TED2016
Raffaello D'Andrea: Meet the dazzling flying machines of the future
Raffaello D'Andrea: Poznajcie oszałamiające latające maszyny przyszłości
Filmed:
Readability: 5
8,053,974 views
Słysząc słowo "dron" myślicie pewnie o czymś bardzo przydatnym lub przerażającym. Ale czy mogłyby mieć też wartość estetyczną? Ekspert od systemów autonomicznych Raffaello D'Andrea zajmuje się rozwojem latających maszyn, a jego ostatnie projekty przekraczają granice autonomicznego lotu — od skrzydła, które może wisieć w powietrzu i odzyskiwać stabilność po zakłóceniach, po ośmioskrzydłową maszynę, która jest obojętna orientacji ... czy rój skoordynowanych mikro-quadrokopterów. Przygotujcie się na olśnienie zwiewną wirującą grupą latających maszyn, które zatańczą jak świetliki nad sceną TEDa.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
To, co zaczęło się jako
platforma dla pasjonatów,
platforma dla pasjonatów,
00:12
What started as a platform for hobbyists
0
920
1976
00:14
is poised to become
a multibillion-dollar industry.
a multibillion-dollar industry.
1
2920
2936
pretenduje do bycia
multimiliardowym przemysłem.
multimiliardowym przemysłem.
00:17
Inspection, environmental monitoring,
photography and film and journalism:
photography and film and journalism:
2
5880
4056
Kontrola, monitorowanie środowiska,
fotografia i film, dziennikarstwo,
fotografia i film, dziennikarstwo,
00:21
these are some of the potential
applications for commercial drones,
applications for commercial drones,
3
9960
3176
to tylko niektóre z potencjalnych
zastosowań komercyjnych dronów,
zastosowań komercyjnych dronów,
00:25
and their enablers
are the capabilities being developed
are the capabilities being developed
4
13160
2616
a umożliwiają to umiejętności rozwijane
00:27
at research facilities around the world.
5
15800
1936
w placówkach naukowych na całym świecie.
00:29
For example, before aerial
package delivery
package delivery
6
17760
2616
Zanim lotnicza dostawa przesyłek
00:32
entered our social consciousness,
7
20400
1816
trafiła do naszej społecznej świadomości,
00:34
an autonomous fleet of flying machines
built a six-meter-tall tower
built a six-meter-tall tower
8
22240
3976
autonomiczna flota latających maszyn
zbudowała 6 metrową wieżę
zbudowała 6 metrową wieżę
00:38
composed of 1,500 bricks
9
26240
1936
składającą się z 1500 cegieł
00:40
in front of a live audience
at the FRAC Centre in France,
at the FRAC Centre in France,
10
28200
2936
na oczach widowni w centrum
sztuki współczesnej FRAC we Francji.
sztuki współczesnej FRAC we Francji.
00:43
and several years ago,
they started to fly with ropes.
they started to fly with ropes.
11
31160
2576
Kilka lat temu, zaczęli latać z linami,
00:45
By tethering flying machines,
12
33760
1416
przywiązując latające maszyny,
00:47
they can achieve high speeds
and accelerations in very tight spaces.
and accelerations in very tight spaces.
13
35200
3776
osiągają dużą szybkość i przyspieszenie
w bardzo ciasnych przestrzeniach.
w bardzo ciasnych przestrzeniach.
00:51
They can also autonomously build
tensile structures.
tensile structures.
14
39000
3096
Mogą także samodzielnie budować
rozciągliwe struktury.
rozciągliwe struktury.
00:54
Skills learned include how to carry loads,
15
42120
2416
Dzięki temu uczą się jak nosić ładunki,
00:56
how to cope with disturbances,
16
44560
1456
radzić sobie z zaburzeniami
i funkcjonować w otaczającym świecie.
i funkcjonować w otaczającym świecie.
00:58
and in general, how to interact
with the physical world.
with the physical world.
17
46040
3096
01:01
Today we want to show you some
new projects that we've been working on.
new projects that we've been working on.
18
49160
3336
Dziś chcemy pokazać niektóre
projekty, nad którymi pracujemy.
projekty, nad którymi pracujemy.
01:04
Their aim is to push the boundary
of what can be achieved
of what can be achieved
19
52520
2936
Ich celem jest przesuwanie
granic tego, co osiągalne
granic tego, co osiągalne
01:07
with autonomous flight.
20
55480
1536
w autonomicznym locie.
01:09
Now, for a system to function
autonomously,
autonomously,
21
57040
2456
Aby system działał autonomicznie,
01:11
it must collectively know the location
of its mobile objects in space.
of its mobile objects in space.
22
59520
4456
musi znać zbiorczo położenie swoich
mobilnych obiektów w przestrzeni.
mobilnych obiektów w przestrzeni.
W naszym laboratorium
na Politechnice ETH w Zurychu
na Politechnice ETH w Zurychu
01:16
Back at our lab at ETH Zurich,
23
64000
1896
01:17
we often use external cameras
to locate objects,
to locate objects,
24
65920
2856
aby zlokalizować obiekty
często używamy zewnętrznych kamer,
często używamy zewnętrznych kamer,
01:20
which then allows us to focus our efforts
25
68800
1976
co pozwala nam
koncentrować nasze wysiłki
koncentrować nasze wysiłki
01:22
on the rapid development
of highly dynamic tasks.
of highly dynamic tasks.
26
70800
2656
na szybkim rozwoju
bardzo dynamicznych zadań.
bardzo dynamicznych zadań.
01:25
For the demos you will see today, however,
27
73480
2056
Dla demo, które dziś zobaczycie
użyliśmy nowych technologii lokalizacji
stworzonych przez Verity Studios -
stworzonych przez Verity Studios -
01:27
we will use new localization technology
developed by Verity Studios,
developed by Verity Studios,
28
75560
3296
01:30
a spin-off from our lab.
29
78880
1616
spółkę naszego laboratorium.
01:32
There are no external cameras.
30
80520
1616
Nie ma tu kamer zewnętrznych.
01:34
Each flying machine uses onboard sensors
to determine its location in space
to determine its location in space
31
82160
5056
Każda maszyna używa sensorów pokładowych,
by określić położenie w przestrzeni
by określić położenie w przestrzeni
01:39
and onboard computation
to determine what its actions should be.
to determine what its actions should be.
32
87240
3440
a także pokładowych wyliczeń
by określić następne działania.
by określić następne działania.
01:43
The only external commands
are high-level ones
are high-level ones
33
91280
2176
Komendy z zewnątrz
są na bardzo ogólnym poziomie:
są na bardzo ogólnym poziomie:
01:45
such as "take off" and "land."
34
93480
1520
np. "startuj" i 'ląduj".
To tzw. tailsitter, czyli samolot
siadający na ogonie.
siadający na ogonie.
02:10
This is a so-called tail-sitter.
35
118560
1896
02:12
It's an aircraft that tries
to have its cake and eat it.
to have its cake and eat it.
36
120480
3456
To samolot, który próbuje mieć
ciastko i zjeść ciastko.
ciastko i zjeść ciastko.
02:15
Like other fixed-wing aircraft,
it is efficient in forward flight,
it is efficient in forward flight,
37
123960
3256
Jak inne stałopłaty,
jest skuteczny w locie naprzód
jest skuteczny w locie naprzód
02:19
much more so than helicopters
and variations thereof.
and variations thereof.
38
127240
3215
dużo bardziej niż
helikoptery i im podobne.
helikoptery i im podobne.
02:22
Unlike most other
fixed-wing aircraft, however,
fixed-wing aircraft, however,
39
130479
2417
Jednak w przeciwieństwie
do innych stałopłatów,
do innych stałopłatów,
02:24
it is capable of hovering,
40
132920
1496
jest zdolny do unoszenia się w powietrzu,
02:26
which has huge advantages
for takeoff, landing
for takeoff, landing
41
134440
3136
co ma duże zalety
podczas startu i lądowania
podczas startu i lądowania
02:29
and general versatility.
42
137600
1240
i dla ogólnej wszechstronności.
02:31
There is no free lunch, unfortunately.
43
139480
2096
Niestety coś kosztem czegoś.
02:33
One of the limitations with tail-sitters
44
141600
1936
Jednym z ograniczeń stałopłatów
jest ich podatność na anomalia pogodowe
takie jak podmuchy wiatru.
takie jak podmuchy wiatru.
02:35
is that they're susceptible
to disturbances such as wind gusts.
to disturbances such as wind gusts.
45
143560
2976
02:38
We're developing new control
architectures and algorithms
architectures and algorithms
46
146560
2696
Pracujemy nad nową
architekturą kontroli i algorytmami,
architekturą kontroli i algorytmami,
02:41
that address this limitation.
47
149280
1400
które są odpowiedzią na te ograniczenia.
02:50
The idea is for the aircraft to recover
48
158560
2256
Pomysł polega na tym,
by samolot odnalazł się
by samolot odnalazł się
02:52
no matter what state it finds itself in,
49
160840
2640
w każdej sytuacji, w której się znajdzie,
03:03
and through practice,
improve its performance over time.
improve its performance over time.
50
171400
2920
i poprzez próby z czasem
poprawił swoje wyniki.
poprawił swoje wyniki.
03:15
(Applause)
51
183600
4400
(Brawa)
03:22
OK.
52
190000
1200
OK.
03:33
When doing research,
53
201480
1216
Robiąc badania
03:34
we often ask ourselves
fundamental abstract questions
fundamental abstract questions
54
202720
2976
często zadajemy sobie podstawowe
abstrakcyjne pytania
abstrakcyjne pytania
03:37
that try to get at the heart of a matter.
55
205720
2560
aby dotrzeć do sedna sprawy.
03:41
For example, one such question would be,
56
209240
2216
Na przykład
03:43
what is the minimum number of moving parts
needed for controlled flight?
needed for controlled flight?
57
211480
4016
jaka jest minimalna ilość ruszających się
części potrzebnych do kontrolowanego lotu.
części potrzebnych do kontrolowanego lotu.
03:47
Now, there are practical reasons
58
215520
1576
Są praktyczne powody, dla których
03:49
why you may want to know
the answer to such a question.
the answer to such a question.
59
217120
2616
warto znać odpowiedź na to pytanie.
03:51
Helicopters, for example,
60
219760
1256
Helikoptery na przykład
03:53
are affectionately known
as machines with a thousand moving parts
as machines with a thousand moving parts
61
221040
3856
są pieszczotliwie nazywane maszynami
z tysiącem latających części
z tysiącem latających części
03:56
all conspiring to do you bodily harm.
62
224920
2680
wszystkie we współpracy,
by zrobić ci krzywdę.
by zrobić ci krzywdę.
04:00
It turns out that decades ago,
63
228640
1856
Okazuje się, że lata temu
04:02
skilled pilots were able to fly
remote-controlled aircraft
remote-controlled aircraft
64
230520
3176
wyszkoleni piloci potrafili pilotować
zdalnie sterowany samoloty,
zdalnie sterowany samoloty,
04:05
that had only two moving parts:
65
233720
1896
które miały tylko dwie
ruszające się części:
ruszające się części:
04:07
a propeller and a tail rudder.
66
235640
1840
śmigło i ster ogona.
04:10
We recently discovered
that it could be done with just one.
that it could be done with just one.
67
238000
3120
Niedawno odkryliśmy, że można
to zrobić mając tylko jedną.
to zrobić mając tylko jedną.
To jest monospinner,
04:13
This is the monospinner,
68
241600
1256
04:14
the world's mechanically simplest
controllable flying machine,
controllable flying machine,
69
242880
3256
mechanicznie najprostsza na świecie
kontrolowana maszyna latająca
kontrolowana maszyna latająca
04:18
invented just a few months ago.
70
246160
1776
wynaleziona kilka miesięcy temu.
04:19
It has only one moving part, a propeller.
71
247960
3136
Ma tylko jedną
ruszającą się część: śmigło.
ruszającą się część: śmigło.
04:23
It has no flaps, no hinges, no ailerons,
72
251120
3576
Nie ma klap, zawiasów, lotek
żadnych innych ruchomych części
czy powierzchni sterowych.
czy powierzchni sterowych.
04:26
no other actuators,
no other control surfaces,
no other control surfaces,
73
254720
2535
04:29
just a simple propeller.
74
257279
1281
Tylko proste śmigło.
04:31
Even though it's mechanically simple,
75
259320
2055
Mimo że jest mechanicznie proste
04:33
there's a lot going on
in its little electronic brain
in its little electronic brain
76
261399
2497
wiele się dzieje w tym małym
elektronicznym mózgu,
elektronicznym mózgu,
04:35
to allow it to fly in a stable fashion
and to move anywhere it wants in space.
and to move anywhere it wants in space.
77
263920
4216
by latać stabilnie i poruszać się
gdzie chce w przestrzeni.
gdzie chce w przestrzeni.
04:40
Even so, it doesn't yet have
78
268160
1456
Nie posiada na razie
04:41
the sophisticated algorithms
of the tail-sitter,
of the tail-sitter,
79
269640
2336
wyszukanych algorytmów tailsittera,
04:44
which means that in order
to get it to fly,
to get it to fly,
80
272000
2000
co oznacza, że aby mógł zacząć latać
04:46
I have to throw it just right.
81
274024
1720
muszę go dobrze podrzucić.
04:48
And because the probability
of me throwing it just right is very low,
of me throwing it just right is very low,
82
276800
4016
A ponieważ szansa,
że zrobię to dobrze jest bardzo mała,
że zrobię to dobrze jest bardzo mała,
04:52
given everybody watching me,
83
280840
1896
biorąc pod uwagę,
że wszyscy na mnie patrzą
że wszyscy na mnie patrzą
04:54
what we're going to do instead
84
282760
1456
zamiast tego pokażemy film,
04:56
is show you a video
that we shot last night.
that we shot last night.
85
284240
2176
nakręcony wczoraj wieczorem.
04:58
(Laughter)
86
286440
1560
(Śmiech)
05:10
(Applause)
87
298320
3320
(Brawa)
Jeśli monospinner
jest przykładem skromności,
jest przykładem skromności,
05:23
If the monospinner
is an exercise in frugality,
is an exercise in frugality,
88
311080
3736
05:26
this machine here, the omnicopter,
with its eight propellers,
with its eight propellers,
89
314840
3456
to ta maszyna - omnikopter
z ośmioma śmigłami
z ośmioma śmigłami
05:30
is an exercise in excess.
90
318320
2080
jest pokazem przepychu.
05:32
What can you do with all this surplus?
91
320920
2136
Co można zrobić z całym tym nadmiarem?
05:35
The thing to notice
is that it is highly symmetric.
is that it is highly symmetric.
92
323080
2381
Można zauważyć, że jest bardzo symetryczny
05:37
As a result, it is ambivalent
to orientation.
to orientation.
93
325920
2856
co sprawia, że jest
niezależny od orientacji.
niezależny od orientacji.
05:40
This gives it an extraordinary capability.
94
328800
2696
To daje niesamowite możliwości.
05:43
It can move anywhere it wants in space
95
331520
2216
Może poruszać się
gdziekolwiek chce w przestrzeni
gdziekolwiek chce w przestrzeni
05:45
irrespective of where it is facing
96
333760
2736
niezależnie od tego,
w którym zmierza kierunku
w którym zmierza kierunku
05:48
and even of how it is rotating.
97
336520
1800
ani jak się obraca.
05:51
It has its own complexities,
98
339040
1376
Ma swoje własne złożoności
05:52
mainly having to do
with the interacting flows
with the interacting flows
99
340440
2656
związane głównie z interakcją przepływów
05:55
from its eight propellers.
100
343120
1240
swoich ośmiu śmigieł.
05:56
Some of this can be modeled,
while the rest can be learned on the fly.
while the rest can be learned on the fly.
101
344680
3856
Niektóre da się modelować,
innych można się nauczyć w trakcie lotu.
innych można się nauczyć w trakcie lotu.
06:00
Let's take a look.
102
348560
1200
Zobaczmy.
06:44
(Applause)
103
392760
3760
(Brawa)
06:52
If flying machines are going
to enter part of our daily lives,
to enter part of our daily lives,
104
400720
2905
Jeśli latające maszyny mają być
częścią naszej codzienności
częścią naszej codzienności
06:55
they will need to become
extremely safe and reliable.
extremely safe and reliable.
105
403649
2477
muszą stać się niezwykle
bezpieczne i niezawodne.
bezpieczne i niezawodne.
06:58
This machine over here
106
406760
1376
Ta maszyna tutaj
07:00
is actually two separate
two-propeller flying machines.
two-propeller flying machines.
107
408160
3136
składa się z dwóch osobnych
dwu-śmigłowych maszyn.
dwu-śmigłowych maszyn.
07:03
This one wants to spin clockwise.
108
411320
1736
Ta chce wirować zgodnie
z ruchem wskazówek zegara
z ruchem wskazówek zegara
07:05
This other one wants
to spin counterclockwise.
to spin counterclockwise.
109
413080
2496
ta odwrotnie.
Połączone zachowują się jak jeden
wysoko-zadaniowy quadrokopter.
wysoko-zadaniowy quadrokopter.
07:07
When you put them together,
110
415600
1336
07:08
they behave like one
high-performance quadrocopter.
high-performance quadrocopter.
111
416960
2600
07:23
If anything goes wrong, however --
112
431640
1656
Jeśli jednak coś pójdzie źle
07:25
a motor fails, a propeller fails,
electronics, even a battery pack --
electronics, even a battery pack --
113
433320
4456
popsuje się silnik, śmigło,
elektronika, nawet baterie -
elektronika, nawet baterie -
07:29
the machine can still fly,
albeit in a degraded fashion.
albeit in a degraded fashion.
114
437800
3336
maszyna nadal może latać
lecz w mniej kontrolowany sposób.
lecz w mniej kontrolowany sposób.
07:33
We're going to demonstrate this to you now
by disabling one of its halves.
by disabling one of its halves.
115
441160
3520
Pokażemy wam to unieruchamiając
jedną z jego połów.
jedną z jego połów.
07:56
(Applause)
116
464240
3160
(Brawa)
08:03
This last demonstration
117
471320
1336
Ten ostatni pokaz
08:04
is an exploration of synthetic swarms.
118
472680
2440
jest badaniem syntetycznych rojów.
08:07
The large number of autonomous,
coordinated entities
coordinated entities
119
475560
2976
Duża liczba autonomicznych
skoordynowanych jednostek
skoordynowanych jednostek
08:10
offers a new palette
for aesthetic expression.
for aesthetic expression.
120
478560
2736
stwarza nową paletę
dla estetycznej ekspresji.
dla estetycznej ekspresji.
08:13
We've taken commercially available
micro quadcopters,
micro quadcopters,
121
481320
2976
Użyliśmy dostępnych komercyjnie
mikro-quadrokopterów
mikro-quadrokopterów
08:16
each weighing less
than a slice of bread, by the way,
than a slice of bread, by the way,
122
484320
2496
każdy ważący mniej niż kawałek chleba
08:18
and outfitted them
with our localization technology
with our localization technology
123
486840
2416
i wyposażyliśmy w naszą
technologię lokalizacji
technologię lokalizacji
08:21
and custom algorithms.
124
489280
1576
i specjalne algorytmy.
08:22
Because each unit
knows where it is in space
knows where it is in space
125
490880
2096
Ponieważ każda jednostka zna
położenie w przestrzeni
położenie w przestrzeni
08:25
and is self-controlled,
126
493000
1376
i jest samosterowalna
08:26
there is really no limit to their number.
127
494400
2200
nie ma ograniczenia dla ich liczby.
08:55
(Applause)
128
523840
3440
(Brawa)
09:19
(Applause)
129
547360
4480
(Brawa)
10:18
(Applause)
130
606040
3640
(Brawa)
[Więcej prelekcji na TED.com]
10:35
Hopefully, these demonstrations
will motivate you to dream up
will motivate you to dream up
131
623960
3096
Mam nadzieję, że te pokazy
zmotywują was do wymyślania
zmotywują was do wymyślania
10:39
new revolutionary roles
for flying machines.
for flying machines.
132
627080
2400
nowych rewolucyjnych
zastosowań latających maszyn.
zastosowań latających maszyn.
10:42
That ultrasafe one over there for example
133
630560
2096
Ten ultrabezpieczny model na przykład
10:44
has aspirations to become
a flying lampshade on Broadway.
a flying lampshade on Broadway.
134
632680
3016
ma aspiracje do zostania latającym
abażurem na Broadwayu.
abażurem na Broadwayu.
10:47
(Laughter)
135
635720
2056
(Śmiech)
10:49
The reality is that it is
difficult to predict
difficult to predict
136
637800
2176
W rzeczywistości trudno jest przewidzieć
10:52
the impact of nascent technology.
137
640000
1640
wpływ powstających technologii.
10:54
And for folks like us, the real reward
is the journey and the act of creation.
is the journey and the act of creation.
138
642120
4856
Dla ludzi takich jak my, prawdziwą nagrodą
jest droga i proces ich tworzenia.
jest droga i proces ich tworzenia.
Jest to nieustanne przypomnienie
10:59
It's a continual reminder
139
647000
1416
11:00
of how wonderful and magical
the universe we live in is,
the universe we live in is,
140
648440
2920
jak wspaniały i magiczny
jest otaczający nas świat,
jest otaczający nas świat,
11:03
that it allows creative, clever creatures
141
651840
2936
który pozwala zdolnym istotom
11:06
to sculpt it in such spectacular ways.
142
654800
2520
rzeźbić go w tak spektakularny sposób.
11:09
The fact that this technology
143
657800
1776
Fakt, że ta technologia
11:11
has such huge commercial
and economic potential
and economic potential
144
659600
3416
ma tak ogromny komercyjny
i ekonomiczny potencjał
i ekonomiczny potencjał
11:15
is just icing on the cake.
145
663040
1416
jest tylko wisienką na torcie.
11:16
Thank you.
146
664480
1216
Dziękuję.
11:17
(Applause)
147
665720
3240
(Brawa)
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