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Christoph Keplinger: The artificial muscles that will power robots of the future
Christoph Keplinger: Los músculos artificiales que impulsarán a los robots del futuro
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El cerebro de los robots se vuelve cada vez más listo, aunque su cuerpo sigue siendo tosco y pesado. El ingeniero mecánico Christoph Keplinger está diseñando una nueva generación de robots ligeros y ágiles, inspirados en una obra maestra de la evolución: el tejido muscular. Observa cómo estos "músculos artificiales" se expanden y se contraen como si tuvieran vida y de qué manera alcanzan velocidades superhumanas. Aprende también cómo podrían contribuir a crear mejores prótesis, más fuertes y más eficientes.
Christoph Keplinger - Roboticist, mechanical engineer
Christoph Keplinger aims to fundamentally challenge current limitations of robotic hardware, combining soft matter physics and chemistry with advanced engineering technologies to create a new generation of lifelike robots. Full bio
Christoph Keplinger aims to fundamentally challenge current limitations of robotic hardware, combining soft matter physics and chemistry with advanced engineering technologies to create a new generation of lifelike robots. Full bio
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En 2015, 25 equipos de todo el mundo
00:13
In 2015, 25 teams from around the world
0
1125
3893
compitieron en la construcción
de robots antidesastres
de robots antidesastres
00:17
competed to build robots
for disaster response
for disaster response
1
5042
2726
que pudieran realizar tareas
como usar una herramienta,
como usar una herramienta,
00:19
that could perform a number of tasks,
2
7792
1851
00:21
such as using a power tool,
3
9667
1642
trabajar en terreno irregular
y conducir un auto.
y conducir un auto.
00:23
working on uneven terrain
4
11333
1685
00:25
and driving a car.
5
13042
1250
Eso suena increíble, y lo es.
00:27
That all sounds impressive, and it is,
6
15292
2041
Pero miren el cuerpo
del robot ganador, HUBO.
del robot ganador, HUBO.
00:30
but look at the body
of the winning robot, HUBO.
of the winning robot, HUBO.
7
18458
2792
00:34
Here, HUBO is trying to get out of a car,
8
22208
2310
En este video HUBO
trata de salir del auto,
trata de salir del auto,
00:36
and keep in mind,
9
24542
1726
y tomen en cuenta que la velocidad
del video es tres veces la normal.
del video es tres veces la normal.
00:38
the video is sped up three times.
10
26292
1767
00:40
(Laughter)
11
28083
3625
(Risas)
HUBO, del equipo KAIST de Corea,
es un robot último modelo
es un robot último modelo
00:44
HUBO, from team KAIST out of Korea,
is a state-of-the-art robot
is a state-of-the-art robot
12
32750
2976
00:47
with impressive capabilities,
13
35750
1768
con capacidades impresionantes,
pero su cuerpo no parece distinto
al de los robots de hace décadas.
al de los robots de hace décadas.
00:49
but this body doesn't look
all that different
all that different
14
37542
2142
00:51
from robots we've seen a few decades ago.
15
39708
1953
Si miran a los otros robots del concurso,
00:54
If you look at the other robots
in the competition,
in the competition,
16
42625
2417
sus movimientos aún se ven,
pues, muy robóticos.
pues, muy robóticos.
00:58
their movements also still look,
well, very robotic.
well, very robotic.
17
46000
3101
Sus cuerpos son complejas estructuras
mecánicas hechas con materiales rígidos
mecánicas hechas con materiales rígidos
01:01
Their bodies are complex
mechanical structures
mechanical structures
18
49125
2226
01:03
using rigid materials
19
51375
1601
01:05
such as metal and traditional
rigid electric motors.
rigid electric motors.
20
53000
3601
como metal y motores
eléctricos convencionales.
eléctricos convencionales.
Está claro que no fueron
diseñados para ser baratos,
diseñados para ser baratos,
01:08
They certainly weren't designed
21
56625
1601
01:10
to be low-cost, safe near people
22
58250
3059
seguros para la gente
y adaptables a retos impredecibles.
y adaptables a retos impredecibles.
01:13
and adaptable to unpredictable challenges.
23
61333
2851
Hemos hecho grandes progresos
con el cerebro de los robots,
con el cerebro de los robots,
01:16
We've made good progress
with the brains of robots,
with the brains of robots,
24
64208
2768
pero su cuerpo sigue siendo primitivo.
01:19
but their bodies are still primitive.
25
67000
1792
01:22
This is my daughter Nadia.
26
70625
2018
Ella es mi hija Nadia.
01:24
She's only five years old
27
72667
1726
Solo tiene cinco años, pero puede
salir del auto más rápido que HUBO.
salir del auto más rápido que HUBO.
01:26
and she can get out of the car
way faster than HUBO.
way faster than HUBO.
28
74417
2476
(Risas)
01:28
(Laughter)
29
76917
1767
También puede columpiarse con facilidad,
01:30
She can also swing around
on monkey bars with ease,
on monkey bars with ease,
30
78708
2393
mucho mejor que cualquier robot nuevo
con apariencia humana.
con apariencia humana.
01:33
much better than any current
human-like robot could do.
human-like robot could do.
31
81125
3143
A diferencia de HUBO, el cuerpo humano
utiliza materiales blandos y moldeables
utiliza materiales blandos y moldeables
01:36
In contrast to HUBO,
32
84292
1351
01:37
the human body makes extensive use
of soft and deformable materials
of soft and deformable materials
33
85667
3726
01:41
such as muscle and skin.
34
89417
1934
como los músculos y la piel.
Necesitamos una nueva generación de robots
01:43
We need a new generation of robot bodies
35
91375
2351
inspirados en la elegancia,
eficiencia y los materiales blandos
eficiencia y los materiales blandos
01:45
that is inspired by the elegance,
efficiency and by the soft materials
efficiency and by the soft materials
36
93750
4101
que observamos en la naturaleza.
01:49
of the designs found in nature.
37
97875
1542
De hecho, esta es la idea principal
en una nueva rama de investigación
en una nueva rama de investigación
01:52
And indeed, this has become
the key idea of a new field of research
the key idea of a new field of research
38
100292
4226
llamada "robótica blanda".
01:56
called soft robotics.
39
104542
1934
01:58
My research group
and collaborators around the world
and collaborators around the world
40
106500
2893
Mi grupo de investigación
y colegas de todo el mundo
y colegas de todo el mundo
usan componentes blandos
basados en los músculos y la piel
basados en los músculos y la piel
02:01
are using soft components
inspired by muscle and skin
inspired by muscle and skin
41
109417
3642
para construir robots
con agilidad y destreza
con agilidad y destreza
02:05
to build robots with agility and dexterity
42
113083
2810
que se acerquen más y más
02:07
that comes closer and closer
43
115917
1642
a las asombrosas capacidades
de los organismos de la naturaleza.
de los organismos de la naturaleza.
02:09
to the astonishing capabilities
of the organisms found in nature.
of the organisms found in nature.
44
117583
3292
El tejido muscular siempre ha sido
una gran influencia para mí.
una gran influencia para mí.
02:14
I've always been particularly inspired
by biological muscle.
by biological muscle.
45
122458
3685
Es de esperarse,
02:18
Now, that's not surprising.
46
126167
2142
pues soy austriaco y sé que eso
les recuerda a Arnold en Terminator.
les recuerda a Arnold en Terminator.
02:20
I'm also Austrian, and I know that I sound
a bit like Arnie, the Terminator.
a bit like Arnie, the Terminator.
47
128333
3601
02:23
(Laughter)
48
131958
3018
(Risas)
El tejido muscular biológico es
una obra maestra de la evolución.
una obra maestra de la evolución.
02:27
Biological muscle
is a true masterpiece of evolution.
is a true masterpiece of evolution.
49
135000
2976
02:30
It can heal after damage
50
138000
1559
Puede sanarse a sí mismo y
está integrado por neuronas sensitivas
está integrado por neuronas sensitivas
02:31
and it's tightly integrated
with sensory neurons
with sensory neurons
51
139583
2435
02:34
for feedback on motion
and the environment.
and the environment.
52
142042
2125
que retroalimentan
su movimiento e interacción.
su movimiento e interacción.
Se contrae tan rápido como para
impulsar el aleteo de un colibrí,
impulsar el aleteo de un colibrí,
02:37
It can contract fast enough
to power the high-speed wings
to power the high-speed wings
53
145083
2893
02:40
of a hummingbird;
54
148000
1268
puede ser tan fuerte
como el de un elefante,
como el de un elefante,
02:41
it can grow strong enough
to move an elephant;
to move an elephant;
55
149292
2684
02:44
and it's adaptable enough
to be used in the extremely versatile arms
to be used in the extremely versatile arms
56
152000
3559
y es tan adaptable y versátil
como los brazos de un pulpo,
como los brazos de un pulpo,
02:47
of an octopus,
57
155583
1310
animal que puede pasar
su cuerpo por pequeños orificios.
su cuerpo por pequeños orificios.
02:48
an animal that can squeeze
its entire body through tiny holes.
its entire body through tiny holes.
58
156917
3333
Los "actuadores" son a los robots
lo que los músculos a los animales:
lo que los músculos a los animales:
02:53
Actuators are for robots
what muscles are for animals:
what muscles are for animals:
59
161250
3893
partes elementales del cuerpo
02:57
key components of the body
60
165167
1851
02:59
that enable movement
and interaction with the world.
and interaction with the world.
61
167042
2541
que permiten el movimiento
e interacción con el mundo.
e interacción con el mundo.
Si pudiéramos construir
actuadores blandos,
actuadores blandos,
03:02
So if we could build soft actuators,
62
170667
2476
o músculos artificiales,
que sean versátiles, adaptables
que sean versátiles, adaptables
03:05
or artificial muscles,
63
173167
1434
03:06
that are as versatile, adaptable
64
174625
1601
y puedan tener el mismo desempeño
que los músculos reales,
que los músculos reales,
03:08
and could have the same performance
as the real thing,
as the real thing,
65
176250
2559
podríamos construir cualquier tipo
de robot para casi cualquier situación.
de robot para casi cualquier situación.
03:10
we could build almost any type of robot
66
178833
1935
03:12
for almost any type of use.
67
180792
1375
Sabemos que la gente
ha intentado por muchos años
ha intentado por muchos años
03:15
Not surprisingly,
people have tried for many decades
people have tried for many decades
68
183167
3184
03:18
to replicate the astonishing
capabilities of muscle,
capabilities of muscle,
69
186375
2893
igualar las asombrosas capacidades
del músculo, pero es muy difícil.
del músculo, pero es muy difícil.
03:21
but it's been really hard.
70
189292
1333
03:24
About 10 years ago,
71
192583
1476
Hace diez años, cuando hice
mi doctorado en Austria,
mi doctorado en Austria,
03:26
when I did my PhD back in Austria,
72
194083
2726
mis colegas y yo redescubrimos
03:28
my colleagues and I rediscovered
73
196833
2101
posiblemente una de las primeras
publicaciones sobre músculos artificiales,
publicaciones sobre músculos artificiales,
03:30
what is likely one of the very first
publications on artificial muscle,
publications on artificial muscle,
74
198958
4143
del año 1880.
03:35
published in 1880.
75
203125
1851
"Sobre los cambios de forma
y volumen de los cuerpos dieléctricos
y volumen de los cuerpos dieléctricos
03:37
"On the shape and volume changes
of dielectric bodies
of dielectric bodies
76
205000
3143
causados por la electricidad"
03:40
caused by electricity,"
77
208167
1517
03:41
published by German physicist
Wilhelm Röntgen.
Wilhelm Röntgen.
78
209708
3101
fue escrita por el físico alemán
Wilhelm Röntgen.
Wilhelm Röntgen.
La mayoría de Uds. lo conoce
como el descubridor de los rayos X.
como el descubridor de los rayos X.
03:44
Most of you know him
as the discoverer of the X-ray.
as the discoverer of the X-ray.
79
212833
3042
Seguimos sus instrucciones
y tomamos dos agujas.
y tomamos dos agujas.
03:49
Following his instructions,
we used a pair of needles.
we used a pair of needles.
80
217292
2559
Las conectamos a
una fuente de alto voltaje
una fuente de alto voltaje
03:51
We connected it to a high-voltage source,
81
219875
1954
y las colocamos cerca de
una pieza de goma transparente
una pieza de goma transparente
03:53
and we placed it near
a transparent piece of rubber
a transparent piece of rubber
82
221833
2476
a la que se le dio forma
de bolsa de plástico.
de bolsa de plástico.
03:56
that was prestretched
onto a plastic frame.
onto a plastic frame.
83
224313
2084
Cuando encendimos la corriente,
la goma se deformó.
la goma se deformó.
03:59
When we switched on the voltage,
84
227333
1685
04:01
the rubber deformed,
85
229042
1309
Así como los bíceps
flexionan nuestro brazo,
flexionan nuestro brazo,
04:02
and just like our biceps flexes our arm,
86
230375
3184
la goma flexionó la bolsa de plástico.
04:05
the rubber flexed the plastic frame.
87
233583
2643
04:08
It looks like magic.
88
236250
1309
Parece magia; las agujas
ni siquiera tocan la goma.
ni siquiera tocan la goma.
04:09
The needles don't even touch the rubber.
89
237583
2351
Aunque usar agujas
no es un método práctico
no es un método práctico
04:11
Now, having two such needles
is not a practical way
is not a practical way
90
239958
2518
para operar músculos artificiales.
04:14
of operating artificial muscles,
91
242500
2143
Pero me obsesioné con el tema
de este increíble experimento.
de este increíble experimento.
04:16
but this amazing experiment
got me hooked on the topic.
got me hooked on the topic.
92
244667
3142
04:19
I wanted to create new ways
to build artificial muscles
to build artificial muscles
93
247833
3018
Quería crear nuevas formas
de construir músculos artificiales
de construir músculos artificiales
que funcionaran bien
en situaciones reales.
en situaciones reales.
04:22
that would work well
for real-world applications.
for real-world applications.
94
250875
2809
Los siguientes años trabajé
con distintas tecnologías prometedoras,
con distintas tecnologías prometedoras,
04:25
For the next years, I worked
on a number of different technologies
on a number of different technologies
95
253708
3726
04:29
that all showed promise,
96
257458
1309
pero todas continúan planteando
retos difíciles de superar.
retos difíciles de superar.
04:30
but they all had remaining challenges
that are hard to overcome.
that are hard to overcome.
97
258791
3042
En 2015, cuando fundé mi laboratorio
en la Universidad de Colorado en Boulder,
en la Universidad de Colorado en Boulder,
04:34
In 2015,
98
262833
1601
04:36
when I started my own lab at CU Boulder,
99
264458
2393
quería probar una idea totalmente nueva.
04:38
I wanted to try an entirely new idea.
100
266875
2226
Quería combinar la alta velocidad
y eficiencia de los actuadores eléctricos
y eficiencia de los actuadores eléctricos
04:41
I wanted to combine
the high speed and efficiency
the high speed and efficiency
101
269125
2893
04:44
of electrically driven actuators
102
272042
1976
con la versatilidad y suavidad
de los actuadores en medio líquido.
de los actuadores en medio líquido.
04:46
with the versatility
of soft, fluidic actuators.
of soft, fluidic actuators.
103
274042
2750
Por lo tanto, pensé que podría usar
viejos conocimientos de una nueva manera.
viejos conocimientos de una nueva manera.
04:49
Therefore, I thought,
104
277458
1310
04:50
maybe I can try using
really old science in a new way.
really old science in a new way.
105
278792
3351
El diagrama que ven aquí
04:54
The diagram you see here
106
282167
1767
muestra un efecto llamado
el tensor de Maxwell.
el tensor de Maxwell.
04:55
shows an effect called Maxwell stress.
107
283958
2560
Cuando ponen dos placas de metal
04:58
When you take two metal plates
108
286542
1476
05:00
and place them in a container
filled with oil,
filled with oil,
109
288042
2184
en un contenedor lleno de aceite
y encienden la corriente,
y encienden la corriente,
05:02
and then switch on a voltage,
110
290250
1643
05:03
the Maxwell stress forces the oil
up in between the two plates,
up in between the two plates,
111
291917
3934
el efecto de Maxwell hace subir
el aceite entre las dos placas,
el aceite entre las dos placas,
que es lo que están observando.
05:07
and that's what you see here.
112
295875
1476
La cuestión era: ¿podemos usar
este efecto para manipular aceite
este efecto para manipular aceite
05:09
So the key idea was,
113
297375
1351
05:10
can we use this effect to push around oil
114
298750
2934
en el interior de estructuras elásticas?
05:13
contained in soft stretchy structures?
115
301708
2810
De hecho, funciona muy bien,
siendo honesto, mejor de lo que esperaba.
siendo honesto, mejor de lo que esperaba.
05:16
And indeed, this worked surprisingly well,
116
304542
2351
05:18
quite honestly,
much better than I expected.
much better than I expected.
117
306917
2684
Yo y mis destacados estudiantes
usamos esta idea como punto de partida
usamos esta idea como punto de partida
05:21
Together with my
outstanding team of students,
outstanding team of students,
118
309625
2184
05:23
we used this idea as a starting point
119
311833
1893
para desarrollar una nueva tecnología
llamada "músculos artificiales HASEL".
llamada "músculos artificiales HASEL".
05:25
to develop a new technology
called HASEL artificial muscles.
called HASEL artificial muscles.
120
313750
4143
05:29
HASELs are gentle enough
to pick up a raspberry
to pick up a raspberry
121
317917
3101
Son tan delicados que pueden
tomar una frambuesa sin dañarla.
tomar una frambuesa sin dañarla.
05:33
without damaging it.
122
321042
1291
Se pueden expandir y contraer
como músculos reales
como músculos reales
05:36
They can expand and contract
like real muscle.
like real muscle.
123
324542
3208
05:41
And they can be operated
faster than the real thing.
faster than the real thing.
124
329625
2458
y pueden funcionar más rápido que ellos.
05:44
They can also be scaled up
to deliver large forces.
to deliver large forces.
125
332958
2643
Pueden agrandarse para
lograr grandes esfuerzos.
lograr grandes esfuerzos.
Aquí pueden ver cómo levantan
cuatro litros de agua.
cuatro litros de agua.
05:47
Here you see them lifting
a gallon filled with water.
a gallon filled with water.
126
335625
3351
Pueden operar un brazo robótico
e incluso calcular su posición.
e incluso calcular su posición.
05:51
They can be used to drive a robotic arm,
127
339000
1934
05:52
and they can even
self-sense their position.
self-sense their position.
128
340958
2084
05:57
HASELs can be used
for very precise movement,
for very precise movement,
129
345292
2708
Los músculos HASEL pueden
realizar movimientos precisos.
realizar movimientos precisos.
También pueden lograr movimientos fluidos
06:01
but they can also deliver
very fluidic, muscle-like movement
very fluidic, muscle-like movement
130
349292
2851
06:04
and bursts of power
to shoot up a ball into the air.
to shoot up a ball into the air.
131
352167
2875
y ráfagas de poder para
lanzar una pelota al aire.
lanzar una pelota al aire.
06:09
When submerged in oil,
132
357375
1583
Al sumergirlos en aceite,
06:12
HASEL artificial muscles
can be made invisible.
can be made invisible.
133
360667
3541
los músculos HASEL se hacen invisibles.
Pero ¿cómo funcionan?
06:19
So how do HASEL artificial muscles work?
134
367875
1917
Se sorprenderán.
06:22
You might be surprised.
135
370542
1684
Están hechos con materiales
muy baratos y asequibles.
muy baratos y asequibles.
06:24
They're based on very inexpensive,
easily available materials.
easily available materials.
136
372250
3184
Incluso pueden probar, se los
recomiendo, la idea básica en casa.
recomiendo, la idea básica en casa.
06:27
You can even try, and I recommend it,
137
375458
2268
06:29
the main principle at home.
138
377750
1333
06:31
Take a few Ziploc bags
and fill them with olive oil.
and fill them with olive oil.
139
379875
2768
Llenen algunas bolsas
Ziploc con aceite de oliva.
Ziploc con aceite de oliva.
06:34
Try to push out air bubbles
as much as you can.
as much as you can.
140
382667
2208
Saquen todas las burbujas
de aire que puedan.
de aire que puedan.
06:37
Now take a glass plate
and place it on one side of the bag.
and place it on one side of the bag.
141
385583
3101
Luego, coloquen una charola
de cristal a un lado de la bolsa.
de cristal a un lado de la bolsa.
06:40
When you press down,
you see the bag contract.
you see the bag contract.
142
388708
2209
Al presionar, verán
cómo la bolsa se contrae.
cómo la bolsa se contrae.
El nivel de contracción
es fácil de controlar.
es fácil de controlar.
06:43
Now the amount of contraction
is easy to control.
is easy to control.
143
391792
2666
06:47
When you take a small weight,
you get a small contraction.
you get a small contraction.
144
395167
2809
Si aplican un peso ligero,
tendrán una contracción leve.
tendrán una contracción leve.
06:50
With a medium weight,
we get a medium contraction.
we get a medium contraction.
145
398000
3125
Con un peso medio,
tenemos una contracción media.
tenemos una contracción media.
Y con un gran peso,
tenemos una gran contracción.
tenemos una gran contracción.
06:54
And with a large weight,
you get a large contraction.
you get a large contraction.
146
402125
2893
En los músculos HASEL, cambiamos
la fuerza de la mano o el peso
la fuerza de la mano o el peso
06:57
Now for HASELs, the only change
is to replace the force of your hand
is to replace the force of your hand
147
405042
3434
07:00
or the weight with an electrical force.
148
408500
3018
por una corriente eléctrica.
07:03
HASEL stands for "hydraulically amplified
self-healing electrostatic actuators."
self-healing electrostatic actuators."
149
411542
5351
HASEL significa "Hydraulically Amplified
Self-Healing Electrostatic Actuators".
Self-Healing Electrostatic Actuators".
Aquí pueden ver el esquema
de un actuador Peano-HASEL,
de un actuador Peano-HASEL,
07:08
Here you see a geometry
called Peano-HASEL actuators,
called Peano-HASEL actuators,
150
416917
3184
uno entre muchos posibles diseños.
07:12
one of many possible designs.
151
420125
2292
07:15
Again, you take a flexible polymer
such as our Ziploc bag,
such as our Ziploc bag,
152
423083
3601
De nuevo, toman un polímero
flexible, como una bolsa Ziploc,
flexible, como una bolsa Ziploc,
lo llenan con un líquido aislante,
como aceite de oliva,
como aceite de oliva,
07:18
you fill it with an insulating liquid,
such as olive oil,
such as olive oil,
153
426708
2935
y en lugar de una charola de cristal
07:21
and now, instead of the glass plate,
154
429667
1767
07:23
you place an electrical conductor
on one side of the pouch.
on one side of the pouch.
155
431458
2792
colocan un conductor
en un lado de la bolsa.
en un lado de la bolsa.
Para crear algo que luzca
como una fibra muscular,
como una fibra muscular,
07:26
To create something
that looks more like a muscle fiber,
that looks more like a muscle fiber,
156
434958
2643
pueden unir varias bolsas
y agregar peso en un lado.
y agregar peso en un lado.
07:29
you can connect a few pouches together
157
437625
1976
07:31
and attached a weight on one side.
158
439625
2143
07:33
Next, we apply voltage.
159
441792
1375
Luego, aplicamos el voltaje.
07:36
Now, the electric field
starts acting on the liquid.
starts acting on the liquid.
160
444083
3310
El campo eléctrico comienza
a actuar en el líquido.
a actuar en el líquido.
07:39
It displaces the liquid,
161
447417
1684
Desplaza el líquido y contrae el músculo.
07:41
and it forces the muscle to contract.
162
449125
2000
07:44
Here you see a completed
Peano-HASEL actuator
Peano-HASEL actuator
163
452708
2476
Aquí pueden ver un actuador
Peano-HASEL terminado
Peano-HASEL terminado
07:47
and how it expands and contracts
when voltage is applied.
when voltage is applied.
164
455208
3893
y cómo se expande y contrae
al aplicarle la corriente.
al aplicarle la corriente.
De lado, pueden ver cómo
las bolsas toman una forma cilíndrica,
las bolsas toman una forma cilíndrica,
07:51
Viewed from the side,
165
459125
1309
07:52
you can really see those pouches
take a more cylindrical shape,
take a more cylindrical shape,
166
460458
3226
07:55
such as we saw with the Ziploc bags.
167
463708
1792
como lo vimos con la bolsa Ziploc.
07:58
We can also place a few
such muscle fibers next to each other
such muscle fibers next to each other
168
466500
3226
Incluso podemos colocar
varias fibras musculares juntas
varias fibras musculares juntas
para crear algo que se parezca
más a un músculo real
más a un músculo real
08:01
to create something that looks
even more like a muscle
even more like a muscle
169
469750
2559
que se contrae y expande por secciones.
08:04
that also contracts and expands
in cross section.
in cross section.
170
472333
2435
08:06
These HASELs here are lifting a weight
that's about 200 times heavier
that's about 200 times heavier
171
474792
3351
Estos de aquí están levantando
unas 200 veces su propio peso.
unas 200 veces su propio peso.
08:10
than their own weight.
172
478167
1291
08:12
Here you see one of our newest designs,
called quadrant donut HASELs
called quadrant donut HASELs
173
480667
3476
Aquí pueden ver uno
de nuestros diseños más recientes,
de nuestros diseños más recientes,
"Quadrant Donut HASEL",
y cómo se expande y contrae.
y cómo se expande y contrae.
08:16
and how they expand and contract.
174
484167
1601
08:17
They can be operated incredibly fast,
reaching superhuman speeds.
reaching superhuman speeds.
175
485792
3083
Puede funcionar muy rápido y
alcanzar velocidades superhumanas.
alcanzar velocidades superhumanas.
08:23
They are even powerful enough
to jump off the ground.
to jump off the ground.
176
491333
2976
Es tan poderoso como
para elevarse del suelo.
para elevarse del suelo.
08:26
(Laughter)
177
494333
1334
(Risas)
En resumen, los músculos HASEL
podrían ser la primera tecnología
podrían ser la primera tecnología
08:28
Overall, HASELs show promise
to become the first technology
to become the first technology
178
496917
3517
que empate o supere el desempeño
del tejido muscular biológico
del tejido muscular biológico
08:32
that matches or exceeds the performance
of biological muscle
of biological muscle
179
500458
3518
08:36
while being compatible
with large-scale manufacturing.
with large-scale manufacturing.
180
504000
3143
y que se produzca a gran escala.
Es una tecnología muy reciente,
apenas estamos comenzando.
apenas estamos comenzando.
08:39
This is also a very young technology.
We are just getting started.
We are just getting started.
181
507167
3142
Tenemos muchas ideas
para implementar mejoras,
para implementar mejoras,
08:42
We have many ideas how to
drastically improve performance,
drastically improve performance,
182
510333
2768
como nuevos materiales y diseños
para alcanzar el siguiente nivel
para alcanzar el siguiente nivel
08:45
using new materials and new designs
to reach a level of performance
to reach a level of performance
183
513125
3851
que supere al tejido muscular biológico
y a los motores eléctricos tradicionales.
y a los motores eléctricos tradicionales.
08:49
beyond biological muscle and also beyond
traditional rigid electric motors.
traditional rigid electric motors.
184
517000
4332
08:54
Moving towards more complex designs
of HASEL for bio-inspired robotics,
of HASEL for bio-inspired robotics,
185
522250
3393
Como diseño más complejo de
robot HASEL inspirado en la naturaleza,
robot HASEL inspirado en la naturaleza,
aquí ven nuestro escorpión artificial
usando su cola para cazar una presa,
usando su cola para cazar una presa,
08:57
here you see our artificial scorpion
186
525667
1767
08:59
that can use its tail to hunt prey,
187
527458
1726
09:01
in this case, a rubber balloon.
188
529208
1518
en este caso, un globo con aire.
09:02
(Laughter)
189
530750
1643
(Risas)
Retomando nuestra inspiración inicial,
09:04
Going back to our initial inspiration,
190
532417
2101
09:06
the versatility of octopus arms
and elephant trunks,
and elephant trunks,
191
534542
2809
la versatilidad de los músculos
del pulpo y del elefante,
del pulpo y del elefante,
09:09
we are now able to build
soft continuum actuators
soft continuum actuators
192
537375
2768
hoy somos capaces de construir
actuadores blandos subsecuentes
actuadores blandos subsecuentes
09:12
that come closer and closer
to the capabilities of the real thing.
to the capabilities of the real thing.
193
540167
3125
cuyas capacidades se aproximan
cada vez más a las del músculo real.
cada vez más a las del músculo real.
Las aplicaciones prácticas de los músculos
HASEL es lo que más me entusiasma.
HASEL es lo que más me entusiasma.
09:17
I am most excited
about the practical applications
about the practical applications
194
545833
2893
09:20
of HASEL artificial muscles.
195
548750
1809
Harán posible la creación de
dispositivos robóticos blandos
dispositivos robóticos blandos
09:22
They'll enable soft robotic devices
196
550583
2393
09:25
that can improve the quality of life.
197
553000
2351
que mejoren la calidad de vida.
09:27
Soft robotics will enable a new generation
of more lifelike prosthetics
of more lifelike prosthetics
198
555375
3809
Estos dispositivos darán lugar
a una nueva generación de prótesis
a una nueva generación de prótesis
para personas que han
perdido alguna extremidad.
perdido alguna extremidad.
09:31
for people who have lost
parts of their bodies.
parts of their bodies.
199
559208
2226
Aquí pueden ver algunas
de ellas en mi laboratorio.
de ellas en mi laboratorio.
09:33
Here you see some HASELs in my lab,
200
561458
1810
09:35
early testing,
driving a prosthetic finger.
driving a prosthetic finger.
201
563292
2583
Son las primeras pruebas
de un dedo artificial.
de un dedo artificial.
09:39
One day, we may even merge
our bodies with robotic parts.
our bodies with robotic parts.
202
567542
3875
Tal vez algún día podamos integrar
a nuestro cuerpo partes robóticas.
a nuestro cuerpo partes robóticas.
Sé que suena un poco tétrico.
09:45
I know that sounds very scary at first.
203
573125
2125
Pero cuando pienso en mis abuelos
09:48
But when I think about my grandparents
204
576917
1851
09:50
and the way they become
more dependent on others
more dependent on others
205
578792
2934
y en cómo se vuelven
más dependientes de otros
más dependientes de otros
para una simple tarea, como usar el baño,
09:53
to perform simple everyday tasks
such as using the restroom alone,
such as using the restroom alone,
206
581750
4101
09:57
they often feel like
they're becoming a burden.
they're becoming a burden.
207
585875
2208
deben sentirse como una carga.
10:00
With soft robotics, we will be able
to enhance and restore
to enhance and restore
208
588958
3268
Con estos dispositivos
podríamos restablecer y mejorar
podríamos restablecer y mejorar
la agilidad y destreza,
10:04
agility and dexterity,
209
592250
1601
10:05
and thereby help older people
maintain autonomy
maintain autonomy
210
593875
2893
y así ayudar a los mayores a mantener
su autonomía por más tiempo.
su autonomía por más tiempo.
10:08
for longer parts of their lives.
211
596792
2267
Tal vez podamos llamarlos
"robots antiedad"
"robots antiedad"
10:11
Maybe we can call that
"robotics for antiaging"
"robotics for antiaging"
212
599083
2500
(Risas)
o incluso el siguiente paso
en la evolución humana.
en la evolución humana.
10:15
or even a next stage of human evolution.
213
603000
2458
10:19
Unlike their traditional
rigid counterparts,
rigid counterparts,
214
607083
2851
A diferencia de sus contrapartes rígidas,
10:21
soft life-like robots will safely operate
near people and help us at home.
near people and help us at home.
215
609958
4875
los robots blandos serán seguros
y podrán ayudarnos en casa.
y podrán ayudarnos en casa.
10:27
Soft robotics is a very young field.
We're just getting started.
We're just getting started.
216
615667
3392
Es un área muy nueva,
apenas estamos comenzando.
apenas estamos comenzando.
10:31
I hope that many young people
from many different backgrounds
from many different backgrounds
217
619083
3101
Espero que muchas personas de todas partes
se nos unan en este viaje asombroso
10:34
join us on this exciting journey
218
622208
1851
10:36
and help shape the future of robotics
219
624083
2143
y nos ayuden a forjar
el futuro de la robótica
el futuro de la robótica
10:38
by introducing new concepts
inspired by nature.
inspired by nature.
220
626250
2583
con nuevas ideas
inspiradas en la naturaleza.
inspiradas en la naturaleza.
10:42
If we do this right,
221
630708
1601
Si lo hacemos bien, podemos mejorar
la calidad de vida para todo el mundo.
la calidad de vida para todo el mundo.
10:44
we can improve the quality of life
222
632333
1768
10:46
for all of us.
223
634125
1309
Gracias.
10:47
Thank you.
224
635458
1268
(Aplausos)
10:48
(Applause)
225
636750
4167
ABOUT THE SPEAKER
Christoph Keplinger - Roboticist, mechanical engineerChristoph Keplinger aims to fundamentally challenge current limitations of robotic hardware, combining soft matter physics and chemistry with advanced engineering technologies to create a new generation of lifelike robots.
Why you should listen
Robots today rely on rigid components and electric motors that use metal and magnets, making them heavy, unsafe near humans, expensive and ill-suited for unpredictable environments. Nature, in contrast, makes extensive use of soft materials such as muscles and skin and has produced organisms that drastically outperform robots in terms of agility, dexterity and adaptability. Christoph Keplinger aims to fundamentally challenge current limitations of robotic hardware, using an interdisciplinary approach that synergizes concepts from soft matter physics and chemistry with advanced engineering technologies to introduce intelligent materials systems for a new generation of life-like robots.
A major theme of Keplinger's research is the development of new classes of actuators -- a key component of all robotic systems -- that replicate the sweeping success of biological muscle, a masterpiece of evolution. He is the principal inventor of HASEL artificial muscles, a new class of high-performance muscle-mimetic actuators for use in next-generation robots that replicate the vast capabilities of biological systems. In 2018 he cofounded Artimus Robotics to commercialize the technology.
Originally from Austria, Keplinger studied physics at the Johannes Kepler University Linz before moving to the US to research mechanics and chemistry at Harvard. He is an assistant professor of mechanical engineering and a fellow of the Materials Science and Engineering Program at the University of Colorado Boulder, where he leads a highly interdisciplinary research group that works on soft robotics, energy harvesting and functional polymers. His work has been published in Science Magazine, among others, and highlighted in popular outlets such as National Geographic. Keplinger he has received prestigious awards including a 2017 Packard Fellowship for Science and Engineering.
Christoph Keplinger | Speaker | TED.com