TEDxNASA
Dennis Hong: My seven species of robot -- and how we created them
Dennis Hong: Meine sieben Arten von Robotern
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Beim TEDxNASA stellt Dennis HONG sieben preisgekrönte All-Terrain-Roboter vor – wie den humanoiden fußballspielenden DARwin und den klippenüberwindenden CLIMBeR. All diese wurden von seinem Team RoMeLa, Virginia Tech gebaut. Schauen Sie bis zum Ende zu um die fünf kreativen Geheimnisse, welche zu dem unglaublichen technischen Erfolg seines Labors führen, zu hören
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
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So, the first robot to talk about is called STriDER.
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Also, der erste Roboter über den ich sprechen will heißt STriDER.
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It stands for Self-excited
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Das steht für Selbsterregter
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Tripedal Dynamic Experimental Robot.
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Dreifüßiger Dynamischer Experimenteller Roboter.
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It's a robot that has three legs,
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Es ist ein Roboter, der drei Beine hat,
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which is inspired by nature.
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dies ist von der Natur inspiriert
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But have you seen anything in nature,
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Aber haben Sie schon einmal irgendetwas in der Natur gesehen
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an animal that has three legs?
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ein Tier gesehen, das drei Beine hat?
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Probably not. So, why do I call this
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Wahrscheinlich nicht. Also, warum ich nenne ihn dann
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a biologically inspired robot? How would it work?
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einen biologisch inspirierten Roboter? Wie könnte das funktionieren?
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But before that, let's look at pop culture.
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Aber zuerst wollen wir einen Blick auf die Popkultur werfen.
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So, you know H.G. Wells' "War of the Worlds," novel and movie.
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Sie kennen also H.G. Wells Kieg der Welten als Buch und Film.
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And what you see over here is a very popular
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Und was Sie hier sehen können ist ein sehr beliebtes
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video game,
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Videospiel
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and in this fiction they describe these alien creatures that
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In der Fiktion werden diese Außerirdischen
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are robots that have three legs that terrorize Earth.
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als dreifüßige Roboter, welche die Erde terrorisieren beschrieben.
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But my robot, STriDER, does not move like this.
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Aber mein Roboter STriDER, bewegt sich nicht auf diese Weise.
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So, this is an actual dynamic simulation animation.
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Dies ist also, eine tatsächliche dynamisch simulierte Animation.
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I'm just going to show you how the robot works.
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Ich werde ihnen nun zeigen wie der Roboter funktioniert.
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It flips its body 180 degrees
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Er dreht seinen Körper um 180 Grad.
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and it swings its leg between the two legs and catches the fall.
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Er schwingt einen Fuß zwischen den beiden andern hindurch, um den Fall abzufangen.
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So, that's how it walks. But when you look at us
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So geht er also. Aber sehen sie nur auf uns
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human being, bipedal walking,
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die Menschen, wir gehen auf zwei Füßen,
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what you're doing is you're not really using a muscle
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wir benutzen nicht wirklich unsere Muskeln
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to lift your leg and walk like a robot. Right?
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um den Fuß zu heben und wie ein Roboter zu gehen. Stimmts?
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What you're doing is you really swing your leg and catch the fall,
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Was wir tatsächlich tun, ist unseren Fuß nach vorne zu bewegen und den Fall zu abfangen,
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stand up again, swing your leg and catch the fall.
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wieder aufzustehen, den Fuß nach vorne zu bewegen und wieder den Fall zu abfangen.
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You're using your built-in dynamics, the physics of your body,
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Man bedient sich des im eigenen Körperbau eingebauten Kräftespiels,
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just like a pendulum.
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genauso wie ein Pendel.
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We call that the concept of passive dynamic locomotion.
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Wir nennen dies das Konzept der Fortbewegung durch passives Kräftespiel.
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What you're doing is, when you stand up,
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Was sie tun, wenn sie aufstehen ist,
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potential energy to kinetic energy,
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potentielle Energie umwandeln zu kinetischer Energie,
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potential energy to kinetic energy.
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potentielle Energie zu kinetischer Energie.
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It's a constantly falling process.
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Es ist ein Prozess des ständigen Fallens.
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So, even though there is nothing in nature that looks like this,
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Und obwohl es nichts in der Natur gibt, dass so aussieht wie das,
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really, we were inspired by biology
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wurden wir tatsächlich von der Biologie inspiriert.
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and applying the principles of walking
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und weil wir die Gesetzmäßigkeiten des Gehens
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to this robot. Thus it's a biologically inspired robot.
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an diesem Roboter angewendet haben, ist es ein biologisch inspirierter Roboter.
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What you see over here, this is what we want to do next.
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Was Sie hier sehen können, ist was wir als nächstes tun wollen.
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We want to fold up the legs and shoot it up for long-range motion.
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Wir wollen die Beine zusammenfalten und ihn über weite Distanzen schießen.
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And it deploys legs -- it looks almost like "Star Wars" --
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Und er verwendet die Beine, es sieht fast aus wie in Star Wars
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when it lands, it absorbs the shock and starts walking.
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um beim landen den Stoß abzufangen und er beginnt zu gehen.
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What you see over here, this yellow thing, this is not a death ray. (Laughter)
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Was sie hier sehen, dieses gelbe Ding, das ist kein Todesstrahl,
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This is just to show you that if you have cameras
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das wird nur benutzt um zu zeigen, dass wenn man Kameras hat
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or different types of sensors --
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oder andere Sensoren
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because it is tall, it's 1.8 meters tall --
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weil er hoch ist, er ist 1 Meter 80 groß,
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you can see over obstacles like bushes and those kinds of things.
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man über Hindernisse über Büsche und dererlei hinwegsehen kann.
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So we have two prototypes.
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Wir halben also zwei Prototypen.
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The first version, in the back, that's STriDER I.
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Die erste Version, die Hintere, das ist STriDER I.
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The one in front, the smaller, is STriDER II.
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Der Vordere, der kleinere, ist STriDER II.
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The problem that we had with STriDER I is
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Das Problem, welches wir mit STriDER I hatten ist,
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it was just too heavy in the body. We had so many motors,
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dass das Gehäuse einfach zu schwer war. Wir hatten zu viele Motoren,
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you know, aligning the joints, and those kinds of things.
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sie wissen schon, welche die Gelenke adjustierten und dergleichen.
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So, we decided to synthesize a mechanical mechanism
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Also entschieden wir uns einen mechanischen Mechanismus einzubauen
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so we could get rid of all the motors, and with a single motor
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mit dessen Hilfe wir und all die Motoren sparen konnten. Und mit einem einzigen Motor
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we can coordinate all the motions.
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können wir all diese Bewegungen koordinieren.
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It's a mechanical solution to a problem, instead of using mechatronics.
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Wir benutzen Mechanik, um dieses Problem zu lösen anstelle von Mechatronik.
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So, with this now the top body is light enough. So, it's walking in our lab;
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Mit dieser Anpassung ist der obere Teil des Gehäuses leicht genug um im Labor zu gehen.
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this was the very first successful step.
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Dies war der erste äußerst erfolgreiche Schritt.
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It's still not perfected -- its coffee falls down --
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Er ist noch nicht perfekt. Sein Kaffee fällt hinunter,
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so we still have a lot of work to do.
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wir haben als noch eine Menge Arbeit vor uns
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The second robot I want to talk about is called IMPASS.
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Der zweite Roboter über den ich sprechen möchte heißt IMPASS.
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It stands for Intelligent Mobility Platform with Actuated Spoke System.
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Das steht für Intelligentes Mobiles Plattform System mit Beweglichen Speichen.
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So, it's a wheel-leg hybrid robot.
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Es ist also ein Rad-Fuß-Hybrid-Roboter.
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So, think of a rimless wheel
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Denken Sie an ein felgenloses Rad
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or a spoke wheel,
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oder ein Speichenrad
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but the spokes individually move in and out of the hub;
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167000
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Aber die Speichen bewegen sich unabhängig voneinander in und aus der Radnabe
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so, it's a wheel-leg hybrid.
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Er ist also ein Rad-Fuß-Hybrid.
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We are literally re-inventing the wheel here.
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Wir erfinden hier tatsächlich das Rad neu.
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Let me demonstrate how it works.
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Ich werde ihnen zeigen wie er funktioniert.
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So, in this video we're using an approach
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Also, in diesem Video zeigen wir eine Methode,
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called the reactive approach.
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die reaktives Verfahren genannt wird.
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Just simply using the tactile sensors on the feet,
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Lediglich die Berührungssensoren an den Füßen benutzend,
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it's trying to walk over a changing terrain,
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versucht er über sich veränderndes Terrain zu gehen,
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a soft terrain where it pushes down and changes.
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ein weiches Terrain das sich wegrücken und verändern lässt.
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And just by the tactile information,
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Und nur durch ertastete Informationen
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it successfully crosses over these type of terrain.
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191000
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überquert er derartiges Terrain.
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But, when it encounters a very extreme terrain,
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194000
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Aber wenn er sehr extremes Terrain überqueren soll,
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in this case, this obstacle is more than three times
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in diesem Fall hat das Hindernis mehr als die dreifache
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the height of the robot,
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2000
Höhe des Roboters,
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Then it switches to a deliberate mode,
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schaltet der er auf einen Planungs-Modus um,
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where it uses a laser range finder,
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205000
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in diesem verwendet er eine LASER-Abstandsmessgerät
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and camera systems, to identify the obstacle and the size,
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207000
2000
und Kameras, um das Hindernis und dessen Größe zu erfassen
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and it plans, carefully plans the motion of the spokes
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209000
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und dann plant er vorsichtig die Bewegung der Radspeichen
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and coordinates it so that it can show this
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212000
2000
und stimmt diese so auf einander ab, dass er sich auf diese
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kind of very very impressive mobility.
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214000
2000
ausnehmend beeindruckende Weise fortbewegen kann.
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You probably haven't seen anything like this out there.
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216000
2000
Sie haben wahrscheinlich bis jetzt nichts dergleichen gesehen.
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This is a very high mobility robot
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218000
3000
Dies ist ein hoch mobiler Roboter,
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that we developed called IMPASS.
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221000
3000
den wir entwickelt und IMPASS genannt haben
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Ah, isn't that cool?
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224000
2000
Ah! ist das nicht cool?
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When you drive your car,
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226000
3000
Wenn sie mit dem Auto fahren,
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when you steer your car, you use a method
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229000
2000
wenn Sie ihr Auto lenken, verwenden sie eine Methode,
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called Ackermann steering.
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231000
2000
welche Achsschenkellenkung genannt wird.
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The front wheels rotate like this.
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Die Vorderräder rotieren auf diese Weise.
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For most small wheeled robots,
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235000
3000
Für die meisten kleinrädrigen Roboter
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they use a method called differential steering
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238000
2000
wird eine Methode verwendet, die man Differentiallenkung nennt,
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where the left and right wheel turns the opposite direction.
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240000
3000
bei ihr drehen sich das rechte und das linke Rad in verschiedene Richtungen.
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For IMPASS, we can do many, many different types of motion.
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243000
3000
IMPASS kann sich verschiedenster Arten der Fortbewegung bedienen.
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For example, in this case, even though the left and right wheel is connected
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Zum Beispiel: In diesem Fall, obwohl das linke und das rechte Rad mit einer
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with a single axle rotating at the same angle of velocity.
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249000
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einzigen Achse verbunden sind und sich daher gleich schnell drehen,
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We just simply change the length of the spoke.
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251000
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ändern wir einfach die Länge der Speiche,
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It affects the diameter and then can turn to the left, turn to the right.
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254000
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das beeinflusst den Durchmesser und dann dreht er sich links und dreht sich nach rechts.
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So, these are just some examples of the neat things
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Dies sind nur Beispiele einiger netter Dinge,
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that we can do with IMPASS.
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258000
3000
die wir tun können mit IMPASS.
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This robot is called CLIMBeR:
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261000
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Dieser Roboter heißt CLIMBeR
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Cable-suspended Limbed Intelligent Matching Behavior Robot.
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Kabel-aufgehängter Intelligenter Passend Verhaltender Roboter mit Gliedmaßen.
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So, I've been talking to a lot of NASA JPL scientists --
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266000
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Ich habe also mit vielen NASA JPL Wissenschaftlern gesprochen,
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at JPL they are famous for the Mars rovers --
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269000
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JPL ist berühmt für die Mars Rovers.
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and the scientists, geologists always tell me
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271000
2000
Und die Wissenschaftler, die Geologen sagen mir immer,
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that the real interesting science,
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273000
3000
dass die tasächlich interessante Wissenschaft,
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the science-rich sites, are always at the cliffs.
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276000
3000
die wissenschaftlich interessanten Gebiete, immer an Klippen sind.
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But the current rovers cannot get there.
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279000
2000
Aber die jetzigen Rover können diese nicht erreichen,
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So, inspired by that we wanted to build a robot
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281000
2000
Also, machte ich mich, inspiriert von dem was sie wollten, daran einen Roboter zu bauen,
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that can climb a structured cliff environment.
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283000
3000
der Klippen mit Strukturen erklettern kann.
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So, this is CLIMBeR.
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286000
2000
Also, dies ist CLIMBeR.
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So, what it does, it has three legs. It's probably difficult to see,
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288000
2000
So funktioniert er: er hat drei Beine. Wahrscheinlich ist es schwer zu erkennen,
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but it has a winch and a cable at the top --
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290000
3000
aber er hat eine Seilwinde und ein Seil an der Oberseite
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and it tries to figure out the best place to put its foot.
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293000
2000
und er versucht die beste Stelle für seinen Fuß zu finden.
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And then once it figures that out
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295000
2000
Wenn er sie gefunden hat
05:12
in real time, it calculates the force distribution:
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297000
3000
dann errechnet er fast gleichzeitig die Kräfteverteilung,
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how much force it needs to exert to the surface
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300000
3000
und wie viel Kraft er auf die Oberfläche übertragen muss
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so it doesn't tip and doesn't slip.
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303000
2000
um nicht wegzukippen oder abzurutschen.
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Once it stabilizes that, it lifts a foot,
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305000
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Wenn er sicher steht, hebt er ein Bein
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and then with the winch it can climb up these kinds of thing.
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307000
4000
und mithilfe der Seilwinde ist es möglich, derartige Oberflächen hinauf zu klettern.
05:26
Also for search and rescue applications as well.
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311000
2000
Auch Finden-und-Retten-Missionen.
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Five years ago I actually worked at NASA JPL
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313000
2000
Vor fünf Jahren arbeitete ich tatsächlich bei NASA JPL,
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during the summer as a faculty fellow.
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315000
2000
während eines Sommerpraktikums.
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And they already had a six legged robot called LEMUR.
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317000
4000
Und dort gab es schon damals einen sechsfüßigen Roboter namens LEMUR.
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So, this is actually based on that. This robot is called MARS:
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321000
3000
Also dieser hier basiert tatsächlich darauf. Dieser Roboter heißt MARS,
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Multi-Appendage Robotic System. So, it's a hexapod robot.
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324000
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Multi-Fortsatz Roboter System. Er ist also ein sechsfüßiger Roboter.
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We developed our adaptive gait planner.
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327000
2000
Wir haben unseren anpassungsfähigen Gang-Planer entwickelt.
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We actually have a very interesting payload on there.
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329000
2000
Hier haben wir eine wirklich interessante Ladung.
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The students like to have fun. And here you can see that it's
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331000
2000
Die Studenten machen gern Blödsinn. Und hier können sie sehen wie er
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walking over unstructured terrain.
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333000
3000
über unstrukturiertes Terrain geht.
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It's trying to walk on the coarse terrain,
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336000
2000
Er versucht auf grobkörnigem Terrain zu gehen,
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sandy area,
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338000
2000
einem Sandfeld,
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but depending on the moisture content or the grain size of the sand
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340000
5000
abhängig von der Feuchtigkeit oder der Größe der Sandkörner
06:00
the foot's soil sinkage model changes.
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345000
2000
verändert sich die das Rechenmodell für das Einsinken.
06:02
So, it tries to adapt its gait to successfully cross over these kind of things.
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347000
4000
Daher versucht er seinen Gang anzupassen um derartiges Terrain zu überqueren.
06:06
And also, it does some fun stuff, as can imagine.
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351000
2000
Und er kann auch ein paar lustige Sachen. Wie Sie sich sicher vorstellen können,
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We get so many visitors visiting our lab.
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353000
3000
haben wir eine Menge Besucher in unserem Labor.
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So, when the visitors come, MARS walks up to the computer,
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356000
2000
Wenn die Besucher also kommen, geht Mars zum Computer,
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starts typing "Hello, my name is MARS."
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358000
2000
beginnt zu schreiben: "Hallo mein Name ist MARS.
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Welcome to RoMeLa,
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360000
2000
Willkommen bei RoMeLa,
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the Robotics Mechanisms Laboratory at Virginia Tech.
143
362000
4000
dem Roboter Mechanik Labor von Virgina Tech."
06:21
This robot is an amoeba robot.
144
366000
2000
Dies Roboter ist ein Amöben-Roboter.
06:23
Now, we don't have enough time to go into technical details,
145
368000
3000
Nun, wir haben nicht genug Zeit um uns mit den technischen Details zu beschäftigen,
06:26
I'll just show you some of the experiments.
146
371000
2000
Ich will ihnen einfach ein paar der Experimente zeigen.
06:28
So, this is some of the early feasibility experiments.
147
373000
2000
Dies ist eine frühe Machbarkeitsstudie.
06:30
We store potential energy to the elastic skin to make it move.
148
375000
4000
Wir speichern potentielle Energie in der elastischen Hülle und versetzen ihn in Bewegung.
06:34
Or use an active tension cords to make it move
149
379000
2000
oder wir benutzten ein Seil unter Spannung, um ihn
06:36
forward and backward. It's called ChIMERA.
150
381000
3000
vorwärts und rückwärts zu bewegen. Er heißt ChIMERA.
06:39
We also have been working with some scientists
151
384000
2000
Wir haben auch mit ein Wissenschaftlern
06:41
and engineers from UPenn
152
386000
2000
und Ingenieuren vom UPenn zussanmmengearbeitet
06:43
to come up with a chemically actuated version
153
388000
2000
um eine chemisch gesteuerten Version
06:45
of this amoeba robot.
154
390000
2000
dieses Amöben-Roboters zu entwickeln.
06:47
We do something to something
155
392000
2000
Wir vermischen also etwas mit irgendetwas anderem
06:49
And just like magic, it moves. The blob.
156
394000
6000
und wie durch Magie, bewegt er sich, der Tropfen.
06:55
This robot is a very recent project. It's called RAPHaEL.
157
400000
2000
Dieser Roboter ist ein sehr neues Projekt. Er heißt RAPHaEL.
06:57
Robotic Air Powered Hand with Elastic Ligaments.
158
402000
3000
Robotische LuftBetriebene Hand mit Elastischen Fortsätzen
07:00
There are a lot of really neat, very good robotic hands out there in the market.
159
405000
4000
Es gibt sehr viele sehr nette, sehr gute Roboterhände auf dem Markt.
07:04
The problem is they're just too expensive, tens of thousands of dollars.
160
409000
4000
Das einzige Problem ist, dass sie zu teuer sind, zehntausende Dollars.
07:08
So, for prosthesis applications it's probably not too practical,
161
413000
2000
Daher sind sie für die Verwendung als Prothesen nicht all zu praktikabel,
07:10
because it's not affordable.
162
415000
2000
weil sie nicht erschwinglich sind.
07:12
We wanted to go tackle this problem in a very different direction.
163
417000
4000
Wir wollen dieses Problem auf eine sehr andere Weise angehen.
07:16
Instead of using electrical motors, electromechanical actuators,
164
421000
3000
Anstelle von elektrischen Motoren und elektrischen Bedienteilen
07:19
we're using compressed air.
165
424000
2000
verwenden wir Druckluft.
07:21
We developed these novel actuators for joints.
166
426000
2000
Wir entwickelten diese neuartigen Steuerelemente für Gelenke.
07:23
It is compliant. You can actually change the force,
167
428000
3000
Sie sind nachgiebig. Man kann tatsächlich die Kraft verändern,
07:26
simply just changing the air pressure.
168
431000
2000
indem man einfach den Luftdruck ändert.
07:28
And it can actually crush an empty soda can.
169
433000
2000
Und er kann tatsächlich eine Getränkedose zerdrücken.
07:30
It can pick up very delicate objects like a raw egg,
170
435000
3000
Er kann sehr zerbrechliche Objekte aufheben, wie ein rohes Ei
07:33
or in this case, a lightbulb.
171
438000
3000
oder in diesem Fall eine Glühbirne.
07:36
The best part, it took only $200 dollars to make the first prototype.
172
441000
4000
Und das Beste ist, es hat nur 200$ gekostet den ersten Prototypen herzustellen.
07:40
This robot is actually a family of snake robots
173
445000
3000
Dieser Roboter gehört eigentlich einer Roboterart an,
07:43
that we call HyDRAS,
174
448000
2000
die wir HyDRAS nennen,
07:45
Hyper Degrees-of-freedom Robotic Articulated Serpentine.
175
450000
2000
Über Grade-von-Freiheit frei-bewegliche Roboter-Schlange.
07:47
This is a robot that can climb structures.
176
452000
3000
Dieser Roboter kann Strukturen erklettern.
07:50
This is a HyDRAS's arm.
177
455000
2000
Dies ist der Arm eines HyDRAS.
07:52
It's a 12 degrees of freedom robotic arm.
178
457000
2000
Er ist ein Roboterarm mit 12 Freiheitsgraden.
07:54
But the cool part is the user interface.
179
459000
2000
Aber die coole Sache daran ist die Benutzerschnittstelle.
07:56
The cable over there, that's an optical fiber.
180
461000
3000
Dieses Kabel dort, besteht aus Glasfaser.
07:59
And this student, probably the first time using it,
181
464000
2000
Und diese Studentin, sie verwendet es vermutlich zum ersten Mal,
08:01
but she can articulate it many different ways.
182
466000
2000
aber sie kann ihn auf die verschiedensten Weisen bewegen.
08:03
So, for example in Iraq, you know, the war zone,
183
468000
3000
Zum Beispiel im Irak, Sie wissen schon, im Kriegsgebiet
08:06
there is roadside bombs. Currently you send these
184
471000
2000
gibt es Straßenbomben. Derzeit schickt man ein
08:08
remotely controlled vehicles that are armed.
185
473000
3000
ferngesteuertes bewaffnetes Fahrzeug.
08:11
It takes really a lot of time and it's expensive
186
476000
2000
Und es kostet viel Zeit und Geld
08:13
to train the operator to operate this complex arm.
187
478000
4000
um den Operator zu lehren diesen komplexen Arm zu bedienen.
08:17
In this case it's very intuitive;
188
482000
2000
In diesem Fall verläuft das sehr intuitiv.
08:19
this student, probably his first time using it, doing very complex manipulation tasks,
189
484000
4000
Diese Studentin, die ihn wahrscheinlich zum ersten Mal benutzt, führt sehr komplexe Handgriffe aus,
08:23
picking up objects and doing manipulation,
190
488000
2000
sie hebt Objekte auf und hantiert mit ihnen
08:25
just like that. Very intuitive.
191
490000
3000
einfach so, sehr intuitiv.
08:30
Now, this robot is currently our star robot.
192
495000
2000
Nun, dieser Roboter ist unser derzeitiger Starroboter.
08:32
We actually have a fan club for the robot, DARwIn:
193
497000
3000
Es gibt wirklich einen Fanclub für diesen Roboter, DARwin,
08:35
Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence.
194
500000
3000
Dynamischer Menschenähnlicher Roboter Mit Intelligenz.
08:38
As you know, we are very interested in
195
503000
2000
Wie Sie wissen interessieren wir uns sehr für
08:40
humanoid robot, human walking,
196
505000
2000
humanoide Roboter, den menschlichen Gang,
08:42
so we decided to build a small humanoid robot.
197
507000
2000
daher haben wir beschlossen einen kleinen humanoiden Roboter zu bauen.
08:44
This was in 2004; at that time,
198
509000
2000
Das war 2004, zu dieser Zeit
08:46
this was something really, really revolutionary.
199
511000
2000
war das ziemlich revolutionär.
08:48
This was more of a feasibility study:
200
513000
2000
Es war mehr eine Möglichkeitsstudie
08:50
What kind of motors should we use?
201
515000
2000
welche Art von Motoren sollten wir verwenden?
08:52
Is it even possible? What kinds of controls should we do?
202
517000
2000
Ist es tatsächlich möglich?
08:54
So, this does not have any sensors.
203
519000
2000
Dieser hier hat keinerlei Sensoren.
08:56
So, it's an open loop control.
204
521000
2000
Es läuft nach einer Programmschleife.
08:58
For those who probably know, if you don't have any sensors
205
523000
2000
Für diejenigen unter ihnen, die wahrscheinlich wissen, wenn man keine Sensoren hat
09:00
and there are any disturbances, you know what happens.
206
525000
2000
und es irgendwelche Störungen gibt, Sie wissen ja was passiert.
09:05
(Laughter)
207
530000
1000
(Gelächter)
09:06
So, based on that success, the following year
208
531000
2000
Basierend auf diesem Erfolg, im nächsten Jahr
09:08
we did the proper mechanical design
209
533000
3000
gingen wir das genaue mechanische Design an
09:11
starting from kinematics.
210
536000
2000
beginnend bei der Bewegungslehre.
09:13
And thus, DARwIn I was born in 2005.
211
538000
2000
Und siehe da DARwin I wurde 2005 geboren.
09:15
It stands up, it walks -- very impressive.
212
540000
2000
Er kann aufstehen, er geht, sehr eindrucksvoll.
09:17
However, still, as you can see,
213
542000
2000
Aber wie sie sehen können
09:19
it has a cord, umbilical cord. So, we're still using an external power source
214
544000
4000
hängt er noch immer an einer Nabelschnur. Das heißt wir verwenden noch immer eine externe Energiequelle
09:23
and external computation.
215
548000
2000
und externe Recheneinheiten.
09:25
So, in 2006, now it's really time to have fun.
216
550000
4000
Im Jahr 2006 also, war es Zeit wirklich Spaß zu haben.
09:29
Let's give it intelligence. We give it all the computing power it needs:
217
554000
3000
Verpassen wir ihm Intelligenz. Wir gegen ihm all die Rechenleistung die er braucht,
09:32
a 1.5 gigahertz Pentium M chip,
218
557000
2000
einen 1.5 Gigahertz Pentium M Chip
09:34
two FireWire cameras, rate gyros, accelerometers,
219
559000
2000
zwei Firewire-Kameras, acht Giromotoren, einen Beschleunigungsmesser,
09:36
four force sensors on the foot, lithium polymer batteries.
220
561000
3000
vier Drehmoment-Sensoren auf den Füßen, Lithium-Ionen-Akkus
09:39
And now DARwIn II is completely autonomous.
221
564000
4000
Und nun war DARwin II vollständig selbstständig.
09:43
It is not remote controlled.
222
568000
2000
Er ist nicht ferngesteuert
09:45
There are no tethers. It looks around, searches for the ball,
223
570000
3000
Es gibt keine Fangleinen. Er sieht sich um sucht den Ball,
09:48
looks around, searches for the ball, and it tries to play a game of soccer,
224
573000
3000
schaut sich um, sucht nach dem Ball und er versucht Fußball zu spielen,
09:51
autonomously: artificial intelligence.
225
576000
3000
unabhängige, künstliche Intelligenz.
09:54
Let's see how it does. This was our very first trial,
226
579000
3000
Mal sehen wie er sich macht. Dies war unser aller erster Versuch,
09:57
and... Spectators (Video): Goal!
227
582000
5000
und.... Video: Tooooor!
10:03
Dennis Hong: So, there is actually a competition called RoboCup.
228
588000
3000
Und es gibt tatsächlich einen Wettbewerb der sich RoboCup nennt.
10:06
I don't know how many of you have heard about RoboCup.
229
591000
2000
Ich weiß nicht wie viele von Ihnen schon vom RoboCub gehört haben.
10:08
It's an international autonomous robot soccer competition.
230
593000
5000
Es handelt sich um ein unabhängiges Roboter Fußballtunier
10:13
And the goal of RoboCup, the actual goal is,
231
598000
3000
Und das Ziel des RoboCups, das tatsächliche Ziel ist es,
10:16
by the year 2050
232
601000
2000
im Jahr 2050
10:18
we want to have full size, autonomous humanoid robots
233
603000
3000
unabhängige humanoide Roboter in Originalgröße zu haben,
10:21
play soccer against the human World Cup champions
234
606000
4000
die Fußball gegen die menschlichen Weltmeisterschaftsgewinner spielen
10:25
and win.
235
610000
2000
und gewinnen.
10:27
It's a true actual goal. It's a very ambitious goal,
236
612000
2000
Das ist ein wirkliches Ziel. Es ist ein sehr ehrgeiziges Ziel,
10:29
but we truly believe that we can do it.
237
614000
2000
aber glauben fest, dass wir es erreichen können.
10:31
So, this is last year in China.
238
616000
3000
So, das war letztes Jahr in China.
10:34
We were the very first team in the United States that qualified
239
619000
2000
Wir waren das erste Team aus den Vereinigten Staaten das sich qualifiziert hat
10:36
in the humanoid RoboCup competition.
240
621000
2000
für den Wettbewerb humanoider Roboter.
10:38
This is this year in Austria.
241
623000
3000
Dieses Jahr war er in Österreich.
10:41
You're going to see the action, three against three,
242
626000
2000
Sie werden nun das tatsächliche Spiel sehen, drei gegen drei,
10:43
completely autonomous.
243
628000
2000
vollständig unabhängig.
10:45
There you go. Yes!
244
630000
2000
Na bitte. Ja!
10:48
The robots track and they
245
633000
2000
Die Roboter finden und spielen,
10:50
team play amongst themselves.
246
635000
3000
Teams spielen zusammen.
10:53
It's very impressive. It's really a research event
247
638000
2000
Es ist sehr eindrucksvoll. Es ist ein echtes Forschungstreffen
10:55
packaged in a more exciting competition event.
248
640000
4000
verpackt in einem sehr spannenden Wettbewerb.
10:59
What you see over here, this is the beautiful
249
644000
2000
Was Sie hier sehen können ist wunderschön
11:01
Louis Vuitton Cup trophy.
250
646000
2000
den Louis Vuitton Cup Pokal.
11:03
So, this is for the best humanoid,
251
648000
2000
Also, der ist für den besten Humanoiden,
11:05
and we would like to bring this for the very first time, to the United States
252
650000
2000
und wir wünschen uns ihn als erstes US-Amerikanisches Team zu gewinnen,
11:07
next year, so wish us luck.
253
652000
2000
nächstes Jahr, also halten sie uns die Daumen.
11:09
(Applause)
254
654000
2000
Danke sehr.
11:11
Thank you.
255
656000
3000
(Applaus)
11:14
DARwIn also has a lot of other talents.
256
659000
2000
DARwin hat auch viele andere Talente.
11:16
Last year it actually conducted the Roanoke Symphony Orchestra
257
661000
3000
Letztes Jahr dirigierte er tatsächlich das Roanoke Symphonie Orchester
11:19
for the holiday concert.
258
664000
3000
beim Ferienkonzert.
11:22
This is the next generation robot, DARwIn IV,
259
667000
3000
Dies ist die nächste Robotergeneration DARwin IV,
11:25
but smarter, faster, stronger.
260
670000
3000
er ist schlauer, schneller und stärker.
11:28
And it's trying to show off its ability:
261
673000
2000
und er versucht mit seinen Fähigkeiten anzugeben.
11:30
"I'm macho, I'm strong.
262
675000
3000
"Ich bin ein Macho, ich bin stark"
11:33
I can also do some Jackie Chan-motion,
263
678000
3000
Ich kann sogar Jackie Chan nachmachen
11:36
martial art movements."
264
681000
3000
Kampfsport-Bewegungen.
11:39
(Laughter)
265
684000
2000
(Lachen)
11:41
And it walks away. So, this is DARwIn IV.
266
686000
2000
Und er geht davon. Dies ist also DARwin IV,
11:43
And again, you'll be able to see it in the lobby.
267
688000
2000
wiederum ist er in der Lobby zu sehen.
11:45
We truly believe this is going to be the very first running
268
690000
2000
Wir glauben tatsächlich, dass dies der erste laufende
11:47
humanoid robot in the United States. So, stay tuned.
269
692000
3000
humanoide Roboter in den US sein wird. Also, bleiben sie dran.
11:50
All right. So I showed you some of our exciting robots at work.
270
695000
3000
In Ordnung, ich habe Ihnen also einige der spannenden Roboter gezeigt an denen wir arbeiten.
11:53
So, what is the secret of our success?
271
698000
3000
Aber was ist das Geheimnis unseres Erfolges?
11:56
Where do we come up with these ideas?
272
701000
2000
Wie kommen wir auf all diese Ideen?
11:58
How do we develop these kinds of ideas?
273
703000
2000
Woher nehmen wir all die Ideen?
12:00
We have a fully autonomous vehicle
274
705000
2000
Wir haben ein vollkommen selbständiges Fahrzeug,
12:02
that can drive into urban environments. We won a half a million dollars
275
707000
2000
dass in der Stadt fahren kann. Wir gewannen eine halbe Million Dollar
12:04
in the DARPA Urban Challenge.
276
709000
2000
bei der DARPA Urban Calllenge.
12:06
We also have the world's very first
277
711000
2000
Wir haben auch das weltweit erst Fahrzeug,
12:08
vehicle that can be driven by the blind.
278
713000
2000
dass von Blinden gefahren werden kann.
12:10
We call it the Blind Driver Challenge, very exciting.
279
715000
2000
Wir nennen das die Blinder-Fahrer-Herausforderung, sehr spannende Sache
12:12
And many, many other robotics projects I want to talk about.
280
717000
4000
und viele andere Roboterprojekte über die ich sprechen möchte.
12:16
These are just the awards that we won in 2007 fall
281
721000
2000
Dies sind allein die Preise, die wir im Herbst 2007 gewonnen haben,
12:18
from robotics competitions and those kinds of things.
282
723000
3000
bei Roboter Wettbewerben und dererlei.
12:21
So, really, we have five secrets.
283
726000
2000
Also wir haben fünf Geheimnisse.
12:23
First is: Where do we get inspiration?
284
728000
2000
Erstens, woher haben wir unsere Inspiration
12:25
Where do we get this spark of imagination?
285
730000
2000
woher bekommen wir diesen Funken der Vorstellungskriaft
12:27
This is a true story, my personal story.
286
732000
3000
Dies ist eine wahre Geschichte, meine eigene Geschichte.
12:30
At night when I go to bed, 3 - 4 a.m. in the morning,
287
735000
2000
Wenn ich Nachts in Bett gehe, um 3 oder 4 in der Früh,
12:32
I lie down, close my eyes, and I see these lines and circles
288
737000
3000
Lege ich mich nieder und schließe meine Augen und ich sehe diese Linien und Kreise
12:35
and different shapes floating around.
289
740000
2000
and andere Formen herum schweben
12:37
And they assemble, and they form these kinds of mechanisms.
290
742000
3000
und diese gliedern sich und formen diese Mechanismen.
12:40
And then I think, "Ah this is cool."
291
745000
2000
und ich denke: "Ah das ist cool."
12:42
So, right next to my bed I keep a notebook,
292
747000
2000
Also, habe ich gleich neben meinem Bett ein Notizbuch,
12:44
a journal, with a special pen that has a light on it, LED light,
293
749000
3000
ein Tagebuch, mit einem speziellen Stift, der ein LED-Licht hat,
12:47
because I don't want to turn on the light and wake up my wife.
294
752000
2000
weil ich das Licht, um meine Frau nicht zu wecken, nicht einschalten will.
12:49
So, I see this, scribble everything down, draw things,
295
754000
2000
Also, ich sehe das alles und schreibe alles auf und zeichne Dinge
12:51
and I go to bed.
296
756000
2000
und dann gehe ich schlafen.
12:53
Every day in the morning,
297
758000
2000
Jeden Morgen,
12:55
the first thing I do before my first cup of coffee,
298
760000
2000
ist die erste Sache, die ich mache – noch vor meinem ersten Kaffee –
12:57
before I brush my teeth, I open my notebook.
299
762000
2000
bevor ich mir die Zähne putze, öffne ich mein Notizbuch.
12:59
Many times it's empty,
300
764000
2000
Oft ist es leer,
13:01
sometimes I have something there -- if something's there, sometimes it's junk --
301
766000
2000
aber manchmal finde ich etwas das totaler Schwachsinn ist,
13:03
but most of the time I can't even read my handwriting.
302
768000
3000
aber meistens kann ich nicht einmal meine eigene Handschrift lesen.
13:06
And so, 4 am in the morning, what do you expect, right?
303
771000
3000
Na ja, 4 in der Früh, was kann man schon erwarten, stimmts?
13:09
So, I need to decipher what I wrote.
304
774000
2000
Ich muss also entziffern was ich geschrieben habe.
13:11
But sometimes I see this ingenious idea in there,
305
776000
3000
Aber manchmal sehe ich diese geniale Idee dort
13:14
and I have this eureka moment.
306
779000
2000
und ich habe diesen "Eureka-Moment"
13:16
I directly run to my home office, sit at my computer,
307
781000
2000
Ich laufe direkt in meinem Heimbüro, setze mich an meinem Computer,
13:18
I type in the ideas, I sketch things out
308
783000
2000
tippe die Ideen ein und mache Skizzen
13:20
and I keep a database of ideas.
309
785000
3000
und ich habe eine Datenbank voller Ideen.
13:23
So, when we have these calls for proposals,
310
788000
2000
Wenn uns also jemand fragt ob wir eine Idee zur Lösung eines Problems haben
13:25
I try to find a match between my
311
790000
2000
versuche ich eine Übereinstimmung mit meinen
13:27
potential ideas
312
792000
2000
möglichen Ideen zu finden
13:29
and the problem. If there is a match we write a research proposal,
313
794000
2000
und das Problem kann, wenn es eine Übereinstimmung gibt und wir einen Vorschlag einreichen
13:31
get the research funding in, and that's how we start our research programs.
314
796000
4000
gefördert werden und so starten wir unsere Projekte.
13:35
But just a spark of imagination is not good enough.
315
800000
3000
Aber nur von einem Funken der Vorstellungskraft zu sprechen ist nicht genug.
13:38
How do we develop these kinds of ideas?
316
803000
2000
Wie entwickeln wir diese Ideen weiter?
13:40
At our lab RoMeLa, the Robotics and Mechanisms Laboratory,
317
805000
3000
In unserem Labor RoMeLa, dem Roboter Mechanik Labor,
13:43
we have these fantastic brainstorming sessions.
318
808000
3000
haben wir diese fantastischen Brainstorming-Sitzungen.
13:46
So, we gather around, we discuss about problems
319
811000
2000
Wir treffen uns also und wir besprechen die Probleme
13:48
and social problems and talk about it.
320
813000
2000
und die sozialen Probleme und reden darüber.
13:50
But before we start we set this golden rule.
321
815000
3000
Aber bevor wir anfangen, setzen wir eine goldene Regel fest
13:53
The rule is:
322
818000
2000
Diese Regel ist:
13:55
Nobody criticizes anybody's ideas.
323
820000
3000
"Niemand kritisiert eines anderen Ideen.
13:58
Nobody criticizes any opinion.
324
823000
2000
Niemand kritisiert irgendeine Meinung."
14:00
This is important, because many times students, they fear
325
825000
2000
Das ist wichtig, denn oft fürchten sich Studenten
14:02
or they feel uncomfortable how others might think
326
827000
3000
oder sind sich nicht sicher wie andere denken mögen
14:05
about their opinions and thoughts.
327
830000
2000
über ihre Meinungen und Gedanken.
14:07
So, once you do this, it is amazing
328
832000
2000
Wenn man das macht ist es unglaublich
14:09
how the students open up.
329
834000
2000
wie sehr sich die Studenten öffnen.
14:11
They have these wacky, cool, crazy, brilliant ideas, and
330
836000
3000
Sie haben diese absolut wahnsinnigen, coolen, verrückten brillanten Ideen,
14:14
the whole room is just electrified with creative energy.
331
839000
3000
der ganze Raum ist wie unter Spannung mit kreativer Energie.
14:17
And this is how we develop our ideas.
332
842000
3000
Und so entwickeln wir unsere Ideen.
14:20
Well, we're running out of time. One more thing I want to talk about is,
333
845000
3000
Gut, uns geht die Zeit aus und ich will noch über eine andere Sache reden.
14:23
you know, just a spark of idea and development is not good enough.
334
848000
4000
Sie wissen, dass das der Funke der Idee und die Entwicklung nicht genug sind.
14:27
There was a great TED moment,
335
852000
2000
Da gab es einen großartigen TED-Moment,
14:29
I think it was Sir Ken Robinson, was it?
336
854000
3000
ich denke es war Sir Ken Robinson, oder?
14:32
He gave a talk about how education
337
857000
2000
Er sprach darüber wie wir Kinder erziehen sollten
14:34
and school kills creativity.
338
859000
2000
und dass Schule Kreativität zerstört.
14:36
Well, actually, there are two sides to the story.
339
861000
3000
Nun, es gibt tatsächlich zwei Seiten der Geschichte.
14:39
So, there is only so much one can do
340
864000
3000
Man kann nicht alles erreichen
14:42
with just ingenious ideas
341
867000
2000
nur mit genialen Ideen
14:44
and creativity and good engineering intuition.
342
869000
3000
und Kreativität und hervorragender Bau-Intuition.
14:47
If you want to go beyond a tinkering,
343
872000
2000
Wenn man über das Basteln hinaus will
14:49
if you want to go beyond a hobby of robotics
344
874000
2000
und wenn man über das Hobby Roboter hinaus will
14:51
and really tackle the grand challenges of robotics
345
876000
3000
und die wirklich großen Herausforderungen der Robotik angehen will
14:54
through rigorous research
346
879000
2000
mithilfe genauester Forschung,
14:56
we need more than that. This is where school comes in.
347
881000
3000
brauchen wir mehr als nur das. Das ist wo die Schule ins Spiel kommt.
14:59
Batman, fighting against bad guys,
348
884000
3000
wenn Batman gegen die Bösewicht kämpft,
15:02
he has his utility belt, he has his grappling hook,
349
887000
2000
dann hat er seinen Ausrüstungsgürtel und seinen Enterhaken
15:04
he has all different kinds of gadgets.
350
889000
2000
und all diese verschiedenen Ausrüstungsgegenstände.
15:06
For us roboticists, engineers and scientists,
351
891000
2000
Für uns Robotiker, Ingenieure und Wissenschaftler,
15:08
these tools, these are the courses and classes you take in class.
352
893000
5000
sind diese Ausrüstungsgegenstände, Lehrgänge und Sparten über die wir in der Schule lernen.
15:13
Math, differential equations.
353
898000
2000
Mathe, differenzieren.
15:15
I have linear algebra, science, physics,
354
900000
2000
Ich habe lineare Algebra, Naturwissenschaften, Physik,
15:17
even nowadays, chemistry and biology, as you've seen.
355
902000
3000
heutzutage sogar Chemie und Biologie, wie Sie gesehen haben.
15:20
These are all the tools that we need.
356
905000
2000
Dies sind all die Werkzeuge, die wir brauchen.
15:22
So, the more tools you have, for Batman,
357
907000
2000
Das heißt, je mehr Ausrüstungsgegenstände für Batman man hat
15:24
more effective at fighting the bad guys,
358
909000
2000
desto effektiver bekämpft Batman die Bösen
15:26
for us, more tools to attack these kinds of big problems.
359
911000
4000
für uns sind es mehr Werkzeuge um derartige Probleme anzugehen.
15:30
So, education is very important.
360
915000
3000
Auf diese Art ist Bildung sehr wichtig
15:33
Also, it's not about that,
361
918000
2000
Also geht es nicht nur darum
15:35
only about that. You also have to work really, really hard.
362
920000
2000
sonder nur darum, man muss auch sehr sehr hart arbeiten.
15:37
So, I always tell my students,
363
922000
2000
Ich sage also immer zu meinen Schülern
15:39
"Work smart, then work hard."
364
924000
2000
arbeitet schlau, dann arbeitet hart.
15:41
This picture in the back this is 3 a.m. in the morning.
365
926000
3000
Dieses Bild im Hintergrund, das wurde um 3 in der Früh gemacht.
15:44
I guarantee if you come to your lab at 3 - 4 am
366
929000
2000
Ich garantiere wenn man um 3 oder 4 in der Früh in unser Labor kommt
15:46
we have students working there,
367
931000
2000
dann arbeiten dort Studenten,
15:48
not because I tell them to, but because we are having too much fun.
368
933000
3000
und das nicht weil ich es ihnen befehle sonder, weil wir zu viel Spaß haben.
15:51
Which leads to the last topic:
369
936000
2000
Was uns zu unserem letzten Thema führt.
15:53
Do not forget to have fun.
370
938000
2000
Vergiss nicht Spaß zu haben.
15:55
That's really the secret of our success, we're having too much fun.
371
940000
3000
Das ist das tatsächliche Geheimnis unseres Erfolges. Wir haben zu viel Spaß.
15:58
I truly believe that highest productivity comes when you're having fun,
372
943000
3000
Ich glaube fest daran, dass man die höchste Produktivität erreicht wenn man Spaß hat.
16:01
and that's what we're doing.
373
946000
2000
Und das ist was wir tun.
16:03
There you go. Thank you so much.
374
948000
2000
Bitte sehr. Vielen Dank.
16:05
(Applause)
375
950000
5000
(Applaus)
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