TEDxNASA
Dennis Hong: My seven species of robot -- and how we created them
Dennis Hong: Mojich sedem druhov robotov
Filmed:
Readability: 4.2
2,237,651 views
Na TEDxNASA predstavuje Dennis Hong sedem ocenených robotov, vhodných do všetkých terénov -- rovnako ako humanoidný DARwin hrajúci futbal a CLIMBeR lezúci po útesoch -- všetky postavil jeho tím v laboratóriu RoMeLa, vo Virginia Tech. Pozrite si až do konca, kde uvidíte päť tvorivých tajomstiev vedúcich k ich neuveriteľnému technickému úspechu.
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
Takže, prvý robot, o ktorom budem hovoriť sa volá STriDER.
00:18
It stands for Self-excited
1
3000
2000
Je to skratka z Samobudivý
00:20
Tripedal Dynamic Experimental Robot.
2
5000
2000
Trojnohý Dynamický Experimentálny Robot.
00:22
It's a robot that has three legs,
3
7000
2000
Je to robot, ktorý má tri nohy,
00:24
which is inspired by nature.
4
9000
3000
čo je inšpirované prírodou.
00:27
But have you seen anything in nature,
5
12000
2000
Ale videli ste už niečo v prírode,
00:29
an animal that has three legs?
6
14000
2000
napríklad zviera, ktoré má tri nohy?
00:31
Probably not. So, why do I call this
7
16000
2000
Pravdepodobne nie. Tak prečo hovorím,
00:33
a biologically inspired robot? How would it work?
8
18000
2000
že toto je biologicky inšpirovaný robot? Ako je to možné?
00:35
But before that, let's look at pop culture.
9
20000
3000
Najskôr sa ale pozrime na súčasnú kultúru.
00:38
So, you know H.G. Wells' "War of the Worlds," novel and movie.
10
23000
3000
Isto poznáte román a film "Vojna svetov" od H. G. Wells-a.
00:41
And what you see over here is a very popular
11
26000
2000
A tu vidíte veľmi populárnu
00:43
video game,
12
28000
2000
počítačovú hru.
00:45
and in this fiction they describe these alien creatures that
13
30000
3000
V beletrii opisujú tieto mimozemské tvory
00:48
are robots that have three legs that terrorize Earth.
14
33000
2000
ako roboty s troma nohami, ktoré terorizujú Zem.
00:50
But my robot, STriDER, does not move like this.
15
35000
4000
Ale môj robot, StriDER, sa nehýbe takto.
00:54
So, this is an actual dynamic simulation animation.
16
39000
3000
Toto je animácia skutočnej dynamickej simulácie.
00:57
I'm just going to show you how the robot works.
17
42000
2000
Ukážem vám, ako tento robot pracuje.
00:59
It flips its body 180 degrees
18
44000
3000
Pretočí svoje telo o 180 stupňov.
01:02
and it swings its leg between the two legs and catches the fall.
19
47000
3000
Prehodí svoju nohu pomedzi ostatné dve aby ustál pád.
01:05
So, that's how it walks. But when you look at us
20
50000
2000
Takže, takto chodí. Ale keď sa pozriete na nás,
01:07
human being, bipedal walking,
21
52000
2000
ľudské bytosti, chodiace po dvoch nohách,
01:09
what you're doing is you're not really using a muscle
22
54000
2000
nerobíte to, že by ste použili sval
01:11
to lift your leg and walk like a robot. Right?
23
56000
3000
na zdvihnutie nohy a kráčali ako robot, však?
01:14
What you're doing is you really swing your leg and catch the fall,
24
59000
3000
Vy vlastne vyhodíte nohu a ustojíte pád,
01:17
stand up again, swing your leg and catch the fall.
25
62000
3000
postavíte sa znova, znova prehodíte nohu a ustojíte pád.
01:20
You're using your built-in dynamics, the physics of your body,
26
65000
3000
Používate tak svoju vlastnú dynamiku, fyziku tela,
01:23
just like a pendulum.
27
68000
2000
tak ako kyvadlo.
01:25
We call that the concept of passive dynamic locomotion.
28
70000
4000
Nazývame to konceptom pasívne dynamického pohybu.
01:29
What you're doing is, when you stand up,
29
74000
2000
Čo robíte je, že keď sa postavíte,
01:31
potential energy to kinetic energy,
30
76000
2000
premieňate potenciálnu energiu na kinetickú,
01:33
potential energy to kinetic energy.
31
78000
2000
premieňate potenciálnu energiu na kinetickú.
01:35
It's a constantly falling process.
32
80000
2000
Je to proces neustáleho padania.
01:37
So, even though there is nothing in nature that looks like this,
33
82000
3000
Takže, aj keď v prírode neexistuje nič, čo vyzerá ako toto,
01:40
really, we were inspired by biology
34
85000
2000
naozaj sme sa inšpirovali biológiou
01:42
and applying the principles of walking
35
87000
2000
a použili sme princípy chôdze
01:44
to this robot. Thus it's a biologically inspired robot.
36
89000
3000
na tohto robota -- takže je to biologicky inšpirovaný robot.
01:47
What you see over here, this is what we want to do next.
37
92000
2000
Tu môžete vidieť, o toto sa snažíme ďalej.
01:49
We want to fold up the legs and shoot it up for long-range motion.
38
94000
4000
Chceme zohnúť všetky nohy a vymrštiť ich kvôli pohybu na diaľku.
01:53
And it deploys legs -- it looks almost like "Star Wars" --
39
98000
3000
Keď rozloží nohy, vyzerá to skoro ako Hviezdne vojny.
01:56
when it lands, it absorbs the shock and starts walking.
40
101000
3000
Keď pristane, pohltí náraz a začne kráčať.
01:59
What you see over here, this yellow thing, this is not a death ray. (Laughter)
41
104000
3000
To, čo vidíte tu -- tá žltá vec -- to nie sú lúče smrti.
02:02
This is just to show you that if you have cameras
42
107000
2000
To len ukazuje, že ak máte kamery
02:04
or different types of sensors --
43
109000
2000
alebo iný druh senzorov,
02:06
because it is tall, it's 1.8 meters tall --
44
111000
2000
pretože je to vysoké, je to vysoké 1,8 metra,
02:08
you can see over obstacles like bushes and those kinds of things.
45
113000
3000
môžete vidieť ponad prekážky ako krovie a podobné veci.
02:11
So we have two prototypes.
46
116000
2000
Máme dva prototypy.
02:13
The first version, in the back, that's STriDER I.
47
118000
3000
Prvá verzia, v pozadí, to je STriDER I.
02:16
The one in front, the smaller, is STriDER II.
48
121000
2000
Ten vpredu, ten menší, to je STriDER II.
02:18
The problem that we had with STriDER I is
49
123000
2000
Problém, ktorý sme mali so STriDER-om I je,
02:20
it was just too heavy in the body. We had so many motors,
50
125000
3000
že mal príliš ťažké telo. Mali sme veľa motorov,
02:23
you know, aligning the joints, and those kinds of things.
51
128000
2000
veď viete, na vyrovnávanie kĺbov a podobné veci.
02:25
So, we decided to synthesize a mechanical mechanism
52
130000
4000
Tak sme sa rozhodli skĺbiť pohyblivý mechanizmus,
02:29
so we could get rid of all the motors, and with a single motor
53
134000
3000
aby sme sa zbavili všetkých tých malých motorov, a aby sme dokázali
02:32
we can coordinate all the motions.
54
137000
2000
ovládať všetok pohyb jedným motorom.
02:34
It's a mechanical solution to a problem, instead of using mechatronics.
55
139000
3000
Je to mechanické riešenie problému, namiesto mechanicko-elektronického.
02:37
So, with this now the top body is light enough. So, it's walking in our lab;
56
142000
3000
Takže teraz je vrchné telo dostatočne ľahké, aby mohlo kráčať v laboratóriu.
02:40
this was the very first successful step.
57
145000
3000
Toto bol úplne prvý úspešný krok.
02:43
It's still not perfected -- its coffee falls down --
58
148000
2000
Stále nie je perfektný. Stále ešte padá,
02:45
so we still have a lot of work to do.
59
150000
3000
takže máme ešte stále veľa práce.
02:48
The second robot I want to talk about is called IMPASS.
60
153000
3000
Druhý robot, o ktorom chcem rozprávať sa volá IMPASS.
02:51
It stands for Intelligent Mobility Platform with Actuated Spoke System.
61
156000
4000
Je to skratka pre Inteligentnú Pohyblivú Plošinu so Systémom Pohyblivých Špíc.
02:55
So, it's a wheel-leg hybrid robot.
62
160000
3000
Je to robot kombinujúci kolesá a nohy.
02:58
So, think of a rimless wheel
63
163000
2000
Predstavte si koleso bez okraja --
03:00
or a spoke wheel,
64
165000
2000
len špice z kolesa.
03:02
but the spokes individually move in and out of the hub;
65
167000
3000
Ale tie špice sa samostatne hýbu dnu a von z hriadeľa.
03:05
so, it's a wheel-leg hybrid.
66
170000
2000
Takže je to kríženec kolesa a nohy.
03:07
We are literally re-inventing the wheel here.
67
172000
2000
Doslova znova vynaliezame koleso.
03:09
Let me demonstrate how it works.
68
174000
3000
Predvediem vám, ako to funguje.
03:12
So, in this video we're using an approach
69
177000
2000
Takže v tomto videu využívame metódu,
03:14
called the reactive approach.
70
179000
2000
ktorá reaguje na okolie.
03:16
Just simply using the tactile sensors on the feet,
71
181000
3000
Jednoducho používajúc dotykový senzor na nohe
03:19
it's trying to walk over a changing terrain,
72
184000
2000
sa robot snaží prekráčať meniaci sa terén,
03:21
a soft terrain where it pushes down and changes.
73
186000
3000
mäkký terén, ktorí sa mení tam, kde robot zatlačí.
03:24
And just by the tactile information,
74
189000
2000
A len pomocou dotykových informácií
03:26
it successfully crosses over these type of terrain.
75
191000
3000
sa mu úspešne podarí prejsť týmto typom terénu.
03:29
But, when it encounters a very extreme terrain,
76
194000
4000
Ale keď narazí na veľmi extrémny terén --
03:33
in this case, this obstacle is more than three times
77
198000
3000
v tomto prípade prekážku viac ako trikrát tak vysokú
03:36
the height of the robot,
78
201000
2000
ako je výška robota --
03:38
Then it switches to a deliberate mode,
79
203000
2000
potom sa prepne do premýšľajúceho stavu
03:40
where it uses a laser range finder,
80
205000
2000
a použije laserový merací systém
03:42
and camera systems, to identify the obstacle and the size,
81
207000
2000
a kamery, aby určil veľkosť a typ prekážky
03:44
and it plans, carefully plans the motion of the spokes
82
209000
3000
a naplánuje si, starostlivo si naplánuje pohyb špíc,
03:47
and coordinates it so that it can show this
83
212000
2000
a koordinuje ich, čím preukazuje
03:49
kind of very very impressive mobility.
84
214000
2000
tento veľmi pôsobivý typ pohyblivosti.
03:51
You probably haven't seen anything like this out there.
85
216000
2000
Pravdepodobne ste ešte nevideli nič podobné.
03:53
This is a very high mobility robot
86
218000
3000
Toto je robot s vysokou pohyblivosťou,
03:56
that we developed called IMPASS.
87
221000
3000
ktorého sme vyvinuli, nazývaný IMPASS.
03:59
Ah, isn't that cool?
88
224000
2000
No nie je to úžasné?
04:01
When you drive your car,
89
226000
3000
Keď šoférujete auto,
04:04
when you steer your car, you use a method
90
229000
2000
keď zabáčate, používate metódu
04:06
called Ackermann steering.
91
231000
2000
nazývanú Ackermanovo riadenie.
04:08
The front wheels rotate like this.
92
233000
2000
Predné kolesá sa otáčajú asi takto.
04:10
For most small wheeled robots,
93
235000
3000
Väčšina tých malých robotov používa
04:13
they use a method called differential steering
94
238000
2000
metódu nazývanú rozdielové riadenie,
04:15
where the left and right wheel turns the opposite direction.
95
240000
3000
kedy sa pravé a ľavé koleso točia opačnými smermi.
04:18
For IMPASS, we can do many, many different types of motion.
96
243000
3000
IMPASS sa však dokáže pohybovať rôznymi spôsobmi.
04:21
For example, in this case, even though the left and right wheel is connected
97
246000
3000
Napríklad v tomto prípade, aj napriek tomu, že pravé a ľavé kolesu sú spojené
04:24
with a single axle rotating at the same angle of velocity.
98
249000
2000
spoločnou osou a otáčajú sa rovnakou uhlovou rýchlosťou,
04:26
We just simply change the length of the spoke.
99
251000
3000
jednoducho zmeníme dĺžku špice.
04:29
It affects the diameter and then can turn to the left, turn to the right.
100
254000
2000
Ovplyvní to polomer a následne sa otáča doľava alebo doprava.
04:31
So, these are just some examples of the neat things
101
256000
2000
Tak a toto je len zopár zaujímavých vecí,
04:33
that we can do with IMPASS.
102
258000
3000
ktoré dokáže IMPASS robiť.
04:36
This robot is called CLIMBeR:
103
261000
2000
Tento robot sa volá CLIMBeR,
04:38
Cable-suspended Limbed Intelligent Matching Behavior Robot.
104
263000
3000
Káblový Robot s Končatinami Inteligentne Meniaci Správanie.
04:41
So, I've been talking to a lot of NASA JPL scientists --
105
266000
3000
Rozprával som sa s množstvom vedcov z Laboratória raketových pohonov
04:44
at JPL they are famous for the Mars rovers --
106
269000
2000
v NASA -- oni sú slávni kvôli Mars roverom.
04:46
and the scientists, geologists always tell me
107
271000
2000
A tí vedci, geológovia mi stále vravia,
04:48
that the real interesting science,
108
273000
3000
že najzaujímavejšia veda,
04:51
the science-rich sites, are always at the cliffs.
109
276000
3000
tie najzaujímavejšie miesta sú vždy v útesoch.
04:54
But the current rovers cannot get there.
110
279000
2000
Ale dnešné rovery sa tam nedokážu dostať.
04:56
So, inspired by that we wanted to build a robot
111
281000
2000
Takže inšpirovaní týmto sme chceli postaviť robota,
04:58
that can climb a structured cliff environment.
112
283000
3000
ktorý by dokázal vyliezť na členité útesy.
05:01
So, this is CLIMBeR.
113
286000
2000
Takže, toto je CLIMBeR.
05:03
So, what it does, it has three legs. It's probably difficult to see,
114
288000
2000
Tak, tento robot má tri nohy. Pravdepodobne to ťažko vidno,
05:05
but it has a winch and a cable at the top --
115
290000
3000
ale na vrchu má navijak a lano.
05:08
and it tries to figure out the best place to put its foot.
116
293000
2000
A snaží sa objaviť najlepšie miesto, kam položiť nohu.
05:10
And then once it figures that out
117
295000
2000
A potom, keď na to príde,
05:12
in real time, it calculates the force distribution:
118
297000
3000
v reálnom čase prepočíta rozloženie síl --
05:15
how much force it needs to exert to the surface
119
300000
3000
koľko sily potrebuje na prichytenie k povrchu tak,
05:18
so it doesn't tip and doesn't slip.
120
303000
2000
aby sa nepotkol a nezošmykol.
05:20
Once it stabilizes that, it lifts a foot,
121
305000
2000
Keď sa mu podarí stabilizovať posunutú nohu
05:22
and then with the winch it can climb up these kinds of thing.
122
307000
4000
potom s použitím navijaka dokáže preliezť takéto veci.
05:26
Also for search and rescue applications as well.
123
311000
2000
Je použiteľný aj na pátracie a záchranárske akcie.
05:28
Five years ago I actually worked at NASA JPL
124
313000
2000
Pred piatimi rokmi som pracoval v Laboratóriu raketových pohonov v NASA
05:30
during the summer as a faculty fellow.
125
315000
2000
počas leta ako fakultný výskumník.
05:32
And they already had a six legged robot called LEMUR.
126
317000
4000
Oni už vtedy mali šesť-nohého robota nazývaného LEMUR.
05:36
So, this is actually based on that. This robot is called MARS:
127
321000
3000
Takže tento je ním inšpirovaný. Tento robot sa volá MARS
05:39
Multi-Appendage Robotic System. So, it's a hexapod robot.
128
324000
3000
Robotický Systém s Množstvom Končatín. Je to šesť-nohý robot.
05:42
We developed our adaptive gait planner.
129
327000
2000
Vyvinuli sme prispôsobivý plánovač chôdze.
05:44
We actually have a very interesting payload on there.
130
329000
2000
Máme na ňom veľmi zaujímavý náklad.
05:46
The students like to have fun. And here you can see that it's
131
331000
2000
Študenti sa radi zabávajú. A tu ho môžete vidieť
05:48
walking over unstructured terrain.
132
333000
3000
chodiť cez neupravený terén.
05:51
It's trying to walk on the coarse terrain,
133
336000
2000
Snaží sa kráčať po hrboľatom teréne,
05:53
sandy area,
134
338000
2000
po piesočných oblastiach,
05:55
but depending on the moisture content or the grain size of the sand
135
340000
5000
ale to, či a koľko sa mu noha preborí závisí na momentálnej
06:00
the foot's soil sinkage model changes.
136
345000
2000
vlhkosti okolia a na veľkosti zŕn piesku.
06:02
So, it tries to adapt its gait to successfully cross over these kind of things.
137
347000
4000
Takže sa snaží prispôsobiť chôdzu aby úspešne prešiel cez tieto oblasti.
06:06
And also, it does some fun stuff, as can imagine.
138
351000
2000
A dokáže aj zopár zábavných vecí, to si viete predstaviť.
06:08
We get so many visitors visiting our lab.
139
353000
3000
Do laboratória nám chodí veľa návštevníkov.
06:11
So, when the visitors come, MARS walks up to the computer,
140
356000
2000
Keď návštevníci vojdú, MARS prikráča k počítaču
06:13
starts typing "Hello, my name is MARS."
141
358000
2000
a začne písať "Ahoj, volám sa MARS."
06:15
Welcome to RoMeLa,
142
360000
2000
Vitajte v laboratóriu RoMeLa,
06:17
the Robotics Mechanisms Laboratory at Virginia Tech.
143
362000
4000
Laboratóriu Robotických Mechanizmov vo Virginia Tech.
06:21
This robot is an amoeba robot.
144
366000
2000
Toto je meňavkovitý robot.
06:23
Now, we don't have enough time to go into technical details,
145
368000
3000
Nemáme síce čas ísť do technických podrobností,
06:26
I'll just show you some of the experiments.
146
371000
2000
ale ukážem vám zopár experimentov.
06:28
So, this is some of the early feasibility experiments.
147
373000
2000
Toto je jeden z prvých praktických experimentov.
06:30
We store potential energy to the elastic skin to make it move.
148
375000
4000
Uskladňujeme potenciálnu energiu v elastickej koži, aby sa mohol hýbať.
06:34
Or use an active tension cords to make it move
149
379000
2000
Alebo používame naťahovacie pružiny na pohyb
06:36
forward and backward. It's called ChIMERA.
150
381000
3000
dopredu a dozadu. Nazýva sa ChIMERA.
06:39
We also have been working with some scientists
151
384000
2000
Pracovali sme aj s vedcami a inžiniermi
06:41
and engineers from UPenn
152
386000
2000
z University of Pensylvania
06:43
to come up with a chemically actuated version
153
388000
2000
a prišli sme s chemicky poháňanou verziou
06:45
of this amoeba robot.
154
390000
2000
tohto meňavkovitého robota.
06:47
We do something to something
155
392000
2000
Niečo tomu spravíme
06:49
And just like magic, it moves. The blob.
156
394000
6000
a skoro zázračne sa to pohne. Ako vo filme Sliz.
06:55
This robot is a very recent project. It's called RAPHaEL.
157
400000
2000
Tento robot je veľmi nedávny projekt. Volá sa RAPHaEL.
06:57
Robotic Air Powered Hand with Elastic Ligaments.
158
402000
3000
Robotická Ruka Poháňaná Vzduchom s Elastickými Väzmi.
07:00
There are a lot of really neat, very good robotic hands out there in the market.
159
405000
4000
Na trhu je veľa naozaj presných, veľmi dobrých robotických rúk.
07:04
The problem is they're just too expensive, tens of thousands of dollars.
160
409000
4000
Problém je, že sú príliš drahé -- desiatky tisícov dolárov.
07:08
So, for prosthesis applications it's probably not too practical,
161
413000
2000
Takže nie sú veľmi praktické na využite ako protézy,
07:10
because it's not affordable.
162
415000
2000
alebo nie sú za prijateľnú cenu.
07:12
We wanted to go tackle this problem in a very different direction.
163
417000
4000
Chceli sme sa do tohto problému pustiť z iného pohľadu.
07:16
Instead of using electrical motors, electromechanical actuators,
164
421000
3000
Namiesto elektrických motorov a elektromechanických ovládačov
07:19
we're using compressed air.
165
424000
2000
používame stlačený vzduch.
07:21
We developed these novel actuators for joints.
166
426000
2000
Vyvinuli sme tieto nové ovládače kĺbov.
07:23
It is compliant. You can actually change the force,
167
428000
3000
Je to výborné. Dokážete jednoducho zmeniť silu
07:26
simply just changing the air pressure.
168
431000
2000
len tým, že zmeníte tlak vzduchu.
07:28
And it can actually crush an empty soda can.
169
433000
2000
A dokáže to rozpučiť prázdnu plechovku.
07:30
It can pick up very delicate objects like a raw egg,
170
435000
3000
Dokáže zdvihnúť veľmi krehké objekty, napríklad surové vajce
07:33
or in this case, a lightbulb.
171
438000
3000
alebo v tomto prípade žiarovku.
07:36
The best part, it took only $200 dollars to make the first prototype.
172
441000
4000
A to najlepšie -- stálo iba 200$ vyrobiť prvý prototyp.
07:40
This robot is actually a family of snake robots
173
445000
3000
Tento robot je vlastne rodinou hadích robotov,
07:43
that we call HyDRAS,
174
448000
2000
ktoré voláme HyDRAS,
07:45
Hyper Degrees-of-freedom Robotic Articulated Serpentine.
175
450000
2000
Roboticky Artikulovaná Serpentína s Hyper-veľkým Stupňom voľnosti.
07:47
This is a robot that can climb structures.
176
452000
3000
Je to robot, ktorý dokáže liezť na konštrukcie.
07:50
This is a HyDRAS's arm.
177
455000
2000
Toto je ruka HyDRASu --
07:52
It's a 12 degrees of freedom robotic arm.
178
457000
2000
robotická ruka s 12 stupňami voľnosti.
07:54
But the cool part is the user interface.
179
459000
2000
Ale najúžasnejšou časťou je užívateľské rozhranie.
07:56
The cable over there, that's an optical fiber.
180
461000
3000
Ten kábel tam, to je optické vlákno.
07:59
And this student, probably the first time using it,
181
464000
2000
A študentka, pravdepodobne to používajúca prvýkrát,
08:01
but she can articulate it many different ways.
182
466000
2000
to dokáže pohybovať rôznymi spôsobmi.
08:03
So, for example in Iraq, you know, the war zone,
183
468000
3000
Tak napríklad v Iraku, vo vojnovej zóne,
08:06
there is roadside bombs. Currently you send these
184
471000
2000
sú cestné bomby. Teraz sa vyšlú
08:08
remotely controlled vehicles that are armed.
185
473000
3000
diaľkovo ovládané vozidlá s rukami.
08:11
It takes really a lot of time and it's expensive
186
476000
2000
Je naozaj časovo aj finančne náročné
08:13
to train the operator to operate this complex arm.
187
478000
4000
vytrénovať operátorov ovládať túto komplikovanú ruku.
08:17
In this case it's very intuitive;
188
482000
2000
V tomto prípade je to veľmi intuitívne.
08:19
this student, probably his first time using it, doing very complex manipulation tasks,
189
484000
4000
Tento študent robí, pravdepodobne na prvýkrát, veľmi zložitú manipuláciu --
08:23
picking up objects and doing manipulation,
190
488000
2000
dvíha a hýbe s objektmi --
08:25
just like that. Very intuitive.
191
490000
3000
len tak, úplne intuitívne.
08:30
Now, this robot is currently our star robot.
192
495000
2000
Tak, toto je momentálne náš najslávnejší robot.
08:32
We actually have a fan club for the robot, DARwIn:
193
497000
3000
Máme pre neho aj fan-klub -- robot DARwIn,
08:35
Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence.
194
500000
3000
Dynamický Antropomorfný Robot s Inteligenciou.
08:38
As you know, we are very interested in
195
503000
2000
Ako už viete, veľmi nás zaujímajú
08:40
humanoid robot, human walking,
196
505000
2000
humanoidné roboty, ľudské kráčanie,
08:42
so we decided to build a small humanoid robot.
197
507000
2000
a tak sme sa rozhodli postaviť malého humanoidného robota.
08:44
This was in 2004; at that time,
198
509000
2000
Toto bolo v roku 2004, v tom čase
08:46
this was something really, really revolutionary.
199
511000
2000
to bolo niečo naozaj prelomové.
08:48
This was more of a feasibility study:
200
513000
2000
Bolo to skôr niečo ako štúdia uskutočniteľnosti --
08:50
What kind of motors should we use?
201
515000
2000
aké motory treba použiť?
08:52
Is it even possible? What kinds of controls should we do?
202
517000
2000
Je to vôbec možné? Ako ho budeme ovládať?
08:54
So, this does not have any sensors.
203
519000
2000
Tento robot nemá žiadne senzory.
08:56
So, it's an open loop control.
204
521000
2000
Je to robot s riadením bez spätnej väzby.
08:58
For those who probably know, if you don't have any sensors
205
523000
2000
Niektorí asi viete, že ak robot nemá žiadne senzory
09:00
and there are any disturbances, you know what happens.
206
525000
2000
a nastanú nejaké rozruchy z okolia, viete, čo sa stane.
09:05
(Laughter)
207
530000
1000
(Smiech)
09:06
So, based on that success, the following year
208
531000
2000
Takže na základe tohto úspechu sme o rok
09:08
we did the proper mechanical design
209
533000
3000
urobili náležitý mechanický dizajn,
09:11
starting from kinematics.
210
536000
2000
začínajúc kinematikou.
09:13
And thus, DARwIn I was born in 2005.
211
538000
2000
A tak sa v roku 2005 zrodil DARwIn I.
09:15
It stands up, it walks -- very impressive.
212
540000
2000
Vie sa postaviť, kráčať. Veľmi pôsobivé.
09:17
However, still, as you can see,
213
542000
2000
Avšak stále, ako môžete vidieť,
09:19
it has a cord, umbilical cord. So, we're still using an external power source
214
544000
4000
má prívodný, pupočný kábel. Takže stále používame externý zdroj energie,
09:23
and external computation.
215
548000
2000
a externú výpočtovú silu.
09:25
So, in 2006, now it's really time to have fun.
216
550000
4000
A tak, v roku 2006, prišiel čas naozaj sa baviť.
09:29
Let's give it intelligence. We give it all the computing power it needs:
217
554000
3000
Dajme mu inteligenciu. Dáme mu všetku výpočtovú silu, ktorú potrebuje,
09:32
a 1.5 gigahertz Pentium M chip,
218
557000
2000
1,5 gigaherzový čip Pentium M,
09:34
two FireWire cameras, rate gyros, accelerometers,
219
559000
2000
dve kamery, osem gyroskopov, akcelerometer,
09:36
four force sensors on the foot, lithium polymer batteries.
220
561000
3000
štyri otočné senzory na nohu, lítiové články.
09:39
And now DARwIn II is completely autonomous.
221
564000
4000
A teraz je DARwIn II úplne samostatný.
09:43
It is not remote controlled.
222
568000
2000
Nie je ovládaný na diaľku.
09:45
There are no tethers. It looks around, searches for the ball,
223
570000
3000
Nie je priviazaný. Rozhliadne sa navôkol, hľadá loptu,
09:48
looks around, searches for the ball, and it tries to play a game of soccer,
224
573000
3000
rozhliadne sa navôkol, hľadá loptu a snaží sa hrať futbal,
09:51
autonomously: artificial intelligence.
225
576000
3000
samostatne, umelá inteligencia.
09:54
Let's see how it does. This was our very first trial,
226
579000
3000
Pozrime sa, ako sa mu darí. Toto bola naša úplne prvá skúška
09:57
and... Spectators (Video): Goal!
227
582000
5000
a... Video: Gól!
10:03
Dennis Hong: So, there is actually a competition called RoboCup.
228
588000
3000
Existuje vlastne súťaž s názvom RoboCup.
10:06
I don't know how many of you have heard about RoboCup.
229
591000
2000
Neviem, koľkí ste počuli o RoboCup-e.
10:08
It's an international autonomous robot soccer competition.
230
593000
5000
Je to medzinárodná súťaž samostatných robotov vo futbale.
10:13
And the goal of RoboCup, the actual goal is,
231
598000
3000
A cieľom RoboCup-u je, tým naozajstným cieľom,
10:16
by the year 2050
232
601000
2000
aby v roku 2050, keď budeme
10:18
we want to have full size, autonomous humanoid robots
233
603000
3000
mať samostatných humanoidných robotov plnej veľkosti,
10:21
play soccer against the human World Cup champions
234
606000
4000
aby hrali futbal proti ľuďom, ktorí vyhrali Majstrovstvá sveta,
10:25
and win.
235
610000
2000
a aby vyhrali.
10:27
It's a true actual goal. It's a very ambitious goal,
236
612000
2000
Je to skutočný cieľ. Je to veľmi ambiciózny cieľ,
10:29
but we truly believe that we can do it.
237
614000
2000
ale naozaj veríme, že to dokážeme.
10:31
So, this is last year in China.
238
616000
3000
Takže toto je minulý rok v Číne.
10:34
We were the very first team in the United States that qualified
239
619000
2000
Boli sme úplne prvý tím z USA, ktorý sa zúčastnil
10:36
in the humanoid RoboCup competition.
240
621000
2000
súťaže humanoidných robotov.
10:38
This is this year in Austria.
241
623000
3000
Toto je z tohto roku, z Rakúska.
10:41
You're going to see the action, three against three,
242
626000
2000
Uvidíte, ako to išlo, traja proti trom,
10:43
completely autonomous.
243
628000
2000
úplne samostatní.
10:45
There you go. Yes!
244
630000
2000
Tak vidíte. Áno!
10:48
The robots track and they
245
633000
2000
Roboti sledujú a hrajú,
10:50
team play amongst themselves.
246
635000
3000
tímy hrajú proti sebe.
10:53
It's very impressive. It's really a research event
247
638000
2000
Je to veľmi pôsobivé. Je to vlastne výskumné akcia,
10:55
packaged in a more exciting competition event.
248
640000
4000
zabalená do vzrušujúcej súťažnej akcie.
10:59
What you see over here, this is the beautiful
249
644000
2000
A to, čo vidíte tu, je tá prekrásna
11:01
Louis Vuitton Cup trophy.
250
646000
2000
trofej "Louis Vuitton Cup".
11:03
So, this is for the best humanoid,
251
648000
2000
Tak, toto je pre najlepšieho humanoida
11:05
and we would like to bring this for the very first time, to the United States
252
650000
2000
a my by sme to chceli po prvý krát doniesť do USA,
11:07
next year, so wish us luck.
253
652000
2000
na budúci rok, tak nám držte palce.
11:09
(Applause)
254
654000
2000
Ďakujem.
11:11
Thank you.
255
656000
3000
(Potlesk)
11:14
DARwIn also has a lot of other talents.
256
659000
2000
DARwIn má nadanie aj na mnoho iných vecí.
11:16
Last year it actually conducted the Roanoke Symphony Orchestra
257
661000
3000
Minulý rok dokonca dirigoval Symfonický Orchester Roanoke
11:19
for the holiday concert.
258
664000
3000
na sviatočnom koncerte.
11:22
This is the next generation robot, DARwIn IV,
259
667000
3000
Toto je robot ďalšej generácie, DARwIn IV,
11:25
but smarter, faster, stronger.
260
670000
3000
je múdrejší, rýchlejší, silnejší.
11:28
And it's trying to show off its ability:
261
673000
2000
A snaží sa dať svoje schopnosti najavo.
11:30
"I'm macho, I'm strong.
262
675000
3000
"Som chlap, som silný."
11:33
I can also do some Jackie Chan-motion,
263
678000
3000
Dokážem urobiť aj pohyby ako Jackie Chan,
11:36
martial art movements."
264
681000
3000
manévre bojových umení.
11:39
(Laughter)
265
684000
2000
(Smiech)
11:41
And it walks away. So, this is DARwIn IV.
266
686000
2000
A teraz odchádza. Tak, toto je DARwIn IV,
11:43
And again, you'll be able to see it in the lobby.
267
688000
2000
a taktiež ho uvidíte vo vestibule.
11:45
We truly believe this is going to be the very first running
268
690000
2000
Naozaj veríme, že toto bude úplne prvý bežiaci
11:47
humanoid robot in the United States. So, stay tuned.
269
692000
3000
humanoidný robot v USA. Takže nás sledujte aj ďalej.
11:50
All right. So I showed you some of our exciting robots at work.
270
695000
3000
Takže som vám ukázal niekoľko našich úžasných robotov.
11:53
So, what is the secret of our success?
271
698000
3000
Aké je teda tajomstvo úspechu?
11:56
Where do we come up with these ideas?
272
701000
2000
Kde chodíme na všetky tieto nápady?
11:58
How do we develop these kinds of ideas?
273
703000
2000
Ako rozvíjame tento druh nápadov?
12:00
We have a fully autonomous vehicle
274
705000
2000
Máme úplne autonómne vozidlo,
12:02
that can drive into urban environments. We won a half a million dollars
275
707000
2000
ktoré dokáže ísť mestským prostredím. Vyhrali sme pol milióna dolárov
12:04
in the DARPA Urban Challenge.
276
709000
2000
v súťaži DARPA (Agentúra pre výskum pokročilých obranných projektov).
12:06
We also have the world's very first
277
711000
2000
Tak isto máme prvé vozidlo na svete,
12:08
vehicle that can be driven by the blind.
278
713000
2000
ktoré dokáže riadiť slepec.
12:10
We call it the Blind Driver Challenge, very exciting.
279
715000
2000
Voláme to súťaž slepých vodičov, veľmi vzrušujúce,
12:12
And many, many other robotics projects I want to talk about.
280
717000
4000
a mnoho, mnoho ďalších projektov, o ktorých chcem hovoriť.
12:16
These are just the awards that we won in 2007 fall
281
721000
2000
Toto sú len ceny, ktoré sme vyhrali na jeseň 2007
12:18
from robotics competitions and those kinds of things.
282
723000
3000
za rôzne robotické súťaže a podobné veci.
12:21
So, really, we have five secrets.
283
726000
2000
V skutočnosti máme 5 tajomstiev.
12:23
First is: Where do we get inspiration?
284
728000
2000
Prvým je inšpirácia --
12:25
Where do we get this spark of imagination?
285
730000
2000
kde získame tú iskru inšpirácie?
12:27
This is a true story, my personal story.
286
732000
3000
Toto je pravdivý príbeh, môj osobný príbeh.
12:30
At night when I go to bed, 3 - 4 a.m. in the morning,
287
735000
2000
V noci, keď idem do postele, okolo 3 - 4 ráno,
12:32
I lie down, close my eyes, and I see these lines and circles
288
737000
3000
keď si ľahnem, zatvorím oči, tak vidím čiary a kruhy
12:35
and different shapes floating around.
289
740000
2000
a rôzne tvary poletovať okolo.
12:37
And they assemble, and they form these kinds of mechanisms.
290
742000
3000
Tieto tvary sa poskladajú a sformujú akýsi mechanizmus.
12:40
And then I think, "Ah this is cool."
291
745000
2000
A potom si pomyslím: "Ah, toto je super."
12:42
So, right next to my bed I keep a notebook,
292
747000
2000
Takže hneď vedľa postele mávam zápisník,
12:44
a journal, with a special pen that has a light on it, LED light,
293
749000
3000
denník, so špeciálnym perom so svetielkom, LED diódou,
12:47
because I don't want to turn on the light and wake up my wife.
294
752000
2000
pretože nechcem zapnúť svetlo a zobudiť manželku.
12:49
So, I see this, scribble everything down, draw things,
295
754000
2000
Takže všetko, čo vidím, si rýchlo poznamenám, nakreslím
12:51
and I go to bed.
296
756000
2000
a idem spať.
12:53
Every day in the morning,
297
758000
2000
Každý deň ráno,
12:55
the first thing I do before my first cup of coffee,
298
760000
2000
prvá vec, ktorú urobím pred prvou šálkou kávy,
12:57
before I brush my teeth, I open my notebook.
299
762000
2000
pred tým, ako si umyjem zuby, si otvorím zápisník.
12:59
Many times it's empty,
300
764000
2000
Často je prázdny,
13:01
sometimes I have something there -- if something's there, sometimes it's junk --
301
766000
2000
občas tam niečo je, občas je to na nič,
13:03
but most of the time I can't even read my handwriting.
302
768000
3000
ale zvyčajne ani nedokážem prečítať svoj rukopis.
13:06
And so, 4 am in the morning, what do you expect, right?
303
771000
3000
Však, veď boli 4 hodiny ráno, čo čakáte?
13:09
So, I need to decipher what I wrote.
304
774000
2000
Takže musím dešifrovať, čo som napísal.
13:11
But sometimes I see this ingenious idea in there,
305
776000
3000
Ale niekedy tam vidím ten geniálny nápad
13:14
and I have this eureka moment.
306
779000
2000
a prežívam chvíľu "Heuréka!"
13:16
I directly run to my home office, sit at my computer,
307
781000
2000
Okamžite bežím do svojej domácej kancelárie, sadám za počítač,
13:18
I type in the ideas, I sketch things out
308
783000
2000
zapisujem nápady, kreslím veci,
13:20
and I keep a database of ideas.
309
785000
3000
a vediem si databázu nápadov.
13:23
So, when we have these calls for proposals,
310
788000
2000
Takže, keď nám telefonujú s ponukami,
13:25
I try to find a match between my
311
790000
2000
snažím sa nájsť zhodu medzi
13:27
potential ideas
312
792000
2000
potenciálnymi nápadmi
13:29
and the problem. If there is a match we write a research proposal,
313
794000
2000
a problémom a ak nájdem zhodu, napíšeme návrh na výskum,
13:31
get the research funding in, and that's how we start our research programs.
314
796000
4000
získame financie a tak rozbehneme výskumný program.
13:35
But just a spark of imagination is not good enough.
315
800000
3000
Ale len iskra inšpirácie nestačí.
13:38
How do we develop these kinds of ideas?
316
803000
2000
Ako rozvíjame tento druh nápadov?
13:40
At our lab RoMeLa, the Robotics and Mechanisms Laboratory,
317
805000
3000
V našom Laboratóriu Robotických Mechanizmov (RoMeLa)
13:43
we have these fantastic brainstorming sessions.
318
808000
3000
máme fantastické brainstormingové porady.
13:46
So, we gather around, we discuss about problems
319
811000
2000
Zídeme sa a diskutujeme o problémoch
13:48
and social problems and talk about it.
320
813000
2000
a sociálnych problémoch a rozprávame sa o tom.
13:50
But before we start we set this golden rule.
321
815000
3000
Ale než začneme, ujasníme si zlaté pravidlo.
13:53
The rule is:
322
818000
2000
Pravidlo je:
13:55
Nobody criticizes anybody's ideas.
323
820000
3000
Nikto nekritizuje nápady ostatných.
13:58
Nobody criticizes any opinion.
324
823000
2000
Nikto nekritizuje žiadne názory.
14:00
This is important, because many times students, they fear
325
825000
2000
Je to dôležité, pretože často sa študenti boja,
14:02
or they feel uncomfortable how others might think
326
827000
3000
alebo sa cítia nesvoji kvôli tomu, čo si pomyslia ostatní
14:05
about their opinions and thoughts.
327
830000
2000
o ich názoroch a myšlienkach.
14:07
So, once you do this, it is amazing
328
832000
2000
Takže ako náhle toto urobíte, je úžasné,
14:09
how the students open up.
329
834000
2000
ako sa študenti stanú zhovorčiví.
14:11
They have these wacky, cool, crazy, brilliant ideas, and
330
836000
3000
Majú také bláznivé úžasné neuveriteľné nápady
14:14
the whole room is just electrified with creative energy.
331
839000
3000
a celá miestnosť je nabitá kreatívnou energiou.
14:17
And this is how we develop our ideas.
332
842000
3000
A takto rozvíjame naše nápady.
14:20
Well, we're running out of time. One more thing I want to talk about is,
333
845000
3000
Nuž, dochádza nám čas a posledná vec, o ktorej chcem rozprávať je,
14:23
you know, just a spark of idea and development is not good enough.
334
848000
4000
že len iskra inšpirácie a jej rozvoj nie je dosť.
14:27
There was a great TED moment,
335
852000
2000
Bol tu významný TED moment,
14:29
I think it was Sir Ken Robinson, was it?
336
854000
3000
myslím, že to bol Sir Ken Robinson, však?
14:32
He gave a talk about how education
337
857000
2000
Mal vystúpenie o tom, ako vzdelanie
14:34
and school kills creativity.
338
859000
2000
a školy zabíjajú kreativitu.
14:36
Well, actually, there are two sides to the story.
339
861000
3000
Viete, v skutočnosti má tento príbeh aj druhú stranu.
14:39
So, there is only so much one can do
340
864000
3000
Nie všetko sa dá dokázať
14:42
with just ingenious ideas
341
867000
2000
len pomocou geniálnych myšlienok,
14:44
and creativity and good engineering intuition.
342
869000
3000
kreativity a dobrej inžinierskej intuície.
14:47
If you want to go beyond a tinkering,
343
872000
2000
Ak chcete viac ako sa len v niečom vŕtať,
14:49
if you want to go beyond a hobby of robotics
344
874000
2000
ak chcete ísť ďalej ako je hobby-robotika
14:51
and really tackle the grand challenges of robotics
345
876000
3000
a naozaj sa pustiť do veľkých výziev robotiky
14:54
through rigorous research
346
879000
2000
pomocou starostlivého výskumu,
14:56
we need more than that. This is where school comes in.
347
881000
3000
potrebujete viac. A tu prichádza do hry škola.
14:59
Batman, fighting against bad guys,
348
884000
3000
Batman, bojujúci proti zloduchom,
15:02
he has his utility belt, he has his grappling hook,
349
887000
2000
mal svoj úžasný opasok, mal svoj vyťahovací hák,
15:04
he has all different kinds of gadgets.
350
889000
2000
mal všemožné prístroje.
15:06
For us roboticists, engineers and scientists,
351
891000
2000
Pre nás, staviteľov robotov, inžinierov a vedcov,
15:08
these tools, these are the courses and classes you take in class.
352
893000
5000
sú tieto prístroje zadania a úlohy, ktoré máme v škole.
15:13
Math, differential equations.
353
898000
2000
Matematika, diferenciálne rovnice.
15:15
I have linear algebra, science, physics,
354
900000
2000
Mám lineárnu algebru, vedu, fyziku,
15:17
even nowadays, chemistry and biology, as you've seen.
355
902000
3000
dokonca ja dnes, chémiu a biológiu, ako ste videli.
15:20
These are all the tools that we need.
356
905000
2000
Toto všetko sú nástroje, ktoré potrebujeme.
15:22
So, the more tools you have, for Batman,
357
907000
2000
A čím viac nástrojov máte, tým efektívnejšie
15:24
more effective at fighting the bad guys,
358
909000
2000
bojuje Batman proti zloduchom,
15:26
for us, more tools to attack these kinds of big problems.
359
911000
4000
a my máme tým viac nástrojov na riešenie veľkých problémov.
15:30
So, education is very important.
360
915000
3000
Takže vzdelanie je veľmi dôležité.
15:33
Also, it's not about that,
361
918000
2000
Taktiež, nie je to len o tom,
15:35
only about that. You also have to work really, really hard.
362
920000
2000
taktiež musíte veľmi, veľmi tvrdo pracovať.
15:37
So, I always tell my students,
363
922000
2000
Vždy hovorím svojim študentom,
15:39
"Work smart, then work hard."
364
924000
2000
pracujte múdro, potom pracujte tvrdo.
15:41
This picture in the back this is 3 a.m. in the morning.
365
926000
3000
Ten obrázok na pozadí, to sú 3 hodiny ráno.
15:44
I guarantee if you come to your lab at 3 - 4 am
366
929000
2000
Garantujem vám, ak prídete do laboratória o 3-4 ráno,
15:46
we have students working there,
367
931000
2000
budú tam pracovať študenti,
15:48
not because I tell them to, but because we are having too much fun.
368
933000
3000
nie preto, že som im to prikázal, ale preto, že sa veľmi dobre bavia.
15:51
Which leads to the last topic:
369
936000
2000
Čo nás privádza k poslednej téme.
15:53
Do not forget to have fun.
370
938000
2000
Nezabúdajte sa baviť.
15:55
That's really the secret of our success, we're having too much fun.
371
940000
3000
To je skutočné tajomstvo nášho úspechu -- príliš dobre sa zabávame.
15:58
I truly believe that highest productivity comes when you're having fun,
372
943000
3000
Naozaj verím, že najväčšia produktivita je, keď sa človek baví.
16:01
and that's what we're doing.
373
946000
2000
A presne to robíme.
16:03
There you go. Thank you so much.
374
948000
2000
Tak vidíte. Ďakujem veľmi pekne.
16:05
(Applause)
375
950000
5000
(Potlesk)
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