TED2018
Giada Gerboni: The incredible potential of flexible, soft robots
جیادا جربونی: پتانسیل شگفت‌انگیز روبات‌های نرم و انعطاف‌پذیر
Filmed:
Readability: 4.7
1,397,702 views
روبات‌ها برای سرعت و دقت طراحی شده‌اند -- اما صلبیت آنها همیشه استفاده از آنها را محدود کرده است. در این سخنرانی درخشان، مهندس بیومدیکال جیادا جربونی پیشرفت‌های اخیر «روباتیک نرم» را به اشتراک می‌گذارد، زمینه‌ای نوظهور که هدف آن ساخت دستگاه‌هایی چابک است که از طبیعت تقلید شده‌اند، مثل یک روبات اختاپوس. درباره اینکه چگونه این ساختارهای نرم می‌توانند نقشی حیاتی در جراحی، پزشکی و زندگی روزمره ما داشته باشند بیشتر بیاموزید.
Giada Gerboni - Biomedical engineer
Giada Gerboni works in surgical robotics, supporting surgeons with new flexible robotic devices in order to make once impossible operations a reality. Full bio
Giada Gerboni works in surgical robotics, supporting surgeons with new flexible robotic devices in order to make once impossible operations a reality. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
So, robots.
0
1531
1837
خوب، روبات‌ها.
00:15
Robots can be programmed
1
3392
1414
روبات‌ها می‌توانند برنامه‌ریزی شوند
00:16
to do the same task millions of times
with minimal error,
with minimal error,
2
4830
3691
تا یک وظیفه را میلیون‌ها بار
با حداقل خطا انجام دهند،
با حداقل خطا انجام دهند،
00:20
something very difficult for us, right?
3
8545
2514
کاری که برای ما خیلی دشوار است، نه؟
00:23
And it can be very impressive
to watch them at work.
to watch them at work.
4
11083
3161
و تماشای آنها حین کار هم
می‌تواند خیلی تاثیرگذار باشد.
می‌تواند خیلی تاثیرگذار باشد.
00:26
Look at them.
5
14268
1256
نگاه کنید.
00:27
I could watch them for hours.
6
15548
1908
من می‌توانم ساعت‌ها به آنها نگاه کنم.
00:30
No?
7
18108
1299
نه؟
00:31
What is less impressive
8
19431
2207
چیزی که کمتر تاثیرگذار است،
00:33
is that if you take these robots
out of the factories,
out of the factories,
9
21662
2933
این است که اگر این روبات‌ها را
از کارخانه بیرون بیاورید،
از کارخانه بیرون بیاورید،
00:36
where the environments are not
perfectly known and measured like here,
perfectly known and measured like here,
10
24619
4380
و جایی ببرید که محیط مثل اینجا
کاملا شناخته شده و اندازه‌گیری شده نیست،
کاملا شناخته شده و اندازه‌گیری شده نیست،
00:41
to do even a simple task
which doesn't require much precision,
which doesn't require much precision,
11
29023
4278
برای انجام یک کار
که دقت بالایی هم لازم ندارد،
که دقت بالایی هم لازم ندارد،
00:45
this is what can happen.
12
33325
1611
ممکن است چنین اتفاقی بیفتد.
00:46
I mean, opening a door,
you don't require much precision.
you don't require much precision.
13
34960
2729
منظورم این است که باز کردن
یک در که دقت چندانی نمی‌خواهد.
یک در که دقت چندانی نمی‌خواهد.
00:49
(Laughter)
14
37713
1030
(خنده)
00:50
Or a small error in the measurements,
15
38767
2454
یا خطایی کوچک در محاسبات،
00:53
he misses the valve, and that's it --
16
41245
1826
و شیر را از دست داد، بفرمایید --
00:55
(Laughter)
17
43095
1270
(خنده)
00:56
with no way of recovering,
most of the time.
most of the time.
18
44389
2444
بیشتر اوقات هیچ راهی هم برای جبران نیست.
00:59
So why is that?
19
47561
1675
خب دلیل آن چیست؟
01:01
Well, for many years,
20
49260
1874
خوب، برای چندین سال،
01:03
robots have been designed
to emphasize speed and precision,
to emphasize speed and precision,
21
51158
3300
روبات‌ها با تاکید بر سرعت
و دقت طراحی شده‌اند،
و دقت طراحی شده‌اند،
01:06
and this translates
into a very specific architecture.
into a very specific architecture.
22
54482
2962
و این موضوع در ساختار
خیلی خاصی ترجمه می‌شود.
خیلی خاصی ترجمه می‌شود.
01:09
If you take a robot arm,
23
57468
1151
اگر یک دست روباتی را بردارید،
01:10
it's a very well-defined
set of rigid links
set of rigid links
24
58643
2759
مجموعه به دقت چیده‌شده‌ای از اتصالات،
01:13
and motors, what we call actuators,
25
61426
2059
و موتورهاست، که ما عملگر می‌نامیم،
01:15
they move the links about the joints.
26
63509
1770
آنها اتصالات را حول مفصل حرکت می‌دهند.
01:17
In this robotic structure,
27
65303
1307
در این ساختار روباتیک،
01:18
you have to perfectly
measure your environment,
measure your environment,
28
66624
2227
باید محیط را به دقت اندازه بگیرید،
01:20
so what is around,
29
68865
1897
تا بدانید چه چیزی در محیط هست،
01:22
and you have to perfectly
program every movement
program every movement
30
70786
2639
و باید هر حرکت مفصل‌های روبات را
01:25
of the robot joints,
31
73449
2135
کاملا برنامه‌ریزی کنید،
01:27
because a small error
can generate a very large fault,
can generate a very large fault,
32
75608
3262
زیرا خطایی کوچک، می‌تواند
شکستی بزرگ به بار بیاورد،
شکستی بزرگ به بار بیاورد،
01:30
so you can damage something
or you can get your robot damaged
or you can get your robot damaged
33
78894
3013
که به چیزی آسیب بزنید
یا به ربات‌تان آسیب بزنید
یا به ربات‌تان آسیب بزنید
01:33
if something is harder.
34
81931
1531
اگر به چیزی سخت‌تر بخورد.
01:36
So let's talk about them a moment.
35
84107
2205
پس بیایید کمی درباره آنها صحبت کنیم.
01:38
And don't think
about the brains of these robots
about the brains of these robots
36
86336
3223
و به مغز این روبات‌ها فکر نکنید
01:41
or how carefully we program them,
37
89583
2745
یا اینکه ما چقدر با دقت آنها را
برنامه نویسی می‌کنیم،
برنامه نویسی می‌کنیم،
01:44
but rather look at their bodies.
38
92352
1818
اما به جای آن به بدن آنها نگاه کنید.
01:46
There is obviously
something wrong with it,
something wrong with it,
39
94606
2879
به وضوح مشکلی در آن هست،
01:49
because what makes a robot
precise and strong
precise and strong
40
97509
3127
چون چیزی که یک روبات را دقیق و قوی می‌کند
01:52
also makes them ridiculously dangerous
and ineffective in the real world,
and ineffective in the real world,
41
100660
4389
در دنیای واقعی آنها را
به طرز مسخره‌ای خطرناک و بی‌اثر می‌کند،
به طرز مسخره‌ای خطرناک و بی‌اثر می‌کند،
01:57
because their body cannot deform
42
105073
1985
چون بدن آنها نمی‌تواند تغییر شکل بدهد
01:59
or better adjust to the interaction
with the real world.
with the real world.
43
107082
3229
یا تنظیم شود تا با دنیای واقعی
بهتر تعامل کند.
بهتر تعامل کند.
02:03
So think about the opposite approach,
44
111226
3118
پس از جهت مخالف به آن نگاه کنید،
02:06
being softer than
anything else around you.
anything else around you.
45
114368
2818
که نرم‌تر از همه چیزهای اطراف‌تان باشند.
02:09
Well, maybe you think that you're not
really able to do anything if you're soft,
really able to do anything if you're soft,
46
117827
5085
خوب، شاید فکر کنید اگر نرم باشید
واقعا قادر به انجام هیچ کاری نباشید،
واقعا قادر به انجام هیچ کاری نباشید،
02:14
probably.
47
122936
1167
احتمالا.
02:16
Well, nature teaches us the opposite.
48
124127
2850
خوب، طبیعت خلاف آن را به ما یاد داده است.
02:19
For example, at the bottom of the ocean,
49
127001
2031
برای مثال، در کف اقیانوس،
02:21
under thousands of pounds
of hydrostatic pressure,
of hydrostatic pressure,
50
129056
2436
زیر هزاران کیلوگرم فشار هیدرواستاتیک،
02:23
a completely soft animal
51
131516
2428
جانوری کاملاً نرم
02:25
can move and interact
with a much stiffer object than him.
with a much stiffer object than him.
52
133968
3277
می‌تواند حرکت کند و با چیزی
به مراتب سخت‌تر از خودش تعامل کند.
به مراتب سخت‌تر از خودش تعامل کند.
02:29
He walks by carrying around
this coconut shell
this coconut shell
53
137878
2847
او با حمل این پوست نارگیل حرکت می‌کند
02:32
thanks to the flexibility
of his tentacles,
of his tentacles,
54
140749
2384
به لطف انعطاف‌پذیری بازوچه‌هایش،
02:35
which serve as both his feet and hands.
55
143157
2504
که به عنوان دست و پای او عمل می‌کنند.
02:38
And apparently,
an octopus can also open a jar.
an octopus can also open a jar.
56
146241
3825
و ظاهراً، یک اختاپوس هم می‌تواند
سر یک شیشه را باز کند.
سر یک شیشه را باز کند.
02:43
It's pretty impressive, right?
57
151883
1754
خیلی تاثیرگذار است، نه؟
02:47
But clearly, this is not enabled
just by the brain of this animal,
just by the brain of this animal,
58
155918
4500
اما مشخص است که این فقط
به خاطر مغز این حیوان ممکن نشده است،
به خاطر مغز این حیوان ممکن نشده است،
02:52
but also by his body,
59
160442
2014
بلکه به خاطر بدن او هم هست،
02:54
and it's a clear example,
maybe the clearest example,
maybe the clearest example,
60
162480
4032
و این مثالی مشخص،
یا شاید مشخص‌ترین مثال است،
یا شاید مشخص‌ترین مثال است،
02:58
of embodied intelligence,
61
166536
1800
از هوش مجسم،
03:00
which is a kind of intelligence
that all living organisms have.
that all living organisms have.
62
168360
3286
که گونه‌ای از هوش است
که تمام موجودات زنده دارند.
که تمام موجودات زنده دارند.
03:03
We all have that.
63
171670
1566
همه ما آن را داریم.
03:05
Our body, its shape,
material and structure,
material and structure,
64
173260
3842
بدن ما، شکل، جنس و ساختار آن،
03:09
plays a fundamental role
during a physical task,
during a physical task,
65
177126
3182
نفشی اساسی در یک کار فیزیکی بازی می‌کند،
03:12
because we can conform to our environment
66
180332
5613
چون می‌توانیم با محیط اطرافمان
تطابق پیدا کنیم
تطابق پیدا کنیم
03:17
so we can succeed in a large
variety of situations
variety of situations
67
185969
2404
تا بتوانیم در محدوده وسیعی
از شرایط موفق باشیم
از شرایط موفق باشیم
03:20
without much planning
or calculations ahead.
or calculations ahead.
68
188397
2993
بدون اینکه نقشه‌ای بچینیم
یا محاسبه‌ای بکنیم.
یا محاسبه‌ای بکنیم.
03:23
So why don't we put
some of this embodied intelligence
some of this embodied intelligence
69
191414
2715
پس چرا بخشی از هوش مجسم را
03:26
into our robotic machines,
70
194153
1555
در ماشین‌های روباتیک قرار ندهیم،
03:27
to release them from relying
on excessive work
on excessive work
71
195732
2349
تا آنها را از تکیه بر کار بیش از حد
03:30
on computation and sensing?
72
198105
2017
در محاسبات و حس کردن رها کنیم؟
03:33
Well, to do that, we can follow
the strategy of nature,
the strategy of nature,
73
201097
2650
خوب، برای این کار، می‌توانیم
از استراتژی طبیعت پیروی کنیم،
از استراتژی طبیعت پیروی کنیم،
03:35
because with evolution,
she's done a pretty good job
she's done a pretty good job
74
203771
2612
زیرا با تکامل،
کار بسیار خوبی انجام داده است
کار بسیار خوبی انجام داده است
03:38
in designing machines
for environment interaction.
for environment interaction.
75
206407
4496
در طراحی ماشین‌ها برای تعامل با محیط.
03:42
And it's easy to notice that nature
uses soft material frequently
uses soft material frequently
76
210927
4494
و ساده می‌توان فهمید
که طبیعت از مواد نرم به کرات
که طبیعت از مواد نرم به کرات
03:47
and stiff material sparingly.
77
215445
2295
و از مواد سخت به ندرت استفاده می‌کند.
03:49
And this is what is done
in this new field or robotics,
in this new field or robotics,
78
217764
3792
و این کاری است که در این
زمینه جدید روباتیک انجام شده است،
زمینه جدید روباتیک انجام شده است،
03:53
which is called "soft robotics,"
79
221580
2300
که «روباتیک نرم» نام دارد،
03:55
in which the main objective
is not to make super-precise machines,
is not to make super-precise machines,
80
223904
3736
که در آن هدف اصلی
ساختن دستگاه‌های فوق دقیق نیست،
ساختن دستگاه‌های فوق دقیق نیست،
03:59
because we've already got them,
81
227664
1937
چون این کار را که کرده‌ایم،
04:01
but to make robots able to face
unexpected situations in the real world,
unexpected situations in the real world,
82
229625
4920
بلکه برای اینکه روبات‌ها بتوانند
با شرایط غیرمنتظره روبرو شوند،
با شرایط غیرمنتظره روبرو شوند،
04:06
so able to go out there.
83
234569
1557
تا بتوانند وارد دنیای خارج شوند.
04:08
And what makes a robot soft
is first of all its compliant body,
is first of all its compliant body,
84
236150
3524
و چیزی که باعث نرمی یک روبات می‌شود
اول سازگاری بدن آن است،
اول سازگاری بدن آن است،
04:11
which is made of materials or structures
that can undergo very large deformations,
that can undergo very large deformations,
85
239698
5531
که از مواد یا ساختارهایی ساخته شده که می‌توانند
تغییر شکل‌های خیلی زیاد را دوام بیاورند،
تغییر شکل‌های خیلی زیاد را دوام بیاورند،
04:17
so no more rigid links,
86
245253
1831
پس دیگر اتصالات صلب نداریم،
04:19
and secondly, to move them,
we use what we call distributed actuation,
we use what we call distributed actuation,
87
247108
3548
و دوم اینکه برای حرکت دادن آنها، از چیزی
استفاده می‌کنیم به نام تحریک توزیع شده،
استفاده می‌کنیم به نام تحریک توزیع شده،
04:22
so we have to control continuously
the shape of this very deformable body,
the shape of this very deformable body,
88
250680
5032
تا بتوانیم به طور پیوسته
شکل این بدن شکل پذیر را کنترل کنیم،
شکل این بدن شکل پذیر را کنترل کنیم،
04:27
which has the effect
of having a lot of links and joints,
of having a lot of links and joints,
89
255736
3298
که اثری مانند داشتن
تعداد زیادی اتصال و مفصل دارد،
تعداد زیادی اتصال و مفصل دارد،
04:31
but we don't have
any stiff structure at all.
any stiff structure at all.
90
259058
2623
اما هیچ ساختار سختی در آن نیست.
04:33
So you can imagine that building
a soft robot is a very different process
a soft robot is a very different process
91
261705
3430
پس می‌توانید تصور کنید که ساختن یک
روبات نرم فرآیندی بسیار متفاوت است
روبات نرم فرآیندی بسیار متفاوت است
04:37
than stiff robotics,
where you have links, gears, screws
where you have links, gears, screws
92
265159
2880
از روبات‌های سخت،
که اتصال و دنده و پیچ دارند
که اتصال و دنده و پیچ دارند
04:40
that you must combine
in a very defined way.
in a very defined way.
93
268063
2231
و باید به صورت کاملا
مشخصی با هم ترکیب شوند.
مشخصی با هم ترکیب شوند.
04:42
In soft robots, you just build
your actuator from scratch
your actuator from scratch
94
270948
3525
در روبات‌های نرم، بیشتر اوقات
فقط محرک را از پایه می‌سازید،
04:46
most of the time,
95
274497
1151
04:47
but you shape your flexible material
96
275672
2382
اما ماده انعطاف‌پذیر را طوری شکل می‌دهید
04:50
to the form that responds
to a certain input.
to a certain input.
97
278078
2403
که به ورودی مشخصی واکنش بدهد.
04:53
For example, here,
you can just deform a structure
you can just deform a structure
98
281054
2458
برای مثال، اینجا، می‌توانید
فقط یک ساختار را تغییر شکل بدهید
فقط یک ساختار را تغییر شکل بدهید
04:55
doing a fairly complex shape
99
283536
2471
که شکلی نسبتاً پیچیده دارد
04:58
if you think about doing the same
with rigid links and joints,
with rigid links and joints,
100
286031
3278
اگر بخواهید همین کار را
با اتصالات و مفصل‌های صلب انجام دهید،
با اتصالات و مفصل‌های صلب انجام دهید،
05:01
and here, what you use is just one input,
101
289333
2333
و اینجا، آنچه استفاده می‌کنید
فقط یک ورودی است،
فقط یک ورودی است،
05:03
such as air pressure.
102
291690
1364
مثل فشار هوا.
05:05
OK, but let's see
some cool examples of soft robots.
some cool examples of soft robots.
103
293869
3489
خوب، اما بیایید چند مثال باحال
از روبات‌های نرم ببینیم.
از روبات‌های نرم ببینیم.
05:09
Here is a little cute guy
developed at Harvard University,
developed at Harvard University,
104
297765
4547
اینجا یک آقا کوچولوی بامزه داریم
که در دانشگاه هاروارد ساخته شده،
که در دانشگاه هاروارد ساخته شده،
05:14
and he walks thanks to waves
of pressure applied along its body,
of pressure applied along its body,
105
302336
4493
و او به لطف جریان‌های فشاری
که در بدنش اعمال می‌شود حرکت می‌کند،
که در بدنش اعمال می‌شود حرکت می‌کند،
05:18
and thanks to the flexibility,
he can also sneak under a low bridge,
he can also sneak under a low bridge,
106
306853
3286
و به لطف انعطاف پذیری،
او همچنین می‌تواند زیر یک پل کوتاه بخزد،
او همچنین می‌تواند زیر یک پل کوتاه بخزد،
05:22
keep walking,
107
310163
1151
و به راه رفتن ادامه دهد،
05:23
and then keep walking
a little bit different afterwards.
a little bit different afterwards.
108
311338
3197
و بعد کمی متفاوت به راه رفتن ادامه دهد.
05:27
And it's a very preliminary prototype,
109
315345
2231
و این یک نمونه خیلی ابتدایی است،
05:29
but they also built a more robust version
with power on board
with power on board
110
317600
3676
اما آنها همچنین یک نمونه
خیلی محکم‌تر توان سرخود هم ساخته‌اند
خیلی محکم‌تر توان سرخود هم ساخته‌اند
05:33
that can actually be sent out in the world
and face real-world interactions
and face real-world interactions
111
321300
5447
که واقعا می‌تواند به جهان بیرون
فرستاده شود و با مسائل آن روبرو شود
فرستاده شود و با مسائل آن روبرو شود
05:38
like a car passing it over it ...
112
326771
1706
مثل اینکه یک ماشین
از روی آن رد بشود ...
از روی آن رد بشود ...
05:42
and keep working.
113
330090
1150
و به کار ادامه بدهد.
05:44
It's cute.
114
332056
1151
بامزه است.
05:45
(Laughter)
115
333231
1421
(خنده)
05:46
Or a robotic fish, which swims
like a real fish does in water
like a real fish does in water
116
334676
3864
یا یک ماهی روباتیک،
که مثل یک ماهی واقعی در آب شنا می‌کند
که مثل یک ماهی واقعی در آب شنا می‌کند
05:50
simply because it has a soft tail
with distributed actuation
with distributed actuation
117
338564
3184
صرفا به این دلیل که دمی نرم
با محرک توزیع شده دارد
با محرک توزیع شده دارد
05:53
using still air pressure.
118
341772
1644
که هنوز هم فشار هوا است.
05:55
That was from MIT,
119
343954
1358
این از MIT بود،
05:57
and of course, we have a robotic octopus.
120
345336
2805
و البته یک اختاپوس روباتیک داریم.
06:00
This was actually one
of the first projects
of the first projects
121
348165
2079
این درواقع یکی از اولین پروژه‌هایی است
06:02
developed in this new field
of soft robots.
of soft robots.
122
350268
2126
که در این زمینه جدید
روبات‌های نرم ساخته شده است.
روبات‌های نرم ساخته شده است.
06:04
Here, you see the artificial tentacle,
123
352418
1886
اینجا، بازوچه مصنوعی را می‌بینید،
06:06
but they actually built an entire machine
with several tentacles
with several tentacles
124
354328
4679
اما آنها در واقع کل یک ماشین را
با چندین بازوچه ساخته‌اند
با چندین بازوچه ساخته‌اند
06:11
they could just throw in the water,
125
359031
2611
آنها می‌توانستند آن را در آب بیندازند،
06:13
and you see that it can kind of go around
and do submarine exploration
and do submarine exploration
126
361666
4293
و می‌بینید که می‌تواند به نوعی به اطراف
برود و کاوش‌های زیردریایی انجام دهد
برود و کاوش‌های زیردریایی انجام دهد
06:17
in a different way
than rigid robots would do.
than rigid robots would do.
127
365983
3303
به روشی متفاوت از روبات‌های صلب.
06:21
But this is very important for delicate
environments, such as coral reefs.
environments, such as coral reefs.
128
369310
3660
اما این برای محیط‌های ظریف
مانند صخره‌های مرجانی خیلی مهم است.
مانند صخره‌های مرجانی خیلی مهم است.
06:24
Let's go back to the ground.
129
372994
1396
بیایید به زمین برگردیم.
06:26
Here, you see the view
130
374414
1190
اینجا منظره‌ای می‌بینید
06:27
from a growing robot developed
by my colleagues in Stanford.
by my colleagues in Stanford.
131
375628
4148
از روباتی در حال رشد که من
و همکارانم در استنفورد ساخته‌ایم.
و همکارانم در استنفورد ساخته‌ایم.
06:31
You see the camera fixed on top.
132
379800
1850
می‌بینید که دوربین در بالا ثابت شده.
06:33
And this robot is particular,
133
381674
1438
و این روبات خاص است،
06:35
because using air pressure,
it grows from the tip,
it grows from the tip,
134
383136
2416
چون با استفاده از فشار هوا،
از سر رشد می‌کند،
از سر رشد می‌کند،
06:37
while the rest of the body stays
in firm contact with the environment.
in firm contact with the environment.
135
385576
3346
در حالی که باقی بدن در تماس
با محیط محکم باقی می‌ماند.
با محیط محکم باقی می‌ماند.
06:41
And this is inspired
by plants, not animals,
by plants, not animals,
136
389316
2718
و این از گیاهان
الهام گرفته شده، نه حیوانات،
الهام گرفته شده، نه حیوانات،
06:44
which grows via the material
in a similar manner
in a similar manner
137
392058
3315
که بوسیله مواد به صورتی مشابه رشد می‌کند
06:47
so it can face a pretty large
variety of situations.
variety of situations.
138
395397
2960
تا بتواند با گستره وسیعی
از موقعیت‌ها مواجه شود.
از موقعیت‌ها مواجه شود.
06:51
But I'm a biomedical engineer,
139
399043
1668
اما من یک مهندس بیومدیکال هستم،
06:52
and perhaps the application
I like the most
I like the most
140
400735
2269
و شاید کاربردی که من
بیش از همه به آن علاقه دارم
بیش از همه به آن علاقه دارم
06:55
is in the medical field,
141
403028
1453
زمینه پزشکی است،
06:56
and it's very difficult to imagine
a closer interaction with the human body
a closer interaction with the human body
142
404505
4841
و دشوار بتوان تعاملی نزدیکتر
با بدن انسان تصور کرد
با بدن انسان تصور کرد
07:01
than actually going inside the body,
143
409370
1919
از اینکه واقعا به درون بدن برویم،
07:03
for example, to perform
a minimally invasive procedure.
a minimally invasive procedure.
144
411313
2771
برای مثال، برای انجام یک عمل کوچک تهاجمی.
07:06
And here, robots can be
very helpful with the surgeon,
very helpful with the surgeon,
145
414958
3402
و اینجا، روبات‌ها می‌توانند
برای جراح خیلی مفید باشند،
برای جراح خیلی مفید باشند،
07:10
because they must enter the body
146
418384
1749
چون آنها باید
07:12
using small holes
and straight instruments,
and straight instruments,
147
420157
2627
با استفاده از سوراخ‌های کوچک
و ابزار مستقیم وارد بدن شوند،
و ابزار مستقیم وارد بدن شوند،
07:14
and these instruments must interact
with very delicate structures
with very delicate structures
148
422808
3510
و این ابزارها باید با ساختارهای
بسیار ظریفی تعامل کنند
بسیار ظریفی تعامل کنند
07:18
in a very uncertain environment,
149
426342
2048
در محیطی بسیار متغیر،
07:20
and this must be done safely.
150
428414
1675
و این کار باید ایمن انجام شود.
07:22
Also bringing the camera inside the body,
151
430113
2112
بنابراین بردن دوربین درون بدن،
07:24
so bringing the eyes of the surgeon
inside the surgical field
inside the surgical field
152
432249
3618
یعنی بردن چشمان جراح به منطقه مورد جراحی
07:27
can be very challenging
if you use a rigid stick,
if you use a rigid stick,
153
435891
2351
خیلی چالش‌برانگیز خواهد بود
اگر از یک تکه صلب استفاده کنید،
اگر از یک تکه صلب استفاده کنید،
07:30
like a classic endoscope.
154
438266
1607
مثل اندوسکوپ کلاسیک.
07:32
With my previous research group in Europe,
155
440517
2589
با گروه تحقیقاتی قبلی‌ام در اروپا،
07:35
we developed this
soft camera robot for surgery,
soft camera robot for surgery,
156
443130
2596
این روبات دوربین‌دار نرم را
برای جراحی ساختیم،
برای جراحی ساختیم،
07:37
which is very different
from a classic endoscope,
from a classic endoscope,
157
445750
3768
که خیلی با یک اندوسکوپ کلاسیک متفاوت است،
07:41
which can move thanks
to the flexibility of the module
to the flexibility of the module
158
449542
3104
که می‌تواند به لطف
انعطاف‌پذیری قطعات حرکت کند
انعطاف‌پذیری قطعات حرکت کند
07:44
that can bend in every direction
and also elongate.
and also elongate.
159
452670
4888
که می‌تواند در هر جهتی خم شود
و همچنین تغییر طول بدهد.
و همچنین تغییر طول بدهد.
07:49
And this was actually used by surgeons
to see what they were doing
to see what they were doing
160
457582
3110
و این در واقع توسط جراحان استفاده شد
تا ببینند چه کار دارند می‌کنند
تا ببینند چه کار دارند می‌کنند
07:52
with other instruments
from different points of view,
from different points of view,
161
460716
2738
با ابزارهای دیگری از نقطه‌نظرهای دیگر،
07:55
without caring that much
about what was touched around.
about what was touched around.
162
463478
3206
بدون توجه زیادی به اینکه
چه چیزی در اطراف لمس می‌شود.
چه چیزی در اطراف لمس می‌شود.
07:59
And here you see the soft robot in action,
163
467247
3743
و اینجا روبات نرم را در حین کار می‌بینید،
08:03
and it just goes inside.
164
471014
2818
و فقط به داخل می‌رود.
08:05
This is a body simulator,
not a real human body.
not a real human body.
165
473856
3269
این یک شبیه‌ساز بدن است، نه یک بدن واقعی.
08:09
It goes around.
166
477149
1151
به اطراف می‌رود.
08:10
You have a light, because usually,
167
478324
1674
یک نور دارید، چون معمولا،
08:12
you don't have too many lights
inside your body.
inside your body.
168
480022
3121
درون بدن‌تان نور زیادی نیست.
08:15
We hope.
169
483167
1173
امیدواریم.
08:16
(Laughter)
170
484364
3002
(خنده)
08:19
But sometimes, a surgical procedure
can even be done using a single needle,
can even be done using a single needle,
171
487390
4698
اما گاهی یک عمل جراحی می‌تواند
تنها با استفاده از یک سوزن انجام شود،
تنها با استفاده از یک سوزن انجام شود،
08:24
and in Stanford now, we are working
on a very flexible needle,
on a very flexible needle,
172
492112
4047
و حالا در استنفورد، روی یک سوزن
خیلی انعطاف‌پذیر کار می‌کنیم،
خیلی انعطاف‌پذیر کار می‌کنیم،
08:28
kind of a very tiny soft robot
173
496183
2652
به نوعی یک روبات نرم خیلی کوچک
08:30
which is mechanically designed
to use the interaction with the tissues
to use the interaction with the tissues
174
498859
3294
که از نظر مکانیکی برای تعامل با بافت‌ها
08:34
and steer around inside a solid organ.
175
502177
2230
و رفتن درون یک اندام جامد طراحی شده است.
08:36
This makes it possible to reach
many different targets, such as tumors,
many different targets, such as tumors,
176
504431
4080
این رسیدن به اهداف مختلفی را
ممکن می‌سازد، مثل تومورها،
ممکن می‌سازد، مثل تومورها،
08:40
deep inside a solid organ
177
508535
1698
در اعماق یک اندام جامد
08:42
by using one single insertion point.
178
510257
2325
با استفاده از تنها یک نقطه دخول.
08:44
And you can even steer around
the structure that you want to avoid
the structure that you want to avoid
179
512606
4039
و می‌توانید حتی ساختاری
که در راه رسیدن به هدف
که در راه رسیدن به هدف
08:48
on the way to the target.
180
516669
1364
می‌خواهید از آن اجتناب کنید را دور بزنید.
08:51
So clearly, this is a pretty
exciting time for robotics.
exciting time for robotics.
181
519377
3305
پس روشن است، که این زمانی
بسیار هیجان‌انگیز برای روباتیک است.
بسیار هیجان‌انگیز برای روباتیک است.
08:54
We have robots that have to deal
with soft structures,
with soft structures,
182
522706
3153
روبات‌هایی داریم که باید
با ساختارهای نرم کار کنند،
با ساختارهای نرم کار کنند،
08:57
so this poses new
and very challenging questions
and very challenging questions
183
525883
2585
پس این سوالات تازه و بسیار چالشی را
09:00
for the robotics community,
184
528492
1357
برای جامعه روباتیک برمی‌انگیزد،
09:01
and indeed, we are just starting
to learn how to control,
to learn how to control,
185
529873
2675
و البته، تازه در حال
شروع به یادگیری کنترل،
شروع به یادگیری کنترل،
09:04
how to put sensors
on these very flexible structures.
on these very flexible structures.
186
532572
3004
و قرار دادن حسگرها روی این
ساختارهای بسیار انعطاف‌پذیر هستیم.
ساختارهای بسیار انعطاف‌پذیر هستیم.
09:07
But of course, we are not even close
to what nature figured out
to what nature figured out
187
535600
2960
اما البته، حتی نزدیک هم نیستیم
به آنچه طبیعت در طول
میلیون‌ها سال تکامل به آن دست یافته.
میلیون‌ها سال تکامل به آن دست یافته.
09:10
in millions of years of evolution.
188
538584
2194
09:12
But one thing I know for sure:
189
540802
2104
اما از یک چیز مطمئن هستم:
09:14
robots will be softer and safer,
190
542930
2516
روبات‌ها نرم‌تر و امن‌تر خواهند شد،
09:17
and they will be out there helping people.
191
545470
2982
و به کمک مردم خواهند آمد.
09:20
Thank you.
192
548809
1151
متشکرم.
09:21
(Applause)
193
549984
4412
(تشویق)
ABOUT THE SPEAKER
Giada Gerboni - Biomedical engineerGiada Gerboni works in surgical robotics, supporting surgeons with new flexible robotic devices in order to make once impossible operations a reality.
Why you should listen
Giada Gerboni is a postdoctoral scholar at Stanford University, in the Collaborative Haptics and Robotics in Medicine (CHARM) Lab. Gerboni is working on the design and control of needle-sized flexible robots, work that aims to improve current percutaneous tumor ablation procedures. As she says: "One of the most exciting parts of this research is to enable surgical operations in ways that, not long ago, had not yet been conceived."
Gerboni received BE and MS degrees in biomedical engineering from the University of Pisa and a PhD in biorobotics from The BioRobotics Institute of Sant’Anna School of Advanced Studies in Pisa, Italy. During her PhD, she specialized in surgical robotics, studying and developing innovative strategies for the actuation and sensing of soft and flexible instruments for applications in MIS (Minimally Invasive Surgery).
A new branch of robotics, called "soft robotics," is expanding the boundaries of robotic applications. Soft robotics faces the grand challenge of increasing the capabilities of robots to make them more suitable for physical interactions with the real world. It involves use of soft and flexible materials, deformable sensors and very different control strategies than traditional robots, which are designed to work in well-defined and confined environments. Gerboni has been involved in this field from the time of her PhD, and since then she has been exploring its potential in the medical/surgical area, where safe robot-environment interaction is crucial.
Giada Gerboni | Speaker | TED.com