TEDxMileHigh
Christoph Keplinger: The artificial muscles that will power robots of the future
Christoph Keplinger: Mesterséges izmok fogják működtetni a jövő robotjait
Filmed:
Readability: 5.1
452,936 views
A robotok agya egyre okosabb, de testük nehézkes és esetlen. Christoph Keplinger gépészmérnök lágy, mozgékony robot tervezésével foglalkozik, amelyet az evolúció mesterműve, a biológiai izom ihletett. Figyeljük meg, ahogy e "mesterséges izmok" ugyanúgy megnyúlnak és összehúzódnak, mint az igaziak, és emberfeletti sebességet érnek el. Tudjuk meg, hogyan képesek protézisek működtetésére, amelyek erősebbek és hatékonyabbak, mint az emberi végtagok.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
In 2015, 25 teams from around the world
0
1125
3893
2015-ben 25 csapat versenyzett
az egész világról,
az egész világról,
00:17
competed to build robots
for disaster response
for disaster response
1
5042
2726
hogy különböző feladatokra,
pl. kéziszerszám használatára,
00:19
that could perform a number of tasks,
2
7792
1851
egyenetlen terepen való munkára
00:21
such as using a power tool,
3
9667
1642
és autóvezetése alkalmas
00:23
working on uneven terrain
4
11333
1685
katasztrófaelhárító robotokat építsen.
00:25
and driving a car.
5
13042
1250
00:27
That all sounds impressive, and it is,
6
15292
2041
Ez lelkesítőnek hangzik; és az is.
00:30
but look at the body
of the winning robot, HUBO.
of the winning robot, HUBO.
7
18458
2792
De nézzük meg a győztes robot,
a HUBO testét!
a HUBO testét!
00:34
Here, HUBO is trying to get out of a car,
8
22208
2310
HUBO itt kocsiból kászálódik ki,
00:36
and keep in mind,
9
24542
1726
és ne feledjük:
00:38
the video is sped up three times.
10
26292
1767
a videót háromszorosára gyorsítottuk.
00:40
(Laughter)
11
28083
3625
(Nevetés)
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
HUBO, a koreai KAIST csapat terméke,
00:47
with impressive capabilities,
13
35750
1768
lenyűgöző képességű modern robot,
00:49
but this body doesn't look
all that different
all that different
14
37542
2142
de teste nem sokban különbözik
00:51
from robots we've seen a few decades ago.
15
39708
1953
a pár évtizede látottakétól.
00:54
If you look at the other robots
in the competition,
in the competition,
16
42625
2417
A versenyben részt vett
más robotok mozgása is
más robotok mozgása is
00:58
their movements also still look,
well, very robotic.
well, very robotic.
17
46000
3101
igencsak robotszerű.
01:01
Their bodies are complex
mechanical structures
mechanical structures
18
49125
2226
Testük bonyolult gépszerkezetekből áll,
melyekhez merev anyagokat használnak,
01:03
using rigid materials
19
51375
1601
01:05
such as metal and traditional
rigid electric motors.
rigid electric motors.
20
53000
3601
pl. fémet és hagyományos,
merev villanymotorokat.
merev villanymotorokat.
01:08
They certainly weren't designed
21
56625
1601
Bizonyára nem úgy lettek tervezve,
01:10
to be low-cost, safe near people
22
58250
3059
hogy olcsók, emberekre veszélytelenek
és előre nem látható esetekben
alkalmazkodók legyenek.
alkalmazkodók legyenek.
01:13
and adaptable to unpredictable challenges.
23
61333
2851
01:16
We've made good progress
with the brains of robots,
with the brains of robots,
24
64208
2768
Jelentős haladást értünk el
a robotok agyát tekintve,
a robotok agyát tekintve,
01:19
but their bodies are still primitive.
25
67000
1792
de testük még kezdetleges.
01:22
This is my daughter Nadia.
26
70625
2018
Ő itt Nadia lányom.
01:24
She's only five years old
27
72667
1726
Csak ötéves,
01:26
and she can get out of the car
way faster than HUBO.
way faster than HUBO.
28
74417
2476
de sokkal gyorsabban száll ki
a kocsiból, mint HUBO.
a kocsiból, mint HUBO.
01:28
(Laughter)
29
76917
1767
(Nevetés)
01:30
She can also swing around
on monkey bars with ease,
on monkey bars with ease,
30
78708
2393
Könnyedén csimpizik végig a trapézhintán,
01:33
much better than any current
human-like robot could do.
human-like robot could do.
31
81125
3143
sokkal ügyesebben,
mint ma bármely emberszerű robot.
mint ma bármely emberszerű robot.
01:36
In contrast to HUBO,
32
84292
1351
A HUBO-tól eltérően
01:37
the human body makes extensive use
of soft and deformable materials
of soft and deformable materials
33
85667
3726
az emberi test kiterjedten használ
lágy és alakítható anyagokat,
lágy és alakítható anyagokat,
01:41
such as muscle and skin.
34
89417
1934
pl. izmot és bőrt.
01:43
We need a new generation of robot bodies
35
91375
2351
A robottestek új nemzedékére van szükség,
01:45
that is inspired by the elegance,
efficiency and by the soft materials
efficiency and by the soft materials
36
93750
4101
amelyet a természet tervezte
lágy anyagok eleganciája
lágy anyagok eleganciája
és hatékonysága ihletett.
01:49
of the designs found in nature.
37
97875
1542
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
Valóban, ez vált az új kutatási terület,
01:56
called soft robotics.
39
104542
1934
az ún. lágy robotika vezérelvévé.
01:58
My research group
and collaborators around the world
and collaborators around the world
40
106500
2893
Kutatócsoportom és világszerte
dolgozó partnereim
dolgozó partnereim
02:01
are using soft components
inspired by muscle and skin
inspired by muscle and skin
41
109417
3642
izom és bőr ihlette lágy összetevőkből
02:05
to build robots with agility and dexterity
42
113083
2810
építenek mozgékony és ügyes robotokat,
02:07
that comes closer and closer
43
115917
1642
melyek egyre közelebb járnak
02:09
to the astonishing capabilities
of the organisms found in nature.
of the organisms found in nature.
44
117583
3292
a természet megdöbbentő
képességű szervezeteihez.
képességű szervezeteihez.
02:14
I've always been particularly inspired
by biological muscle.
by biological muscle.
45
122458
3685
Mindig is megihletett a biológiai izom.
02:18
Now, that's not surprising.
46
126167
2142
Ez nem meglepő.
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
Osztrák vagyok, s tudom, hogy beszédem
úgy hangzik, mint Arnié, a terminátoré.
úgy hangzik, mint Arnié, a terminátoré.
02:23
(Laughter)
48
131958
3018
(Nevetés)
02:27
Biological muscle
is a true masterpiece of evolution.
is a true masterpiece of evolution.
49
135000
2976
A biológiai izom az evolúció
igazi mesterműve.
igazi mesterműve.
02:30
It can heal after damage
50
138000
1559
Sérülés után meg tud gyógyulni,
02:31
and it's tightly integrated
with sensory neurons
with sensory neurons
51
139583
2435
és szorosan egybeépül az érzőidegekkel
02:34
for feedback on motion
and the environment.
and the environment.
52
142042
2125
a mozgás és a környezet visszacsatolására.
02:37
It can contract fast enough
to power the high-speed wings
to power the high-speed wings
53
145083
2893
Elég gyorsan össze tud húzódni,
hogy energiával lássa el
hogy energiával lássa el
a kolibri sebes szárnycsapásait;
02:40
of a hummingbird;
54
148000
1268
02:41
it can grow strong enough
to move an elephant;
to move an elephant;
55
149292
2684
elég erősre nő, hogy elefántot mozgasson,
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
s elég alkalmazkodó,
hogy a rendkívül sokoldalú
polipkarban használható legyen.
polipkarban használható legyen.
02:47
of an octopus,
57
155583
1310
02:48
an animal that can squeeze
its entire body through tiny holes.
its entire body through tiny holes.
58
156917
3333
A polip egész kis lyukon is
át tudja préselni teljes testét.
át tudja préselni teljes testét.
A működtető szervek olyanok a robotoknak,
mint az izmok az állatoknak:
mint az izmok az állatoknak:
02:53
Actuators are for robots
what muscles are for animals:
what muscles are for animals:
59
161250
3893
a test kulcsfontosságú részei,
02:57
key components of the body
60
165167
1851
melyek révén mozognak
s kölcsönhatásban vannak a környezetükkel.
s kölcsönhatásban vannak a környezetükkel.
02:59
that enable movement
and interaction with the world.
and interaction with the world.
61
167042
2541
Ha képesek leszünk
lágy működtető szerveket
lágy működtető szerveket
03:02
So if we could build soft actuators,
62
170667
2476
vagy mesterséges izmokat építeni,
03:05
or artificial muscles,
63
173167
1434
melyek oly sokoldalúak, alkalmazkodók
03:06
that are as versatile, adaptable
64
174625
1601
03:08
and could have the same performance
as the real thing,
as the real thing,
65
176250
2559
és ugyanolyan teljesítményűek,
mint az igaziak,
mint az igaziak,
akkor bármilyen robotot
03:10
we could build almost any type of robot
66
178833
1935
majd minden célra létrehozhatunk.
03:12
for almost any type of use.
67
180792
1375
03:15
Not surprisingly,
people have tried for many decades
people have tried for many decades
68
183167
3184
Nem csoda, hogy az ember évtizedek óta
03:18
to replicate the astonishing
capabilities of muscle,
capabilities of muscle,
69
186375
2893
próbálja utánozni az izom
döbbenetes képességeit,
döbbenetes képességeit,
03:21
but it's been really hard.
70
189292
1333
de ez nem megy könnyen.
03:24
About 10 years ago,
71
192583
1476
Kb. 10 éve,
03:26
when I did my PhD back in Austria,
72
194083
2726
amikor Ausztriában a doktorimra készültem,
03:28
my colleagues and I rediscovered
73
196833
2101
munkatársaimmal rábukkantunk
03:30
what is likely one of the very first
publications on artificial muscle,
publications on artificial muscle,
74
198958
4143
a mesterséges izomról szóló,
talán első közleményre,
talán első közleményre,
03:35
published in 1880.
75
203125
1851
amely 1880-ban jelent meg:
03:37
"On the shape and volume changes
of dielectric bodies
of dielectric bodies
76
205000
3143
"Dielektrikumok alak- és térfogatváltozása
03:40
caused by electricity,"
77
208167
1517
villamos áram hatására."
03:41
published by German physicist
Wilhelm Röntgen.
Wilhelm Röntgen.
78
209708
3101
Wilhelm Röntgen német fizikus tette közzé.
03:44
Most of you know him
as the discoverer of the X-ray.
as the discoverer of the X-ray.
79
212833
3042
Nevét a röntgensugarak
felfedezőjeként ismerik.
felfedezőjeként ismerik.
03:49
Following his instructions,
we used a pair of needles.
we used a pair of needles.
80
217292
2559
Utasításait követve két tűt
03:51
We connected it to a high-voltage source,
81
219875
1954
nagyfeszültségű áramforrásra kapcsoltunk,
03:53
and we placed it near
a transparent piece of rubber
a transparent piece of rubber
82
221833
2476
és műanyag keretre kifeszített
03:56
that was prestretched
onto a plastic frame.
onto a plastic frame.
83
224313
2084
átlátszó gumidarab mellé tettük,
03:59
When we switched on the voltage,
84
227333
1685
Az áram bekapcsolásakor
04:01
the rubber deformed,
85
229042
1309
a gumi deformálódott,
04:02
and just like our biceps flexes our arm,
86
230375
3184
és mint mikor bicepszünk
behajlítja a karunkat,
behajlítja a karunkat,
04:05
the rubber flexed the plastic frame.
87
233583
2643
a gumi meghajlította a műanyag keretet.
04:08
It looks like magic.
88
236250
1309
Varázslatnak tűnik.
04:09
The needles don't even touch the rubber.
89
237583
2351
A gumit a tűk még csak nem is érintették.
04:11
Now, having two such needles
is not a practical way
is not a practical way
90
239958
2518
Két tűvel nemigen gyakorlatias
04:14
of operating artificial muscles,
91
242500
2143
mesterséges izmok működtetése,
04:16
but this amazing experiment
got me hooked on the topic.
got me hooked on the topic.
92
244667
3142
de e pompás kísérlettel
a téma rabja lettem.
a téma rabja lettem.
04:19
I wanted to create new ways
to build artificial muscles
to build artificial muscles
93
247833
3018
Szerettem volna új módszereket
mesterséges izmok létrehozására,
mesterséges izmok létrehozására,
04:22
that would work well
for real-world applications.
for real-world applications.
94
250875
2809
amelyek igazi körülmények
közt is jól működnek.
közt is jól működnek.
04:25
For the next years, I worked
on a number of different technologies
on a number of different technologies
95
253708
3726
A következő években számos
technológián dolgoztam,
technológián dolgoztam,
04:29
that all showed promise,
96
257458
1309
mind reményteljes volt,
04:30
but they all had remaining challenges
that are hard to overcome.
that are hard to overcome.
97
258791
3042
de mindegyikkel fönnmaradt
valamilyen fogas kérdés.
valamilyen fogas kérdés.
04:34
In 2015,
98
262833
1601
2015-ben,
04:36
when I started my own lab at CU Boulder,
99
264458
2393
mikor saját laboromat
indítottam a CU Boulderen,
indítottam a CU Boulderen,
04:38
I wanted to try an entirely new idea.
100
266875
2226
teljesen új ötletet
szerettem volna kipróbálni.
szerettem volna kipróbálni.
04:41
I wanted to combine
the high speed and efficiency
the high speed and efficiency
101
269125
2893
Ötvözni akartam az elektromos
működtető szerv nagy sebességét
működtető szerv nagy sebességét
04:44
of electrically driven actuators
102
272042
1976
és hatékonyságát
04:46
with the versatility
of soft, fluidic actuators.
of soft, fluidic actuators.
103
274042
2750
a lágy, folyadékos működtető szerv
sokoldalúságával.
sokoldalúságával.
04:49
Therefore, I thought,
104
277458
1310
Azt gondoltam,
04:50
maybe I can try using
really old science in a new way.
really old science in a new way.
105
278792
3351
hogy új módon alkalmazhatnám
a régi tudományt.
a régi tudományt.
04:54
The diagram you see here
106
282167
1767
Az ábrán látható
04:55
shows an effect called Maxwell stress.
107
283958
2560
az ún. Maxwell-feszültségtenzor hatása.
04:58
When you take two metal plates
108
286542
1476
Ha két fémlapot
05:00
and place them in a container
filled with oil,
filled with oil,
109
288042
2184
olajjal teli tartályba helyezünk,
majd feszültséget kapcsolunk rájuk,
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
a Maxwell-tenzor a lemezek
közti olajat fölfelé nyomja.
közti olajat fölfelé nyomja.
05:07
and that's what you see here.
112
295875
1476
Ez látható az ábrán.
05:09
So the key idea was,
113
297375
1351
Az ötlet lényege abban állt,
05:10
can we use this effect to push around oil
114
298750
2934
hogy e hatást alkalmazva
a lágy, rugalmas rendszerekben
lévő olajat tudjuk-e keringetni?
lévő olajat tudjuk-e keringetni?
05:13
contained in soft stretchy structures?
115
301708
2810
05:16
And indeed, this worked surprisingly well,
116
304542
2351
A dolog meglepően jól működött,
05:18
quite honestly,
much better than I expected.
much better than I expected.
117
306917
2684
őszintén szólva, a vártnál jobban.
05:21
Together with my
outstanding team of students,
outstanding team of students,
118
309625
2184
Kiváló diákjaimmal együtt
ebből az ötletből kiindulva
új technológiát fejlesztettünk ki,
új technológiát fejlesztettünk ki,
05:23
we used this idea as a starting point
119
311833
1893
05:25
to develop a new technology
called HASEL artificial muscles.
called HASEL artificial muscles.
120
313750
4143
az ún. HASEL mesterséges izmot.
05:29
HASELs are gentle enough
to pick up a raspberry
to pick up a raspberry
121
317917
3101
A HASEL annyira gyengéd,
hogy egy szem málnát úgy fölszed,
hogy egy szem málnát úgy fölszed,
05:33
without damaging it.
122
321042
1291
hogy nem tesz kárt benne.
05:36
They can expand and contract
like real muscle.
like real muscle.
123
324542
3208
Úgy nyúlik és húzódik
össze, mint az igazi izom.
össze, mint az igazi izom.
05:41
And they can be operated
faster than the real thing.
faster than the real thing.
124
329625
2458
Gyorsabban működik, mint az igazi.
05:44
They can also be scaled up
to deliver large forces.
to deliver large forces.
125
332958
2643
Nagyobb erőkifejtéshez megnövelhető.
05:47
Here you see them lifting
a gallon filled with water.
a gallon filled with water.
126
335625
3351
Itt épp öt liter vizet emel föl.
05:51
They can be used to drive a robotic arm,
127
339000
1934
Robotkar meghajtására használható,
05:52
and they can even
self-sense their position.
self-sense their position.
128
340958
2084
ráadásul még a helyzetét is érzékeli.
05:57
HASELs can be used
for very precise movement,
for very precise movement,
129
345292
2708
A HASEL nagyon pontos mozdulatokra képes,
06:01
but they can also deliver
very fluidic, muscle-like movement
very fluidic, muscle-like movement
130
349292
2851
de megy neki a nagyon egyenletes,
folyamatos izommozgás,
folyamatos izommozgás,
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
sőt még az erőbedobás is,
hogy levegőbe lője a labdát.
hogy levegőbe lője a labdát.
06:09
When submerged in oil,
132
357375
1583
Olajba merítve
06:12
HASEL artificial muscles
can be made invisible.
can be made invisible.
133
360667
3541
a HASEL mesterséges izmok
láthatatlanná válnak.
láthatatlanná válnak.
06:19
So how do HASEL artificial muscles work?
134
367875
1917
Hogy működik a HASEL?
06:22
You might be surprised.
135
370542
1684
Meg lesznek lepve.
06:24
They're based on very inexpensive,
easily available materials.
easily available materials.
136
372250
3184
Nagyon olcsó, könnyen
hozzáférhető anyagokból készülnek.
hozzáférhető anyagokból készülnek.
06:27
You can even try, and I recommend it,
137
375458
2268
Javaslom, próbálják ki otthon
06:29
the main principle at home.
138
377750
1333
a működési elve lényegét.
06:31
Take a few Ziploc bags
and fill them with olive oil.
and fill them with olive oil.
139
379875
2768
Egypár tépőzáras tasakot
töltsenek meg olívaolajjal.
töltsenek meg olívaolajjal.
06:34
Try to push out air bubbles
as much as you can.
as much as you can.
140
382667
2208
Nyomják ki a tasakból
a levegőt, amennyire lehet.
a levegőt, amennyire lehet.
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
Helyezzenek üveglapot
a tasak egyik oldalára.
a tasak egyik oldalára.
06:40
When you press down,
you see the bag contract.
you see the bag contract.
142
388708
2209
Lenyomva a tasak láthatóan összenyomódik.
06:43
Now the amount of contraction
is easy to control.
is easy to control.
143
391792
2666
Az összenyomódás mértékét
könnyű szabályozni.
könnyű szabályozni.
06:47
When you take a small weight,
you get a small contraction.
you get a small contraction.
144
395167
2809
Kis súly – kis összenyomódás.
06:50
With a medium weight,
we get a medium contraction.
we get a medium contraction.
145
398000
3125
Közepes súly – közepes összenyomódás.
06:54
And with a large weight,
you get a large contraction.
you get a large contraction.
146
402125
2893
Nagy súly – nagy összenyomódás.
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
A HASEL csak annyiban más,
hogy kezünk erejét vagy a súlyt
hogy kezünk erejét vagy a súlyt
07:00
or the weight with an electrical force.
148
408500
3018
elektromos erő helyettesíti.
07:03
HASEL stands for "hydraulically amplified
self-healing electrostatic actuators."
self-healing electrostatic actuators."
149
411542
5351
A HASEL jelentése: hidraulikusan erősített
öngyógyító elektrosztatikus hajtás.
öngyógyító elektrosztatikus hajtás.
07:08
Here you see a geometry
called Peano-HASEL actuators,
called Peano-HASEL actuators,
150
416917
3184
Ez itt a Peano-HASEL működtető szerv
07:12
one of many possible designs.
151
420125
2292
egyik változatának vázlata.
07:15
Again, you take a flexible polymer
such as our Ziploc bag,
such as our Ziploc bag,
152
423083
3601
Megint csak rugalmas polimerbe,
mint pl. a tépőzáras tasak,
mint pl. a tépőzáras tasak,
07:18
you fill it with an insulating liquid,
such as olive oil,
such as olive oil,
153
426708
2935
szigetelőfolyadékot,
pl. olívaolajat töltünk,
pl. olívaolajat töltünk,
07:21
and now, instead of the glass plate,
154
429667
1767
de üveglap helyett
07:23
you place an electrical conductor
on one side of the pouch.
on one side of the pouch.
155
431458
2792
villamos vezetőt helyezünk
a tasak egyik oldalára.
a tasak egyik oldalára.
07:26
To create something
that looks more like a muscle fiber,
that looks more like a muscle fiber,
156
434958
2643
Ha valami izomrostszerűt akarunk,
07:29
you can connect a few pouches together
157
437625
1976
összeköthetünk egypár tasakot,
07:31
and attached a weight on one side.
158
439625
2143
és súlyt tehetünk az egyik oldalára.
07:33
Next, we apply voltage.
159
441792
1375
Most ráadjuk a feszültséget.
07:36
Now, the electric field
starts acting on the liquid.
starts acting on the liquid.
160
444083
3310
A villamos tér hatni kezd a folyadékra,
07:39
It displaces the liquid,
161
447417
1684
elmozdítja,
07:41
and it forces the muscle to contract.
162
449125
2000
és az izmot összehúzódásra készteti.
07:44
Here you see a completed
Peano-HASEL actuator
Peano-HASEL actuator
163
452708
2476
Ezen a kész Peano-HASEL
működtető szerv látható,
működtető szerv látható,
07:47
and how it expands and contracts
when voltage is applied.
when voltage is applied.
164
455208
3893
hogy a ráadott feszültség hatására
hogyan nyúlik meg és húzódik össze.
hogyan nyúlik meg és húzódik össze.
07:51
Viewed from the side,
165
459125
1309
Oldalról nézve látható,
07:52
you can really see those pouches
take a more cylindrical shape,
take a more cylindrical shape,
166
460458
3226
ahogy a tasakok egyre inkább
hengeralakot vesznek föl,
hengeralakot vesznek föl,
07:55
such as we saw with the Ziploc bags.
167
463708
1792
ahogy a tépőzáras tasakoknál láttuk.
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
Több izomrostot is
egymás mellé helyezhetünk,
egymás mellé helyezhetünk,
08:01
to create something that looks
even more like a muscle
even more like a muscle
169
469750
2559
hogy még inkább izomkinézetű legyen:
08:04
that also contracts and expands
in cross section.
in cross section.
170
472333
2435
keresztirányban összehúzódnak
és megnyúlnak.
és megnyúlnak.
08:06
These HASELs here are lifting a weight
that's about 200 times heavier
that's about 200 times heavier
171
474792
3351
Ez a HASEL a saját súlyánál
200-szor nagyobb súlyt emel.
08:10
than their own weight.
172
478167
1291
Itt az egyik legújabb fejlesztésünk,
az ún. szögletes fánk HASEL látható,
az ún. szögletes fánk HASEL látható,
08:12
Here you see one of our newest designs,
called quadrant donut HASELs
called quadrant donut HASELs
173
480667
3476
s az, ahogy összehúzódik és megnyúlik.
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
Hihetetlen gyorsan, emberfeletti
sebességgel működik.
sebességgel működik.
08:23
They are even powerful enough
to jump off the ground.
to jump off the ground.
176
491333
2976
Annyira erős, hogy még föl is tud ugrani.
08:26
(Laughter)
177
494333
1334
(Nevetés)
08:28
Overall, HASELs show promise
to become the first technology
to become the first technology
178
496917
3517
A HASEL ígéretes első
technológiának mutatkozik,
technológiának mutatkozik,
08:32
that matches or exceeds the performance
of biological muscle
of biological muscle
179
500458
3518
amely eléri vagy meg is haladja
a biológiai izom teljesítményét,
a biológiai izom teljesítményét,
08:36
while being compatible
with large-scale manufacturing.
with large-scale manufacturing.
180
504000
3143
miközben nagyüzemi gyártásra is alkalmas.
08:39
This is also a very young technology.
We are just getting started.
We are just getting started.
181
507167
3142
Ez nagyon fiatal technológia;
épp csak belefogtunk.
épp csak belefogtunk.
Sok ötletünk van a teljesítménye
ugrásszerű fokozására
ugrásszerű fokozására
08:42
We have many ideas how to
drastically improve performance,
drastically improve performance,
182
510333
2768
08:45
using new materials and new designs
to reach a level of performance
to reach a level of performance
183
513125
3851
új anyagokkal és új megoldásokkal,
hogy túlszárnyaljuk a biológiai izmot
és a merev villanymotorokat.
és a merev villanymotorokat.
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
A bioihletésű robotika terén a HASEL
összetettebb megoldásai közül
összetettebb megoldásai közül
08:57
here you see our artificial scorpion
186
525667
1767
ez itt a mesterséges skorpiónk,
08:59
that can use its tail to hunt prey,
187
527458
1726
amely farkával vadászik áldozatára,
09:01
in this case, a rubber balloon.
188
529208
1518
esetünkben egy léggömbre.
09:02
(Laughter)
189
530750
1643
(Nevetés)
09:04
Going back to our initial inspiration,
190
532417
2101
Eredeti ihletünkhöz,
a polip karjának s az elefánt ormányának
sokoldalúságához visszatérve,
sokoldalúságához visszatérve,
09:06
the versatility of octopus arms
and elephant trunks,
and elephant trunks,
191
534542
2809
már képesek vagyunk lágy,
fokozatmentes működtető szerveket építeni,
fokozatmentes működtető szerveket építeni,
09:09
we are now able to build
soft continuum actuators
soft continuum actuators
192
537375
2768
09:12
that come closer and closer
to the capabilities of the real thing.
to the capabilities of the real thing.
193
540167
3125
amelyek egyre jobban megközelítik
az igaziak teljesítményét.
az igaziak teljesítményét.
09:17
I am most excited
about the practical applications
about the practical applications
194
545833
2893
Leginkább a HASEL mesterséges izom
09:20
of HASEL artificial muscles.
195
548750
1809
gyakorlati alkalmazása nyűgöz le.
09:22
They'll enable soft robotic devices
196
550583
2393
Lágy roboteszközöket
valósíthatunk meg velük,
valósíthatunk meg velük,
09:25
that can improve the quality of life.
197
553000
2351
amelyek javítják az életminőséget.
09:27
Soft robotics will enable a new generation
of more lifelike prosthetics
of more lifelike prosthetics
198
555375
3809
A lágy robotika az életszerűbb protézisek
új nemzedékét teszik lehetővé azoknak,
új nemzedékét teszik lehetővé azoknak,
09:31
for people who have lost
parts of their bodies.
parts of their bodies.
199
559208
2226
akik valamely testrészüket elvesztették.
09:33
Here you see some HASELs in my lab,
200
561458
1810
Itt látható laboromban
09:35
early testing,
driving a prosthetic finger.
driving a prosthetic finger.
201
563292
2583
a HASEL-lel készült ujjprotézis
kezdeti tesztelése.
kezdeti tesztelése.
09:39
One day, we may even merge
our bodies with robotic parts.
our bodies with robotic parts.
202
567542
3875
Testünket egykor majd tán
robottagokkal egyesíthetjük.
robottagokkal egyesíthetjük.
09:45
I know that sounds very scary at first.
203
573125
2125
Tudom, hogy első hallásra ez ijesztő.
09:48
But when I think about my grandparents
204
576917
1851
De ha nagyszüleimre gondolok,
09:50
and the way they become
more dependent on others
more dependent on others
205
578792
2934
és arra, ahogy egyre inkább
rá voltak másokra szorulva
rá voltak másokra szorulva
09:53
to perform simple everyday tasks
such as using the restroom alone,
such as using the restroom alone,
206
581750
4101
mindennapi életvitelük során,
pl. az önálló vécéhasználatban,
pl. az önálló vécéhasználatban,
09:57
they often feel like
they're becoming a burden.
they're becoming a burden.
207
585875
2208
gyakran érezték,
hogy mások terhére vannak.
hogy mások terhére vannak.
10:00
With soft robotics, we will be able
to enhance and restore
to enhance and restore
208
588958
3268
Lágy robotikával képesek leszünk
a mozgékonyságot és az ügyességet
javítani és visszaadni,
javítani és visszaadni,
10:04
agility and dexterity,
209
592250
1601
10:05
and thereby help older people
maintain autonomy
maintain autonomy
210
593875
2893
s ezáltal segíteni az időseknek,
hogy minél tovább
megőrizhessék függetlenségüket.
megőrizhessék függetlenségüket.
10:08
for longer parts of their lives.
211
596792
2267
Talán elnevezhetnénk ezt
"öregedésgátló robotikának"
"öregedésgátló robotikának"
10:11
Maybe we can call that
"robotics for antiaging"
"robotics for antiaging"
212
599083
2500
10:15
or even a next stage of human evolution.
213
603000
2458
vagy az emberi evolúció
következő szakaszának.
következő szakaszának.
10:19
Unlike their traditional
rigid counterparts,
rigid counterparts,
214
607083
2851
Hagyományos merev társaiktól eltérően
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
a lágy, életszerű robotok biztonságosan
segítik majd mindennapjainkat.
segítik majd mindennapjainkat.
10:27
Soft robotics is a very young field.
We're just getting started.
We're just getting started.
216
615667
3392
A lágy robotika igen fiatal terület,
csak most kezdtünk hozzá.
csak most kezdtünk hozzá.
10:31
I hope that many young people
from many different backgrounds
from many different backgrounds
217
619083
3101
Remélem, hogy sok,
más-más származású fiatal
más-más származású fiatal
10:34
join us on this exciting journey
218
622208
1851
tart velünk ezen az úton,
10:36
and help shape the future of robotics
219
624083
2143
és segíti elő a robotika alakítását
10:38
by introducing new concepts
inspired by nature.
inspired by nature.
220
626250
2583
természet ihlette
új elgondolások megvalósításával.
új elgondolások megvalósításával.
10:42
If we do this right,
221
630708
1601
Amennyiben helyesen cselekszünk,
10:44
we can improve the quality of life
222
632333
1768
javíthatunk az életminőségen
10:46
for all of us.
223
634125
1309
mindannyiunk számára.
10:47
Thank you.
224
635458
1268
Köszönöm.
(Taps)
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