TEDYouth 2014
Sarah Bergbreiter: Why I make robots the size of a grain of rice
Sarah Bergbreiter: Mengapa saya membuat robot sebesar bulir beras
Filmed:
Readability: 4.1
1,663,866 views
Dengan mempelajari gerakan dan tubuh serangga seperti semut, Sarah Bergbreiter dan timnya membangun serangga versi mekanik yang kuat dan sangat kecil... dengan roket. Saksikan perkembangan robot mikro mereka yang mengagumkan, dan tiga cara kita bisa memfungsikannya di masa depan.
Sarah Bergbreiter - Microroboticist
Sarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height. Full bio
Sarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
My students and I
work on very tiny robots.
work on very tiny robots.
0
564
3645
Saya dan mahasiswa saya
sedang membuat robot yang sangat kecil.
sedang membuat robot yang sangat kecil.
00:16
Now, you can think of these
as robotic versions
as robotic versions
1
4209
2217
Anda bisa menganggapnya sebagai
versi robotik
versi robotik
00:18
of something that you're all
very familiar with: an ant.
very familiar with: an ant.
2
6426
3590
dari sesuatu sangat familiar
dengan Anda: seekor semut.
dengan Anda: seekor semut.
00:22
We all know that ants
and other insects at this size scale
and other insects at this size scale
3
10016
2760
Kita semua tahu kalau semut dan
serangga lain yang seukuran
serangga lain yang seukuran
00:24
can do some pretty incredible things.
4
12776
2236
dapat melakukan hal-hal yang mengagumkan.
00:27
We've all seen a group of ants,
or some version of that,
or some version of that,
5
15012
3185
Kita pernah melihat sekawanan semut
atau serangga lain
atau serangga lain
00:30
carting off your potato chip
at a picnic, for example.
at a picnic, for example.
6
18197
4270
menyeret keripik kentang Anda
ketika piknik misalnya.
ketika piknik misalnya.
00:34
But what are the real challenges
of engineering these ants?
of engineering these ants?
7
22467
3443
Lalu apa tantangan dalam
merekayasa semut semacam ini?
merekayasa semut semacam ini?
00:38
Well, first of all, how do we get
the capabilities of an ant
the capabilities of an ant
8
25910
3951
Pertama-tama, bagaimana menciptakan
kemampuan yang sama dengan seekor semut
kemampuan yang sama dengan seekor semut
00:42
in a robot at the same size scale?
9
29861
2048
di dalam robot dengan ukuran yang sama?
00:44
Well, first we need to figure out
how to make them move
how to make them move
10
31909
2604
Pertama, kita mesti tahu cara
mereka bergerak
mereka bergerak
00:46
when they're so small.
11
34513
1410
dengan ukuran sekecil itu.
00:48
We need mechanisms like legs
and efficient motors
and efficient motors
12
35923
2300
Kita butuh mesin seperti kaki
dan motor yang efisien
dan motor yang efisien
00:50
in order to support that locomotion,
13
38223
1849
untuk bisa menunjang daya geraknya.
00:52
and we need the sensors,
power and control
power and control
14
40072
2491
Dan kita butuh sensor, sumber tenaga,
dan kendali
dan kendali
00:54
in order to pull everything together
in a semi-intelligent ant robot.
in a semi-intelligent ant robot.
15
42563
3962
agar dapat menggabungkan semuanya
menjadi sebuah robot semut semi-cerdas.
menjadi sebuah robot semut semi-cerdas.
00:58
And finally, to make
these things really functional,
these things really functional,
16
46525
2546
Lalu terakhir, untuk membuatnya
bekerja dengan baik,
bekerja dengan baik,
01:01
we want a lot of them working together
in order to do bigger things.
in order to do bigger things.
17
49071
3948
mereka harus bekerja sama dalam jumlah
banyak untuk melakukan hal lebih besar.
banyak untuk melakukan hal lebih besar.
01:05
So I'll start with mobility.
18
53019
2691
Baiklah, saya akan mulai
dengan mobilitasnya.
dengan mobilitasnya.
01:07
Insects move around amazingly well.
19
55710
3161
Serangga bergerak dengan sangat baik.
01:11
This video is from UC Berkeley.
20
58871
1688
Video ini didapat dari UC Berkeley.
01:12
It shows a cockroach moving
over incredibly rough terrain
over incredibly rough terrain
21
60559
2783
Ini menunjukkan kecoa bergerak
di permukaan yang kasar
di permukaan yang kasar
01:15
without tipping over,
22
63342
1853
tanpa tersandung.
01:17
and it's able to do this because its legs
are a combination of rigid materials,
are a combination of rigid materials,
23
65195
3997
Ia dapat melakukannya karena pada kakinya
ada kombinasi material yang keras,
ada kombinasi material yang keras,
01:21
which is what we traditionally
use to make robots,
use to make robots,
24
69192
2353
yang dulu kita gunakan
untuk membuat robot,
untuk membuat robot,
01:23
and soft materials.
25
71545
1599
dan material yang lunak.
01:26
Jumping is another really interesting way
to get around when you're very small.
to get around when you're very small.
26
74374
3827
Melompat adalah cara menarik untuk
pindah tempat jika Anda berukuran kecil.
pindah tempat jika Anda berukuran kecil.
01:30
So these insects store energy in a spring
and release that really quickly
and release that really quickly
27
78201
4069
Serangga ini menyimpan energi lewat pegas
dan melepaskannya dengan cepat
dan melepaskannya dengan cepat
01:34
to get the high power they need
to jump out of water, for example.
to jump out of water, for example.
28
82270
4011
agar mendapat kekuatan besar untuk
lompat dari air misalnya.
lompat dari air misalnya.
01:38
So one of the big
contributions from my lab
contributions from my lab
29
86281
3122
Salah satu kontribusi besar
dari laboratorium saya
dari laboratorium saya
01:41
has been to combine
rigid and soft materials
rigid and soft materials
30
89403
2750
adalah mengombinasikan material
keras dan lunak
keras dan lunak
01:44
in very, very small mechanisms.
31
92153
2214
dalam mesin yang sangat kecil.
01:46
So this jumping mechanism
is about four millimeters on a side,
is about four millimeters on a side,
32
94367
3165
Mesin pelompat ini panjangnya
sekitar empat milimeter,
sekitar empat milimeter,
01:49
so really tiny.
33
97532
1688
jadi sangatlah kecil.
01:51
The hard material here is silicon,
and the soft material is silicone rubber.
and the soft material is silicone rubber.
34
99220
3838
Material kerasnya dari silikon,
dan yang lunak dari karet silikon.
dan yang lunak dari karet silikon.
01:55
And the basic idea is that
we're going to compress this,
we're going to compress this,
35
103058
2895
Ide dasarnya adalah kita
akan memadatkannya,
akan memadatkannya,
01:58
store energy in the springs,
and then release it to jump.
and then release it to jump.
36
105953
2701
menyimpan energi di pegas,
dan melepasnya untuk melompat.
dan melepasnya untuk melompat.
02:00
So there's no motors
on board this right now, no power.
on board this right now, no power.
37
108654
3383
Mesin ini tidak menggunakan motor,
tanpa sumber energi.
tanpa sumber energi.
02:04
This is actuated with a method
that we call in my lab
that we call in my lab
38
112037
2763
Ini dijalankan dengan metode
yang di lab kami sebut
yang di lab kami sebut
02:07
"graduate student with tweezers."
(Laughter)
(Laughter)
39
114800
2672
- "mahasiswa dengan pinset."
- (Tawa)
- (Tawa)
02:09
So what you'll see in the next video
40
117472
1834
Yang Anda lihat di video selanjutnya
02:11
is this guy doing
amazingly well for its jumps.
amazingly well for its jumps.
41
119306
3027
adalah robot yang
sangat pandai sekali melompat.
sangat pandai sekali melompat.
02:14
So this is Aaron, the graduate student
in question, with the tweezers,
in question, with the tweezers,
42
122333
3614
Ini Aaron, mahasiswa yang tadi disebut,
dengan pinsetnya,
dengan pinsetnya,
02:18
and what you see is this
four-millimeter-sized mechanism
four-millimeter-sized mechanism
43
125947
2683
dan yang Anda lihat yaitu mesin
berukuran empat milimeter
berukuran empat milimeter
02:20
jumping almost 40 centimeters high.
44
128630
2211
melompat hampir setinggi 40 cm.
02:23
That's almost 100 times its own length.
45
130841
2424
Itu hampir 100 kali panjang tubuhnya.
02:25
And it survives, bounces on the table,
46
133265
1956
Dan ia tahan, melambung di atas meja,
02:27
it's incredibly robust, and of course
survives quite well until we lose it
survives quite well until we lose it
47
135221
3514
sangat kuat, dan tentu bertahan baik
sampai ia hilang
sampai ia hilang
02:30
because it's very tiny.
48
138735
2626
karena saking kecilnya.
02:33
Ultimately, though, we want
to add motors to this too,
to add motors to this too,
49
141361
2609
Pada akhirnya, kami ingin
menambahkan motor,
menambahkan motor,
02:36
and we have students in the lab
working on millimeter-sized motors
working on millimeter-sized motors
50
143970
3116
dan mahasiswa di lab kami mengerjakan
motor berukuran milimeter
motor berukuran milimeter
02:39
to eventually integrate onto
small, autonomous robots.
small, autonomous robots.
51
147086
3600
untuk dapat digabungkan dengan
robot kecil yang otomatis.
robot kecil yang otomatis.
02:42
But in order to look at mobility and
locomotion at this size scale to start,
locomotion at this size scale to start,
52
150686
3581
Untuk bisa meneliti mobilitas
dan daya gerak benda sekecil ini,
dan daya gerak benda sekecil ini,
02:46
we're cheating and using magnets.
53
154267
1974
kami menggunakan bantuan magnet.
02:48
So this shows what would eventually
be part of a micro-robot leg,
be part of a micro-robot leg,
54
156241
3076
Ini menunjukkan bagian yang nantinya
menjadi kaki robot mikro,
menjadi kaki robot mikro,
02:51
and you can see the silicone rubber joints
55
159317
2017
Anda bisa lihat sambungan karet silikonnya
02:53
and there's an embedded magnet
that's being moved around
that's being moved around
56
161334
2629
dan di situ ada magnet tanam
yang digerakkan
yang digerakkan
02:56
by an external magnetic field.
57
163963
2303
oleh medan magnet eksternal.
02:58
So this leads to the robot
that I showed you earlier.
that I showed you earlier.
58
166266
2683
Ini menghasilkan robot yang
saya tunjukkan tadi.
saya tunjukkan tadi.
03:02
The really interesting thing
that this robot can help us figure out
that this robot can help us figure out
59
169959
3151
Hal menarik yang bisa robot ini
tunjukkan pada kita adalah
tunjukkan pada kita adalah
03:05
is how insects move at this scale.
60
173110
2007
bagaimana serangga bergerak di skala ini.
03:07
We have a really good model
for how everything
for how everything
61
175117
2225
Kami punya model bagus
tentang gerak binatang
tentang gerak binatang
03:09
from a cockroach up to an elephant moves.
62
177342
1962
dari ukuran kecoa hingga gajah.
03:11
We all move in this
kind of bouncy way when we run.
kind of bouncy way when we run.
63
179304
2924
Kita semua melambung seperti ini
ketika lari.
ketika lari.
03:14
But when I'm really small,
the forces between my feet and the ground
the forces between my feet and the ground
64
182228
4285
Namun ketika ukurannya kecil,
gaya antara kaki dan tanah
gaya antara kaki dan tanah
03:18
are going to affect my locomotion
a lot more than my mass,
a lot more than my mass,
65
186513
2775
akan lebih berpengaruh pada
daya gerak daripada massa,
daya gerak daripada massa,
03:21
which is what causes that bouncy motion.
66
189288
2354
yang menyebabkan gerakan melambung itu.
03:23
So this guy doesn't work quite yet,
67
191642
1675
Robot ini belum sepenuhnya berhasil
03:25
but we do have slightly larger versions
that do run around.
that do run around.
68
193317
3075
namun kami punya versi agak lebih besar
yang bisa berlari-lari.
yang bisa berlari-lari.
03:28
So this is about a centimeter cubed,
a centimeter on a side, so very tiny,
a centimeter on a side, so very tiny,
69
196392
3885
Ini kubus berukuran kira-kira satu cm
per sisinya, jadi sangat kecil,
per sisinya, jadi sangat kecil,
03:32
and we've gotten this to run
about 10 body lengths per second,
about 10 body lengths per second,
70
200277
2902
dan ia bisa lari sejauh 10 kali
panjang tubuhnya per detik,
panjang tubuhnya per detik,
03:35
so 10 centimeters per second.
71
203179
1386
jadi 10 cm per detik.
03:36
It's pretty quick for a little, small guy,
72
204565
2033
Cukup cepat untuk sebuah robot yang kecil,
03:38
and that's really only limited
by our test setup.
by our test setup.
73
206598
2362
karena ia terbatas oleh
susunan percobaan kami.
susunan percobaan kami.
03:41
But this gives you some idea
of how it works right now.
of how it works right now.
74
208960
2647
Namun ini menggambarkan
pada Anda cara kerjanya.
pada Anda cara kerjanya.
03:44
We can also make 3D-printed versions
of this that can climb over obstacles,
of this that can climb over obstacles,
75
212027
3754
Kami juga dapat membuat versi cetak 3Dnya
yang bisa memanjat hambatan,
yang bisa memanjat hambatan,
03:47
a lot like the cockroach
that you saw earlier.
that you saw earlier.
76
215781
3499
sangat mirip seperti kecoa
yang Anda lihat tadi.
yang Anda lihat tadi.
03:51
But ultimately we want to add
everything onboard the robot.
everything onboard the robot.
77
219280
2886
Pada akhirnya kami ingin menambahkan
semuanya ke robot ini.
semuanya ke robot ini.
03:54
We want sensing, power, control,
actuation all together,
actuation all together,
78
222166
3693
Kami ingin indera peraba, sumber tenaga,
kontrol, dan penggerak sekaligus,
kontrol, dan penggerak sekaligus,
03:58
and not everything
needs to be bio-inspired.
needs to be bio-inspired.
79
225859
2906
dan tidak semua mesti terinspirasi
oleh biologi.
oleh biologi.
04:00
So this robot's about
the size of a Tic Tac.
the size of a Tic Tac.
80
228765
3135
Robot ini ukurannya sebesar Tic Tac.
04:04
And in this case, instead of magnets
or muscles to move this around,
or muscles to move this around,
81
231900
3949
Dan di sini, alih-alih magnet atau
otot untuk penggerak,
otot untuk penggerak,
04:08
we use rockets.
82
235849
2425
kami gunakan roket.
04:10
So this is a micro-fabricated
energetic material,
energetic material,
83
238274
2666
Jadi ini adalah material energetik
ukuran mikro,
ukuran mikro,
04:13
and we can create tiny pixels of this,
84
240940
2599
dan kita bisa menciptakan
versi piksel mininya,
versi piksel mininya,
04:15
and we can put one of these pixels
on the belly of this robot,
on the belly of this robot,
85
243539
3787
dan menaruhnya di perut robot ini,
04:19
and this robot, then, is going to jump
when it senses an increase in light.
when it senses an increase in light.
86
247326
4396
dan si robot akan melompat ketika
ia mendeteksi peningkatan cahaya.
ia mendeteksi peningkatan cahaya.
04:24
So the next video is one of my favorites.
87
252645
1973
Video berikut ini salah satu favorit saya
04:26
So you have this 300-milligram robot
88
254618
3040
Robot yang beratnya 300 miligram ini
04:29
jumping about eight
centimeters in the air.
centimeters in the air.
89
257658
2406
melompat sekitar delapan cm di udara.
04:32
It's only four by four
by seven millimeters in size.
by seven millimeters in size.
90
260064
2910
Ukurannya hanya 4 x 4 x 7 mm.
04:35
And you'll see a big flash
at the beginning
at the beginning
91
262974
2156
Anda bisa lihat ada
kilatan cahaya sebelumnya
kilatan cahaya sebelumnya
04:37
when the energetic is set off,
92
265130
1492
yang mengaktifkan energetik,
04:38
and the robot tumbling through the air.
93
266622
1908
dan robotnya melompat di udara.
04:40
So there was that big flash,
94
268530
1609
Jadi ada kilatan besar,
04:42
and you can see the robot
jumping up through the air.
jumping up through the air.
95
270139
3197
dan Anda bisa lihat robotnya
melompat di udara.
melompat di udara.
04:45
So there's no tethers on this,
no wires connecting to this.
no wires connecting to this.
96
273336
3032
Tanpa penambat,
tanpa kabel yang terhubung.
tanpa kabel yang terhubung.
04:48
Everything is onboard,
and it jumped in response
and it jumped in response
97
276368
2494
Segalanya ada di robot yang melompat
04:51
to the student just flicking on
a desk lamp next to it.
a desk lamp next to it.
98
278862
4381
karena mahasiswa tadi menyalakan
lampu di sebelahnya.
lampu di sebelahnya.
04:55
So I think you can imagine
all the cool things that we could do
all the cool things that we could do
99
283243
3654
Saya pikir Anda bisa bayangkan segala
hal keren yang bisa kita lakukan
hal keren yang bisa kita lakukan
04:59
with robots that can run and crawl
and jump and roll at this size scale.
and jump and roll at this size scale.
100
286897
4707
dengan robot yang bisa lari, merambat,
melompat, dan berguling dengan ukuran ini.
melompat, dan berguling dengan ukuran ini.
05:03
Imagine the rubble that you get after
a natural disaster like an earthquake.
a natural disaster like an earthquake.
101
291604
3790
Bayangkan reruntuhan akibat bencana alam
seperti gempa bumi.
seperti gempa bumi.
05:07
Imagine these small robots
running through that rubble
running through that rubble
102
295394
2559
Bayangkan robot kecil ini berlarian
di reruntuhan itu
di reruntuhan itu
05:10
to look for survivors.
103
297953
2218
mencari korban selamat.
05:12
Or imagine a lot of small robots
running around a bridge
running around a bridge
104
300171
2956
Bayangkan banyak robot kecil berlari
di sekitar jembatan
di sekitar jembatan
05:15
in order to inspect it
and make sure it's safe
and make sure it's safe
105
303127
2159
untuk memeriksa apakah
jembatan itu aman
jembatan itu aman
05:17
so you don't get collapses like this,
106
305286
2040
sehingga tidak ada jembatan ambruk,
05:19
which happened outside of
Minneapolis in 2007.
Minneapolis in 2007.
107
307326
3907
seperti yang terjadi
di luar Minneapolis tahun 2007.
di luar Minneapolis tahun 2007.
05:23
Or just imagine what you could do
108
311233
1762
Bayangkan apa yang bisa Anda lakukan
05:25
if you had robots that could
swim through your blood.
swim through your blood.
109
312995
2523
kalau ada robot yang bisa
berenang di pembuluh darah.
berenang di pembuluh darah.
05:27
Right? "Fantastic Voyage," Isaac Asimov.
110
315518
2333
Ya kan? "Fantastic Voyage," Isaac Asimov.
05:30
Or they could operate without having
to cut you open in the first place.
to cut you open in the first place.
111
317851
4355
Atau mereka dapat mengoperasi
tanpa harus membedah Anda.
tanpa harus membedah Anda.
05:34
Or we could radically change
the way we build things
the way we build things
112
322206
2730
Atau kita dapat mengubah total
cara kita membangun sesuatu
cara kita membangun sesuatu
05:37
if we have our tiny robots
work the same way that termites do,
work the same way that termites do,
113
324936
3407
jika kita punya robot kecil
yang kerjanya sama seperti rayap,
yang kerjanya sama seperti rayap,
05:40
and they build these incredible
eight-meter-high mounds,
eight-meter-high mounds,
114
328343
2765
dan membangun gundukan luar biasa
besar setinggi delapan meter,
besar setinggi delapan meter,
05:43
effectively well ventilated
apartment buildings for other termites
apartment buildings for other termites
115
331108
4088
sebuah apartemen berventilasi lengkap
untuk rayap lainnya
untuk rayap lainnya
05:47
in Africa and Australia.
116
335196
2091
seperti yang ada di Afrika dan Australia.
05:49
So I think I've given you
some of the possibilities
some of the possibilities
117
337287
2430
Saya pikir saya sudah berikan
beberapa kemungkinan
beberapa kemungkinan
05:51
of what we can do with these small robots.
118
339717
2437
yang bisa kita lakukan dengan
robot kecil ini.
robot kecil ini.
05:54
And we've made some advances so far,
but there's still a long way to go,
but there's still a long way to go,
119
342154
4407
Kita telah membuat banyak kemajuan,
namun perjalanan masih panjang,
namun perjalanan masih panjang,
05:58
and hopefully some of you
can contribute to that destination.
can contribute to that destination.
120
346561
2858
semoga Anda juga bisa berkontribusi
untuk tujuan yang sama.
untuk tujuan yang sama.
06:01
Thanks very much.
121
349419
1768
Terima kasih banyak.
06:03
(Applause)
122
351187
2204
(Tepuk tangan)
ABOUT THE SPEAKER
Sarah Bergbreiter - MicroroboticistSarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height.
Why you should listen
Sarah Bergbreiter runs the Maryland Microrobotics Laboratory at the University of Maryland, where she develops innovative technologies that could advance medicine, consumer electronics and other sciences. She joined the university in 2008 as an assistant professor of mechanical engineering.
Having received her B.S.E degree in electrical engineering from Princeton, she worked on her M.S. and Ph.D. at Berkeley, which is where she focused on microrobotics. She has received multiple awards for her work, including the DARPA Young Faculty Award in 2008 and the Presidential Early Career Award for Scientists in 2013.
Sarah Bergbreiter | Speaker | TED.com