TED2003
Torsten Reil: Animate characters by evolving them
Torsten Reil estuda biologia para fazer animações
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Torsten Reil explica como o estudo de biologia pode ajudar na criação de personagens animados realísticos - ao construir um humano de dentro para fora, com ossos, músculos e um sistema nervoso. Ele participou do TED em 2003; veja seu trabalho agora no GTA4.
Torsten Reil - Animating neurobiologist
By coding computer simulations with biologically modeled nervous systems, Torsten Reil and his company NaturalMotion breathe life into the animated characters inhabiting the most eye-poppingly realistic games and movies around. Full bio
By coding computer simulations with biologically modeled nervous systems, Torsten Reil and his company NaturalMotion breathe life into the animated characters inhabiting the most eye-poppingly realistic games and movies around. Full bio
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00:15
I'm going to talk about a technology that we're developing at Oxford now,
0
3000
4000
Eu vou falar sobre uma tecnologia que estamos desenvolvendo agora, em Oxford
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that we think is going to change the way that
1
7000
3000
que nós acreditamos que mudará a forma como
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computer games and Hollywood movies are being made.
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10000
3000
jogos eletrônicos e filmes de Hollywood estão sendo feitos.
00:26
That technology is simulating humans.
3
14000
3000
Essa tecnologia é a simulação de humanos.
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It's simulated humans with a simulated body
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17000
3000
É a simulação de um humano com a simulação de um corpo
00:32
and a simulated nervous system to control that body.
5
20000
3000
e a simulação de um sistema nervoso que controla aquele corpo.
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Now, before I talk more about that technology,
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24000
3000
Mas, antes de me aprofundar nessa tecnologia
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let's have a quick look at what human characters look like
7
27000
3000
vamos dar uma olhada em como são os personagens humanos
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at the moment in computer games.
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30000
3000
nos jogos atuais.
00:45
This is a clip from a game called "Grand Theft Auto 3."
9
33000
3000
Esse vídeo é de um jogo chamado Grand Theft Auto 3.
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We already saw that briefly yesterday.
10
36000
2000
Nós já o vimos brevemente ontem.
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And what you can see is -- it is actually a very good game.
11
38000
3000
E vocês podem ver que é um jogo muito bom.
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It's one of the most successful games of all time.
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41000
3000
Um dos jogos mais bem sucedidos da história.
00:56
But what you'll see is that all the animations in this game are very repetitive.
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44000
4000
Mas também verão que todos os movimentos nele são muito repetitivos.
01:00
They pretty much look the same.
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48000
2000
São praticamente os mesmos.
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I've made him run into a wall here, over and over again.
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50000
3000
Eu fiz ele se esbarrar na parede várias vezes.
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And you can see he looks always the same.
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53000
2000
E ele se movimenta igual, todas as vezes.
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The reason for that is that these characters
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55000
3000
E a razão disso é que esses personagens
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are actually not real characters.
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58000
2000
não são personagens de verdade.
01:12
They are a graphical visualization of a character.
19
60000
4000
Eles são uma visualização gráfica de um personagem.
01:16
To produce these animations, an animator at a studio has to anticipate
20
64000
5000
Para fazer essas animações no estúdio, o animador tem que prever
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what's going to happen in the actual game,
21
69000
3000
o que acontecerá no jogo
01:24
and then has to animate that particular sequence.
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72000
3000
e então animar toda essa sequência.
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So, he or she sits down, animates it, and tries to anticipate what's going to happen,
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75000
4000
Então ele ou ela se senta, faz a animação e tenta prever o que acontecerá,
01:31
and then these particular animations are just played back
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79000
3000
e então esses movimentos serão acionados
01:34
at appropriate times in the computer game.
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82000
3000
no tempo apropriado nos jogos.
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Now, the result of that is that you can't have real interactivity.
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85000
5000
O resultado é que não há uma interatividade real.
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All you have is animations that are played back
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90000
3000
Só o que temos são movimentos que são acionados
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at more or less the appropriate times.
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93000
2000
mais ou menos no tempo certo.
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It also means that games aren't really going to be as surprising as they could be,
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95000
5000
E isso significa que esses jogos não serão tão surpreendentes quanto poderiam ser,
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because you only get out of it, at least in terms of the character,
30
100000
3000
porque você só recebe deles aquilo que você já controla,
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what you actually put into it.
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103000
2000
pelo menos em relação aos personagens.
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There's no real emergence there.
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105000
2000
Não surge nada novo disso.
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And thirdly, as I said, most of the animations are very repetitive because of that.
33
107000
4000
E, por último, como disse, a maioria das animações são muito repetitivas por causa disso.
02:03
Now, the only way to get around that
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111000
2000
Então, a única solução para isso
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is to actually simulate the human body
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113000
2000
seria simular o corpo humano
02:07
and to simulate that bit of the nervous system of the brain that controls that body.
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115000
5000
e simular a parte do sistema nervoso que controla esse corpo.
02:12
And maybe, if I could have you for a quick demonstration
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120000
3000
E talvez, contando com sua ajuda para demonstrar
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to show what the difference is --
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123000
2000
qual seria a diferença --
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because, I mean, it's very, very trivial.
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125000
4000
porque, na verdade, é bem corriqueira.
02:21
If I push Chris a bit, like this, for example, he'll react to it.
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129000
3000
Se eu empurrar Chris assim, por exemplo, ele reagirá de uma forma.
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If I push him from a different angle, he'll react to it differently,
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132000
3000
Se eu empurrar de outro ângulo, ele já reagirá de outra forma,
02:27
and that's because he has a physical body,
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135000
2000
e isso é porque ele tem um corpo físico,
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and because he has the motor skills to control that body.
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137000
3000
e tem habilidades motoras para controlar este corpo.
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It's a very trivial thing.
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140000
2000
Isso é bem sutil.
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It's not something you get in computer games at the moment, at all.
45
142000
2000
E não é algo que vemos em jogos eletrônicos, atualmente.
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Thank you very much. Chris Anderson: That's it?
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144000
2000
Muito obrigado. Chris Anderson: É isso?
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Torsten Reil: That's it, yes.
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146000
2000
É isso.
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So, that's what we're trying to simulate --
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148000
1000
Então, isso é o que tentamos simular --
02:41
not Chris specifically, I should say, but humans in general.
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149000
4000
não Chris, especificamente, mas sim humanos em geral.
02:46
Now, we started working on this a while ago at Oxford University,
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154000
5000
Agora, nós começamos a trabalhar nisso há algum tempo, na Universidade de Oxford,
02:51
and we tried to start very simply.
51
159000
2000
e tentamos começar de forma simples.
02:53
What we tried to do was teach a stick figure how to walk.
52
161000
3000
Tentamos ensinar uma figura de palito a andar.
02:56
That stick figure is physically stimulated. You can see it here on the screen.
53
164000
3000
Essa figura de palito é estimulada físicamente. Podemos ver isso na tela.
02:59
So, it's subject to gravity, has joints, etc.
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167000
3000
Está sujeita à gravidade, tem juntas, etc.
03:02
If you just run the simulation, it will just collapse, like this.
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170000
3000
Se rodarmos a simulação, ela desabará, assim.
03:05
The tricky bit is now to put an AI controller in it
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173000
4000
O desafio então é pôr um controlador de IA nela
03:09
that actually makes it work.
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177000
2000
que de fato a faça funcionar.
03:11
And for that, we use the neural network, which we based on
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179000
3000
E para isso, usamos um sistema neural baseado na parte do
03:14
that part of the nervous system that we have in our spine
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182000
2000
sistema nervoso que temos em nossa espinha dorsal
03:16
that controls walking in humans.
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184000
2000
que nos permite andar.
03:18
It's called the central pattern generator.
61
186000
2000
Isso se chama gerador de padrão central.
03:20
So, we simulated that as well, and then the really tricky bit
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188000
3000
Nós o simulamos, também, e então o desafio é
03:23
is to teach that network how to walk.
63
191000
2000
ensinar o sistema a andar.
03:25
For that we used artificial evolution -- genetic algorithms.
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193000
4000
E para isso, usamos evolução artificial -- algorítmos genéticos.
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We heard about those already yesterday,
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197000
2000
Nós ouvimos sobre eles ontem,
03:31
and I suppose that most of you are familiar with that already.
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199000
3000
e imagino que a maioria aqui já saiba do que se trata.
03:34
But, just briefly, the concept is that
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202000
2000
Mas, resumidamente, a idéia é
03:36
you create a large number of different individuals --
68
204000
3000
criar um grande número de diferentes indivíduos,
03:39
neural networks, in this case --
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207000
2000
sistemas neurais, neste caso,
03:41
all of which are random at the beginning.
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209000
2000
que sejam aleatórios a princípio.
03:43
You hook these up -- in this case, to the virtual muscles
71
211000
2000
Você os conecta -- neste caso aos músculos virtuais
03:45
of that two-legged creature here --
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213000
3000
daquela criatura bípede
03:48
and hope that it does something interesting.
73
216000
3000
e torce para que faça algo interessante.
03:51
At the beginning, they're all going to be very boring.
74
219000
2000
No início, eles serão bem sem graça.
03:53
Most of them won't move at all,
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221000
2000
A maioria não vai sequer andar
03:55
but some of them might make a tiny step.
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223000
2000
mas alguns podem dar um pequeno passo.
03:57
Those are then selected by the algorithm,
77
225000
2000
Esses serão então selecionados pelo algorítmo,
03:59
reproduced with mutation and recombinations to introduce sex as well.
78
227000
4000
reproduzidos através de mutações e recombinações, que determinarão sexo, inclusive.
04:03
And you repeat that process over and over again,
79
231000
2000
E você repete o processo inúmeras vezes
04:05
until you have something that walks --
80
233000
2000
até que consiga algo que ande --
04:07
in this case, in a straight line, like this.
81
235000
2000
neste caso, em uma linha reta.
04:09
So that was the idea behind this.
82
237000
2000
Essa era a idéia por trás disso.
04:11
When we started this, I set up the simulation one evening.
83
239000
3000
Quando começamos, eu configurei a simulação uma noite.
04:14
It took about three to four hours to run the simulation.
84
242000
3000
Levou entre três e quatro horas para rodá-la.
04:17
I got up the next morning, went to the computer and looked at the results,
85
245000
4000
Eu acordei na manhã seguinte, fui até o computador e olhei os resultados,
04:21
and was hoping for something that walked in a straight line,
86
249000
3000
esperando ver algo que andasse em linha reta,
04:24
like I've just demonstrated,
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252000
2000
como eu demonstrei,
04:26
and this is what I got instead.
88
254000
2000
e isso foi tudo que eu consegui.
04:28
(Laughter)
89
256000
10000
(Risos)
04:38
So, it was back to the drawing board for us.
90
266000
3000
Era hora de voltar para a prancheta, então.
04:42
We did get it to work eventually,
91
270000
3000
Finalmente, fizemos funcionar,
04:45
after tweaking a bit here and there.
92
273000
2000
depois de alguns ajustes aqui e ali.
04:47
And this is an example of a successful evolutionary run.
93
275000
3000
E eis um exemplo de uma corrida evolutiva bem sucedida.
04:50
So, what you'll see in a moment is a very simple biped
94
278000
3000
O que vocês verão é um bípede muito simples
04:53
that's learning how to walk using artificial evolution.
95
281000
3000
aprendendo a andar usando evolução artificial.
04:56
At the beginning, it can't walk at all,
96
284000
2000
A príncipio, ele não consegue andar nada,
04:58
but it will get better and better over time.
97
286000
2000
mas vai melhorando aos poucos.
05:02
So, this is the one that can't walk at all.
98
290000
3000
Enfim, esse é o que não anda nada.
05:05
(Laughter)
99
293000
6000
(Risos)
05:11
Now, after five generations of applying evolutionary process,
100
299000
3000
Então, após cinco gerações de processo evolutivo aplicado,
05:14
the genetic algorithm is getting a tiny bit better.
101
302000
3000
o algorítmo genético vai ficando melhor.
05:17
(Laughter)
102
305000
8000
(Risos)
05:25
Generation 10 and it'll take a few steps more --
103
313000
2000
Décima geração e alguns passos a mais.
05:31
still not quite there.
104
319000
2000
Ainda não é bem isso.
05:34
But now, after generation 20, it actually walks in a straight line without falling over.
105
322000
5000
E, finalmente, na vigésima geração ele anda numa linha reta sem cair.
05:40
That was the real breakthrough for us.
106
328000
3000
Essa foi uma verdadeira descoberta para nós.
05:43
It was, academically, quite a challenging project,
107
331000
3000
Academicamente falando, foi um projeto desafiador,
05:46
and once we had reached that stage, we were quite confident
108
334000
3000
e quando chegamos nesse ponto, estávamos convencidos
05:49
that we could try and do other things as well with this approach --
109
337000
3000
de que poderíamos realizar outras coisas com esse método --
05:52
actually simulating the body
110
340000
2000
simular o corpo
05:54
and simulating that part of the nervous system that controls it.
111
342000
3000
e simular a parte do sistema nervoso que o controla.
05:57
Now, at this stage, it also became clear that this could be very exciting
112
345000
3000
Nesse ponto, ficou claro que isso poderia ser muito empolgante
06:00
for things like computer games or online worlds.
113
348000
3000
para coisas como jogos eletrônicos e mundos online.
06:03
What you see here is the character standing there,
114
351000
2000
O que vocês veem agora é o personagem em pé,
06:05
and there's an obstacle that we put in its way.
115
353000
2000
e há um obstáculo que colocamos no seu caminho.
06:07
And what you see is, it's going to fall over the obstacle.
116
355000
5000
Veremos que o personagem cairá sobre o obstáculo.
06:12
Now, the interesting bit is, if I move the obstacle a tiny bit to the right,
117
360000
3000
O interessante é que se eu mover o obstáculo um pouco para a direita,
06:15
which is what I'm doing now, here,
118
363000
2000
que é o que estou fazendo agora,
06:17
it will fall over it in a completely different way.
119
365000
4000
o personagem cairá de uma forma muito diferente.
06:24
And again, if you move the obstacle a tiny bit, it'll again fall differently.
120
372000
5000
E, movendo um pouco mais, ele voltará a cair de forma diferente.
06:29
(Laughter)
121
377000
2000
(Risos)
06:31
Now, what you see, by the way, at the top there,
122
379000
2000
O que vocês veem ali em cima, por falar nisso,
06:33
are some of the neural activations being fed into the virtual muscles.
123
381000
3000
são alguns dos sinais neurais sendo introduzidos nos músculos virtuais.
06:36
Okay. That's the video. Thanks.
124
384000
2000
Certo. Esse é o vídeo. Obrigado.
06:38
Now, this might look kind of trivial, but it's actually very important
125
386000
3000
Agora, isso pode parecer um pouco bobo mas é muito importante, na verdade
06:41
because this is not something you get at the moment
126
389000
2000
porque não é algo que se veja em nenhum mundo virtual
06:43
in any interactive or any virtual worlds.
127
391000
2000
ou interativo, no momento.
06:48
Now, at this stage, we decided to start a company and move this further,
128
396000
3000
Neste ponto, decidimos abrir uma empresa e levar o projeto adiante
06:51
because obviously this was just a very simple, blocky biped.
129
399000
3000
porque, obviamente, isso era só um bípede simples e em forma bruta.
06:54
What we really wanted was a full human body.
130
402000
2000
O que realmente queríamos era o corpo humano completo,
06:56
So we started the company.
131
404000
1000
então abrimos a empresa.
06:57
We hired a team of physicists, software engineers and biologists
132
405000
5000
Contratamos um grupo de físicos, engenheiros de software e biólogos
07:02
to work on this, and the first thing we had to work on
133
410000
3000
para trabalharem nisso, e a primeira coisa a se fazer
07:05
was to create the human body, basically.
134
413000
4000
era criar um corpo humano, basicamente.
07:09
It's got to be relatively fast, so you can run it on a normal machine,
135
417000
3000
Tinha que ser relativamente rápido, para rodarmos num computador normal,
07:12
but it's got to be accurate enough, so it looks good enough, basically.
136
420000
3000
mas tinha que ser muito preciso para que tivesse uma boa aparência.
07:15
So we put quite a bit of biomechanical knowledge into this thing,
137
423000
3000
Então pusemos conhecimento biomecânico nesta coisa,
07:18
and tried to make it as realistic as possible.
138
426000
4000
e tentamos deixá-lo o mais realista possível.
07:22
What you see here on the screen right now
139
430000
2000
O que vocês veem na tela agora
07:24
is a very simple visualization of that body.
140
432000
2000
é uma visualização simples desse corpo.
07:26
I should add that it's very simple to add things like hair, clothes, etc.,
141
434000
4000
Devo dizer que é muito simples adicionar cabelo, roupas, etc,
07:30
but what we've done here is use a very simple visualization,
142
438000
3000
mas essa é uma visualização muito simples, para que
07:33
so you can concentrate on the movement.
143
441000
2000
nos concentremos nos movimentos.
07:35
Now, what I'm going to do right now, in a moment,
144
443000
3000
O que eu farei, em um instante, será simplesmente
07:38
is just push this character a tiny bit and we'll see what happens.
145
446000
3000
empurrar um pouco o personagem e ver o que acontece.
07:46
Nothing really interesting, basically.
146
454000
2000
Nada muito interessante, basicamente.
07:48
It falls over, but it falls over like a rag doll, basically.
147
456000
3000
Ele cai no chão como um boneco de trapo.
07:51
The reason for that is that there's no intelligence in it.
148
459000
3000
E é assim porque não há inteligência nele.
07:54
It becomes interesting when you put artificial intelligence into it.
149
462000
4000
Fica mais interessante quando damos inteligência artificial a ele.
07:58
So, this character now has motor skills in the upper body --
150
466000
4000
Agora, o personagem tem habilidades motoras na parte superior.
08:02
nothing in the legs yet, in this particular one.
151
470000
2000
Nada nas pernas, ainda, neste exemplo.
08:04
But what it will do -- I'm going to push it again.
152
472000
3000
Então, eu o empurrarei de novo
08:07
It will realize autonomously that it's being pushed.
153
475000
2000
e ele entenderá automaticamente que foi empurrado.
08:09
It's going to stick out its hands.
154
477000
2000
Esticará suas mãos.
08:11
It's going to turn around into the fall, and try and catch the fall.
155
479000
3000
E vai girar para o chão, tentando amortecer a queda.
08:20
So that's what you see here.
156
488000
2000
É o que temos por agora.
08:22
Now, it gets really interesting
157
490000
2000
Mas fica muito interessante
08:24
if you then add the AI for the lower part of the body as well.
158
492000
4000
se adicionarmos IA na parte inferior do seu corpo, também.
08:28
So here, we've got the same character.
159
496000
2000
Então, temos o mesmo personagem.
08:30
I'm going to push it a bit harder now,
160
498000
2000
Vou empurrar um pouco mais forte,
08:32
harder than I just pushed Chris.
161
500000
2000
mais forte do que empurrei Chris.
08:34
But what you'll see is -- it's going to receive a push now from the left.
162
502000
4000
Mas dessa vez, o empurrão virá da esquerda.
08:41
What you see is it takes steps backwards,
163
509000
2000
Ele dá uns passos para trás --
08:43
it tries to counter-balance,
164
511000
2000
tenta contra-balançar,
08:45
it tries to look at the place where it thinks it's going to land.
165
513000
4000
tenta olhar para o lugar onde provavelmente cairá.
08:49
I'll show you this again.
166
517000
2000
Vou mostrar de novo.
08:51
And then, finally hits the floor.
167
519000
3000
E finalmente bate no chão.
08:55
Now, this becomes really exciting
168
523000
3000
Mas fica muito bom mesmo
08:58
when you push that character in different directions, again, just as I've done.
169
526000
5000
quando empurramos o personagem em diferentes direções, como eu fiz agora
09:03
That's something that you cannot do right now.
170
531000
4000
Isso é algo que não se pode fazer, por agora.
09:07
At the moment, you only have empty computer graphics in games.
171
535000
3000
No momento, só há computação gráfica vazia nos jogos.
09:10
What this is now is a real simulation. That's what I want to show you now.
172
538000
3000
Mas isso agora é simulação real. Isso é o que eu quero mostrar.
09:13
So, here's the same character with the same behavior I've just shown you,
173
541000
3000
Aqui temos o mesmo personagem com o mesmo comportamento que eu mostrei,
09:16
but now I'm just going to push it from different directions.
174
544000
2000
mas agora sendo empurrado de diferentes direções.
09:18
First, starting with a push from the right.
175
546000
2000
Primeiro, um empurrão da direita.
09:23
This is all slow motion, by the way, so we can see what's going on.
176
551000
3000
está em câmera lenta, por sinal, para que vejamos o que se passa.
09:26
Now, the angle will have changed a tiny bit,
177
554000
3000
Agora, o ângulo mudará um pouco.
09:29
so you can see that the reaction is different.
178
557000
4000
e veremos que a reação será diferente.
09:33
Again, a push, now this time from the front.
179
561000
3000
De novo, um empurrão, agora vindo de frente.
09:37
And you see it falls differently.
180
565000
2000
E ele cairá de outro jeito.
09:39
And now from the left --
181
567000
2000
Agora da esquerda.
09:43
and it falls differently.
182
571000
2000
E cai de outro jeito.
09:45
That was really exciting for us to see that.
183
573000
2000
Ficamos muito empolgados ao ver isso.
09:47
That was the first time we've seen that.
184
575000
2000
Foi a primeira vez que vimos algo assim.
09:49
This is the first time the public sees this as well,
185
577000
2000
E é também a primeira vez que o público vê
09:51
because we have been in stealth mode.
186
579000
2000
já que estávamos agindo secretamente.
09:53
I haven't shown this to anybody yet.
187
581000
2000
Nunca tinha mostrado a ninguém.
09:55
Now, just a fun thing:
188
583000
2000
Agora, uma coisa engraçada.
09:57
what happens if you put that character --
189
585000
2000
O que acontece com o personagem --
09:59
this is now a wooden version of it, but it's got the same AI in it --
190
587000
2000
essa é uma versão de madeira, mas contém o mesmo IA nela --
10:01
but if you put that character on a slippery surface, like ice.
191
589000
2000
se o pusermos em uma superfície escorregadia, como gelo.
10:03
We just did that for a laugh, just to see what happens.
192
591000
3000
Fizemos isso só para rir, para ver o que acontecia.
10:06
(Laughter)
193
594000
1000
(Risos)
10:07
And this is what happens.
194
595000
2000
E é isso que acontece.
10:09
(Laughter)
195
597000
3000
(Risos)
10:12
(Applause)
196
600000
3000
(Aplausos)
10:15
It's nothing we had to do about this.
197
603000
2000
Não era nada importante.
10:17
We just took this character that I just talked about,
198
605000
2000
Só pegamos aquele personagem, pusemos
10:19
put it on a slippery surface, and this is what you get out of it.
199
607000
3000
em uma superfície escorregadia, e aconteceu isso.
10:22
And that's a really fascinating thing about this approach.
200
610000
3000
E isso é uma coisa fascinante deste método.
10:26
Now, when we went to film studios and games developers
201
614000
3000
Então, quando mostramos nossa tecnologia para estúdios
10:29
and showed them that technology, we got a very good response.
202
617000
3000
de filmes e desenvolvedores de jogos, obtivemos ótimas respostas.
10:32
And what they said was, the first thing they need immediately is virtual stuntmen.
203
620000
4000
E eles disseram que sua prioridade eram os dublês virtuais, porque as cenas
10:36
Because stunts are obviously very dangerous, they're very expensive,
204
624000
4000
em que eles aparecem são muito perigosas, e também muito caras,
10:40
and there are a lot of stunt scenes that you cannot do, obviously,
205
628000
2000
e muitas delas nem podem ser feitas, obviamente,
10:42
because you can't really allow the stuntman to be seriously hurt.
206
630000
3000
porque os dublês se machucariam seriamente.
10:45
So, they wanted to have a digital version of a stuntman
207
633000
3000
Eles queriam, então, a versão digital de um dublê,
10:48
and that's what we've been working on for the past few months.
208
636000
2000
e é nisso que estivemos trabalhando nos últimos meses.
10:50
And that's our first product that we're going to release in a couple of weeks.
209
638000
5000
É nosso primeiro produto, e o lançaremos em algumas semanas.
10:55
So, here are just a few very simple scenes of the guy just being kicked.
210
643000
5000
Aqui temos cenas muito simples do homem sendo chutado.
11:00
That's what people want. That's what we're giving them.
211
648000
2000
É o que as pessoas querem. É o que damos a elas.
11:02
(Laughter)
212
650000
7000
(Risos)
11:09
You can see, it's always reacting.
213
657000
2000
Vocês podem ver, ele sempre reage
11:11
This is not a dead body. This is a body who basically, in this particular case,
214
659000
4000
Não é um corpo morto. É um corpo que basicamente, nesse caso específico,
11:15
feels the force and tries to protect its head.
215
663000
2000
sente a força e tenta proteger a cabeça.
11:17
Only, I think it's quite a big blow again.
216
665000
2000
Só que vai ser um grande choque de novo.
11:19
You feel kind of sorry for that thing,
217
667000
2000
Você meio que sente pena dele
11:21
and we've seen it so many times now that
218
669000
2000
mas vimos isso tantas vezes que já não
11:23
we don't really care any more.
219
671000
2000
nos importamos mais.
11:25
(Laughter)
220
673000
1000
(Risos)
11:26
There are much worse videos than this, by the way, which I have taken out, but ...
221
674000
4000
Tem uns vídeos muito piores do que esse, na verdade, mas eu os tirei...
11:31
Now, here's another one.
222
679000
2000
Aqui tem outro.
11:33
What people wanted as a behavior was to have an explosion,
223
681000
4000
As pessoas queriam que houvesse uma explosão, uma
11:37
a strong force applied to the character,
224
685000
2000
grande força aplicada ao personagem,
11:39
and have the character react to it in midair.
225
687000
2000
e que ele reagisse ainda no ar.
11:41
So that you don't have a character that looks limp,
226
689000
2000
Então esse não era um personagem fraco, mas sim
11:43
but actually a character that you can use in an action film straight away,
227
691000
3000
um personagem que poderíamos usar em um filme de ação
11:46
that looks kind of alive in midair as well.
228
694000
2000
que parecesse vivo no ar, também.
11:48
So this character is going to be hit by a force,
229
696000
2000
Então, ele será atingido por uma força,
11:50
it's going to realize it's in the air,
230
698000
2000
perceberá que está no ar
11:52
and it's going to try and, well,
231
700000
3000
e tentará esticar os seus
11:55
stick out its arm in the direction where it's landing.
232
703000
2000
braços para o lugar onde provavelmente cairá.
11:59
That's one angle; here's another angle.
233
707000
3000
Aquele é um ângulo. Temos outro.
12:02
We now think that the realism we're achieving with this
234
710000
2000
Acreditamos que o realismo que conseguimos é bom
12:04
is good enough to be used in films.
235
712000
2000
o suficiente para ser usado em filmes.
12:06
And let's just have a look at a slightly different visualization.
236
714000
3000
Vamos dar uma olhada eu uma visualização um pouco diferente.
12:09
This is something I just got last night
237
717000
2000
É algo que obtive ontem à noite
12:11
from an animation studio in London, who are using our software
238
719000
3000
de um estúdio de animação em Londres, que usa nosso software
12:14
and experimenting with it right now.
239
722000
2000
e experimenta com ele agora.
12:16
So this is exactly the same behavior that you saw,
240
724000
3000
Esse é o mesmo comportamento que vocês viram,
12:19
but in a slightly better rendered version.
241
727000
4000
mas em uma versão mais trabalhada.
12:23
So if you look at the character carefully,
242
731000
3000
Se você olhar cuidadosamente, verá
12:26
you see there are lots of body movements going on,
243
734000
2000
que os movimentos de corpo são muitos,
12:28
none of which you have to animate like in the old days.
244
736000
2000
mas nenhum foi animado como antigamente.
12:30
Animators had to actually animate them.
245
738000
2000
Animadores tinham que animá-los.
12:32
This is all happening automatically in the simulation.
246
740000
2000
Isto está acontecendo automaticamente na simulação.
12:34
This is a slightly different angle,
247
742000
2000
De um outro ângulo,
12:39
and again a slow motion version of this.
248
747000
2000
e de novo em câmera lenta.
12:41
This is incredibly quick. This is happening in real time.
249
749000
4000
É incrivelmente rápido. Acontece em tempo real.
12:45
You can run this simulation in real time, in front of your eyes,
250
753000
2000
Você pode rodar a simulação em tempo real, na sua frente,
12:47
change it, if you want to, and you get the animation straight out of it.
251
755000
3000
mudá-la se quiser, e a animação já está pronta.
12:50
At the moment, doing something like this by hand
252
758000
2000
No momento, fazer algo assim na mão
12:52
would take you probably a couple of days.
253
760000
2000
levaria alguns dias, provavelmente.
12:55
This is another behavior they requested.
254
763000
3000
Tem outra ação que pediram.
12:58
I'm not quite sure why, but we've done it anyway.
255
766000
2000
Não sei bem porquê, mas nós fizemos mesmo assim.
13:00
It's a very simple behavior that shows you the power of this approach.
256
768000
2000
É uma ação simples que mostra o poder deste método.
13:02
In this case, the character's hands
257
770000
2000
Neste caso, as mãos do personagem
13:04
are fixed to a particular point in space,
258
772000
2000
estão presas em um ponto no espaço.
13:06
and all we've told the character to do is to struggle.
259
774000
3000
e tudo que lhe dissemos foi para que resistisse.
13:09
And it looks organic. It looks realistic.
260
777000
3000
E é muito realista, muito orgânico.
13:12
You feel kind of sorry for the guy.
261
780000
2000
Você sente pena do cara.
13:14
It's even worse -- and that is another video I just got last night --
262
782000
3000
E é até pior -- esse é outro vídeo que consegui ontem à noite --
13:17
if you render that a bit more realistically.
263
785000
2000
se você deixar ainda mais realista.
13:23
Now, I'm showing this to you just to show you
264
791000
2000
Esse, eu vou mostrar só para que vejam quão
13:25
how organic it actually can feel, how realistic it can look.
265
793000
2000
orgânico pode parecer. Pode ficar muito realista.
13:27
And this is all a physical simulation of the body,
266
795000
3000
E é tudo uma simulação física do corpo,
13:30
using AI to drive virtual muscles in that body.
267
798000
3000
usando IA para guiar os músculos naquele corpo.
13:35
Now, one thing which we did for a laugh was
268
803000
3000
Agora, uma cena que fizemos só para rir,
13:38
to create a slightly more complex stunt scene,
269
806000
2000
criando uma cena de dublê mais complexa,
13:40
and one of the most famous stunts is the one where James Bond
270
808000
3000
é uma das cenas com dublê mais famosas, em que James Bond
13:43
jumps off a dam in Switzerland and then is caught by a bungee.
271
811000
4000
pula de uma represa na Suíça e é pego por um bungee-jump.
13:48
Got a very short clip here.
272
816000
2000
Tem um vídeo curto aqui.
13:54
Yes, you can just about see it here.
273
822000
2000
É, como vocês podem ver aqui.
13:56
In this case, they were using a real stunt man. It was a very dangerous stunt.
274
824000
3000
Neste caso, eles usaram um dublê real. Foi uma cena muito perigosa.
13:59
It was just voted, I think in the Sunday Times, as one of the most impressive stunts.
275
827000
3000
Foi eleita, acho que no Sunday Times, como uma das cenas mais impressionantes.
14:02
Now, we've just tried and -- looked at our character and asked ourselves,
276
830000
3000
Então, olhamos para o nosso personagem e nos perguntamos:
14:05
"Can we do that ourselves as well?"
277
833000
2000
"Poderíamos fazer o mesmo?"
14:07
Can we use the physical simulation of the character,
278
835000
2000
Poderíamos usar simulação física do personagem
14:09
use artificial intelligence,
279
837000
2000
usar inteligência artificial,
14:11
put that artificial intelligence into the character,
280
839000
2000
pôr essa inteligência no personagem
14:13
drive virtual muscles, simulate the way he jumps off the dam,
281
841000
4000
guiar músculos virtuais, simular o pulo da represa,
14:17
and then skydive afterwards,
282
845000
2000
o mergulho no ar,
14:19
and have him caught by a bungee afterwards?
283
847000
2000
e fazer com que fosse pego pelo bungee jump?
14:21
We did that. It took about altogether just two hours,
284
849000
3000
E nós fizemos. Levou duas horas,
14:24
pretty much, to create the simulation.
285
852000
2000
mais ou menos, para simulá-la.
14:26
And that's what it looks like, here.
286
854000
2000
E ela ficou assim.
14:37
Now, this could do with a bit more work. It's still very early stages,
287
865000
3000
Poderia ser melhorada. É uma versão muito simples, e nós
14:40
and we pretty much just did this for a laugh,
288
868000
2000
só fizemos ela para dar risada,
14:42
just to see what we'd get out of it.
289
870000
2000
só para ver o que sairía.
14:44
But what we found over the past few months
290
872000
2000
Mas percebemos nos últimos meses
14:46
is that this approach -- that we're pretty much standard upon --
291
874000
3000
que este método que temos utilizado
14:49
is incredibly powerful.
292
877000
2000
é incrivelmente poderoso.
14:51
We are ourselves surprised what you actually get out of the simulations.
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879000
4000
Nós mesmos estamos muito surpresos com as simulações
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There's very often very surprising behavior that you didn't predict before.
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883000
4000
Frequentemente, vemos comportamentos que não prevíamos antes.
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There's so many things we can do with this right now.
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887000
2000
Podemos utilizá-lo em muitas coisas agora.
15:01
The first thing, as I said, is going to be virtual stuntmen.
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889000
3000
A primeira, como eu disse, serão os dublês virtuais.
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Several studios are using this software now to produce virtual stuntmen,
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4000
Vários estúdios usam este software agora para produzir dublês virtuais,
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and they're going to hit the screen quite soon, actually,
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896000
2000
e eles vão aparecer nas telas muito em breve, em
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for some major productions.
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898000
2000
algumas produções maiores.
15:12
The second thing is video games.
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900000
3000
A segunda coisa são os jogos eletrônicos.
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With this technology, video games will look different and they will feel very different.
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4000
Com essa tecnologia, os jogos terão outro aspecto e serão muito diferentes.
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For the first time, you'll have actors that really feel very interactive,
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Pela primeira vez, teremos personagens realmente interativos, com
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that have real bodies that really react.
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910000
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corpos de verdade e que reagem.
15:24
I think that's going to be incredibly exciting.
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Será muito empolgante.
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Probably starting with sports games,
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A começar pelos jogos de esporte, creio,
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which are going to become much more interactive.
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que se tornarão muito mais interativos.
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But I particularly am really excited
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1000
Mas estou particularmente empolgado
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about using this technology in online worlds,
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com o uso desta tecnologia em mundos online,
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like there, for example, that Tom Melcher has shown us.
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como, por exemplo, os que Tom Melcher nos mostrou.
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The degree of interactivity you're going to get
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2000
O grau de interatividade que vocês terão
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is totally different, I think, from what you're getting right now.
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é totalmente diferente, creio, do que temos agora.
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A third thing we are looking at and very interested in is simulation.
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4000
Uma terceira coisa que estamos interessados é simulação.
15:49
We've been approached by several simulation companies,
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2000
Fomos contatados por muitas empresas de simulação,
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but one project we're particularly excited about, which we're starting next month,
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3000
mas o projeto que mais me empolga, e que começaremos no mês que vem,
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is to use our technology -- and in particular, the walking technology --
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4000
é usar nossa tecnologia, e particularmente, a relacionada a andar,
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to help aid surgeons who work on children with cerebral palsy,
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para ajudar cirurgiões que trabalham com crianças com paralisia cerebral
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to predict the outcome of operations on these children.
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a prever as consequências das operações nestas crianças.
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As you probably know,
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2000
Como vocês já devem saber,
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it's very difficult to predict what the outcome of an operation is
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955000
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é muito difícil prever estas consequências se você tenta e
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if you try and correct the gait.
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958000
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corrige o modo delas de andar.
16:12
The classic quote is, I think, it's unpredictable at best,
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A citação clássica é, eu acho, imprevisível na melhor das hipóteses,
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is what people think right now, is the outcome.
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963000
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é o que as pessoas pensam agora, nas consequências.
16:18
Now, what we want to do with our software is allow our surgeons to have a tool.
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966000
4000
Então, o que queremos do nosso software é permitir que cirurgiões tenham uma ferramenta.
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We're going to simulate the gait of a particular child
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Simularemos o modo de andar de uma criança, em particular
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and the surgeon can then work on that simulation
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e o cirurgião pode trabalhar em cima daquela simulação,
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and try out different ways to improve that gait,
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e tentar encontrar diferentes soluções.
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before he actually commits to an actual surgery.
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antes que se faça a cirurgia, de fato.
16:33
That's one project we're particularly excited about,
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2000
Estamos especialmente empolgados com esse projeto,
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and that's going to start next month.
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que começaremos no mês que vem.
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Just finally, this is only just the beginning.
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987000
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E, finalmente, esse é só o começo.
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We can only do several behaviors right now.
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Podemos simular alguns comportamentos, agora.
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The AI isn't good enough to simulate a full human body.
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992000
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A IA não é boa o suficiente para simular o corpo inteiro.
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The body yes, but not all the motor skills that we have.
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O corpo sim, mas nem todas as nossas habilidades motoras.
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And, I think, we're only there if we can have something like ballet dancing.
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998000
3000
E penso que só estaremos lá quando tivermos algo como balé.
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Right now, we don't have that
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2000
Não temos isso agora,
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but I'm very sure that we will be able to do that at some stage.
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1003000
2000
mas tenho certeza que em algum ponto, teremos essa capacidade.
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We do have one unintentional dancer actually,
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3000
Na verdade, temos um dançarino não-intencional,
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the last thing I'm going to show you.
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que gostaria de mostrar por último.
17:02
This was an AI contour that was produced and evolved --
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Este é um perfil de IA que foi criado e desenvolvido --
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half-evolved, I should say -- to produce balance, basically.
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parcialmente desenvolvido, devo dizer -- para criar equilíbrio.
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So, you kick the guy and the guy's supposed to counter-balance.
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3000
Então, vocês chutam o homem ele deve contra-balançar.
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That's what we thought was going to come out of this.
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3000
Foi o que pensamos que aconteceria.
17:14
But this is what emerged out of it, in the end.
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2000
Mas isto foi o que realmente aconteceu.
17:17
(Music)
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10000
(Música)
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Bizarrely, this thing doesn't have a head. I'm not quite sure why.
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3000
Estranhamente, esta coisa não tem cabeça. Não sei bem porquê.
17:31
So, this was not something we actually put in there.
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2000
Isso não foi algo que criamos.
17:33
He just started to create that dance himself.
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4000
Ele simplesmente criou essa dança sozinho.
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He's actually a better dancer than I am, I have to say.
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1045000
3000
Ele dança melhor que eu, na verdade, devo dizer.
17:41
And what you see after a while --
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1049000
2000
E depois de um tempo, vemos que --
17:43
I think he even goes into a climax right at the end.
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1051000
2000
acho que tem um clímax no final.
17:49
And I think -- there you go.
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1057000
3000
E eu acho, aí está.
17:52
(Laughter)
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2000
(Risos)
17:54
So, that all happened automatically. We didn't put that in there.
353
1062000
2000
Isso tudo aconteceu automaticamente, Não criamos isso.
17:56
That's just the simulation creating this itself, basically.
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1064000
3000
É só a simulação criando sozinha, basicamente.
17:59
So it's just --
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1067000
2000
Isso é só --
18:01
(Applause)
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1069000
1000
(Aplausos)
18:02
Thanks.
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1070000
2000
Obrigado.
18:05
Not quite John Travolta yet, but we're working on that as well,
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1073000
3000
Ainda não é como John Travolta, mas estamos trabalhando nisso,
18:08
so thanks very much for your time.
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1076000
2000
então muito obrigado pela atenção.
18:10
Thanks.
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1078000
1000
Obrigado.
18:11
(Applause)
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(Aplausos)
18:12
CA: Incredible. That was really incredible.
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2000
Chris Anderson: Incrível. Foi realmente incrível.
18:14
TR: Thanks.
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1082000
1000
Obrigado.
ABOUT THE SPEAKER
Torsten Reil - Animating neurobiologistBy coding computer simulations with biologically modeled nervous systems, Torsten Reil and his company NaturalMotion breathe life into the animated characters inhabiting the most eye-poppingly realistic games and movies around.
Why you should listen
From modeling the mayhem of equine combat in Lord of the Rings: Return of the King to animating Liberty City gun battles in Grand Theft Auto IV, Torsten Reil's achievements are all over the map these days. Software that he helped create (with NaturalMotion, the imaging company he co-founded) has revolutionized computer animation of human and animal avatars, giving rise to some of the most breathtakingly real sequences in the virtual world of video games and movies- and along the way given valuable insight into the way human beings move their bodies.
Reil was a neural researcher working on his Masters at Oxford, developing computer simulations of nervous systems based on genetic algorithms- programs that actually used natural selection to evolve their own means of locomotion. It didn't take long until he realized the commercial potential of these lifelike characters. In 2001 he capitalized on this lucrative adjunct to his research, and cofounded NaturalMotion. Since then the company has produced motion simulation programs like Euphoria and Morpheme, state of the art packages designed to drastically cut the time and expense of game development, and create animated worlds as real as the one outside your front door. Animation and special effects created with Endorphin (NaturalMotion's first animation toolkit) have lent explosive action to films such as Troy and Poseidon, and NaturalMotion's software is also being used by LucasArts in video games such as the hotly anticipated Indiana Jones.
But there are serious applications aside from the big screen and the XBox console: NaturalMotion has also worked under a grant from the British government to study the motion of a cerebral palsy patient, in hopes of finding therapies and surgeries that dovetail with the way her nervous system is functioning.
More profile about the speakerReil was a neural researcher working on his Masters at Oxford, developing computer simulations of nervous systems based on genetic algorithms- programs that actually used natural selection to evolve their own means of locomotion. It didn't take long until he realized the commercial potential of these lifelike characters. In 2001 he capitalized on this lucrative adjunct to his research, and cofounded NaturalMotion. Since then the company has produced motion simulation programs like Euphoria and Morpheme, state of the art packages designed to drastically cut the time and expense of game development, and create animated worlds as real as the one outside your front door. Animation and special effects created with Endorphin (NaturalMotion's first animation toolkit) have lent explosive action to films such as Troy and Poseidon, and NaturalMotion's software is also being used by LucasArts in video games such as the hotly anticipated Indiana Jones.
But there are serious applications aside from the big screen and the XBox console: NaturalMotion has also worked under a grant from the British government to study the motion of a cerebral palsy patient, in hopes of finding therapies and surgeries that dovetail with the way her nervous system is functioning.
Torsten Reil | Speaker | TED.com