TEDGlobal 2013
Raffaello D'Andrea: The astounding athletic power of quadcopters
라파엘로 단드레아(Raffaello D'Andrea): 쿼드콥터의 놀라운 운동력
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TEDGlobal의 로봇 연구소에서, 라파엘로 단드레아가 비행 쿼드콥터를 선보입니다. 쿼드콥터는 알고리즘을 통해 마치 운동선수처럼 학습하며 신체적 문제를 해결하는 로봇입니다. 단드레아가 보여주는 이 놀라운 시범에서 쿼드콥터들은 공을 잡거나 균형을 잡고 자기들끼리 함께 판단을 내리기도 합니다. 이 시범을 보고 나면 키넥트(Kinect)로 제어되는 쿼드를 갖고 싶어질지도 모르니 주의하세요.
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneer
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs. Full bio
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs. Full bio
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00:23
So what does it mean for a machine to be athletic?
0
11307
3184
기계의 운동성이라는 것은
무엇일까요?
무엇일까요?
00:26
We will demonstrate the concept of machine athleticism
1
14491
3417
지금부터 기계 운동성의 개념과
00:29
and the research to achieve it
2
17908
1720
이를 다룬 연구에 대해
00:31
with the help of these flying machines called quadrocopters,
3
19628
2511
'쿼드콥터', 혹은 짧게 '쿼드'라고 불리는
이 비행 기구를 통해
이 비행 기구를 통해
00:34
or quads, for short.
4
22139
1887
보여 드리겠습니다.
00:38
Quads have been around for a long time.
5
26034
2529
쿼드가 만들어진 지는 꽤 됐습니다.
00:40
The reason that they're so popular these days
6
28563
1599
그런데 요새 쿼드가 이렇게
인기를 끄는 이유는
인기를 끄는 이유는
00:42
is because they're mechanically simple.
7
30162
1965
기계적으로 단순하기 때문입니다.
00:44
By controlling the speeds of these four propellers,
8
32127
2108
이런 4개의 프로펠러의
속도를 조절함으로써
속도를 조절함으로써
00:46
these machines can roll, pitch, yaw,
9
34235
3048
돌기, 던지기, 한쪽으로
기울이기를 할 수 있고
기울이기를 할 수 있고
00:49
and accelerate along their common orientation.
10
37283
2825
여럿이 같은 방향으로
동시에 날 수 있습니다.
동시에 날 수 있습니다.
00:52
On board are also a battery, a computer,
11
40108
3071
여기에는 배터리, 컴퓨터,
00:55
various sensors and wireless radios.
12
43179
3954
여러 가지 센서와 무선 통신 장치가
장착되어 있습니다.
장착되어 있습니다.
00:59
Quads are extremely agile, but this agility comes at a cost.
13
47133
4629
쿼드는 굉장히 민첩합니다.
하지만 이렇게 만드는 데 댓가가 따르죠.
하지만 이렇게 만드는 데 댓가가 따르죠.
01:03
They are inherently unstable, and they need some form
14
51762
2992
민첩한 대신 본질적으로 불안정하며
날아다니기 위해서는
날아다니기 위해서는
01:06
of automatic feedback control in order to be able to fly.
15
54754
3972
일종의 자동 피드백 제어가 필요합니다.
01:16
So, how did it just do that?
16
64259
3238
방금 이건 어떻게 한 걸까요?
01:19
Cameras on the ceiling and a laptop
17
67497
1818
천장에 달린 카메라와
랩톱 컴퓨터가
랩톱 컴퓨터가
01:21
serve as an indoor global positioning system.
18
69315
2576
전반적인 실내 위치
제어 시스템으로 작동합니다.
제어 시스템으로 작동합니다.
01:23
It's used to locate objects in the space
19
71891
2185
그 시스템은 설치된 공간에서
01:26
that have these reflective markers on them.
20
74076
2527
이런 반사체로 표시된 물체의 위치를
파악하는 데에 사용됩니다
파악하는 데에 사용됩니다
01:28
This data is then sent to another laptop
21
76603
2061
파악된 위치는
다른 랩톱 컴퓨터로 보내지고,
다른 랩톱 컴퓨터로 보내지고,
01:30
that is running estimation and control algorithms,
22
78664
2211
그 컴퓨터는 추정값과
제어 알고리즘을 계산해서
제어 알고리즘을 계산해서
01:32
which in turn sends commands to the quad,
23
80875
1886
쿼드에 차례로 명령을 보냅니다.
01:34
which is also running estimation and control algorithms.
24
82761
3485
쿼드 또한 추정값과
제어 알고리즘을 계산하고 있죠
제어 알고리즘을 계산하고 있죠
01:41
The bulk of our research is algorithms.
25
89620
2510
저희 연구의 대부분은
알고리즘입니다.
알고리즘입니다.
01:44
It's the magic that brings these machines to life.
26
92130
4161
알고리즘은 이 기계들에게
생명을 불어넣는 마법이죠.
생명을 불어넣는 마법이죠.
01:48
So how does one design the algorithms
27
96291
2043
그렇다면 이렇게 기계가
운동성을 갖게 만드는
운동성을 갖게 만드는
01:50
that create a machine athlete?
28
98334
2277
알고리즘은 어떻게 만들까요?
01:52
We use something broadly called model-based design.
29
100611
2880
저희는 흔히 모델 기반 설계라고
불리는 것을 사용했습니다.
불리는 것을 사용했습니다.
01:55
We first capture the physics with a mathematical model
30
103491
3154
우선 기계가 물리적으로
어떻게 움직이는지
어떻게 움직이는지
01:58
of how the machines behave.
31
106645
2134
수학 모델을 이용해 나타냈습니다.
02:00
We then use a branch of mathematics
32
108779
2297
그 다음 제어 이론이라 불리는
수학의 한 분야를 통해
수학의 한 분야를 통해
02:03
called control theory to analyze these models
33
111076
2831
그 수학 모델을 분석하고
02:05
and also to synthesize algorithms for controlling them.
34
113907
3913
기계를 제어할
알고리즘을 구현했습니다.
알고리즘을 구현했습니다.
02:09
For example, that's how we can make the quad hover.
35
117820
3048
예를 들어, 쿼드를 공중에 떠있게 하는 것도
마찬가지입니다
마찬가지입니다
02:12
We first captured the dynamics
36
120868
1408
먼저 일련의 미분 방적식을 통해
02:14
with a set of differential equations.
37
122276
1906
역학 관계를 나타내고
02:16
We then manipulate these equations with the help
38
124182
2349
제어 이론의 도움을 받아
그 미분 방정식을 조작하여
그 미분 방정식을 조작하여
02:18
of control theory to create algorithms that stabilize the quad.
39
126531
4640
쿼드를 안정적으로 떠있게 하는
알고리즘을 만든 겁니다.
알고리즘을 만든 겁니다.
02:23
Let me demonstrate the strength of this approach.
40
131171
2946
이제 이 접근법의
강점이 뭔지 보여 드리죠.
강점이 뭔지 보여 드리죠.
02:29
Suppose that we want this quad to not only hover
41
137198
2549
이 쿼드가 공중에 떠있는 것 뿐만 아니라
02:31
but to also balance this pole.
42
139747
2782
이 막대가 넘어지지 않게
균형을 잡게 하고 싶다고 칩시다.
균형을 잡게 하고 싶다고 칩시다.
02:34
With a little bit of practice,
43
142529
1844
사람은 누구나 조금만 연습하면
02:36
it's pretty straightforward for a human being to do this,
44
144373
2391
이렇게 균형 잡는 법을
쉽게 알 수 있습니다.
쉽게 알 수 있습니다.
02:38
although we do have the advantage of having
45
146764
1755
물론 우리에겐 땅을 짚을 수 있는
02:40
two feet on the ground
46
148519
1328
두 발이 있고
02:41
and the use of our very versatile hands.
47
149847
2957
무슨 일이든 할 수 있는
손이 있긴 하지만요.
손이 있긴 하지만요.
02:44
It becomes a little bit more difficult
48
152804
2469
그런데 손을 쓰지 않고
02:47
when I only have one foot on the ground
49
155273
2296
한 발만 짚는다면
02:49
and when I don't use my hands.
50
157569
2799
꽤 어려워집니다.
02:52
Notice how this pole has a reflective marker on top,
51
160368
2951
이 막대의 윗부분은
반사체로 표시돼 있어서
반사체로 표시돼 있어서
02:55
which means that it can be located in the space.
52
163319
3894
컴퓨터가 그 위치를
파악할 수 있습니다.
파악할 수 있습니다.
03:04
(Applause)
53
172971
5976
(박수)
03:10
You can notice that this quad is making fine adjustments
54
178947
2826
쿼드가 미세한 조정을 통해
막대가 넘어지지 않게
막대가 넘어지지 않게
03:13
to keep the pole balanced.
55
181773
2195
균형을 잡는 것이
보일 것입니다.
보일 것입니다.
03:15
How did we design the algorithms to do this?
56
183968
3059
이 알고리즘을
어떻게 설계했을까요?
어떻게 설계했을까요?
03:19
We added the mathematical model of the pole
57
187027
2105
막대에 대한 수학 모델을
03:21
to that of the quad.
58
189132
1519
쿼드에 입력한 겁니다.
03:22
Once we have a model of the combined quad-pole system,
59
190651
2954
쿼드와 막대가 결합된
모델이 만들어지면
모델이 만들어지면
03:25
we can use control theory to create algorithms for controlling it.
60
193605
4933
제어 이론을 통해 그것을 제어할
알고리즘을 만들 수 있죠.
알고리즘을 만들 수 있죠.
03:30
Here, you see that it's stable,
61
198538
1588
지금 안정된 상태가 보이실 겁니다.
03:32
and even if I give it little nudges,
62
200126
2693
그리고 이렇게 조금 밀어도
03:34
it goes back to the nice, balanced position.
63
202819
5403
바로 균형이 잘 잡힌 위치로
되돌아갑니다
되돌아갑니다
03:40
We can also augment the model to include
64
208222
1663
모델을 확장시켜
03:41
where we want the quad to be in space.
65
209885
2441
우리가 원하는 곳으로 쿼드를
이동시킬 수도 있습니다.
이동시킬 수도 있습니다.
03:44
Using this pointer, made out of reflective markers,
66
212326
3069
반사체로 표시된
이 포인터를 이용해서
이 포인터를 이용해서
03:47
I can point to where I want the quad to be in space
67
215395
2224
원하는 방향을 가리키면
저와의 거리를 바꾸며
저와의 거리를 바꾸며
03:49
a fixed distance away from me.
68
217619
3367
쿼드가 움직이게 할 수 있습니다.
04:07
The key to these acrobatic maneuvers is algorithms,
69
235763
2902
이렇게 곡예에 가까운 동작의 핵심은
04:10
designed with the help of mathematical models
70
238665
2426
수학 모형과 제어 이론의 도움으로 설계된
04:13
and control theory.
71
241091
1950
알고리즘입니다.
04:15
Let's tell the quad to come back here
72
243041
2214
쿼드가 여기로 돌아와서
막대를 떨어트리도록
막대를 떨어트리도록
04:17
and let the pole drop,
73
245255
1819
조작해 보죠.
04:19
and I will next demonstrate the importance
74
247074
1918
다음에는 물리적 모형을
이해하는 것이
이해하는 것이
04:20
of understanding physical models
75
248992
2119
왜 중요한지와
04:23
and the workings of the physical world.
76
251111
4120
물리적인 작동 원리를
보여드리겠습니다.
보여드리겠습니다.
04:37
Notice how the quad lost altitude
77
265462
1770
제가 물컵을 내려놓자
04:39
when I put this glass of water on it.
78
267232
2082
쿼드가 약간 내려가는 것을
보셨을 겁니다.
보셨을 겁니다.
04:41
Unlike the balancing pole, I did not include
79
269314
2801
막대와는 달리
이 잔에 대한 수학 모델은
이 잔에 대한 수학 모델은
04:44
the mathematical model of the glass in the system.
80
272115
2584
시스템에 입력하지 않았습니다.
04:46
In fact, the system doesn't even know that the glass of water is there.
81
274699
2919
사실 시스템은 물컵이 거기 있는지도
인식하지 못합니다.
인식하지 못합니다.
04:49
Like before, I could use the pointer to tell the quad
82
277618
3292
아까와 마찬가지로
포인터를 이용해
포인터를 이용해
04:52
where I want it to be in space.
83
280910
2589
쿼드를 이동시켜 보겠습니다.
04:55
(Applause)
84
283499
9597
(박수)
05:05
Okay, you should be asking yourself,
85
293096
2110
여러분은 궁금하실 겁니다,
05:07
why doesn't the water fall out of the glass?
86
295206
2509
"어떻게 컵에서 물이
떨어지지 않는 거지?"라고요.
떨어지지 않는 거지?"라고요.
05:09
Two facts: The first is that gravity acts
87
297715
3211
두 가지 법칙이 작용하는데,
첫째는 어떤 물체든지
첫째는 어떤 물체든지
05:12
on all objects in the same way.
88
300926
2125
중력의 영향을 똑같이
받는다는 것이고,
받는다는 것이고,
05:15
The second is that the propellers are all pointing
89
303051
2464
둘째는 프로펠러 네 개가
놓여있는 방향이
놓여있는 방향이
05:17
in the same direction of the glass, pointing up.
90
305515
3127
물컵과 똑같이
위로 향하고 있다는 것입니다.
위로 향하고 있다는 것입니다.
05:20
You put these two things together, the net result
91
308642
2377
이 두 가지 사실을
종합해 보면
종합해 보면
05:23
is that all side forces on the glass are small
92
311019
2287
물컵 양쪽에 가해지는 힘은
작은 반면
작은 반면
05:25
and are mainly dominated by aerodynamic effects,
93
313306
2785
많은 공기 역학의 영향이
컵의 측면에 작용하는 힘을 압도하여
컵의 측면에 작용하는 힘을 압도하여
05:28
which as these speeds are negligible.
94
316091
3841
측면에 가해지는 힘이
무시될 수 있다는 겁니다.
무시될 수 있다는 겁니다.
05:35
And that's why you don't need to model the glass.
95
323336
2071
그래서 물컵에 대한 모델은
필요하지 않은 거지요.
필요하지 않은 거지요.
05:37
It naturally doesn't spill no matter what the quad does.
96
325407
3848
쿼드가 어떻게 움직이든
물을 흘리지 않습니다.
물을 흘리지 않습니다.
05:50
(Applause)
97
338651
7051
(박수)
05:57
The lesson here is that some high-performance tasks
98
345702
4016
여기서 알 수 있는 것은
고도로 정밀한 조작 중에는
고도로 정밀한 조작 중에는
06:01
are easier than others,
99
349718
1397
구현이 쉬운 것과
어려운 것이 있고
어려운 것이 있고
06:03
and that understanding the physics of the problem
100
351115
2296
어떤 게 쉽고 어려운지 판별하려면
06:05
tells you which ones are easy and which ones are hard.
101
353411
2616
물리학을 이해해야 한다는 것입니다.
06:08
In this instance, carrying a glass of water is easy.
102
356027
2359
방금 보신 물컵 옮기기는
쉬운 편입니다.
쉬운 편입니다.
06:10
Balancing a pole is hard.
103
358386
3785
막대 균형을 잡는 건 어렵고요.
06:14
We've all heard stories of athletes
104
362171
1802
운동 선수들이 부상당한 뒤에도
06:15
performing feats while physically injured.
105
363973
2493
뛰어난 활약을 보이는 경우를
들어보셨을 겁니다.
들어보셨을 겁니다.
06:18
Can a machine also perform
106
366466
1519
그러면 기계 또한 상당한
물리적 손상을 입었을 때
물리적 손상을 입었을 때
06:19
with extreme physical damage?
107
367985
2651
제대로 작동할 수 있을까요?
06:22
Conventional wisdom says that you need
108
370636
1726
상식적으로 생각해보면
06:24
at least four fixed motor propeller pairs in order to fly,
109
372362
3690
날기 위해서는 적어도
4개의 고정된 프로펠러가 필요합니다.
4개의 고정된 프로펠러가 필요합니다.
06:28
because there are four degrees of freedom to control:
110
376052
2112
제어에는 4단계의
자유도가 있기 때문이죠:
자유도가 있기 때문이죠:
06:30
roll, pitch, yaw and acceleration.
111
378164
3028
돌기, 솟아오르기, 기울기와
가속화의 4 단계 말입니다.
가속화의 4 단계 말입니다.
06:33
Hexacopters and octocopters, with six and eight propellers,
112
381192
3245
프로펠러가 각각 6개인 헥사콥터와
8개인 옥토콥터는
8개인 옥토콥터는
06:36
can provide redundancy,
113
384437
1483
프로펠러가 필요 이상으로 많습니다.
06:37
but quadrocopters are much more popular
114
385920
1989
쿼드콥터가 인기있는 이유는
06:39
because they have the minimum number
115
387909
1815
4개라는 최소한의
고정된 구동 프로펠러로
고정된 구동 프로펠러로
06:41
of fixed motor propeller pairs: four.
116
389724
2476
구동시킬 수 있기 때문입니다.
06:44
Or do they?
117
392200
1965
사실일까요?
07:01
If we analyze the mathematical model of this machine
118
409476
2600
쿼드의 수학 모델을 두 개의
프로펠러만 멀쩡할 경우로
프로펠러만 멀쩡할 경우로
07:04
with only two working propellers,
119
412076
2176
분석하면
07:06
we discover that there's an unconventional way to fly it.
120
414252
6756
기구를 비행시키는 예상밖의 방법이
있음을 발견하게 됩니다.
있음을 발견하게 됩니다.
07:19
We relinquish control of yaw,
121
427980
1706
기울기 제어는 포기하게 되지만
07:21
but roll, pitch and acceleration can still be controlled
122
429686
3070
뒤집기, 솟아오르기, 가속화는 여전히
07:24
with algorithms that exploit this new configuration.
123
432756
5452
이러한 새로운 설정을 찾아내는
알고리즘을 이용해 제어할 수 있습니다.
알고리즘을 이용해 제어할 수 있습니다.
07:33
Mathematical models tell us exactly when
124
441668
2432
수학 모델을 이해하면
언제, 그리고 어떻게
언제, 그리고 어떻게
07:36
and why this is possible.
125
444100
2072
이런 것이 가능한지를
정확히 알 수 있습니다.
정확히 알 수 있습니다.
07:38
In this instance, this knowledge allows us to design
126
446172
2368
이러한 지식이 저희로 하여금
07:40
novel machine architectures
127
448540
2256
참신한 기계 설계나
07:42
or to design clever algorithms that gracefully handle damage,
128
450796
4176
인간 운동 선수들처럼 부상을 당해도
부드럽게 움직일 수 있게 해주는
부드럽게 움직일 수 있게 해주는
07:46
just like human athletes do,
129
454972
1724
알고리즘을 설계하도록 해 줍니다.
07:48
instead of building machines with redundancy.
130
456696
3823
불필요한 프로펠러를
더 달지 않아도 말이죠.
더 달지 않아도 말이죠.
07:52
We can't help but hold our breath when we watch
131
460519
2112
우리는 다이빙 선수가 물에 뛰어들며
공중제비를 넘을 때나
공중제비를 넘을 때나
07:54
a diver somersaulting into the water,
132
462631
2437
장대 높이뛰기 선수가
공중에서 몸을 비틀며
공중에서 몸을 비틀며
07:57
or when a vaulter is twisting in the air,
133
465068
1790
밑으로 빠르게
떨어지는 것을 볼 때마다
떨어지는 것을 볼 때마다
07:58
the ground fast approaching.
134
466858
1718
숨을 죽일 수 밖에 없습니다.
08:00
Will the diver be able to pull off a rip entry?
135
468576
2568
"다이빙 선수가 립 입수를
해낼 수 있을까?"
해낼 수 있을까?"
08:03
Will the vaulter stick the landing?
136
471144
2000
"장대 높이뛰기 선수가 동작을 깔끔하게
마무리할 수 있을까?" 하고 말이죠.
마무리할 수 있을까?" 하고 말이죠.
08:05
Suppose we want this quad here
137
473144
1668
예를 들어 이 쿼드가
08:06
to perform a triple flip and finish off
138
474812
2451
세 번 연속으로 뒤집기를 한 다음
08:09
at the exact same spot that it started.
139
477263
2269
처음의 위치로 정확하게
되돌아가게 하고 싶다고 해보죠.
되돌아가게 하고 싶다고 해보죠.
08:11
This maneuver is going to happen so quickly
140
479532
2347
이 조작은 아주 빨라서
08:13
that we can't use position feedback to correct the motion during execution.
141
481879
3629
위치에 대한 피드백으로
동작을 시정할 수 없습니다.
동작을 시정할 수 없습니다.
08:17
There simply isn't enough time.
142
485508
2274
그럴 시간이 없거든요.
08:19
Instead, what the quad can do is perform the maneuver blindly,
143
487782
3694
그 대신, 쿼드는 아무 것도 모른 채로
동작을 수행하고
동작을 수행하고
08:23
observe how it finishes the maneuver,
144
491476
2232
자신이 그 동작을 어떻게 끝내는지 측정하여
08:25
and then use that information to modify its behavior
145
493708
2424
얻은 정보를 가지고 스스로
자기 행동을 수정합니다.
자기 행동을 수정합니다.
08:28
so that the next flip is better.
146
496132
2289
그렇게 하면 다음 뒤집기는
향상될 테니까요.
향상될 테니까요.
08:30
Similar to the diver and the vaulter,
147
498421
1812
다이빙이나 장대 높이뛰기 선수와
비슷합니다.
비슷합니다.
08:32
it is only through repeated practice
148
500233
1919
수도 없이 연습을 해야
08:34
that the maneuver can be learned and executed
149
502152
1925
동작이 학습되고 최고의 수준까지
08:36
to the highest standard.
150
504077
2133
끌어올릴 수 있거든요.
08:46
(Applause)
151
514412
4752
(박수)
08:51
Striking a moving ball is a necessary skill in many sports.
152
519164
3472
많은 스포츠 종목에서는 움직이는
공을 치는 기술이 필수적입니다.
공을 치는 기술이 필수적입니다.
08:54
How do we make a machine do
153
522636
1795
어떻게 하면 기계가
운동 선수들처럼
운동 선수들처럼
08:56
what an athlete does seemingly without effort?
154
524431
3753
겉보기에는 쉽게 하는 일을
할 수 있도록 할까요?
할 수 있도록 할까요?
09:15
(Applause)
155
543943
6599
(박수)
09:22
This quad has a racket strapped onto its head
156
550542
2650
이 쿼드는 윗부분에
라켓을 장착했는데,
라켓을 장착했는데,
09:25
with a sweet spot roughly the size of an apple, so not too large.
157
553192
3487
그 위에는 사과 정도 크기로 너무 크지는 않게
공을 치기 적합한 위치가 표시되어 있습니다.
공을 치기 적합한 위치가 표시되어 있습니다.
09:28
The following calculations are made every 20 milliseconds,
158
556679
3167
이것에 필요한 계산은
매 20밀리초마다 이루어지는데
매 20밀리초마다 이루어지는데
09:31
or 50 times per second.
159
559846
1756
1초에는 50번 하는 셈입니다.
09:33
We first figure out where the ball is going.
160
561602
2812
우선 공이 어디로 가는지
알아내야 하고
알아내야 하고
09:36
We then next calculate how the quad should hit the ball
161
564414
2437
그 다음에는 쿼드가
어떻게 공을 칠 지 계산해서
어떻게 공을 칠 지 계산해서
09:38
so that it flies to where it was thrown from.
162
566851
3099
공이 날아가는 곳으로
날아가게 되는 거죠.
날아가게 되는 거죠.
09:41
Third, a trajectory is planned that carries the quad
163
569950
4456
셋째로, 쿼드가 현 상태에서
공을 치기까지
공을 치기까지
09:46
from its current state to the impact point with the ball.
164
574406
3024
이끌도록 하는 궤도가
만들어집니다.
만들어집니다.
09:49
Fourth, we only execute 20 milliseconds' worth of that strategy.
165
577430
3809
넷째로 이런 전략의 실행은
20밀리초까지만 실행되는데
20밀리초까지만 실행되는데
09:53
Twenty milliseconds later, the whole process is repeated
166
581239
2807
20밀리초 후에는
쿼드가 공을 다시 칠 때까지
쿼드가 공을 다시 칠 때까지
09:56
until the quad strikes the ball.
167
584046
2243
전 과정이 되풀이되는 것이죠.
10:07
(Applause)
168
595560
2646
(박수)
10:10
Machines can not only perform dynamic maneuvers on their own,
169
598206
3372
기계들은 이러한 동작을
혼자뿐만 아니라
혼자뿐만 아니라
10:13
they can do it collectively.
170
601578
1863
여럿이 동시에도 할 수 있습니다.
10:15
These three quads are cooperatively carrying a sky net.
171
603441
3587
이 세 쿼드들은 함께
그물 하나를 들고 있습니다.
그물 하나를 들고 있습니다.
10:28
(Applause)
172
616574
5411
(박수)
10:33
They perform an extremely dynamic
173
621985
2197
아주 동적이고 집단적인
10:36
and collective maneuver
174
624182
2168
동작을 해 내죠.
10:38
to launch the ball back to me.
175
626350
1692
공을 저에게로 다시 던질 때
10:40
Notice that, at full extension, these quads are vertical.
176
628042
3511
잘 보세요, 그물을 펼쳤을 때
쿼드들은 수직으로 서게 됩니다.
쿼드들은 수직으로 서게 됩니다.
10:48
(Applause)
177
636486
1772
(박수)
10:50
In fact, when fully extended,
178
638258
2287
사실 그물이 완전히 펼쳐졌을 때는
10:52
this is roughly five times greater than what a bungee jumper feels
179
640545
2685
번지 점프의 마지막에 느끼는
당기는 힘의
당기는 힘의
10:55
at the end of their launch.
180
643230
4588
약 다섯 배 정도입니다.
11:03
The algorithms to do this are very similar
181
651009
2677
이런 것을 하기 위한 알고리즘은
11:05
to what the single quad used to hit the ball back to me.
182
653686
3384
쿼드 하나로 공을 칠 때와
아주 비슷합니다.
아주 비슷합니다.
11:09
Mathematical models are used to continuously re-plan
183
657070
2864
수학 모델이 사용되어
1초에 50번씩
1초에 50번씩
11:11
a cooperative strategy 50 times per second.
184
659934
4515
끊임없이 협력 전략을 계산하죠.
11:16
Everything we have seen so far has been
185
664449
1877
지금까지 보신 것들은
11:18
about the machines and their capabilities.
186
666326
2463
기계와 기계가 할 수 있는 것들이었습니다.
11:20
What happens when we couple this machine athleticism
187
668789
3015
이런 기계의 운동성과
인간의 운동성을
인간의 운동성을
11:23
with that of a human being?
188
671804
1776
결합하면 어떻게 될까요?
11:25
What I have in front of me is a commercial gesture sensor
189
673580
3805
제 앞에 있는 것은 주로
게임에 사용되는
게임에 사용되는
11:29
mainly used in gaming.
190
677385
1309
시판용 몸짓 센서입니다.
11:30
It can recognize what my various body parts
191
678694
1804
제 몸의 여러 부분이
어떻게 움직이는지
어떻게 움직이는지
11:32
are doing in real time.
192
680498
2048
실시간으로 인식하죠.
11:34
Similar to the pointer that I used earlier,
193
682546
2116
아까 제가 썼던 포인터와 비슷하게
11:36
we can use this as inputs to the system.
194
684662
2792
이것을 이용해 시스템에
명령을 입력할 수 있습니다.
명령을 입력할 수 있습니다.
11:39
We now have a natural way of interacting
195
687454
2396
이렇게 하면 제 몸짓을 통해
기계의 다듬어지지 않은 운동성과
기계의 다듬어지지 않은 운동성과
11:41
with the raw athleticism of these quads with my gestures.
196
689850
4944
자연스럽게 상호작용 할 수 있게 됩니다.
12:22
(Applause)
197
730453
4400
(박수)
12:35
Interaction doesn't have to be virtual. It can be physical.
198
743982
4007
가상이 아니라 직접적으로
상호작용 할 수도 있습니다.
상호작용 할 수도 있습니다.
12:39
Take this quad, for example.
199
747989
1725
이 쿼드를 예로 보여 드리면
12:41
It's trying to stay at a fixed point in space.
200
749714
2628
한 공간에 고정되어
머무르려고 하고 있습니다.
머무르려고 하고 있습니다.
12:44
If I try to move it out of the way, it fights me,
201
752342
3837
억지로 옮기려고 하면, 저항하며
12:48
and moves back to where it wants to be.
202
756179
4155
있어야 할 곳으로 되돌아갑니다.
12:52
We can change this behavior, however.
203
760334
3039
하지만 이런 행동을
수정할 수도 있습니다.
수정할 수도 있습니다.
12:55
We can use mathematical models
204
763373
1699
수학 모델을 이용해서
12:57
to estimate the force that I'm applying to the quad.
205
765072
3133
제가 쿼드에 가하는 힘을
측정하게 해서
측정하게 해서
13:00
Once we know this force, we can also change the laws of physics,
206
768205
3238
어느 정도의 힘인지 알아내기만 하면
물리 법칙까지 바꿀 수 있습니다.
물리 법칙까지 바꿀 수 있습니다.
13:03
as far as the quad is concerned, of course.
207
771443
4499
물론 쿼드에 한해서 말이지만요.
13:07
Here the quad is behaving as if it were
208
775942
2263
이 쿼드는 마치
점액질 속에 있는 것처럼
점액질 속에 있는 것처럼
13:10
in a viscous fluid.
209
778205
4365
움직이고 있습니다.
13:14
We now have an intimate way
210
782570
2174
이제 기계와 상호작용하는
13:16
of interacting with a machine.
211
784744
1849
친밀한 방법이 생긴 셈이죠.
13:18
I will use this new capability to position
212
786593
2506
이 새로운 능력을 사용하여
13:21
this camera-carrying quad to the appropriate location
213
789099
2577
이 카메라 달린 쿼드가
적절한 위치에 있게 만들어
적절한 위치에 있게 만들어
13:23
for filming the remainder of this demonstration.
214
791676
3186
이 강의의 나머지를
촬영해 보겠습니다.
촬영해 보겠습니다.
13:36
So we can physically interact with these quads
215
804222
2768
이 쿼드들과 직접적으로
상호작용 함으로써
상호작용 함으로써
13:38
and we can change the laws of physics.
216
806990
2403
물리 법칙을
바꿀 수도 있습니다.
바꿀 수도 있습니다.
13:41
Let's have a little bit of fun with this.
217
809393
2313
한번 재밌는 걸 해 볼까요?
13:43
For what you will see next, these quads
218
811706
1704
이제는 세 개의 쿼드들이
13:45
will initially behave as if they were on Pluto.
219
813410
3496
명왕성에 있는 것처럼
움직일 겁니다.
움직일 겁니다.
13:48
As time goes on, gravity will be increased
220
816906
2312
시간이 지남에 따라
중력이 증가해서
중력이 증가해서
13:51
until we're all back on planet Earth,
221
819218
2120
지구와 똑같이 되겠지만
13:53
but I assure you we won't get there.
222
821338
1719
거기까지 가지는
않도록 하겠습니다.
않도록 하겠습니다.
13:55
Okay, here goes.
223
823057
3501
한번 해 볼까요?
14:05
(Laughter)
224
833667
3412
(웃음)
14:34
(Laughter)
225
862778
3208
(웃음)
14:37
(Applause)
226
865986
3386
(박수)
14:41
Whew!
227
869372
1207
휴!
14:46
You're all thinking now,
228
874779
1517
이제 생각하시겠죠.
14:48
these guys are having way too much fun,
229
876296
1975
너무 재밌기만 한 건 아니냐고요.
14:50
and you're probably also asking yourself,
230
878271
2079
그리고 또. 의문이 있으실 겁니다.
14:52
why exactly are they building machine athletes?
231
880350
3936
"대체 왜 이런 운동성 기계를
만드는 것일까?"
만드는 것일까?"
14:56
Some conjecture that the role of play in the animal kingdom
232
884286
2652
동물 세계에서의 "놀이"에 대해
어떤 분들은
어떤 분들은
14:58
is to hone skills and develop capabilities.
233
886938
2752
기술을 연마하고 능력을 계발하는 데
이용된다고 추측하고
이용된다고 추측하고
15:01
Others think that it has more of a social role,
234
889690
2066
다른 분들은 집단을 하나로 묶기 위한
15:03
that it's used to bind the group.
235
891756
1674
사회적 기능을 한다고 추측합니다.
15:05
Similarly, we use the analogy of sports and athleticism
236
893430
3533
그것과 비슷하게 저희는 운동 경기와
스포츠 정신에 이것을 비유함으로써
스포츠 정신에 이것을 비유함으로써
15:08
to create new algorithms for machines
237
896963
2079
기계들의 성능을
한계까지 끌어올리기 위한
한계까지 끌어올리기 위한
15:11
to push them to their limits.
238
899042
2147
알고리즘을 개발합니다.
15:13
What impact will the speed of machines have on our way of life?
239
901189
3677
그렇다면 이들 기계의 속도가
우리 생활에는 어떤 영향을 미칠까요?
우리 생활에는 어떤 영향을 미칠까요?
15:16
Like all our past creations and innovations,
240
904866
2389
과거의 발명품이나 혁신과 마찬가지로
15:19
they may be used to improve the human condition
241
907255
2827
이 기계들은 인간의
생활 환경을 개선할 수도,
생활 환경을 개선할 수도,
15:22
or they may be misused and abused.
242
910082
2501
아니면 오용되거나
남용될 수도 있습니다.
남용될 수도 있습니다.
15:24
This is not a technical choice we are faced with;
243
912583
1923
우리가 직면한 것은
기술적 문제가 아니라
기술적 문제가 아니라
15:26
it's a social one.
244
914506
1755
사회적 문제인 거죠.
15:28
Let's make the right choice,
245
916261
1390
옳은 결정을 내렸으면
좋겠습니다.
좋겠습니다.
15:29
the choice that brings out the best in the future of machines,
246
917651
2405
기계를 사용해서 최고의 미래를
이끌어낼 수 있는 결정 말입니다.
이끌어낼 수 있는 결정 말입니다.
15:32
just like athleticism in sports
247
920056
1812
운동 경기에서의 스포츠 정신이
15:33
can bring out the best in us.
248
921868
2161
우리를 최선으로 이끌듯이 말입니다.
15:36
Let me introduce you to the wizards behind the green curtain.
249
924029
3450
그럼 이제 이런 신기한 것들을
가능하게 한 마법사들을 소개하겠습니다.
가능하게 한 마법사들을 소개하겠습니다.
15:39
They're the current members of the Flying Machine Arena research team.
250
927479
2900
"플라잉 머신 아레나"의
연구팀입니다.
연구팀입니다.
15:42
(Applause)
251
930379
4769
(박수)
15:47
Federico Augugliaro, Dario Brescianini, Markus Hehn,
252
935148
3046
페데리코 우굴리아로,
다리오 브레샤니니, 마커스 헨,
다리오 브레샤니니, 마커스 헨,
15:50
Sergei Lupashin, Mark Muller and Robin Ritz.
253
938194
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세르게이 루퍼쉰, 마크 물러,
그리고 로빈 리츠입니다.
그리고 로빈 리츠입니다.
15:53
Look out for them. They're destined for great things.
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이 친구들을 잘 지켜보시길 바랍니다:
앞으로 대단한 일들을 해낼 겁니다.
앞으로 대단한 일들을 해낼 겁니다.
15:54
Thank you.
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감사합니다.
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(Applause)
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(박수)
ABOUT THE SPEAKER
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneerRaffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs.
Why you should listen
Raffaello D'Andrea combines academics, business, and the arts to explore the capabilities of autonomous systems. As part of his research as professor of dynamic systems and control at the Swiss Federal Institute of Technology (ETH Zürich), he and his collaborators enchant viewers with works like the self-destructing, self-assembling Robotic Chair, or the Balancing Cube that can perch itself on its corners.
D’Andrea and his team created the Flying Machine Arena to test the gravity-defying abilities of their athletic flying robots. Building on research in the Flying Machine Arena, ETH Zürich partnered with its spin-off company Verity Studios and with Cirque du Soleil to create “Sparked,” a short film showcasing the unexpected airborne dexterity of quadcopters. D’Andrea is the co-founder of Kiva Systems, a robotics company that develops intelligent automated warehouse systems and that was acquired by Amazon in 2012.
Raffaello D'Andrea | Speaker | TED.com