TEDGlobal 2013
Raffaello D'Andrea: The astounding athletic power of quadcopters
Раффаэлло Д'Андреа: Восхитительный атлетизм квадролётов
Filmed:
Readability: 4.7
12,409,728 views
На семинаре по роботостроению на TEDGlobal Раффаэлло Д'Андреа продемонстрировал публике летающие аппараты-квадролёты: роботов, обладающих способностью мыслить, как спортсмены-атлеты, и решать проблемы физического мира с помощью обучающих алгоритмов. На примере нескольких забавных демонстраций Д'Андреа показал, как беспилотные летательные аппараты могут играть в мяч, балансировать разные предметы и совместно принимать решения. Также не пропустите демонстрацию того, как можно управлять квадом через сенсорный игровой контроллер Kinect — мечта любого владельца игровой приставки.
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.
00:23
So what does it mean for a machine to be athletic?
0
11307
3184
Что же такое машина,
обладающая атлетическими свойствами?
обладающая атлетическими свойствами?
00:26
We will demonstrate the concept of machine athleticism
1
14491
3417
Мы сейчас проиллюстрируем здесь
понятие машинного атлетизма
понятие машинного атлетизма
00:29
and the research to achieve it
2
17908
1720
и расскажем о наших исследованиях
в этой области
в этой области
00:31
with the help of these flying machines called quadrocopters,
3
19628
2511
с помощью вот этих
летательных аппаратов,
летательных аппаратов,
00:34
or quads, for short.
4
22139
1887
квадролётов, или коротко квадов.
00:38
Quads have been around for a long time.
5
26034
2529
Квады существуют уже давно.
00:40
The reason that they're so popular these days
6
28563
1599
Секрет их нынешней популярности
00:42
is because they're mechanically simple.
7
30162
1965
в простоте их конструкции.
00:44
By controlling the speeds of these four propellers,
8
32127
2108
Регулируя скорости вращения
вот этих четырёх винтов,
вот этих четырёх винтов,
00:46
these machines can roll, pitch, yaw,
9
34235
3048
эти аппараты могут
вращаться, крениться, менять курс
вращаться, крениться, менять курс
00:49
and accelerate along their common orientation.
10
37283
2825
и ускоряться
в заданном винтами направлении.
в заданном винтами направлении.
00:52
On board are also a battery, a computer,
11
40108
3071
Они также снабжены
батареей, компьютером,
батареей, компьютером,
00:55
various sensors and wireless radios.
12
43179
3954
различными датчиками и радиоаппаратурой.
00:59
Quads are extremely agile, but this agility comes at a cost.
13
47133
4629
Квады чрезвычайно подвижны,
но это проворство не досталось им даром.
но это проворство не досталось им даром.
01:03
They are inherently unstable, and they need some form
14
51762
2992
Они по природе своей неустойчивы,
и для того, чтобы летать,
и для того, чтобы летать,
01:06
of automatic feedback control in order to be able to fly.
15
54754
3972
им необходим некий механизм
автоматической обратной связи.
автоматической обратной связи.
01:16
So, how did it just do that?
16
64259
3238
Как это ему сейчас удалось?
01:19
Cameras on the ceiling and a laptop
17
67497
1818
Видеокамеры на потолоке
и портативный компьютер
и портативный компьютер
01:21
serve as an indoor global positioning system.
18
69315
2576
выступают в роли комнатной GPS.
01:23
It's used to locate objects in the space
19
71891
2185
Она определяет местонахождение объектов,
01:26
that have these reflective markers on them.
20
74076
2527
у которых на корпусе
есть вот такие отражатели.
есть вот такие отражатели.
01:28
This data is then sent to another laptop
21
76603
2061
Затем данные пересылаются
на другой портативный компьютер,
на другой портативный компьютер,
01:30
that is running estimation and control algorithms,
22
78664
2211
где запущены
алгоритмы расчёта и управления,
алгоритмы расчёта и управления,
01:32
which in turn sends commands to the quad,
23
80875
1886
в свою очередь передающие команды кваду,
01:34
which is also running estimation and control algorithms.
24
82761
3485
на котором работают такие же алгоритмы.
01:41
The bulk of our research is algorithms.
25
89620
2510
Основная часть наших исследований —
это алгоритмы.
это алгоритмы.
01:44
It's the magic that brings these machines to life.
26
92130
4161
Это то волшебство,
что вдыхает жизнь в наши машины.
что вдыхает жизнь в наши машины.
01:48
So how does one design the algorithms
27
96291
2043
А как можно спроектировать алгоритм
01:50
that create a machine athlete?
28
98334
2277
для создания машины-атлета?
01:52
We use something broadly called model-based design.
29
100611
2880
Мы пользуемся так называемым
модельно-ориентированном проектированием.
модельно-ориентированном проектированием.
01:55
We first capture the physics with a mathematical model
30
103491
3154
Сначала мы c помощью
математической модели
математической модели
01:58
of how the machines behave.
31
106645
2134
описываем физические особенности
поведения этих машин.
поведения этих машин.
02:00
We then use a branch of mathematics
32
108779
2297
Затем с помощью
математической дисциплины,
математической дисциплины,
02:03
called control theory to analyze these models
33
111076
2831
известной как теория управления,
мы анализируем эти модели
мы анализируем эти модели
02:05
and also to synthesize algorithms for controlling them.
34
113907
3913
и строим алгоритмы управления ими.
02:09
For example, that's how we can make the quad hover.
35
117820
3048
Например, вот так мы можем
заставить квад висеть в воздухе.
заставить квад висеть в воздухе.
02:12
We first captured the dynamics
36
120868
1408
Для начала мы описываем
динамику движения
динамику движения
02:14
with a set of differential equations.
37
122276
1906
с помощью набора
дифференциальных уравнений.
дифференциальных уравнений.
02:16
We then manipulate these equations with the help
38
124182
2349
Затем мы на основе теории управления
преобразуем эти уравнения
преобразуем эти уравнения
02:18
of control theory to create algorithms that stabilize the quad.
39
126531
4640
для получения
алгоритмов стабилизации квада.
алгоритмов стабилизации квада.
02:23
Let me demonstrate the strength of this approach.
40
131171
2946
Разрешите мне продемонстрировать
достоинства этого подхода.
достоинства этого подхода.
02:29
Suppose that we want this quad to not only hover
41
137198
2549
Предположим мы хотим, чтобы квад
не просто висел в воздухе,
не просто висел в воздухе,
02:31
but to also balance this pole.
42
139747
2782
а ещё и балансировал вот этой тростью.
02:34
With a little bit of practice,
43
142529
1844
Любой человек, немного потренировавшись,
02:36
it's pretty straightforward for a human being to do this,
44
144373
2391
сможет вполне свободно
справиться с этой задачей.
справиться с этой задачей.
02:38
although we do have the advantage of having
45
146764
1755
Правда у нас есть пара преимуществ —
02:40
two feet on the ground
46
148519
1328
мы стоим двумя ногами на земле
02:41
and the use of our very versatile hands.
47
149847
2957
и имеем в распоряжении
пару довольно гибких рук.
пару довольно гибких рук.
02:44
It becomes a little bit more difficult
48
152804
2469
Задача слегка усложняется,
02:47
when I only have one foot on the ground
49
155273
2296
если я буду стоять на одной ноге
02:49
and when I don't use my hands.
50
157569
2799
и не пользоваться руками.
02:52
Notice how this pole has a reflective marker on top,
51
160368
2951
Обратите внимание
на отражатель на конце трости.
на отражатель на конце трости.
02:55
which means that it can be located in the space.
52
163319
3894
Он позволяет определять
её местонахождение в пространстве.
её местонахождение в пространстве.
03:04
(Applause)
53
172971
5976
(Аплодисменты)
03:10
You can notice that this quad is making fine adjustments
54
178947
2826
Вы видите, как квад
слегка корректирует своё положение,
слегка корректирует своё положение,
03:13
to keep the pole balanced.
55
181773
2195
чтобы не уронить трость.
03:15
How did we design the algorithms to do this?
56
183968
3059
Как мы разработали алгоритмы для этого?
03:19
We added the mathematical model of the pole
57
187027
2105
Мы объединили
математическую модель трости
математическую модель трости
03:21
to that of the quad.
58
189132
1519
с моделью квада.
03:22
Once we have a model of the combined quad-pole system,
59
190651
2954
Получив единую модель
системы квад-трость,
системы квад-трость,
03:25
we can use control theory to create algorithms for controlling it.
60
193605
4933
мы можем использовать теорию управления
для её контролирования.
для её контролирования.
03:30
Here, you see that it's stable,
61
198538
1588
Обратите внимание,
что наша конструкция устойчива,
что наша конструкция устойчива,
03:32
and even if I give it little nudges,
62
200126
2693
и даже если я буду её слегка толкать,
03:34
it goes back to the nice, balanced position.
63
202819
5403
она возвращается в своё
исходное уравновешенное состояние.
исходное уравновешенное состояние.
03:40
We can also augment the model to include
64
208222
1663
Можно ещё дополнить модель параметрами
03:41
where we want the quad to be in space.
65
209885
2441
желаемого расположения
квада в пространстве.
квада в пространстве.
03:44
Using this pointer, made out of reflective markers,
66
212326
3069
С помощью вот этой указки,
покрытой отражателями,
покрытой отражателями,
03:47
I can point to where I want the quad to be in space
67
215395
2224
я могу задать
желаемое местоположение квада
желаемое местоположение квада
03:49
a fixed distance away from me.
68
217619
3367
на необходимом мне
расстоянии в пространстве.
расстоянии в пространстве.
04:07
The key to these acrobatic maneuvers is algorithms,
69
235763
2902
Секрет всех этих кульбитов
заключается в алгоритмах,
заключается в алгоритмах,
04:10
designed with the help of mathematical models
70
238665
2426
построенных с помощью
математических моделей
математических моделей
04:13
and control theory.
71
241091
1950
и теории управления.
04:15
Let's tell the quad to come back here
72
243041
2214
Теперь давайте вернём квад обратно,
04:17
and let the pole drop,
73
245255
1819
избавимся от трости,
04:19
and I will next demonstrate the importance
74
247074
1918
чтобы я мог продемонстрировать вам
04:20
of understanding physical models
75
248992
2119
важность понимания физических моделей
04:23
and the workings of the physical world.
76
251111
4120
и законов физики.
04:37
Notice how the quad lost altitude
77
265462
1770
Обратите внимание, что квад снизился,
04:39
when I put this glass of water on it.
78
267232
2082
когда я поставил на него
этот бокал с водой.
этот бокал с водой.
04:41
Unlike the balancing pole, I did not include
79
269314
2801
В отличие от эксперимента с тростью,
мы не заложили
мы не заложили
04:44
the mathematical model of the glass in the system.
80
272115
2584
математическую модель бокала
в нашу систему.
в нашу систему.
04:46
In fact, the system doesn't even know that the glass of water is there.
81
274699
2919
Более того, система даже не подозревает
о его существовании.
о его существовании.
04:49
Like before, I could use the pointer to tell the quad
82
277618
3292
С помощью моей указки
я могу опять направить квад
я могу опять направить квад
04:52
where I want it to be in space.
83
280910
2589
в нужное мне место в пространстве.
04:55
(Applause)
84
283499
9597
(Аплодисменты)
05:05
Okay, you should be asking yourself,
85
293096
2110
Вы наверняка сейчас недоумеваете:
05:07
why doesn't the water fall out of the glass?
86
295206
2509
почему вода не выплёскивается из бокала?
05:09
Two facts: The first is that gravity acts
87
297715
3211
На то есть две причины:
во-первых, гравитация
во-первых, гравитация
05:12
on all objects in the same way.
88
300926
2125
действует на все объекты одинаково.
05:15
The second is that the propellers are all pointing
89
303051
2464
Во-вторых, все винты квада ориентированы
05:17
in the same direction of the glass, pointing up.
90
305515
3127
вертикально вдоль бокала.
05:20
You put these two things together, the net result
91
308642
2377
Всё вместе это приводит к тому,
05:23
is that all side forces on the glass are small
92
311019
2287
что боковые силы,
действующие на бокал, незначительны
действующие на бокал, незначительны
05:25
and are mainly dominated by aerodynamic effects,
93
313306
2785
и вызваны аэродинамическими эффектами,
05:28
which as these speeds are negligible.
94
316091
3841
которыми можно пренебречь
на столь малых скоростях.
на столь малых скоростях.
05:35
And that's why you don't need to model the glass.
95
323336
2071
Поэтому нам не нужно
включать бокал в нашу модель.
включать бокал в нашу модель.
05:37
It naturally doesn't spill no matter what the quad does.
96
325407
3848
Что бы мы ни делали с квадом,
вода не разольётся.
вода не разольётся.
05:50
(Applause)
97
338651
7051
(Аплодисменты)
05:57
The lesson here is that some high-performance tasks
98
345702
4016
Таким образом, мы узнали, что некоторые
06:01
are easier than others,
99
349718
1397
сложные вычислительные задачи
оказываются проще других.
оказываются проще других.
06:03
and that understanding the physics of the problem
100
351115
2296
А также, что понимание
физических аспектов происходящего
физических аспектов происходящего
06:05
tells you which ones are easy and which ones are hard.
101
353411
2616
помогает нам отделить
простые задачи от сложных.
простые задачи от сложных.
06:08
In this instance, carrying a glass of water is easy.
102
356027
2359
В данном случае,
перенести бокал с водой просто.
перенести бокал с водой просто.
06:10
Balancing a pole is hard.
103
358386
3785
Удержать в равновесии трость сложно.
06:14
We've all heard stories of athletes
104
362171
1802
Мы все слышали рассказы о спортсменах,
06:15
performing feats while physically injured.
105
363973
2493
показывающих чудеса мастерства
будучи травмированными.
будучи травмированными.
06:18
Can a machine also perform
106
366466
1519
А может ли машина работать,
06:19
with extreme physical damage?
107
367985
2651
когда она сильно повреждена?
06:22
Conventional wisdom says that you need
108
370636
1726
Принято считать,
что для полёта нам необходимы
что для полёта нам необходимы
06:24
at least four fixed motor propeller pairs in order to fly,
109
372362
3690
как минимум
четыре фиксированные винтовые пары
четыре фиксированные винтовые пары
06:28
because there are four degrees of freedom to control:
110
376052
2112
для управления
четырьмя степенями свободы:
четырьмя степенями свободы:
06:30
roll, pitch, yaw and acceleration.
111
378164
3028
вращением, креном,
сменой курса и ускорением.
сменой курса и ускорением.
06:33
Hexacopters and octocopters, with six and eight propellers,
112
381192
3245
Многовинтовые вертолёты,
с шестью или восемью винтами,
с шестью или восемью винтами,
06:36
can provide redundancy,
113
384437
1483
могут обеспечить резерв,
06:37
but quadrocopters are much more popular
114
385920
1989
тем не менее,
квадролёты намного более популярны,
квадролёты намного более популярны,
06:39
because they have the minimum number
115
387909
1815
потому что они обладают
минимально необходимым
минимально необходимым
06:41
of fixed motor propeller pairs: four.
116
389724
2476
количеством винтовых пар: четырьмя.
06:44
Or do they?
117
392200
1965
Но правда ли это?
07:01
If we analyze the mathematical model of this machine
118
409476
2600
Изучив математическую модель
этого аппарата,
этого аппарата,
07:04
with only two working propellers,
119
412076
2176
имеющего только два работающих винта,
07:06
we discover that there's an unconventional way to fly it.
120
414252
6756
мы установили, что он может
летать необычным образом.
летать необычным образом.
07:19
We relinquish control of yaw,
121
427980
1706
Мы теряем контроль над сменой курса,
07:21
but roll, pitch and acceleration can still be controlled
122
429686
3070
но управление вращением,
креном и ускорением
креном и ускорением
07:24
with algorithms that exploit this new configuration.
123
432756
5452
возможно с помощью алгоритмов,
работающих в этой новой конфигурации.
работающих в этой новой конфигурации.
07:33
Mathematical models tell us exactly when
124
441668
2432
Математические модели объясняют нам
07:36
and why this is possible.
125
444100
2072
каким образом это возможно.
07:38
In this instance, this knowledge allows us to design
126
446172
2368
В данном случае эти знания
помогают разработать
помогают разработать
07:40
novel machine architectures
127
448540
2256
принципиально новые конструкции аппаратов
07:42
or to design clever algorithms that gracefully handle damage,
128
450796
4176
или создать умные алгоритмы, способные
изящно справляться с неполадками,
изящно справляться с неполадками,
07:46
just like human athletes do,
129
454972
1724
подобно настоящим спортсменам,
07:48
instead of building machines with redundancy.
130
456696
3823
вместо того чтобы строить машины
с резервными подсистемами.
с резервными подсистемами.
07:52
We can't help but hold our breath when we watch
131
460519
2112
Дух захватывает, когда наблюдаешь
07:54
a diver somersaulting into the water,
132
462631
2437
за кульбитами прыгуна с трамплина
07:57
or when a vaulter is twisting in the air,
133
465068
1790
или за сальто в воздухе прыгуна с шестом,
07:58
the ground fast approaching.
134
466858
1718
стремительно летящего вниз.
08:00
Will the diver be able to pull off a rip entry?
135
468576
2568
Удастся ли прыгуну с трамплина
безупречный вход в воду?
безупречный вход в воду?
08:03
Will the vaulter stick the landing?
136
471144
2000
Удастся ли прыгуну с шестом
вертикальное приземление?
вертикальное приземление?
08:05
Suppose we want this quad here
137
473144
1668
Предположим, что мы хотим, чтобы наш квад
08:06
to perform a triple flip and finish off
138
474812
2451
выполнил тройное сальто
08:09
at the exact same spot that it started.
139
477263
2269
и вернулся в исходное положение.
08:11
This maneuver is going to happen so quickly
140
479532
2347
Этот манёвр осуществляется столь быстро,
что мы не успеваем
что мы не успеваем
08:13
that we can't use position feedback to correct the motion during execution.
141
481879
3629
воспользоваться данными обратной связи
в процессе его выполнения.
в процессе его выполнения.
08:17
There simply isn't enough time.
142
485508
2274
Нам просто не хватит времени
на корректировку.
на корректировку.
08:19
Instead, what the quad can do is perform the maneuver blindly,
143
487782
3694
Но квад может самостоятельно
вслепую совершить этот манёвр,
вслепую совершить этот манёвр,
08:23
observe how it finishes the maneuver,
144
491476
2232
запомнить, где он его закончил,
08:25
and then use that information to modify its behavior
145
493708
2424
и скорректировать свои действия
таким образом,
таким образом,
08:28
so that the next flip is better.
146
496132
2289
чтобы следующее сальто получилось лучше.
08:30
Similar to the diver and the vaulter,
147
498421
1812
Как и в случае со спортсменами-прыгунами,
08:32
it is only through repeated practice
148
500233
1919
только многократное повторение
08:34
that the maneuver can be learned and executed
149
502152
1925
может помочь в процессе обучения
08:36
to the highest standard.
150
504077
2133
и обеспечить
безупречное выполнение манёвра.
безупречное выполнение манёвра.
08:46
(Applause)
151
514412
4752
(Аплодисменты)
08:51
Striking a moving ball is a necessary skill in many sports.
152
519164
3472
Умение ударить по летящему мячу
необходимо во многих видах спорта.
необходимо во многих видах спорта.
08:54
How do we make a machine do
153
522636
1795
Как можно научить машину тому,
08:56
what an athlete does seemingly without effort?
154
524431
3753
что любому спортсмену
удаётся без видимых усилий?
удаётся без видимых усилий?
09:15
(Applause)
155
543943
6599
(Аплодисменты)
09:22
This quad has a racket strapped onto its head
156
550542
2650
К этому квада сверху прикручена ракетка
09:25
with a sweet spot roughly the size of an apple, so not too large.
157
553192
3487
с зоной максимального отскока
примерно с яблоко, т.е. не очень большой.
примерно с яблоко, т.е. не очень большой.
09:28
The following calculations are made every 20 milliseconds,
158
556679
3167
Следующие вычисления производятся
09:31
or 50 times per second.
159
559846
1756
каждые 20 миллисекунд,
или 50 раз в секунду.
или 50 раз в секунду.
09:33
We first figure out where the ball is going.
160
561602
2812
Сначала нужно вычислить, куда летит мяч.
09:36
We then next calculate how the quad should hit the ball
161
564414
2437
Затем нужно вычислить,
как квад должен ударить по мячу,
как квад должен ударить по мячу,
09:38
so that it flies to where it was thrown from.
162
566851
3099
чтобы попасть в то же место,
из которого его бросили.
из которого его бросили.
09:41
Third, a trajectory is planned that carries the quad
163
569950
4456
В-третьих, нужно рассчитать
траекторию движения квада
траекторию движения квада
09:46
from its current state to the impact point with the ball.
164
574406
3024
из текущего местоположения
до точки столкновения с мячом.
до точки столкновения с мячом.
09:49
Fourth, we only execute 20 milliseconds' worth of that strategy.
165
577430
3809
В-четвёртых, действия просчитываются
всего на 20 миллисекунд вперёд.
всего на 20 миллисекунд вперёд.
09:53
Twenty milliseconds later, the whole process is repeated
166
581239
2807
Через 20 миллисекунд
всё повторяется сначала
всё повторяется сначала
09:56
until the quad strikes the ball.
167
584046
2243
до тех пор, пока квад не ударит по мячу.
10:07
(Applause)
168
595560
2646
(Аплодисменты)
10:10
Machines can not only perform dynamic maneuvers on their own,
169
598206
3372
Машины способны не только
выполнять динамичное маневрирование
выполнять динамичное маневрирование
10:13
they can do it collectively.
170
601578
1863
в одиночку, но и делать это вместе.
10:15
These three quads are cooperatively carrying a sky net.
171
603441
3587
Вот эти три квада могут
вместе перемещать сетку.
вместе перемещать сетку.
10:28
(Applause)
172
616574
5411
(Аплодисменты)
10:33
They perform an extremely dynamic
173
621985
2197
Вместе они выполняют
10:36
and collective maneuver
174
624182
2168
очень быстрый совместный манёвр
10:38
to launch the ball back to me.
175
626350
1692
с целью отбить мяч обратно мне.
10:40
Notice that, at full extension, these quads are vertical.
176
628042
3511
Смотрите, когда сеть сильно натянута,
квады расположены вертикально.
квады расположены вертикально.
10:48
(Applause)
177
636486
1772
(Аплодисменты)
10:50
In fact, when fully extended,
178
638258
2287
Больше того,
в момент максимального натяжения
в момент максимального натяжения
10:52
this is roughly five times greater than what a bungee jumper feels
179
640545
2685
действующие на квад силы
приблизительно в пять раз больше тех,
приблизительно в пять раз больше тех,
10:55
at the end of their launch.
180
643230
4588
что испытывает банджи-джампер
в конце прыжка.
в конце прыжка.
11:03
The algorithms to do this are very similar
181
651009
2677
Использующиеся здесь алгоритмы
очень похожи на те,
очень похожи на те,
11:05
to what the single quad used to hit the ball back to me.
182
653686
3384
что работают для одного квада,
отбивающего мяч.
отбивающего мяч.
11:09
Mathematical models are used to continuously re-plan
183
657070
2864
Мы используем математические модели
для перерасчёта
для перерасчёта
11:11
a cooperative strategy 50 times per second.
184
659934
4515
совместной стратегии действий
50 раз в секунду.
50 раз в секунду.
11:16
Everything we have seen so far has been
185
664449
1877
Всё, что я вам до сих пор показывал,
11:18
about the machines and their capabilities.
186
666326
2463
относилось к машинам и их возможностям.
11:20
What happens when we couple this machine athleticism
187
668789
3015
А что произойдёт, если объединить
11:23
with that of a human being?
188
671804
1776
машинный атлетизм с человеческим?
11:25
What I have in front of me is a commercial gesture sensor
189
673580
3805
Передо мной — серийный датчик движения,
11:29
mainly used in gaming.
190
677385
1309
использующийся в игровых приставках.
11:30
It can recognize what my various body parts
191
678694
1804
Он способен отслеживать мои движения
11:32
are doing in real time.
192
680498
2048
в режиме реального времени.
11:34
Similar to the pointer that I used earlier,
193
682546
2116
Подобно указке,
которую я использовал ранее,
которую я использовал ранее,
11:36
we can use this as inputs to the system.
194
684662
2792
мы можем таким образом
управлять нашей системой.
управлять нашей системой.
11:39
We now have a natural way of interacting
195
687454
2396
С помощью жестов
я могу естественным образом
я могу естественным образом
11:41
with the raw athleticism of these quads with my gestures.
196
689850
4944
управлять атлетическими способностями
этих квадов.
этих квадов.
12:22
(Applause)
197
730453
4400
(Аплодисменты)
12:35
Interaction doesn't have to be virtual. It can be physical.
198
743982
4007
Моё взаимодействие с ними
уже не виртуальное, а физическое.
уже не виртуальное, а физическое.
12:39
Take this quad, for example.
199
747989
1725
Возьмём, к примеру, этот квад.
12:41
It's trying to stay at a fixed point in space.
200
749714
2628
Он пытается висеть на одном месте.
12:44
If I try to move it out of the way, it fights me,
201
752342
3837
Если я пытаюсь его подвинуть,
он сопротивляется
он сопротивляется
12:48
and moves back to where it wants to be.
202
756179
4155
и возвращается в исходную точку.
12:52
We can change this behavior, however.
203
760334
3039
Впрочем, мы можем изменить его поведение.
12:55
We can use mathematical models
204
763373
1699
С помощью математических моделей
12:57
to estimate the force that I'm applying to the quad.
205
765072
3133
можно вычислить силу,
с которой я толкаю квад.
с которой я толкаю квад.
13:00
Once we know this force, we can also change the laws of physics,
206
768205
3238
Если эта сила нам известна, мы можем
теперь изменить законы физики,
теперь изменить законы физики,
13:03
as far as the quad is concerned, of course.
207
771443
4499
разумеется только применительно
к этому кваду.
к этому кваду.
13:07
Here the quad is behaving as if it were
208
775942
2263
Квад сейчас ведёт себя так,
13:10
in a viscous fluid.
209
778205
4365
будто он попал в вязкую жидкость.
13:14
We now have an intimate way
210
782570
2174
Теперь мы можем
13:16
of interacting with a machine.
211
784744
1849
очень тесно взаимодействовать с машиной.
13:18
I will use this new capability to position
212
786593
2506
Я могу расположить
13:21
this camera-carrying quad to the appropriate location
213
789099
2577
вот этот квад с камерой
в самом удобном месте
в самом удобном месте
13:23
for filming the remainder of this demonstration.
214
791676
3186
для съёмок последней части
моей презентации.
моей презентации.
13:36
So we can physically interact with these quads
215
804222
2768
Мы можем управлять этими квадами вручную,
13:38
and we can change the laws of physics.
216
806990
2403
изменяя при этом законы физики.
13:41
Let's have a little bit of fun with this.
217
809393
2313
Давайте теперь немного поиграем.
13:43
For what you will see next, these quads
218
811706
1704
Сейчас вы увидите,
как эти квады сначала будут
как эти квады сначала будут
13:45
will initially behave as if they were on Pluto.
219
813410
3496
вести себя так,
будто они находятся на Плутоне.
будто они находятся на Плутоне.
13:48
As time goes on, gravity will be increased
220
816906
2312
Мы будем постепенно увеличивать
силу гравитации
силу гравитации
13:51
until we're all back on planet Earth,
221
819218
2120
пока не вернёмся на Землю,
13:53
but I assure you we won't get there.
222
821338
1719
но смею вас уверить,
что до этого дело не дойдёт.
что до этого дело не дойдёт.
13:55
Okay, here goes.
223
823057
3501
Ну, поехали.
14:05
(Laughter)
224
833667
3412
(Смех)
14:34
(Laughter)
225
862778
3208
(Смех)
14:37
(Applause)
226
865986
3386
(Аплодисменты)
14:41
Whew!
227
869372
1207
Уф!
14:46
You're all thinking now,
228
874779
1517
Вы все сейчас думаете:
14:48
these guys are having way too much fun,
229
876296
1975
эти ребята уж слишком много веселятся.
14:50
and you're probably also asking yourself,
230
878271
2079
Возможно, вы ещё задаётесь вопросом:
14:52
why exactly are they building machine athletes?
231
880350
3936
а зачем вообще
мы конструируем эти машины-атлеты?
мы конструируем эти машины-атлеты?
14:56
Some conjecture that the role of play in the animal kingdom
232
884286
2652
Есть мнение,
что в животном мире с помощью игры
что в животном мире с помощью игры
14:58
is to hone skills and develop capabilities.
233
886938
2752
можно оттачивать мастерство
и развивать свои способности.
и развивать свои способности.
15:01
Others think that it has more of a social role,
234
889690
2066
Другие считают,
что социальное значение игр в том,
что социальное значение игр в том,
15:03
that it's used to bind the group.
235
891756
1674
чтобы сплачивать людей.
15:05
Similarly, we use the analogy of sports and athleticism
236
893430
3533
А мы проводим параллели между спортом
15:08
to create new algorithms for machines
237
896963
2079
и атлетическими способностями,
создавая алгоритмы,
создавая алгоритмы,
15:11
to push them to their limits.
238
899042
2147
которые будут заставлять машины
работать на пределе возможностей.
работать на пределе возможностей.
15:13
What impact will the speed of machines have on our way of life?
239
901189
3677
Каким образом скорость работы машины
повлияет на нашу собственную жизнь?
повлияет на нашу собственную жизнь?
15:16
Like all our past creations and innovations,
240
904866
2389
Как показывает опыт,
любое изобретение или открытие
любое изобретение или открытие
15:19
they may be used to improve the human condition
241
907255
2827
может быть использовано
как на благо человечества,
как на благо человечества,
15:22
or they may be misused and abused.
242
910082
2501
так и во вред ему.
15:24
This is not a technical choice we are faced with;
243
912583
1923
Мы стоим перед проблемой
не технического выбора,
не технического выбора,
15:26
it's a social one.
244
914506
1755
а выбора социального.
15:28
Let's make the right choice,
245
916261
1390
Так давайте же сделаем правильный выбор.
15:29
the choice that brings out the best in the future of machines,
246
917651
2405
Выбор, который отразит
самые лучшие стороны будущего машин.
самые лучшие стороны будущего машин.
15:32
just like athleticism in sports
247
920056
1812
Как и атлетические качества в спорте
15:33
can bring out the best in us.
248
921868
2161
отражают лучшее, что есть в нас.
15:36
Let me introduce you to the wizards behind the green curtain.
249
924029
3450
Разрешите мне представить магов,
живущих по ту сторону зелёного занавеса.
живущих по ту сторону зелёного занавеса.
15:39
They're the current members of the Flying Machine Arena research team.
250
927479
2900
Это члены нашей исследовательской команды
«Арена летательных аппаратов».
«Арена летательных аппаратов».
15:42
(Applause)
251
930379
4769
(Аплодисменты)
15:47
Federico Augugliaro, Dario Brescianini, Markus Hehn,
252
935148
3046
Федерико Аугульяро,
Дарио Брешьянини, Маркус Хен,
Дарио Брешьянини, Маркус Хен,
15:50
Sergei Lupashin, Mark Muller and Robin Ritz.
253
938194
2824
Сергей Лупашин,
Марк Мюллер и Робин Риц.
Марк Мюллер и Робин Риц.
15:53
Look out for them. They're destined for great things.
254
941018
1932
Обратите на них внимание —
за ними будущее.
за ними будущее.
15:54
Thank you.
255
942950
1178
Спасибо.
15:56
(Applause)
256
944128
6354
(Аплодисменты)
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