohybující Končetinami.
04:41
So, I've been talking to a lot of NASA JPL scientists --
105
266000
3000
Mluvil jsem s mnoha vědci z NASA JPL (Laboratoř proudového pohonu)
04:44
at JPL they are famous for the Mars rovers --
106
269000
2000
-- JPL je známé především díky vozítkám pro Mars --
04:46
and the scientists, geologists always tell me
107
271000
2000
a vědci, geologové mi vždy říkají,
04:48
that the real interesting science,
108
273000
3000
že opravdu vědecky zajímavé,
04:51
the science-rich sites, are always at the cliffs.
109
276000
3000
pro vědu nejzajímavější místa, jsou vždy útesy.
04:54
But the current rovers cannot get there.
110
279000
2000
Ale současná vozítka se tam nedostanou.
04:56
So, inspired by that we wanted to build a robot
111
281000
2000
Takže inspirováni touto potřebou jsme chtěli postavit robota,
04:58
that can climb a structured cliff environment.
112
283000
3000
který dokáže šplhat po komplikovaných prostředích útesů.
05:01
So, this is CLIMBeR.
113
286000
2000
Tedy toto je CLIMBeR.
05:03
So, what it does, it has three legs. It's probably difficult to see,
114
288000
2000
Jak tedy pracuje, když má tři nohy. Jde to patrně špatně vidět,
05:05
but it has a winch and a cable at the top --
115
290000
3000
ale má nahoře naviják a lanko --
05:08
and it tries to figure out the best place to put its foot.
116
293000
2000
a snaží se najít nejlepší místo, kam umístit nohu.
05:10
And then once it figures that out
117
295000
2000
A pak, když na to přijde,
05:12
in real time, it calculates the force distribution:
118
297000
3000
v reálném čase vypočítá rozložení sil:
05:15
how much force it needs to exert to the surface
119
300000
3000
kolik síly potřebuje na povrch vyvíjet,
05:18
so it doesn't tip and doesn't slip.
120
303000
2000
aby neuklouzl.
05:20
Once it stabilizes that, it lifts a foot,
121
305000
2000
Jakmile toto vyřeší, zvedne nohu,
05:22
and then with the winch it can climb up these kinds of thing.
122
307000
4000
a pak díky navijáku může šplhat po podobných místech.
05:26
Also for search and rescue applications as well.
123
311000
2000
Rovněž je vhodný jako robot pro pátrací a záchranné akce.
05:28
Five years ago I actually worked at NASA JPL
124
313000
2000
Před pěti lety jsem pracoval v Laboratoři proudového pohonu (NASA JPL)
05:30
during the summer as a faculty fellow.
125
315000
2000
během léta jako výzkumník na fakultě.
05:32
And they already had a six legged robot called LEMUR.
126
317000
4000
Měli už šestinohého robota jménem LEMUR.
05:36
So, this is actually based on that. This robot is called MARS:
127
321000
3000
Tento z něj vychází. Tento robot je nazvaný MARS:
05:39
Multi-Appendage Robotic System. So, it's a hexapod robot.
128
324000
3000
MnohaKončetinový Robotický Systém. Je to šestinohý robot.
05:42
We developed our adaptive gait planner.
129
327000
2000
Vyvinuli jsme přizpůsobivý plánovač chůze.
05:44
We actually have a very interesting payload on there.
130
329000
2000
Tady na něm máme velice zajímavý náklad.
05:46
The students like to have fun. And here you can see that it's
131
331000
2000
Studenti mají rádi legraci. A tady můžete vidět,
05:48
walking over unstructured terrain.
132
333000
3000
že se pohybuje přes neupravený terén.
05:51
It's trying to walk on the coarse terrain,
133
336000
2000
Snaží se jít přes hrbolatý terén,
05:53
sandy area,
134
338000
2000
písečnou oblast,
05:55
but depending on the moisture content or the grain size of the sand
135
340000
5000
ale v závislosti na vlhkosti a zrnitosti písku
06:00
the foot's soil sinkage model changes.
136
345000
2000
se mu boří nohy do písku.
06:02
So, it tries to adapt its gait to successfully cross over these kind of things.
137
347000
4000
A tak se snaží přizpůsobit chůzi, aby úspěšně prošel.
06:06
And also, it does some fun stuff, as can imagine.
138
351000
2000
A jak si dovedete představit, provádí přitom legrační věci.
06:08
We get so many visitors visiting our lab.
139
353000
3000
Naši laboratoř navštěvuje mnoho návštěvníků.
06:11
So, when the visitors come, MARS walks up to the computer,
140
356000
2000
A když nějaký návštěvník přijde, MARS vyleze k počítači
06:13
starts typing "Hello, my name is MARS."
141
358000
2000
a začne psát: "Ahoj, mé jméno je MARS.
06:15
Welcome to RoMeLa,
142
360000
2000
Vítejte v RoMeLa,
06:17
the Robotics Mechanisms Laboratory at Virginia Tech.
143
362000
4000
Laboratoři Robotických Mechanismů na Virginia Tech.“
06:21
This robot is an amoeba robot.
144
366000
2000
Toto je robot měňavka.
06:23
Now, we don't have enough time to go into technical details,
145
368000
3000
Nemáme teď čas, abychom šli do technických podrobností,
06:26
I'll just show you some of the experiments.
146
371000
2000
takže vám jen ukáži nějaké experimenty.
06:28
So, this is some of the early feasibility experiments.
147
373000
2000
Toto je jeden z prvních provedených experimentů.
06:30
We store potential energy to the elastic skin to make it move.
148
375000
4000
Uložili jsme potenciální energii do elastické kůže, aby se mohl pohybovat.
06:34
Or use an active tension cords to make it move
149
379000
2000
Nebo používáme pružiny pro pohyb
06:36
forward and backward. It's called ChIMERA.
150
381000
3000
dopředu a dozadu. Jmenuje se ChIMERA.
06:39
We also have been working with some scientists
151
384000
2000
Rovněž jsme pracovali s pár vědci
06:41
and engineers from UPenn
152
386000
2000
a inženýry z Pennsylvánské univerzity,
06:43
to come up with a chemically actuated version
153
388000
2000
se kterými jsme dospěli k chemicky poháněné verzi
06:45
of this amoeba robot.
154
390000
2000
tohoto měňavkovitého robota.
06:47
We do something to something
155
392000
2000
Něco uděláme
06:49
And just like magic, it moves. The blob.
156
394000
6000
a skoro jako zázrakem se pohne. Sliz.
06:55
This robot is a very recent project. It's called RAPHaEL.
157
400000
2000
Tento robot je velmi nedávný projekt. Jmenuje se RAPHaEL.
06:57
Robotic Air Powered Hand with Elastic Ligaments.
158
402000
3000
Robotická Vzduchem Poháněná Ruka s Elastickými Vazy.
07:00
There are a lot of really neat, very good robotic hands out there in the market.
159
405000
4000
Na trhu existuje mnoho opravdu povedených a velmi dobrých robotických ruk.
07:04
The problem is they're just too expensive, tens of thousands of dollars.
160
409000
4000
Problémem je, že jsou příliš drahé, desítky tisíc dolarů.
07:08
So, for prosthesis applications it's probably not too practical,
161
413000
2000
Pro protetické použití to pravděpodobně příliš praktické není,
07:10
because it's not affordable.
162
415000
2000
protože nejsou dostupné.
07:12
We wanted to go tackle this problem in a very different direction.
163
417000
4000
Snažili jsme se tento problém vyřešit velmi odlišným způsobem.
07:16
Instead of using electrical motors, electromechanical actuators,
164
421000
3000
Namísto použití elektrických motorů a elektromechanických ovladačů,
07:19
we're using compressed air.
165
424000
2000
jsme užili stlačený vzduch.
07:21
We developed these novel actuators for joints.
166
426000
2000
Vyvinuli jsme nové ovladače kloubů.
07:23
It is compliant. You can actually change the force,
167
428000
3000
Jsou vyhovující. Můžete měnit sílu
07:26
simply just changing the air pressure.
168
431000
2000
jednoduše změnou tlaku vzduchu.
07:28
And it can actually crush an empty soda can.
169
433000
2000
Dovede zmačkat prázdnou plechovku limonády.
07:30
It can pick up very delicate objects like a raw egg,
170
435000
3000
Dovede zvednout velmi křehké objekty, jako syrové vajíčko,
07:33
or in this case, a lightbulb.
171
438000
3000
či v tomto případě žárovku.
07:36
The best part, it took only $200 dollars to make the first prototype.
172
441000
4000
A to nejlepší na něm je, že postavení prototypu stálo pouze 200 dolarů.
07:40
This robot is actually a family of snake robots
173
445000
3000
Tento robot je z rodiny hadovitých robotů,
07:43
that we call HyDRAS,
174
448000
2000
nazýváme ho HyDRAS.
07:45
Hyper Degrees-of-freedom Robotic Articulated Serpentine.
175
450000
2000
Znamená to: Robotická Kloubová Stočenina s Vysokým Stupněm volnosti.
07:47
This is a robot that can climb structures.
176
452000
3000
Jde o robota, který dovede šplhat.
07:50
This is a HyDRAS's arm.
177
455000
2000
Toto je ruka HyDRASu.
07:52
It's a 12 degrees of freedom robotic arm.
178
457000
2000
Je to robotická ruka s 12 stupni volnosti.
07:54
But the cool part is the user interface.
179
459000
2000
Ale ta skvělá část je uživatelské rozhraní.
07:56
The cable over there, that's an optical fiber.
180
461000
3000
Tento kabel je optické vlákno.
07:59
And this student, probably the first time using it,
181
464000
2000
A tato studentka, používá to zřejmě poprvé,
08:01
but she can articulate it many different ways.
182
466000
2000
ale dovede tím pohybovat mnoha různými způsoby.
08:03
So, for example in Iraq, you know, the war zone,
183
468000
3000
Takže na příklad v Iráku, jak víte, válečné zóně,
08:06
there is roadside bombs. Currently you send these
184
471000
2000
jsou výbušniny na cestách. V současnosti se používají
08:08
remotely controlled vehicles that are armed.
185
473000
3000
k jejich zneškodnění dálkově ovládaná vozidla s rukama.
08:11
It takes really a lot of time and it's expensive
186
476000
2000
Zabere to opravdu hodně času a zároveň je drahé
08:13
to train the operator to operate this complex arm.
187
478000
4000
vyškolit operátora k ovládání složité ruky.
08:17
In this case it's very intuitive;
188
482000
2000
V našem případě je to velice intuitivní.
08:19
this student, probably his first time using it, doing very complex manipulation tasks,
189
484000
4000
Tento student, i když ji pravděpodobně používá poprvé, dělá velmi složité manipulační úkony,
08:23
picking up objects and doing manipulation,
190
488000
2000
zvedá předměty a manipuluje s nimi,
08:25
just like that. Very intuitive.
191
490000
3000
jak vidíte. Velmi intuitivní.
08:30
Now, this robot is currently our star robot.
192
495000
2000
A nyní, toto je v současnosti náš vlajkový robot.
08:32
We actually have a fan club for the robot, DARwIn:
193
497000
3000
Máme dokonce fan klub tohoto robota. DARwIn:
08:35
Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence.
194
500000
3000
Dynamický Antropomorfní Robot s Inteligencí.
08:38
As you know, we are very interested in
195
503000
2000
Jak víte, velice se zajímáme
08:40
humanoid robot, human walking,
196
505000
2000
o humanoidní roboty, lidskou chůzi,
08:42
so we decided to build a small humanoid robot.
197
507000
2000
a tak jsme se rozhodli postavit malého humanoidního robota.
08:44
This was in 2004; at that time,
198
509000
2000
Bylo to v roce 2004.
08:46
this was something really, really revolutionary.
199
511000
2000
Tehdy to bylo něco opravdu revolučního.
08:48
This was more of a feasibility study:
200
513000
2000
Byla to spíše studie o proveditelnosti:
08:50
What kind of motors should we use?
201
515000
2000
Jaké typy motorů bychom měli použít?
08:52
Is it even possible? What kinds of controls should we do?
202
517000
2000
Je to vůbec možné? Jaké druhy ovládání použít?
08:54
So, this does not have any sensors.
203
519000
2000
Tento nemá žádné senzory.
08:56
So, it's an open loop control.
204
521000
2000
Je to robot bez zpětné vazby.
08:58
For those who probably know, if you don't have any sensors
205
523000
2000
Pro ty, kteří možná ví, pokud nemáte žádné senzory
09:00
and there are any disturbances, you know what happens.
206
525000
2000
a v okolí jsou nějaké překážky, víte, co se stane.
09:05
(Laughter)
207
530000
1000
(Smích)
09:06
So, based on that success, the following year
208
531000
2000
Po tomto úspěchu jsme následující rok
09:08
we did the proper mechanical design
209
533000
3000
udělali vlastní mechanický návrh
09:11
starting from kinematics.
210
536000
2000
začínající kinematikou.
09:13
And thus, DARwIn I was born in 2005.
211
538000
2000
A tak se v roce 2005 narodil DARwIn I.
09:15
It stands up, it walks -- very impressive.
212
540000
2000
Postaví se, chodí -- velmi působivé.
09:17
However, still, as you can see,
213
542000
2000
Avšak stále, jak můžete vidět,
09:19
it has a cord, umbilical cord. So, we're still using an external power source
214
544000
4000
má kabel, pupeční šňůru. Stále používáme externí pohonný zdroj
09:23
and external computation.
215
548000
2000
a externí výpočty.
09:25
So, in 2006, now it's really time to have fun.
216
550000
4000
V roce 2006 byl čas na trochu zábavy.
09:29
Let's give it intelligence. We give it all the computing power it needs:
217
554000
3000
Dejme mu inteligenci. Dáme mu všechnu výpočetní sílu, kterou potřebuje:
09:32
a 1.5 gigahertz Pentium M chip,
218
557000
2000
1, 5 GHz Pentium M mikroprocesor,
09:34
two FireWire cameras, rate gyros, accelerometers,
219
559000
2000
dvě Fire Wire kamery, gyroskopy, akcelerometry,
09:36
four force sensors on the foot, lithium polymer batteries.
220
561000
3000
čtyři senzory sil na nohou, lithium-polymerové baterie.
09:39
And now DARwIn II is completely autonomous.
221
564000
4000
A DARwIn II je kompletně samostatný.
09:43
It is not remote controlled.
222
568000
2000
Není dálkově ovládaný.
09:45
There are no tethers. It looks around, searches for the ball,
223
570000
3000
Není na žádných řetězech. Rozhlíží se kolem sebe, hledá míč,
09:48
looks around, searches for the ball, and it tries to play a game of soccer,
224
573000
3000
rozhlíží se, hledá míč, a snaží se hrát fotbal.
09:51
autonomously: artificial intelligence.
225
576000
3000
Samostatně: umělá inteligence.
09:54
Let's see how it does. This was our very first trial,
226
579000
3000
Podívejme se, jak to dělá. Tohle byl úplně první pokus.
09:57
and... Spectators (Video): Goal!
227
582000
5000
A ... Diváci (Video): Gól!
10:03
Dennis Hong: So, there is actually a competition called RoboCup.
228
588000
3000
Dennis Hong: Existuje soutěž jménem RoboCup.
10:06
I don't know how many of you have heard about RoboCup.
229
591000
2000
Nevím, kolik z vás o ní slyšelo.
10:08
It's an international autonomous robot soccer competition.
230
593000
5000
Je to mezinárodní soutěž autonomních robotů ve fotbale.
10:13
And the goal of RoboCup, the actual goal is,
231
598000
3000
A cíl RoboCupu, skutečný cíl je,
10:16
by the year 2050
232
601000
2000
abychom v roce 2050
10:18
we want to have full size, autonomous humanoid robots
233
603000
3000
měli autonomní humanoidní roboty ve velikosti člověka,
10:21
play soccer against the human World Cup champions
234
606000
4000
kteří budou hrát Mistrovství světa ve fotbale proti lidem,
10:25
and win.
235
610000
2000
a vyhrají.
10:27
It's a true actual goal. It's a very ambitious goal,
236
612000
2000
Je to opravdu skutečný cíl. Je to velice ambiciózní cíl,
10:29
but we truly believe that we can do it.
237
614000
2000
ale věříme, že to dokážeme.
10:31
So, this is last year in China.
238
616000
3000
Tohle je loňský ročník v Číně.
10:34
We were the very first team in the United States that qualified
239
619000
2000
Byli jsme úplně první tým ze Spojených států, který se kvalifikoval
10:36
in the humanoid RoboCup competition.
240
621000
2000
v soutěži RoboCup humanoidních robotů.
10:38
This is this year in Austria.
241
623000
3000
Tento rok se soutěž koná v Rakousku.
10:41
You're going to see the action, three against three,
242
626000
2000
Tady máte možnost vidět hru, tři proti třem,
10:43
completely autonomous.
243
628000
2000
zcela samostatně.
10:45
There you go. Yes!
244
630000
2000
Hrají. Ano!
10:48
The robots track and they
245
633000
2000
Roboti hru sledují a týmově
10:50
team play amongst themselves.
246
635000
3000
hrají proti sobě.
10:53
It's very impressive. It's really a research event
247
638000
2000
Je to velice působivé. A ve skutečnosti to je výzkum
10:55
packaged in a more exciting competition event.
248
640000
4000
zabalený v mnohem více vzrušujícím soutěžním utkání.
10:59
What you see over here, this is the beautiful
249
644000
2000
Tady vidíte krásný
11:01
Louis Vuitton Cup trophy.
250
646000
2000
pohár Louis Vuitton Cup.
11:03
So, this is for the best humanoid,
251
648000
2000
Je pro nejlepšího humanoida,
11:05
and we would like to bring this for the very first time, to the United States
252
650000
2000
a my bychom jej velice rádi poprvé přivezli do Spojených států
11:07
next year, so wish us luck.
253
652000
2000
příští rok, tak nám držte palce.
11:09
(Applause)
254
654000
2000
(Potlesk)
11:11
Thank you.
255
656000
3000
Děkuji.
11:14
DARwIn also has a lot of other talents.
256
659000
2000
DARwIn má rovněž hodně jiných dovedností.
11:16
Last year it actually conducted the Roanoke Symphony Orchestra
257
661000
3000
V loňském roce dirigoval Symfonický orchestr Roanoke
11:19
for the holiday concert.
258
664000
3000
během prázdninových koncertů.
11:22
This is the next generation robot, DARwIn IV,
259
667000
3000
Toto je další generace robota, DARwIn IV,
11:25
but smarter, faster, stronger.
260
670000
3000
je chytřejší, rychlejší, silnější.
11:28
And it's trying to show off its ability:
261
673000
2000
A snaží se předvést své schopnosti:
11:30
"I'm macho, I'm strong.
262
675000
3000
"Jsem frajer, jsem silný.
11:33
I can also do some Jackie Chan-motion,
263
678000
3000
Dovedu provádět pohyby jako Jackie Chan,
11:36
martial art movements."
264
681000
3000
pohyby z bojových umění."
11:39
(Laughter)
265
684000
2000
(Smích)
11:41
And it walks away. So, this is DARwIn IV.
266
686000
2000
A teď odchází. Takže toto je DARwIn IV.
11:43
And again, you'll be able to see it in the lobby.
267
688000
2000
Opět jej budete moci vidět v hale.
11:45
We truly believe this is going to be the very first running
268
690000
2000
Plně věříme, že bude úplně prvním běhajícím
11:47
humanoid robot in the United States. So, stay tuned.
269
692000
3000
humanoidním robotem ve Spojených státech. Takže se můžete těšit.
11:50
All right. So I showed you some of our exciting robots at work.
270
695000
3000
Dobře. Takže jsem vám ukázal některé z našich úžasných robotů v praxi.
11:53
So, what is the secret of our success?
271
698000
3000
Takže co je tajemstvím našeho úspěchu?
11:56
Where do we come up with these ideas?
272
701000
2000
Odkud jsme přišli k těmto nápadům?
11:58
How do we develop these kinds of ideas?
273
703000
2000
Jak rozvíjíme tyto druhy nápadů?
12:00
We have a fully autonomous vehicle
274
705000
2000
Máme plně autonomní vozidlo,
12:02
that can drive into urban environments. We won a half a million dollars
275
707000
2000
které dovede jezdit v městských prostředích. Vyhráli jsme půl milionu dolarů
12:04
in the DARPA Urban Challenge.
276
709000
2000
v DARPA Urban Challenge.
12:06
We also have the world's very first
277
711000
2000
Rovněž máme světově první vozidlo,
12:08
vehicle that can be driven by the blind.
278
713000
2000
které mohou řídit slepí.
12:10
We call it the Blind Driver Challenge, very exciting.
279
715000
2000
Nazýváme jej Blind Driver Challenge, je to hodně vzrušující.
12:12
And many, many other robotics projects I want to talk about.
280
717000
4000
A mnoho mnoho dalších robotických projektů, o kterých chci mluvit.
12:16
These are just the awards that we won in 2007 fall
281
721000
2000
Tohle jsou ceny, které jsme získali na podzim 2007
12:18
from robotics competitions and those kinds of things.
282
723000
3000
na soutěžích v robotice a podobných záležitostech.
12:21
So, really, we have five secrets.
283
726000
2000
Ve skutečnosti máme pět tajemství.
12:23
First is: Where do we get inspiration?
284
728000
2000
První je: Kde získáváme inspiraci?
12:25
Where do we get this spark of imagination?
285
730000
2000
Kde získáváme tyto záblesky představ?
12:27
This is a true story, my personal story.
286
732000
3000
Toto je pravdivý příběh, můj osobní příběh.
12:30
At night when I go to bed, 3 - 4 a.m. in the morning,
287
735000
2000
V noci, když jdu spát, kolem třetí či čtvrté hodiny ráno,
12:32
I lie down, close my eyes, and I see these lines and circles
288
737000
3000
lehnu si, zavřu oči a kolem mě se prohánějí křivky a kruhy
12:35
and different shapes floating around.
289
740000
2000
a nejrůznější tvary.
12:37
And they assemble, and they form these kinds of mechanisms.
290
742000
3000
A ty se skládají, čímž utváří tyhle druhy mechanismů.
12:40
And then I think, "Ah this is cool."
291
745000
2000
A tuhle si pomyslím: "Tohle je skvělé!“
12:42
So, right next to my bed I keep a notebook,
292
747000
2000
A tak vedle postele mám sešit
12:44
a journal, with a special pen that has a light on it, LED light,
293
749000
3000
se speciálním perem, které má zabudované světlo, LED diodu,
12:47
because I don't want to turn on the light and wake up my wife.
294
752000
2000
protože nechci zapínat světlo, abych nevzbudil manželku.
12:49
So, I see this, scribble everything down, draw things,
295
754000
2000
Takže, vše, co mě napadne, si načmárám, nakreslím,
12:51
and I go to bed.
296
756000
2000
pak jdu spát.
12:53
Every day in the morning,
297
758000
2000
Každý den ráno
12:55
the first thing I do before my first cup of coffee,
298
760000
2000
první věc, kterou udělám předtím, než si dám šálek kávy
12:57
before I brush my teeth, I open my notebook.
299
762000
2000
a než si vyčistím zuby, je, že otevřu svůj sešit.
12:59
Many times it's empty,
300
764000
2000
Častokrát je prázdný,
13:01
sometimes I have something there -- if something's there, sometimes it's junk --
301
766000
2000
občas v něm něco mám -- pokud v něm něco je, občas to je brak --
13:03
but most of the time I can't even read my handwriting.
302
768000
3000
ale nejčastěji se stává, že to po sobě nedokážu přečíst.
13:06
And so, 4 am in the morning, what do you expect, right?
303
771000
3000
Ale tak co byste čekali ve čtyři ráno, že?
13:09
So, I need to decipher what I wrote.
304
774000
2000
A tak potřebuji rozluštit, co jsem si zapsal.
13:11
But sometimes I see this ingenious idea in there,
305
776000
3000
Ale občas v tom vidím geniální nápad,
13:14
and I have this eureka moment.
306
779000
2000
a tak mám přesně ten heuréka okamžik.
13:16
I directly run to my home office, sit at my computer,
307
781000
2000
Utíkám přímo do své domácí kanceláře posadit se před počítač,
13:18
I type in the ideas, I sketch things out
308
783000
2000
procházím myšlenkami, načrtávám nápady
13:20
and I keep a database of ideas.
309
785000
3000
a ukládám je do databáze nápadů.
13:23
So, when we have these calls for proposals,
310
788000
2000
Tak když máme výzvy k předkládání návrhů,
13:25
I try to find a match between my
311
790000
2000
snažím se nalézt spojitost mezi
13:27
potential ideas
312
792000
2000
svými nápady
13:29
and the problem. If there is a match we write a research proposal,
313
794000
2000
a problémem. Je-li shoda, vypíšeme návrh na výzkumný projekt,
13:31
get the research funding in, and that's how we start our research programs.
314
796000
4000
dostaneme financování výzkumu, a tak začneme náš výzkumný program.
13:35
But just a spark of imagination is not good enough.
315
800000
3000
Ale jen záblesk nápadu nestačí.
13:38
How do we develop these kinds of ideas?
316
803000
2000
Jak rozvíjíme tyto druhy nápadů?
13:40
At our lab RoMeLa, the Robotics and Mechanisms Laboratory,
317
805000
3000
V naší laboratoři RoMeLa, Laboratoři Robotických Mechanismů,
13:43
we have these fantastic brainstorming sessions.
318
808000
3000
máme úžasná brainstormingová setkání.
13:46
So, we gather around, we discuss about problems
319
811000
2000
Sejdeme se, diskutujeme o problémech
13:48
and social problems and talk about it.
320
813000
2000
a společenských problémech a mluvíme o tom všem.
13:50
But before we start we set this golden rule.
321
815000
3000
Ale předtím než začneme, ustanovíme zlaté pravidlo.
13:53
The rule is:
322
818000
2000
Pravidlo zní:
13:55
Nobody criticizes anybody's ideas.
323
820000
3000
Nikdo nekritizuje nápady druhých.
13:58
Nobody criticizes any opinion.
324
823000
2000
Nikdo nekritizuje ničí názor.
14:00
This is important, because many times students, they fear
325
825000
2000
Toto je důležité, protože mnohokrát mají studenti strach,
14:02
or they feel uncomfortable how others might think
326
827000
3000
anebo jim není příjemné to, jak budou o jejich názorech a myšlenkách
14:05
about their opinions and thoughts.
327
830000
2000
přemýšlet jiní.
14:07
So, once you do this, it is amazing
328
832000
2000
Když to jednou uděláte, je fascinující,
14:09
how the students open up.
329
834000
2000
jak se studenti rozhovoří.
14:11
They have these wacky, cool, crazy, brilliant ideas, and
330
836000
3000
Mají bláznivé, úžasné, střelené, hluboké myšlenky,
14:14
the whole room is just electrified with creative energy.
331
839000
3000
a celá místnost je tak elektrizována kreativní energií.
14:17
And this is how we develop our ideas.
332
842000
3000
A takto my rozvíjíme své nápady.
14:20
Well, we're running out of time. One more thing I want to talk about is,
333
845000
3000
Nuže, už nám dochází čas. Ještě jedna věc, o které chci mluvit, je,
14:23
you know, just a spark of idea and development is not good enough.
334
848000
4000
víte, že pouhý záblesk nápadu a jeho rozvoj nestačí.
14:27
There was a great TED moment,
335
852000
2000
Byl zde na TED úžasný moment,
14:29
I think it was Sir Ken Robinson, was it?
336
854000
3000
myslím, že to byl pan Ken Robinson.
14:32
He gave a talk about how education
337
857000
2000
Mluvil o tom, jak vzdělání
14:34
and school kills creativity.
338
859000
2000
a škola zabíjejí kreativitu.
14:36
Well, actually, there are two sides to the story.
339
861000
3000
Nuže, ve skutečnosti jsou zde dvě strany této mince.
14:39
So, there is only so much one can do
340
864000
3000
Nelze všechno udělat jen
14:42
with just ingenious ideas
341
867000
2000
s geniálním nápadem,
14:44
and creativity and good engineering intuition.
342
869000
3000
kreativitou a dobrou inženýrskou intuicí.
14:47
If you want to go beyond a tinkering,
343
872000
2000
Jestliže chcete jít dál za pouhé bastlení,
14:49
if you want to go beyond a hobby of robotics
344
874000
2000
jestliže chcete jít za zálibu v robotice,
14:51
and really tackle the grand challenges of robotics
345
876000
3000
a skutečně se utkat s těmi největšími výzvami robotiky
14:54
through rigorous research
346
879000
2000
prostřednictvím přísného výzkumu,
14:56
we need more than that. This is where school comes in.
347
881000
3000
pak potřebujeme více než toto. A to je místem, kde přichází škola ke slovu.
14:59
Batman, fighting against bad guys,
348
884000
3000
Batman, který bojuje proti zločincům,
15:02
he has his utility belt, he has his grappling hook,
349
887000
2000
má svůj úžasný opasek s nástroji, má záchytný hák,
15:04
he has all different kinds of gadgets.
350
889000
2000
má nejrůznější typy vychytávek.
15:06
For us roboticists, engineers and scientists,
351
891000
2000
Pro nás robotiky, inženýry a vědce
15:08
these tools, these are the courses and classes you take in class.
352
893000
5000
jsou tyto věci zadáními, kterými se zabýváme v našich kurzech na školách.
15:13
Math, differential equations.
353
898000
2000
Matematika, diferenciální rovnice.
15:15
I have linear algebra, science, physics,
354
900000
2000
Mám lineární algebru, vědu, fyziku,
15:17
even nowadays, chemistry and biology, as you've seen.
355
902000
3000
v současnosti i chemii a biologii, jak jste sami viděli.
15:20
These are all the tools that we need.
356
905000
2000
Tohle všechno jsou nástroje, které potřebujeme.
15:22
So, the more tools you have, for Batman,
357
907000
2000
Takže čím více věcí Batman má,
15:24
more effective at fighting the bad guys,
358
909000
2000
tím efektivnější je jeho boj se zločinci,
15:26
for us, more tools to attack these kinds of big problems.
359
911000
4000
tak i pro nás, více nástrojů slouží k lepšímu boji s těžkými problémy.
15:30
So, education is very important.
360
915000
3000
Takže vzdělání je velice důležité.
15:33
Also, it's not about that,
361
918000
2000
Ale není to o tomto,
15:35
only about that. You also have to work really, really hard.
362
920000
2000
jenom o tomto. Musíte také pracovat opravdu, ale opravdu tvrdě.
15:37
So, I always tell my students,
363
922000
2000
A tak vždy svým studentům říkám:
15:39
"Work smart, then work hard."
364
924000
2000
"Pracuj chytře, pak pracuj tvrdě.“
15:41
This picture in the back this is 3 a.m. in the morning.
365
926000
3000
Tento obrázek vzadu byl pořízen ve 3 hodiny po půlnoci.
15:44
I guarantee if you come to your lab at 3 - 4 am
366
929000
2000
Zaručuji vám, že když přijdete do naší laboratoře mezi třetí a čtvrtou hodinou ráno,
15:46
we have students working there,
367
931000
2000
narazíte zde na pracující studenty.
15:48
not because I tell them to, but because we are having too much fun.
368
933000
3000
Nikoli proto, že bych jim to nařídil, ale proto, že nás to opravdu hodně baví.
15:51
Which leads to the last topic:
369
936000
2000
Což vede k poslednímu tématu:
15:53
Do not forget to have fun.
370
938000
2000
Nezapomínejte se bavit.
15:55
That's really the secret of our success, we're having too much fun.
371
940000
3000
Tohle je skutečným tajemstvím našeho úspěchu, užíváme si mnoho legrace.
15:58
I truly believe that highest productivity comes when you're having fun,
372
943000
3000
Opravdu jsem přesvědčen, že nejvyšší produktivita přichází, když se bavíte,
16:01
and that's what we're doing.
373
946000
2000
a to my děláme.
16:03
There you go. Thank you so much.
374
948000
2000
Tak vidíte. Mockrát vám děkuji.
16:05
(Applause)
375
950000
5000
(Potlesk)
ABOUT THE SPEAKER
Dennis Hong - RoboticistDennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering.
Why you should listen
As director of a groundbreaking robotics lab, Dennis Hong guides his team of students through projects on robot locomotion and mechanism design, creating award-winning humanoid robots like DARwIn (Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence). His team is known as RoMeLa (Robotics & Mechanisms Laboratory) and operates at Virginia Tech.
Hong has also pioneered various innovations in soft-body robots, using a “whole-skin locomotion” as inspired by amoebae. Marrying robotics with biochemistry, he has been able to generate new types of motion with these ingenious forms. For his contributions to the field, Hong was selected as a NASA Summer Faculty Fellow in 2005, given the CAREER award by the National Science Foundation in 2007 and in 2009, named as one of Popular Science's Brilliant 10. He is also a gourmet chef and a magician, performing shows for charity and lecturing on the science of magic.
Dennis Hong | Speaker | TED.com