TEDxNASA
Dennis Hong: My seven species of robot -- and how we created them
Дэннис Хонг: Мои семь видов робота
Filmed:
Readability: 4.2
2,237,651 views
В TEDxNASA, Дэннис Хонг представляет семь отмеченных наградами вездеходных роботов - таких как играющего в футбол гуманоида DARwIn или покорителя холмов CLIMBeR - всех построенных его командой в RoMeLa, Техническом колледже Верджинии. Просмотрите до конца, чтобы услышать пять творческих секретов невероятных технических успехов его лаборатории.
Dennis Hong - Roboticist
Dennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering. Full bio
Dennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
So, the first robot to talk about is called STriDER.
0
0
3000
Первый робот, о котором я расскажу, называется STriDER.
00:18
It stands for Self-excited
1
3000
2000
Имя расшифровывается как Само-возбуждающийся
00:20
Tripedal Dynamic Experimental Robot.
2
5000
2000
Трехногий Динамический Экспериментальный Робот.
00:22
It's a robot that has three legs,
3
7000
2000
Это робот, у которого есть три ноги,
00:24
which is inspired by nature.
4
9000
3000
идея чего взята у природы.
00:27
But have you seen anything in nature,
5
12000
2000
Но видели ли вы в природе
00:29
an animal that has three legs?
6
14000
2000
животное, у которого три ноги?
00:31
Probably not. So, why do I call this
7
16000
2000
Скорее всего нет. Так почему же я
00:33
a biologically inspired robot? How would it work?
8
18000
2000
называю его созданным биологией роботом? Как он будет работать?
00:35
But before that, let's look at pop culture.
9
20000
3000
Но перед этим давайте посмотрим на поп-культуру.
00:38
So, you know H.G. Wells' "War of the Worlds," novel and movie.
10
23000
3000
Вы знаете книгу и фильм "Война Миров" Герберта Уэллса.
00:41
And what you see over here is a very popular
11
26000
2000
И то, что вы видите здесь - очень популярная
00:43
video game,
12
28000
2000
видео-игра.
00:45
and in this fiction they describe these alien creatures that
13
30000
3000
В научной фантастике рассказывается, что эти инопланетные существа -
00:48
are robots that have three legs that terrorize Earth.
14
33000
2000
трехногие роботы, которые терроризируют Землю.
00:50
But my robot, STriDER, does not move like this.
15
35000
4000
Но мой робот STriDER передвигается, не как они.
00:54
So, this is an actual dynamic simulation animation.
16
39000
3000
Это - анимация симуляции реального движения.
00:57
I'm just going to show you how the robot works.
17
42000
2000
Я хочу показать вам, как этот робот функционирует.
00:59
It flips its body 180 degrees
18
44000
3000
Он переворачивает свое тело на 180 градусов,
01:02
and it swings its leg between the two legs and catches the fall.
19
47000
3000
и раскачивает одну ногу между двумя другими так, чтобы сделать шаг.
01:05
So, that's how it walks. But when you look at us
20
50000
2000
Вот, как он ходит. Но, если посмотреть на нас,
01:07
human being, bipedal walking,
21
52000
2000
человеческих существ, передвигающихся на двух ногах,
01:09
what you're doing is you're not really using a muscle
22
54000
2000
ведь вы не особенно используете мускулы,
01:11
to lift your leg and walk like a robot. Right?
23
56000
3000
чтобы поднять вашу ногу и затем идти как робот. Верно?
01:14
What you're doing is you really swing your leg and catch the fall,
24
59000
3000
Что вы реально делаете, так это раскачиваете ногу и делаете шаг,
01:17
stand up again, swing your leg and catch the fall.
25
62000
3000
начинаете снова двигаться, раскачиваете ногу и делаете шаг.
01:20
You're using your built-in dynamics, the physics of your body,
26
65000
3000
Вы используте встроенную динамику, физику вашего тела,
01:23
just like a pendulum.
27
68000
2000
точно как маятник.
01:25
We call that the concept of passive dynamic locomotion.
28
70000
4000
Мы называем это концепцией пассивно-динамического передвижения.
01:29
What you're doing is, when you stand up,
29
74000
2000
Что вы делаете когда начинаете движение,
01:31
potential energy to kinetic energy,
30
76000
2000
потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию,
01:33
potential energy to kinetic energy.
31
78000
2000
потенциальная энергия в кинетическую энергию.
01:35
It's a constantly falling process.
32
80000
2000
Это процесс постоянного падения.
01:37
So, even though there is nothing in nature that looks like this,
33
82000
3000
Хотя в природе нет ничего, что выглядит как это,
01:40
really, we were inspired by biology
34
85000
2000
в действительности мы были вдохновлены биологией,
01:42
and applying the principles of walking
35
87000
2000
и, рассматривая принципы хождения
01:44
to this robot. Thus it's a biologically inspired robot.
36
89000
3000
этого робота, можем утверждать, что он - робот, созданный биологией.
01:47
What you see over here, this is what we want to do next.
37
92000
2000
То, что вы здесь видите, это то, что мы хотим сделать следующим.
01:49
We want to fold up the legs and shoot it up for long-range motion.
38
94000
4000
Мы хотим согнуть ноги робота и бросить его на большое расстояние.
01:53
And it deploys legs -- it looks almost like "Star Wars" --
39
98000
3000
Когда он распрямляет ноги, то выглядит как в Звездных Войнах.
01:56
when it lands, it absorbs the shock and starts walking.
40
101000
3000
При приземлении он амортизирует удар и начинает идти.
01:59
What you see over here, this yellow thing, this is not a death ray. (Laughter)
41
104000
3000
То, что вы здесь видите - эта желтая штука - это не луч смерти.
02:02
This is just to show you that if you have cameras
42
107000
2000
Это лишь для того, чтобы показать вам, что, если у вас есть камеры
02:04
or different types of sensors --
43
109000
2000
или разные типы сенсоров
02:06
because it is tall, it's 1.8 meters tall --
44
111000
2000
(ведь робот высокий, его высота 1,8 метров),
02:08
you can see over obstacles like bushes and those kinds of things.
45
113000
3000
вы можете видеть через препятствия вроде кустов и прочих подобных вещей.
02:11
So we have two prototypes.
46
116000
2000
Так что у нас есть два прототипа.
02:13
The first version, in the back, that's STriDER I.
47
118000
3000
Первая версия, позади, это STriDER I.
02:16
The one in front, the smaller, is STriDER II.
48
121000
2000
Тот, что спереди, по-меньше, это STriDER II.
02:18
The problem that we had with STriDER I is
49
123000
2000
У нас была проблема с STriDER I -
02:20
it was just too heavy in the body. We had so many motors,
50
125000
3000
его тело было слишком тяжелым. У нас было очень много моторов,
02:23
you know, aligning the joints, and those kinds of things.
51
128000
2000
вы представляете, выравнивание суставов и прочие подобные вещи,
02:25
So, we decided to synthesize a mechanical mechanism
52
130000
4000
Поэтому мы решили создать механизм
02:29
so we could get rid of all the motors, and with a single motor
53
134000
3000
таким, чтобы избавиться от всех моторов, и с одним единственным мотором
02:32
we can coordinate all the motions.
54
137000
2000
координировать все движения.
02:34
It's a mechanical solution to a problem, instead of using mechatronics.
55
139000
3000
Это механическое решение проблемы, вместо использования мехатроники.
02:37
So, with this now the top body is light enough. So, it's walking in our lab;
56
142000
3000
Теперь корпус достаточно легок, чтобы ходить по лаборатории.
02:40
this was the very first successful step.
57
145000
3000
Это был самый первый успешный шаг.
02:43
It's still not perfected -- its coffee falls down --
58
148000
2000
Робот все еще не совершенен. Его кружка с кофе опрокидывается,
02:45
so we still have a lot of work to do.
59
150000
3000
так что у нас еще много работы.
02:48
The second robot I want to talk about is called IMPASS.
60
153000
3000
Второй робот, о котором я хочу поговорить, называется IMPASS.
02:51
It stands for Intelligent Mobility Platform with Actuated Spoke System.
61
156000
4000
Расшифровывается как Разумная Подвижная Платформа с Активной Системой Спиц.
02:55
So, it's a wheel-leg hybrid robot.
62
160000
3000
Это колесный робот-гибрид.
02:58
So, think of a rimless wheel
63
163000
2000
Представьте колесо без обода
03:00
or a spoke wheel,
64
165000
2000
или колесо со спицами
03:02
but the spokes individually move in and out of the hub;
65
167000
3000
Но спицы независимо друг от друга двигаются вo втулке.
03:05
so, it's a wheel-leg hybrid.
66
170000
2000
Так что это колесный робот-гибрид.
03:07
We are literally re-inventing the wheel here.
67
172000
2000
Образно выражаясь, мы еще раз изобретаем колесо.
03:09
Let me demonstrate how it works.
68
174000
3000
Позвольте продемонстрировать, как он работает.
03:12
So, in this video we're using an approach
69
177000
2000
В этом видео мы используем приближение
03:14
called the reactive approach.
70
179000
2000
под названием реагирующее приближение.
03:16
Just simply using the tactile sensors on the feet,
71
181000
3000
Просто используя тактильные сенсоры на ногах,
03:19
it's trying to walk over a changing terrain,
72
184000
2000
робот пытается идти по изменяющемуся ландшафту,
03:21
a soft terrain where it pushes down and changes.
73
186000
3000
по мягкой почве, которая продавливается и изменяется.
03:24
And just by the tactile information,
74
189000
2000
И всего лишь с помощью тактильной информации
03:26
it successfully crosses over these type of terrain.
75
191000
3000
он успешно пересекает такие типы ландшафта.
03:29
But, when it encounters a very extreme terrain,
76
194000
4000
Но, когда он неожиданно встречает исключительный ландшафт,
03:33
in this case, this obstacle is more than three times
77
198000
3000
а в этом случае препятствие более чем в три раза
03:36
the height of the robot,
78
201000
2000
выше робота,
03:38
Then it switches to a deliberate mode,
79
203000
2000
тогда он переключается в обдумывающий режим,
03:40
where it uses a laser range finder,
80
205000
2000
в котором используется лазер, определяющий дистанцию
03:42
and camera systems, to identify the obstacle and the size,
81
207000
2000
и системы камер, чтобы распознать препятствие и его размеры,
03:44
and it plans, carefully plans the motion of the spokes
82
209000
3000
планирует, осторожно планирует движение спиц,
03:47
and coordinates it so that it can show this
83
212000
2000
и координирует его так, чтобы показать такую
03:49
kind of very very impressive mobility.
84
214000
2000
сильно впечатляющую мобильность.
03:51
You probably haven't seen anything like this out there.
85
216000
2000
Вы, скорее всего, никогда и нигде не видели что-либо подобное этому.
03:53
This is a very high mobility robot
86
218000
3000
Это робот с очень высокой мобильностью,
03:56
that we developed called IMPASS.
87
221000
3000
что мы разработали, по имени IMPASS.
03:59
Ah, isn't that cool?
88
224000
2000
Ох! Не круто ли это?
04:01
When you drive your car,
89
226000
3000
Когда вы ведете вашу машину
04:04
when you steer your car, you use a method
90
229000
2000
когда вы управляете вашей машиной, вы используете метод,
04:06
called Ackermann steering.
91
231000
2000
называемый управлением Аккермана.
04:08
The front wheels rotate like this.
92
233000
2000
Передние колеса поворачиваются так.
04:10
For most small wheeled robots,
93
235000
3000
Для большинства таких маленьких колесных роботов
04:13
they use a method called differential steering
94
238000
2000
используется метод под названием дифференциальное управление,
04:15
where the left and right wheel turns the opposite direction.
95
240000
3000
где левое и правое колеса вращаются в противоположных направлениях.
04:18
For IMPASS, we can do many, many different types of motion.
96
243000
3000
Для IMPASS, мы можем использовать очень много разных типов движения.
04:21
For example, in this case, even though the left and right wheel is connected
97
246000
3000
Например, в этом случае, не смотря на то, что левое и правое колеса присоединены
04:24
with a single axle rotating at the same angle of velocity.
98
249000
2000
к одной оси, вращая на одной скорости,
04:26
We just simply change the length of the spoke.
99
251000
3000
мы можем просто изменять длину спицы.
04:29
It affects the diameter and then can turn to the left, turn to the right.
100
254000
2000
Это влияет на диаметр, и тогда робот повернет налево, повернет направо.
04:31
So, these are just some examples of the neat things
101
256000
2000
Это всего лишь несколько примеров изящных трюков,
04:33
that we can do with IMPASS.
102
258000
3000
которых мы можем показать с IMPASS.
04:36
This robot is called CLIMBeR:
103
261000
2000
Этот робот называется CLIMBeR.
04:38
Cable-suspended Limbed Intelligent Matching Behavior Robot.
104
263000
3000
Кабельный Многоногий Разумный Робот Уравновешивающего Режима.
04:41
So, I've been talking to a lot of NASA JPL scientists --
105
266000
3000
Я общался со многими учеными из NASA JPL,
04:44
at JPL they are famous for the Mars rovers --
106
269000
2000
в JPL, они знамениты марсианскими вездеходами,
04:46
and the scientists, geologists always tell me
107
271000
2000
и ученые, геологи постоянно мне говорят,
04:48
that the real interesting science,
108
273000
3000
что по-настоящему интересные науке,
04:51
the science-rich sites, are always at the cliffs.
109
276000
3000
богатые для изучения области всегда на холмах.
04:54
But the current rovers cannot get there.
110
279000
2000
Но сегодняшние вездеходы не могут туда добраться.
04:56
So, inspired by that we wanted to build a robot
111
281000
2000
Так что, вдохновленные этим, мы захотели построить робота,
04:58
that can climb a structured cliff environment.
112
283000
3000
который может передвигаться по холмистой местности.
05:01
So, this is CLIMBeR.
113
286000
2000
И это CLIMBeR.
05:03
So, what it does, it has three legs. It's probably difficult to see,
114
288000
2000
У него есть три ноги. Это, скорее всего, трудно увидеть,
05:05
but it has a winch and a cable at the top --
115
290000
3000
но у него есть лебёдка и трос сверху.
05:08
and it tries to figure out the best place to put its foot.
116
293000
2000
Он пытается найти лучшее место, куда поставить ногу.
05:10
And then once it figures that out
117
295000
2000
И как только он его обнаруживает,
05:12
in real time, it calculates the force distribution:
118
297000
3000
в режиме реального времени он вычисляет распределение силы,
05:15
how much force it needs to exert to the surface
119
300000
3000
сколько силы ему требуется, чтобы закрепиться на поверхности
05:18
so it doesn't tip and doesn't slip.
120
303000
2000
так, чтобы не опрокинуться и не соскользнуть.
05:20
Once it stabilizes that, it lifts a foot,
121
305000
2000
Как только он вычисляет это, он поднимает ногу,
05:22
and then with the winch it can climb up these kinds of thing.
122
307000
4000
и затем, с помощью лебедки, таким образом может взбираться наверх.
05:26
Also for search and rescue applications as well.
123
311000
2000
Также на поисковых и спасательных миссиях.
05:28
Five years ago I actually worked at NASA JPL
124
313000
2000
Пять лет назад, летом, я работал в NASA JPL
05:30
during the summer as a faculty fellow.
125
315000
2000
как стипендиат-исследователь,
05:32
And they already had a six legged robot called LEMUR.
126
317000
4000
и у них уже был шестиногий робот под названием LEMUR.
05:36
So, this is actually based on that. This robot is called MARS:
127
321000
3000
Наш был сделан по примеру LEMUR. Этот робот называется MARS.
05:39
Multi-Appendage Robotic System. So, it's a hexapod robot.
128
324000
3000
Роботизированная Система для Различного Использования. Это шестиногий робот.
05:42
We developed our adaptive gait planner.
129
327000
2000
Мы разработали своего планировщика адаптированой походки.
05:44
We actually have a very interesting payload on there.
130
329000
2000
У нас тут очень интересные изыскания.
05:46
The students like to have fun. And here you can see that it's
131
331000
2000
Студенты любят повеселиться. И здесь, как вы можете видеть, робот
05:48
walking over unstructured terrain.
132
333000
3000
передвигается по неструктурированному ландшафту.
05:51
It's trying to walk on the coarse terrain,
133
336000
2000
Он пытается идти по ненадежному ландшафту,
05:53
sandy area,
134
338000
2000
по песку,
05:55
but depending on the moisture content or the grain size of the sand
135
340000
5000
но, в зависимости от влажности материала поверхности или размера песчинок,
06:00
the foot's soil sinkage model changes.
136
345000
2000
способ погружения ног в почву меняется.
06:02
So, it tries to adapt its gait to successfully cross over these kind of things.
137
347000
4000
Робот пытается адаптировать свою походку для успешного прохождения таких типов препятствий.
06:06
And also, it does some fun stuff, as can imagine.
138
351000
2000
Также он делает всякие забавные вещи. Как можно представить,
06:08
We get so many visitors visiting our lab.
139
353000
3000
у нас очень много посетителей в лаборатории.
06:11
So, when the visitors come, MARS walks up to the computer,
140
356000
2000
Так что, когда приходят гости, MARS подходит к компьютеру
06:13
starts typing "Hello, my name is MARS."
141
358000
2000
и начинает печатать "Здравствуйте, меня зовут MARS".
06:15
Welcome to RoMeLa,
142
360000
2000
Добро пожаловать в RoMeLa,
06:17
the Robotics Mechanisms Laboratory at Virginia Tech.
143
362000
4000
Лабораторию Роботизированных Механизмов Технического колледжа Верджинии."
06:21
This robot is an amoeba robot.
144
366000
2000
Этот робот - робот-амеба.
06:23
Now, we don't have enough time to go into technical details,
145
368000
3000
Сейчас у нас нет времени, чтобы вдаваться в технические подробности,
06:26
I'll just show you some of the experiments.
146
371000
2000
поэтому я только покажу вам несколько экспериментов.
06:28
So, this is some of the early feasibility experiments.
147
373000
2000
Это несколько из ранних экспериментов со способностями робота.
06:30
We store potential energy to the elastic skin to make it move.
148
375000
4000
Мы запасаем потенциальную энергию в эластичной коже робота, чтобы заставить его двигаться,
06:34
Or use an active tension cords to make it move
149
379000
2000
или используем активизируемые шнуры натяжения, чтобы заставить его двигаться
06:36
forward and backward. It's called ChIMERA.
150
381000
3000
вперед и назад. Он называется ChIMERA.
06:39
We also have been working with some scientists
151
384000
2000
Мы также работаем с некоторыми учеными
06:41
and engineers from UPenn
152
386000
2000
и инженерами из UPenn,
06:43
to come up with a chemically actuated version
153
388000
2000
чтобы создать химически возбудимую версию
06:45
of this amoeba robot.
154
390000
2000
этого робота-амебы.
06:47
We do something to something
155
392000
2000
Мы соединяем что-то с чем-то
06:49
And just like magic, it moves. The blob.
156
394000
6000
и, словно по волшебству, он двигается. Мурашки по коже!
06:55
This robot is a very recent project. It's called RAPHaEL.
157
400000
2000
Этот робот совсем недавний проект. Он называется RAPHaEL.
06:57
Robotic Air Powered Hand with Elastic Ligaments.
158
402000
3000
Роботехническая Рука с Воздушным Силовым приводом с Эластичными Связками.
07:00
There are a lot of really neat, very good robotic hands out there in the market.
159
405000
4000
На рынке есть много действительно изящных, очень хороших роботехнических рук.
07:04
The problem is they're just too expensive, tens of thousands of dollars.
160
409000
4000
Проблема в том, что они слишком дорогие, десятки тысяч долларов.
07:08
So, for prosthesis applications it's probably not too practical,
161
413000
2000
Для использования в качестве протезов они, скорее всего, не слишком практичны,
07:10
because it's not affordable.
162
415000
2000
так как финансово недоступны.
07:12
We wanted to go tackle this problem in a very different direction.
163
417000
4000
Мы хотели решить эту проблему с совершенно другой стороны.
07:16
Instead of using electrical motors, electromechanical actuators,
164
421000
3000
Вместо использования электрических моторов, электромеханических силовых приводов,
07:19
we're using compressed air.
165
424000
2000
мы используем сжатый воздух.
07:21
We developed these novel actuators for joints.
166
426000
2000
Мы разработали эти новые приводы для суставов.
07:23
It is compliant. You can actually change the force,
167
428000
3000
Рука податлива. Вы можете регулировать силу,
07:26
simply just changing the air pressure.
168
431000
2000
просто изменяя давление воздуха.
07:28
And it can actually crush an empty soda can.
169
433000
2000
И она в самом деле может раздавить пустую банку из-под соды.
07:30
It can pick up very delicate objects like a raw egg,
170
435000
3000
Она может брать очень хрупкие предметы вроде сырого яйца,
07:33
or in this case, a lightbulb.
171
438000
3000
или, в этом случае, лампочки.
07:36
The best part, it took only $200 dollars to make the first prototype.
172
441000
4000
А самое хорошее, что потребовалось всего 200$, чтобы создать первый прототип.
07:40
This robot is actually a family of snake robots
173
445000
3000
Этот робот, на самом деле, семья роботов-змей,
07:43
that we call HyDRAS,
174
448000
2000
которую мы называем HyDRAS.
07:45
Hyper Degrees-of-freedom Robotic Articulated Serpentine.
175
450000
2000
Роботехнический Шарнирный Змеевик с Гипер-Степенями свободы.
07:47
This is a robot that can climb structures.
176
452000
3000
Это - робот, который может взбираться на сооружения.
07:50
This is a HyDRAS's arm.
177
455000
2000
Это рука HyDRAS.
07:52
It's a 12 degrees of freedom robotic arm.
178
457000
2000
Это роботехническая рука с 12-ю степенями свободы.
07:54
But the cool part is the user interface.
179
459000
2000
Но самая интересная часть - это пользовательский интерфейс.
07:56
The cable over there, that's an optical fiber.
180
461000
3000
Тот кабель, это оптоволокно.
07:59
And this student, probably the first time using it,
181
464000
2000
Эта студентка, скорее всего, в первый раз управляет роботом,
08:01
but she can articulate it many different ways.
182
466000
2000
но она может артикулировать свободно.
08:03
So, for example in Iraq, you know, the war zone,
183
468000
3000
Так, например, в Ираке, ну, вы знаете, в зоне боевых действий,
08:06
there is roadside bombs. Currently you send these
184
471000
2000
есть мины на дорогах. В настоящее время вы бы послали
08:08
remotely controlled vehicles that are armed.
185
473000
3000
удаленно управляемые бронированные устройства.
08:11
It takes really a lot of time and it's expensive
186
476000
2000
Это требует действительно много времени и денег,
08:13
to train the operator to operate this complex arm.
187
478000
4000
чтобы научить оператора управлять этой сложной рукой.
08:17
In this case it's very intuitive;
188
482000
2000
В этом случае это происходит интуитивно.
08:19
this student, probably his first time using it, doing very complex manipulation tasks,
189
484000
4000
Этот студент, скорее всего, в первый раз управляющий роботом, выполняет очень сложную задачу по манипулированию,
08:23
picking up objects and doing manipulation,
190
488000
2000
беря предметы и производя манипуляцию
08:25
just like that. Very intuitive.
191
490000
3000
вот так, совершенно интуитивно.
08:30
Now, this robot is currently our star robot.
192
495000
2000
Этот робот в настоящее время - наш звездный робот.
08:32
We actually have a fan club for the robot, DARwIn:
193
497000
3000
У нас в самом деле есть фан-клуб робота DARwIn,
08:35
Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence.
194
500000
3000
Подвижного Человекоподобного Робота С Интеллектом.
08:38
As you know, we are very interested in
195
503000
2000
Как вы знаете, мы очень заинтересованы в
08:40
humanoid robot, human walking,
196
505000
2000
гуманоидных роботах, ходящих по-человечески,
08:42
so we decided to build a small humanoid robot.
197
507000
2000
так что мы решили построить маленького гуманоидного робота.
08:44
This was in 2004; at that time,
198
509000
2000
Это было в 2004, в то время
08:46
this was something really, really revolutionary.
199
511000
2000
это было что-то очень-очень революционное.
08:48
This was more of a feasibility study:
200
513000
2000
Это было скорее изучение возможностей,
08:50
What kind of motors should we use?
201
515000
2000
какие моторы нам следует использовать?
08:52
Is it even possible? What kinds of controls should we do?
202
517000
2000
Возможно ли это вообще? Что за средства управления должны мы создать?
08:54
So, this does not have any sensors.
203
519000
2000
Этот не имеет никаких сенсоров,
08:56
So, it's an open loop control.
204
521000
2000
поэтому он управляется с разомкнутой петлей.
08:58
For those who probably know, if you don't have any sensors
205
523000
2000
Для тех из вас, кто знает, что, если у вас нету никаких сенсоров
09:00
and there are any disturbances, you know what happens.
206
525000
2000
и есть помехи, сами знаете, что случается.
09:05
(Laughter)
207
530000
1000
(Смех)
09:06
So, based on that success, the following year
208
531000
2000
Базируясь на этом опыте, на следующий год
09:08
we did the proper mechanical design
209
533000
3000
мы создали правильный механический дизайн,
09:11
starting from kinematics.
210
536000
2000
правильный уже движениями.
09:13
And thus, DARwIn I was born in 2005.
211
538000
2000
Таким образом, DARwIn I был рожден в 2005-ом.
09:15
It stands up, it walks -- very impressive.
212
540000
2000
Он встает. Он ходит, очень впечатляюще.
09:17
However, still, as you can see,
213
542000
2000
Несмотря на это, как вы можете видеть,
09:19
it has a cord, umbilical cord. So, we're still using an external power source
214
544000
4000
у него все еще есть шнур, пуповина, мы все еще используем внешний источник питания
09:23
and external computation.
215
548000
2000
и внешнюю связь.
09:25
So, in 2006, now it's really time to have fun.
216
550000
4000
И вот, в 2006-ом, пришло время действительно повеселиться.
09:29
Let's give it intelligence. We give it all the computing power it needs:
217
554000
3000
Давайте дадим ему разум. Мы дадим ему всю компьютерную мощность, которая ему требуется,
09:32
a 1.5 gigahertz Pentium M chip,
218
557000
2000
чип Пентиум М 1.5 ГГц,
09:34
two FireWire cameras, rate gyros, accelerometers,
219
559000
2000
две Firewire-камеры, восемь гироскопов, акселерометр,
09:36
four force sensors on the foot, lithium polymer batteries.
220
561000
3000
пять вращающихся сенсоров на ногах, литиумные батареи.
09:39
And now DARwIn II is completely autonomous.
221
564000
4000
И теперь DARwIn II полностью автономен.
09:43
It is not remote controlled.
222
568000
2000
Он не управляется удаленно.
09:45
There are no tethers. It looks around, searches for the ball,
223
570000
3000
На нем нет оков. Он осматривается, ищет мяч,
09:48
looks around, searches for the ball, and it tries to play a game of soccer,
224
573000
3000
осматривается, ищет мяч, и пытается играть в игру футбол,
09:51
autonomously: artificial intelligence.
225
576000
3000
самостоятельно, искусственный интеллект.
09:54
Let's see how it does. This was our very first trial,
226
579000
3000
Давайте посмотрим, как у него получается. Это было наше самое первое испытание,
09:57
and... Spectators (Video): Goal!
227
582000
5000
и... Видео: Гол!
10:03
Dennis Hong: So, there is actually a competition called RoboCup.
228
588000
3000
На самом деле существует соревнование под названием RoboCup.
10:06
I don't know how many of you have heard about RoboCup.
229
591000
2000
Я не знаю, как много из вас слышали о RoboCup.
10:08
It's an international autonomous robot soccer competition.
230
593000
5000
Это международное футбольное соревнование автономных роботов.
10:13
And the goal of RoboCup, the actual goal is,
231
598000
3000
И цель RoboCup, реальная цель, это,
10:16
by the year 2050
232
601000
2000
к 2050-ому году
10:18
we want to have full size, autonomous humanoid robots
233
603000
3000
мы хотим иметь полноразмерных автономных гуманоидных роботов,
10:21
play soccer against the human World Cup champions
234
606000
4000
которые будут играть в футбол против чемпионов человеческого Чемпионата Мира
10:25
and win.
235
610000
2000
и выигрывать.
10:27
It's a true actual goal. It's a very ambitious goal,
236
612000
2000
Это настоящая реальная цель. Это очень амбициозная цель,
10:29
but we truly believe that we can do it.
237
614000
2000
но мы вправду верим, что можем это сделать.
10:31
So, this is last year in China.
238
616000
3000
Это - прошлый год, в Китае.
10:34
We were the very first team in the United States that qualified
239
619000
2000
Мы были самой первой командой в США, которая получила право участвовать
10:36
in the humanoid RoboCup competition.
240
621000
2000
в соревновании гуманоидных роботов.
10:38
This is this year in Austria.
241
623000
3000
Это текущий год, это было в Австрии.
10:41
You're going to see the action, three against three,
242
626000
2000
Сейчас вы увидите игру трех против трех,
10:43
completely autonomous.
243
628000
2000
совершенно автономных.
10:45
There you go. Yes!
244
630000
2000
Поехали. Да!
10:48
The robots track and they
245
633000
2000
Роботы находят общий язык, и они играют,
10:50
team play amongst themselves.
246
635000
3000
команды играют друг с другом.
10:53
It's very impressive. It's really a research event
247
638000
2000
Это очень впечатляюще. Это действительно исследовательское мероприятие,
10:55
packaged in a more exciting competition event.
248
640000
4000
заключенное в еще более захватывающем соревновательном мероприятии.
10:59
What you see over here, this is the beautiful
249
644000
2000
То, что вы здесь видите, это прекрасный
11:01
Louis Vuitton Cup trophy.
250
646000
2000
трофей Чемпионата Луи Виттона.
11:03
So, this is for the best humanoid,
251
648000
2000
Вручается за лучшего гуманоида,
11:05
and we would like to bring this for the very first time, to the United States
252
650000
2000
и мы хотели бы первыми привезти его в США
11:07
next year, so wish us luck.
253
652000
2000
в следующем году, так что пожелайте нам удачи.
11:09
(Applause)
254
654000
2000
Спасибо.
11:11
Thank you.
255
656000
3000
(Апплодисменты)
11:14
DARwIn also has a lot of other talents.
256
659000
2000
У DARwIn есть также много других талантов.
11:16
Last year it actually conducted the Roanoke Symphony Orchestra
257
661000
3000
В прошлом году он по-настоящему дирижировал оркестром Roanok Symphony
11:19
for the holiday concert.
258
664000
3000
на праздничном концерте.
11:22
This is the next generation robot, DARwIn IV,
259
667000
3000
Это робот следующего поколения, DARwIn IV,
11:25
but smarter, faster, stronger.
260
670000
3000
более умный, быстрый, сильный.
11:28
And it's trying to show off its ability:
261
673000
2000
И он пытается показать свою ловкость.
11:30
"I'm macho, I'm strong.
262
675000
3000
"Я мачо, я силен.
11:33
I can also do some Jackie Chan-motion,
263
678000
3000
Я могу также делать некоторые приемы
11:36
martial art movements."
264
681000
3000
боевых искусств Джеки Чана!"
11:39
(Laughter)
265
684000
2000
(Смех)
11:41
And it walks away. So, this is DARwIn IV.
266
686000
2000
И он уходит. Это DARwIn IV,
11:43
And again, you'll be able to see it in the lobby.
267
688000
2000
как я уже говорил, вы сможете увидеть его в фойе.
11:45
We truly believe this is going to be the very first running
268
690000
2000
Мы в самом деле верим, что это будет самый первый бегающий
11:47
humanoid robot in the United States. So, stay tuned.
269
692000
3000
робот-гуманоид в Соединенных Штатах. Так что следите за новостями.
11:50
All right. So I showed you some of our exciting robots at work.
270
695000
3000
Итак, я показал вам некоторых из наших существующих роботов в действии.
11:53
So, what is the secret of our success?
271
698000
3000
Так в чем же секрет нашего успеха?
11:56
Where do we come up with these ideas?
272
701000
2000
Откуда мы берем эти идеи?
11:58
How do we develop these kinds of ideas?
273
703000
2000
Как мы разрабатываем такие идеи?
12:00
We have a fully autonomous vehicle
274
705000
2000
У нас есть полностью автономное транспортное средство,
12:02
that can drive into urban environments. We won a half a million dollars
275
707000
2000
которое может ездить в городской среде. Мы выиграли полмиллиона долларов
12:04
in the DARPA Urban Challenge.
276
709000
2000
в Городском Турнире DARPA.
12:06
We also have the world's very first
277
711000
2000
У нас также есть самое первое в мире
12:08
vehicle that can be driven by the blind.
278
713000
2000
транспортное средство, которое может управляться слепыми.
12:10
We call it the Blind Driver Challenge, very exciting.
279
715000
2000
Мы называем его вызовом слепому водителю, и это очень захватывающе,
12:12
And many, many other robotics projects I want to talk about.
280
717000
4000
как и большое количество других робототехнических проектов, о которых я хотел бы рассказать.
12:16
These are just the awards that we won in 2007 fall
281
721000
2000
Эти только те награды которые мы завоевали в 2007 году
12:18
from robotics competitions and those kinds of things.
282
723000
3000
на соревнованиях роботов и прочих подобных мероприятиях.
12:21
So, really, we have five secrets.
283
726000
2000
Так вот, на самом деле, у нас есть пять секретов.
12:23
First is: Where do we get inspiration?
284
728000
2000
Первый - это откуда мы берем вдохновение,
12:25
Where do we get this spark of imagination?
285
730000
2000
где мы получаем эту искру воображения?
12:27
This is a true story, my personal story.
286
732000
3000
Это реальная история, моя личная история.
12:30
At night when I go to bed, 3 - 4 a.m. in the morning,
287
735000
2000
Ночью, когда я иду спать, в 3 или 4 часа утра,
12:32
I lie down, close my eyes, and I see these lines and circles
288
737000
3000
я ложусь, закрываю глаза и вижу все эти линии и круги
12:35
and different shapes floating around.
289
740000
2000
и разные фигуры, парящие вокруг,
12:37
And they assemble, and they form these kinds of mechanisms.
290
742000
3000
и они комбинируются, и они формируют такие типы механизмов.
12:40
And then I think, "Ah this is cool."
291
745000
2000
И тогда я думаю: "О, это круто!"
12:42
So, right next to my bed I keep a notebook,
292
747000
2000
Рядом с кроватью я оставляю тетрадь,
12:44
a journal, with a special pen that has a light on it, LED light,
293
749000
3000
журнал со специальной ручкой с фонариком, светодиодом,
12:47
because I don't want to turn on the light and wake up my wife.
294
752000
2000
ведь я не хочу включать свет и будить мою жену.
12:49
So, I see this, scribble everything down, draw things,
295
754000
2000
И вот, когда я вижу те фигуры, то быстро все записываю, зарисовываю,
12:51
and I go to bed.
296
756000
2000
и уже тогда иду спать.
12:53
Every day in the morning,
297
758000
2000
Каждый день с утра
12:55
the first thing I do before my first cup of coffee,
298
760000
2000
первое, что я делаю перед моей первой чашкой кофе,
12:57
before I brush my teeth, I open my notebook.
299
762000
2000
перед тем, как я чищу зубы - я открываю свою тетрадь.
12:59
Many times it's empty,
300
764000
2000
Часто она пуста,
13:01
sometimes I have something there -- if something's there, sometimes it's junk --
301
766000
2000
иногда там что-то есть, иногда это мусор,
13:03
but most of the time I can't even read my handwriting.
302
768000
3000
а в большинстве случаев я даже не могу прочитать свой почерк.
13:06
And so, 4 am in the morning, what do you expect, right?
303
771000
3000
А чего вы ожидали в 4 часа утра?
13:09
So, I need to decipher what I wrote.
304
774000
2000
Мне приходится просто расшифровывать, что я написал.
13:11
But sometimes I see this ingenious idea in there,
305
776000
3000
Но иногда я вижу там оригинальную идею,
13:14
and I have this eureka moment.
306
779000
2000
и меня озаряет.
13:16
I directly run to my home office, sit at my computer,
307
781000
2000
Я бегу прямо в мой домашний кабинет, сажусь за компьютер,
13:18
I type in the ideas, I sketch things out
308
783000
2000
я записываю идеи, делаю наброски
13:20
and I keep a database of ideas.
309
785000
3000
и сохраняю в свою базу данных идей.
13:23
So, when we have these calls for proposals,
310
788000
2000
И, когда у нас возникает нужда в предложениях,
13:25
I try to find a match between my
311
790000
2000
я пытаюсь найти связь между моими
13:27
potential ideas
312
792000
2000
потенциальными идеями
13:29
and the problem. If there is a match we write a research proposal,
313
794000
2000
и проблемой. Если такая связь есть, мы пишем план исследования,
13:31
get the research funding in, and that's how we start our research programs.
314
796000
4000
получаем спонсирование для исследования. Вот, как мы начинаем наши исследовательские программы.
13:35
But just a spark of imagination is not good enough.
315
800000
3000
Но только искры воображения недостаточно.
13:38
How do we develop these kinds of ideas?
316
803000
2000
Как же мы разрабатываем такие идеи?
13:40
At our lab RoMeLa, the Robotics and Mechanisms Laboratory,
317
805000
3000
В нашей лаборатории RoMeLa, Лаборатории Робототехнических Механизмов,
13:43
we have these fantastic brainstorming sessions.
318
808000
3000
у нас проходят фантастические сессии мозгового штурма.
13:46
So, we gather around, we discuss about problems
319
811000
2000
Мы собираемся вместе и обсуждаем проблемы
13:48
and social problems and talk about it.
320
813000
2000
и социальные проблемы и говорим о них.
13:50
But before we start we set this golden rule.
321
815000
3000
Но, перед тем как начать, мы устанавливаем золотое правило.
13:53
The rule is:
322
818000
2000
Вот оно:
13:55
Nobody criticizes anybody's ideas.
323
820000
3000
Никто не критикует ничьи идеи.
13:58
Nobody criticizes any opinion.
324
823000
2000
Никто не критикует ничьи мнения.
14:00
This is important, because many times students, they fear
325
825000
2000
Это важно, потому что очень часто студенты, они боятся
14:02
or they feel uncomfortable how others might think
326
827000
3000
или чувствуют неуютно из-за того, что другие могут подумать
14:05
about their opinions and thoughts.
327
830000
2000
об их мнениях или мыслях.
14:07
So, once you do this, it is amazing
328
832000
2000
И как только вводится это правило, поразительно,
14:09
how the students open up.
329
834000
2000
как раскрываются студенты.
14:11
They have these wacky, cool, crazy, brilliant ideas, and
330
836000
3000
Мы получаем эксцентричные, крутые, сумасшедшие, гениальные идеи,
14:14
the whole room is just electrified with creative energy.
331
839000
3000
вся комната просто наэлектризована творческой энергией!
14:17
And this is how we develop our ideas.
332
842000
3000
Вот так мы разрабатываем наши идеи.
14:20
Well, we're running out of time. One more thing I want to talk about is,
333
845000
3000
Итак, у нас кончается время, и еще одна вещь, о которой я хотел бы поговорить, это то,
14:23
you know, just a spark of idea and development is not good enough.
334
848000
4000
что, как вы знаете, только идеи и ее разработки все-таки недостаточно.
14:27
There was a great TED moment,
335
852000
2000
Был очень хороший разговор в TED,
14:29
I think it was Sir Ken Robinson, was it?
336
854000
3000
мне кажется, это был сэр Кен Робинсон,
14:32
He gave a talk about how education
337
857000
2000
он вел разговор о том, как обучение
14:34
and school kills creativity.
338
859000
2000
и школа убивают творчество.
14:36
Well, actually, there are two sides to the story.
339
861000
3000
Так вот, на самом деле, у этой темы есть две стороны.
14:39
So, there is only so much one can do
340
864000
3000
Есть предел тому, как много один человек может сделать
14:42
with just ingenious ideas
341
867000
2000
с всего лишь оригинальными идеями
14:44
and creativity and good engineering intuition.
342
869000
3000
и креативностью и хорошой инженерной интуицией.
14:47
If you want to go beyond a tinkering,
343
872000
2000
Если вы хотите выйти за пределы дилетанства
14:49
if you want to go beyond a hobby of robotics
344
874000
2000
и занятий робототехникой лишь как увлечением
14:51
and really tackle the grand challenges of robotics
345
876000
3000
и дать бой действительно великим загадкам робототехники
14:54
through rigorous research
346
879000
2000
посредством скурпулезных исследований,
14:56
we need more than that. This is where school comes in.
347
881000
3000
нам нужно нечто большее. И здесь подключается школа.
14:59
Batman, fighting against bad guys,
348
884000
3000
Бэтмен, сражающийся против плохих парней,
15:02
he has his utility belt, he has his grappling hook,
349
887000
2000
у него есть супер-пояс, у него есть его цепкая веревка с крюком,
15:04
he has all different kinds of gadgets.
350
889000
2000
есть другие всевозможные гаджеты.
15:06
For us roboticists, engineers and scientists,
351
891000
2000
Для нас, роботехников, инженеров и ученых,
15:08
these tools, these are the courses and classes you take in class.
352
893000
5000
такие вещи и есть курсы обучения, которые получаются в классе.
15:13
Math, differential equations.
353
898000
2000
Математика, дифференциальные уравнения,
15:15
I have linear algebra, science, physics,
354
900000
2000
Я использую линейную алгебру, науку, физику,
15:17
even nowadays, chemistry and biology, as you've seen.
355
902000
3000
даже в сегодняшние дни - химию и биологию, как вы уже видели.
15:20
These are all the tools that we need.
356
905000
2000
Это - все те вещи, что нам нужны.
15:22
So, the more tools you have, for Batman,
357
907000
2000
Чем больше таких инструментов есть, тем Бэтмен
15:24
more effective at fighting the bad guys,
358
909000
2000
эффективней сражается с плохими парнями,
15:26
for us, more tools to attack these kinds of big problems.
359
911000
4000
и тем легче нам бросать вызов серьезным проблемам.
15:30
So, education is very important.
360
915000
3000
Так что образование очень важно.
15:33
Also, it's not about that,
361
918000
2000
И главное даже не в этом,
15:35
only about that. You also have to work really, really hard.
362
920000
2000
а в том, что вам также нужно очень много работать.
15:37
So, I always tell my students,
363
922000
2000
Я всегда говорю своим студентам:
15:39
"Work smart, then work hard."
364
924000
2000
"Сначала работайте с умом, а затем работайте упорно."
15:41
This picture in the back this is 3 a.m. in the morning.
365
926000
3000
Это изображение позади, это три часа утра.
15:44
I guarantee if you come to your lab at 3 - 4 am
366
929000
2000
Я гарантирую, если вы придете в лабораторию в 3, 4 часа утра,
15:46
we have students working there,
367
931000
2000
там будут наши работающие студенты,
15:48
not because I tell them to, but because we are having too much fun.
368
933000
3000
и работающие не потому, что я им сказал, а потому что работают в свое удовольствие.
15:51
Which leads to the last topic:
369
936000
2000
Что ведет к следующей теме.
15:53
Do not forget to have fun.
370
938000
2000
Не забывайте об удовольствии!
15:55
That's really the secret of our success, we're having too much fun.
371
940000
3000
Это действительно секрет нашего успеха - мы получаем много удовольствия.
15:58
I truly believe that highest productivity comes when you're having fun,
372
943000
3000
Я в самом деле верю, что самая высокая производительность появляется, когда тебе хорошо.
16:01
and that's what we're doing.
373
946000
2000
И это и есть то, чем мы занимаемся.
16:03
There you go. Thank you so much.
374
948000
2000
Вот и все. Спасибо вам больше.
16:05
(Applause)
375
950000
5000
(Аплодисменты)
ABOUT THE SPEAKER
Dennis Hong - RoboticistDennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering.
Why you should listen
As director of a groundbreaking robotics lab, Dennis Hong guides his team of students through projects on robot locomotion and mechanism design, creating award-winning humanoid robots like DARwIn (Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence). His team is known as RoMeLa (Robotics & Mechanisms Laboratory) and operates at Virginia Tech.
Hong has also pioneered various innovations in soft-body robots, using a “whole-skin locomotion” as inspired by amoebae. Marrying robotics with biochemistry, he has been able to generate new types of motion with these ingenious forms. For his contributions to the field, Hong was selected as a NASA Summer Faculty Fellow in 2005, given the CAREER award by the National Science Foundation in 2007 and in 2009, named as one of Popular Science's Brilliant 10. He is also a gourmet chef and a magician, performing shows for charity and lecturing on the science of magic.
Dennis Hong | Speaker | TED.com