TEDYouth 2014
Sarah Bergbreiter: Why I make robots the size of a grain of rice
Sarah Bergbreiter: Pse bëj robotë sa një kokërr orizi
Filmed:
Readability: 4.1
1,663,866 views
Duke studiuar lëvizjen dhe trupin e insekteve të tilla si milingonat, Sarah Bergbreiter dhe grupi e saj ndërtojnë versione mekanike kandrrash, super të vogla, pabesueshmërisht të fuqishme... dhe më pas, u shtojnë raketa. Shikoni zhvillimet e tyre në mikrorobotikë, zhvillime që të lënë gojëhapur, dhe njihuni me tre rrugë për përdorim në të ardhmen të këtyre ndihmësve të vegjël.
Sarah Bergbreiter - Microroboticist
Sarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height. Full bio
Sarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
Unë dhe nxënësit e mi merremi
me robotë shumë të vegjël.
me robotë shumë të vegjël.
00:12
My students and I
work on very tiny robots.
work on very tiny robots.
0
564
3645
00:16
Now, you can think of these
as robotic versions
as robotic versions
1
4209
2217
Mund t’i mendoni si versionin robot
00:18
of something that you're all
very familiar with: an ant.
very familiar with: an ant.
2
6426
3590
të diçkaje shumë të njohur
për ne të gjithë: milingonat
për ne të gjithë: milingonat
00:22
We all know that ants
and other insects at this size scale
and other insects at this size scale
3
10016
2760
Të gjithë e dimë që milingonat, ashtu
si insektet e tjera të kësaj madhësie
si insektet e tjera të kësaj madhësie
00:24
can do some pretty incredible things.
4
12776
2236
mund të bëjnë gjëra krejt të pabesueshme.
00:27
We've all seen a group of ants,
or some version of that,
or some version of that,
5
15012
3185
Të gjithë kemi parë një grup
milingonash ose diçka të ngjashme,
milingonash ose diçka të ngjashme,
00:30
carting off your potato chip
at a picnic, for example.
at a picnic, for example.
6
18197
4270
të mbartin thërrimet që ju bien
në piknik, për shembull.
në piknik, për shembull.
Por cilat janë sfidat e vërteta të
projektimit të milingonave të tilla?
projektimit të milingonave të tilla?
00:34
But what are the real challenges
of engineering these ants?
of engineering these ants?
7
22467
3443
00:38
Well, first of all, how do we get
the capabilities of an ant
the capabilities of an ant
8
25910
3951
Pikësëpari, si t’i përfshijmë
të gjitha aftësitë e milingonës
të gjitha aftësitë e milingonës
00:42
in a robot at the same size scale?
9
29861
2048
në një robot me po atë përmasa?
00:44
Well, first we need to figure out
how to make them move
how to make them move
10
31909
2604
Fillimisht, na duhet të gjejmë
si t’i bëjmë të lëvizin
si t’i bëjmë të lëvizin
00:46
when they're so small.
11
34513
1410
kur janë kaq të vegjël.
00:48
We need mechanisms like legs
and efficient motors
and efficient motors
12
35923
2300
Na duhen mekanizma të tillë,
si këmbë dhe motorë efikasë
si këmbë dhe motorë efikasë
00:50
in order to support that locomotion,
13
38223
1849
mbi të cilët të bazohet lëvizja
00:52
and we need the sensors,
power and control
power and control
14
40072
2491
dhe na duhen sensorë, energji dhe kontroll
00:54
in order to pull everything together
in a semi-intelligent ant robot.
in a semi-intelligent ant robot.
15
42563
3962
për të montuar gjithçka në një robot
milingonë gjysmë-inteligjent.
milingonë gjysmë-inteligjent.
00:58
And finally, to make
these things really functional,
these things really functional,
16
46525
2546
Dhe së fundi, për t’i bërë këto sende
vërtet funksionale
vërtet funksionale
01:01
we want a lot of them working together
in order to do bigger things.
in order to do bigger things.
17
49071
3948
duam që krejt kjo të punojë si një e tërë,
që të mund të bëjmë gjëra më të mëdha.
që të mund të bëjmë gjëra më të mëdha.
01:05
So I'll start with mobility.
18
53019
2691
Pra, le t’ia nisim me lëvizshmërinë.
01:07
Insects move around amazingly well.
19
55710
3161
Insektet lëvizin në mënyrë të mahnitshme.
01:11
This video is from UC Berkeley.
20
58871
1688
Kjo video është marrë nga
University of California, Berkeley
University of California, Berkeley
01:12
It shows a cockroach moving
over incredibly rough terrain
over incredibly rough terrain
21
60559
2783
Ajo tregon një kacabu që lëviz në
një terren vërtet të vështirë,
një terren vërtet të vështirë,
01:15
without tipping over,
22
63342
1853
por pa u rrokullisur,
dhe arrin ta bëjë këtë ngaqë këmbët e tij
janë një ndërthurje materialesh të ngurta,
janë një ndërthurje materialesh të ngurta,
01:17
and it's able to do this because its legs
are a combination of rigid materials,
are a combination of rigid materials,
23
65195
3997
01:21
which is what we traditionally
use to make robots,
use to make robots,
24
69192
2353
që janë çka kemi përdorur
tradicionalisht në robotët
tradicionalisht në robotët
01:23
and soft materials.
25
71545
1599
dhe materialesh të buta.
Kërcimi është tjetër mënyrë interesante
për të lëvizur kur jeni i vogël
për të lëvizur kur jeni i vogël
01:26
Jumping is another really interesting way
to get around when you're very small.
to get around when you're very small.
26
74374
3827
Këto insekte depozitojnë energji elastike
dhe e çlirojnë atë shumë shpejt
dhe e çlirojnë atë shumë shpejt
01:30
So these insects store energy in a spring
and release that really quickly
and release that really quickly
27
78201
4069
kur iu duhet shumë forcë, si në rastin
e kërcimit nga uji, për shembull.
e kërcimit nga uji, për shembull.
01:34
to get the high power they need
to jump out of water, for example.
to jump out of water, for example.
28
82270
4011
Një nga kontributet më të mëdha
prej laboratorit tim
prej laboratorit tim
01:38
So one of the big
contributions from my lab
contributions from my lab
29
86281
3122
ka qenë kombinimi i materialeve
të ngurta me ato të buta
të ngurta me ato të buta
01:41
has been to combine
rigid and soft materials
rigid and soft materials
30
89403
2750
në mekanizma shumë, shumë të vegjël
01:44
in very, very small mechanisms.
31
92153
2214
Ky mekanizëm kërcyes i ka
brinjët rreth katër milimetra,
brinjët rreth katër milimetra,
01:46
So this jumping mechanism
is about four millimeters on a side,
is about four millimeters on a side,
32
94367
3165
pra përnjëmend i vogël
01:49
so really tiny.
33
97532
1688
Materiali i fortë këtu është silikoni
ndërsa ai i buti gomë silikoni
ndërsa ai i buti gomë silikoni
01:51
The hard material here is silicon,
and the soft material is silicone rubber.
and the soft material is silicone rubber.
34
99220
3838
01:55
And the basic idea is that
we're going to compress this,
we're going to compress this,
35
103058
2895
Dhe ideja bazë është që
do ta ngjeshim,
do ta ngjeshim,
01:58
store energy in the springs,
and then release it to jump.
and then release it to jump.
36
105953
2701
do të depozitojmë energji elastike
dhe ta çlirojmë të kërcejë
dhe ta çlirojmë të kërcejë
02:00
So there's no motors
on board this right now, no power.
on board this right now, no power.
37
108654
3383
Pra, hëpërhë s’ka as motorë, as energji.
02:04
This is actuated with a method
that we call in my lab
that we call in my lab
38
112037
2763
Në lëvizje vihet me anë të
një metode që e quajmë
një metode që e quajmë
02:07
"graduate student with tweezers."
(Laughter)
(Laughter)
39
114800
2672
"Studentë diplome me piskatore"
02:09
So what you'll see in the next video
40
117472
1834
Pra, ajo që do të shihni
në videon e radhës
në videon e radhës
02:11
is this guy doing
amazingly well for its jumps.
amazingly well for its jumps.
41
119306
3027
është ky djalë që po ia del mbanë
shumë mirë me kërcimet.
shumë mirë me kërcimet.
02:14
So this is Aaron, the graduate student
in question, with the tweezers,
in question, with the tweezers,
42
122333
3614
Ky është Aaroni, student
diplome me piskatore,
diplome me piskatore,
02:18
and what you see is this
four-millimeter-sized mechanism
four-millimeter-sized mechanism
43
125947
2683
dhe ajo që shikoni është
ky mekanizëm me brinjë 4 mm
ky mekanizëm me brinjë 4 mm
02:20
jumping almost 40 centimeters high.
44
128630
2211
që kërcen rreth 40 cm lart.
02:23
That's almost 100 times its own length.
45
130841
2424
Pra, rreth 100 herë më shumë se
lartësia e vetë objektit.
lartësia e vetë objektit.
02:25
And it survives, bounces on the table,
46
133265
1956
Dhe mbijeton, hidhet mbi tryezë,
02:27
it's incredibly robust, and of course
survives quite well until we lose it
survives quite well until we lose it
47
135221
3514
është shumë i fortë, dhe mbijeton mirë,
derisa na humb nga sytë
derisa na humb nga sytë
02:30
because it's very tiny.
48
138735
2626
sepse është shumë i vogël.
02:33
Ultimately, though, we want
to add motors to this too,
to add motors to this too,
49
141361
2609
Së fundi, duam t’i shtojmë kësaj motorë
02:36
and we have students in the lab
working on millimeter-sized motors
working on millimeter-sized motors
50
143970
3116
dhe kemi studentë në laboratorë
që merren me motorë milimetrikë
që merren me motorë milimetrikë
02:39
to eventually integrate onto
small, autonomous robots.
small, autonomous robots.
51
147086
3600
që të mund t’i integrojmë
në robotë të vegjël, të pavarur.
në robotë të vegjël, të pavarur.
02:42
But in order to look at mobility and
locomotion at this size scale to start,
locomotion at this size scale to start,
52
150686
3581
Por që të mund të vëzhgojmë
lëvizjen në këtë shkallë
lëvizjen në këtë shkallë
02:46
we're cheating and using magnets.
53
154267
1974
po bëjmë me hile,
po përdorim magnete.
po përdorim magnete.
02:48
So this shows what would eventually
be part of a micro-robot leg,
be part of a micro-robot leg,
54
156241
3076
Këtu tregohet ajo që do të ishte
pjesë e këmbës së mikro-robotit
pjesë e këmbës së mikro-robotit
02:51
and you can see the silicone rubber joints
55
159317
2017
dhe mund të shikoni kyçet prej
gome silikoni
gome silikoni
02:53
and there's an embedded magnet
that's being moved around
that's being moved around
56
161334
2629
me një magnet të trupëzuar
që vihet në lëvizje
që vihet në lëvizje
nga një fushë e jashtme magnetike
02:56
by an external magnetic field.
57
163963
2303
02:58
So this leads to the robot
that I showed you earlier.
that I showed you earlier.
58
166266
2683
Kjo na shpie tek roboti
që ju tregova më parë.
që ju tregova më parë.
03:02
The really interesting thing
that this robot can help us figure out
that this robot can help us figure out
59
169959
3151
Gjëja më interesante që ky
robot na ndihmon ta kuptojmë
robot na ndihmon ta kuptojmë
03:05
is how insects move at this scale.
60
173110
2007
është mënyra se si lëvizin
insektet e kësaj madhësie.
insektet e kësaj madhësie.
03:07
We have a really good model
for how everything
for how everything
61
175117
2225
Ne kemi një model shumë të mirë
për mënyrën si
për mënyrën si
03:09
from a cockroach up to an elephant moves.
62
177342
1962
lëviz gjithçka,
nga kacabujtë tek elefantët.
nga kacabujtë tek elefantët.
03:11
We all move in this
kind of bouncy way when we run.
kind of bouncy way when we run.
63
179304
2924
Të gjithë lëvizim me kërcime
kur jemi duke vrapuar.
kur jemi duke vrapuar.
03:14
But when I'm really small,
the forces between my feet and the ground
the forces between my feet and the ground
64
182228
4285
Por po qe se jam vërtet i vogël,
forcat mes këmbëve dhe truallit
forcat mes këmbëve dhe truallit
03:18
are going to affect my locomotion
a lot more than my mass,
a lot more than my mass,
65
186513
2775
do të ndikojnë lëvizjen time
shumë më tepër se masa ime,
shumë më tepër se masa ime,
03:21
which is what causes that bouncy motion.
66
189288
2354
ky është shkaku i lëvizjes me kërcime.
03:23
So this guy doesn't work quite yet,
67
191642
1675
Pra ky ende nuk punon dhe aq,
03:25
but we do have slightly larger versions
that do run around.
that do run around.
68
193317
3075
por kemi versione pak më të mëdha,
që vijnë rrotull.
që vijnë rrotull.
03:28
So this is about a centimeter cubed,
a centimeter on a side, so very tiny,
a centimeter on a side, so very tiny,
69
196392
3885
Ky është rreth një centimetër kub,
një centimetër brinja, pra shumë i vogël
një centimetër brinja, pra shumë i vogël
03:32
and we've gotten this to run
about 10 body lengths per second,
about 10 body lengths per second,
70
200277
2902
dhe kemi arritur të vrapojë me
rreth 10 gjatësi trupore për sekondë,
rreth 10 gjatësi trupore për sekondë,
03:35
so 10 centimeters per second.
71
203179
1386
pra 10 centimetra në sekondë.
03:36
It's pretty quick for a little, small guy,
72
204565
2033
Goxha i shpejtë, për një gjë të vogël,
03:38
and that's really only limited
by our test setup.
by our test setup.
73
206598
2362
dhe kufizohet vetëm nga
kushtet tona për provën.
kushtet tona për provën.
03:41
But this gives you some idea
of how it works right now.
of how it works right now.
74
208960
2647
Por kjo ju jep një ide për
mënyrën si funksionon.
mënyrën si funksionon.
Mund të krijojmë versione 3D të tij,
që mund të ngjiten mbi pengesa,
që mund të ngjiten mbi pengesa,
03:44
We can also make 3D-printed versions
of this that can climb over obstacles,
of this that can climb over obstacles,
75
212027
3754
03:47
a lot like the cockroach
that you saw earlier.
that you saw earlier.
76
215781
3499
pak a shumë si kacabuja
që ju tregova më parë.
që ju tregova më parë.
03:51
But ultimately we want to add
everything onboard the robot.
everything onboard the robot.
77
219280
2886
Së fundi, duam t’i shtojmë
çdo gjë robotit.
çdo gjë robotit.
03:54
We want sensing, power, control,
actuation all together,
actuation all together,
78
222166
3693
Duam që ndijimi, energjia,
dhe kontrolli të punojnë së bashku,
dhe kontrolli të punojnë së bashku,
03:58
and not everything
needs to be bio-inspired.
needs to be bio-inspired.
79
225859
2906
dhe s’ka pse të jetë çdo gjë
e frymëzuar nga natyra.
e frymëzuar nga natyra.
04:00
So this robot's about
the size of a Tic Tac.
the size of a Tic Tac.
80
228765
3135
Ky robot është afërsisht në
rendin e një karameleje Tic Tac
rendin e një karameleje Tic Tac
Dhe në këtë rast, në vend të magnetit
ose muskujve për ta lëvizur,
ose muskujve për ta lëvizur,
04:04
And in this case, instead of magnets
or muscles to move this around,
or muscles to move this around,
81
231900
3949
kemi përdorur raketa.
04:08
we use rockets.
82
235849
2425
04:10
So this is a micro-fabricated
energetic material,
energetic material,
83
238274
2666
Ky është një material energjetik
i mikro-fabrikuar
i mikro-fabrikuar
04:13
and we can create tiny pixels of this,
84
240940
2599
dhe mund të prodhojmë
pikselë të vegjël të tij
pikselë të vegjël të tij
04:15
and we can put one of these pixels
on the belly of this robot,
on the belly of this robot,
85
243539
3787
dhe mund t’i vendosim këto pikselë
në barkun e këtij roboti,
në barkun e këtij roboti,
04:19
and this robot, then, is going to jump
when it senses an increase in light.
when it senses an increase in light.
86
247326
4396
dhe ky robot, atëherë, do të kërcejë
sa herë që ndjen një shtim të dritës.
sa herë që ndjen një shtim të dritës.
Videoja e radhës, është
nga të preferuarat e mia.
nga të preferuarat e mia.
04:24
So the next video is one of my favorites.
87
252645
1973
04:26
So you have this 300-milligram robot
88
254618
3040
Kemi këtë robotin prej 300 miligramësh
04:29
jumping about eight
centimeters in the air.
centimeters in the air.
89
257658
2406
i cili kërcen rreth 8 centimetra në ajër
04:32
It's only four by four
by seven millimeters in size.
by seven millimeters in size.
90
260064
2910
Përmasat e tij janë vetëm
4x4x7 mm.
4x4x7 mm.
04:35
And you'll see a big flash
at the beginning
at the beginning
91
262974
2156
Në fillim do të shihni një ndriçim të madh,
04:37
when the energetic is set off,
92
265130
1492
kur çlirohet energjia
04:38
and the robot tumbling through the air.
93
266622
1908
dhe roboti që bën akrobaci në ajër.
04:40
So there was that big flash,
94
268530
1609
Pra, pamë një ndriçimi të madh,
04:42
and you can see the robot
jumping up through the air.
jumping up through the air.
95
270139
3197
dhe ja ku duket roboti që kërcen në ajër.
04:45
So there's no tethers on this,
no wires connecting to this.
no wires connecting to this.
96
273336
3032
Pa asnjë pengore ose tela të lidhur me të.
04:48
Everything is onboard,
and it jumped in response
and it jumped in response
97
276368
2494
Çdo gjë e ka brenda dhe
kërcen si kundërpërgjigje
kërcen si kundërpërgjigje
04:51
to the student just flicking on
a desk lamp next to it.
a desk lamp next to it.
98
278862
4381
të goditjes së lehtë që studenti
i bëri ndriçuesit ngjitur me të.
i bëri ndriçuesit ngjitur me të.
04:55
So I think you can imagine
all the cool things that we could do
all the cool things that we could do
99
283243
3654
Besoj se mund t’i përfytyroni të gjitha
gjërat e mrekullueshme që mund të bëjmë
gjërat e mrekullueshme që mund të bëjmë
04:59
with robots that can run and crawl
and jump and roll at this size scale.
and jump and roll at this size scale.
100
286897
4707
me robotë të kësaj shkalle që mund të
turren, zvarriten, hidhen dhe rrotullohen.
turren, zvarriten, hidhen dhe rrotullohen.
05:03
Imagine the rubble that you get after
a natural disaster like an earthquake.
a natural disaster like an earthquake.
101
291604
3790
Mendoni për rrënojat që mbeten pas
një katastrofe natyrore, si tërmeti.
një katastrofe natyrore, si tërmeti.
05:07
Imagine these small robots
running through that rubble
running through that rubble
102
295394
2559
Përfytyroni këta robotë të vegjël
që lëvizin mes atyre rrënojave,
që lëvizin mes atyre rrënojave,
05:10
to look for survivors.
103
297953
2218
në kërkim të të mbijetuarve.
05:12
Or imagine a lot of small robots
running around a bridge
running around a bridge
104
300171
2956
Ose, përfytyroni shumë robotë
që lëvizin rreth një ure
që lëvizin rreth një ure
05:15
in order to inspect it
and make sure it's safe
and make sure it's safe
105
303127
2159
për ta inspektuar dhe për
t’u siguruar se është e parrezik,
t’u siguruar se është e parrezik,
05:17
so you don't get collapses like this,
106
305286
2040
që të mos kemi vithisje si kjo,
05:19
which happened outside of
Minneapolis in 2007.
Minneapolis in 2007.
107
307326
3907
që ndodhi në Mineapolis më 2007-n.
05:23
Or just imagine what you could do
108
311233
1762
Ose thjesht përfytyroni
ç'mund të bënit
ç'mund të bënit
05:25
if you had robots that could
swim through your blood.
swim through your blood.
109
312995
2523
po të kishit robotë që mund
të notonin në gjakun tuaj.
të notonin në gjakun tuaj.
05:27
Right? "Fantastic Voyage," Isaac Asimov.
110
315518
2333
Apo jo? "Udhëtimi Fantastik"
i Isaac Asimov-it.
i Isaac Asimov-it.
05:30
Or they could operate without having
to cut you open in the first place.
to cut you open in the first place.
111
317851
4355
Që mund t’ju operonin pa pasur
nevojë për t’ju prerë paraprakisht.
nevojë për t’ju prerë paraprakisht.
05:34
Or we could radically change
the way we build things
the way we build things
112
322206
2730
Ose mund të ndryshonim
rrënjësisht mënyrën si ndërtojmë
rrënjësisht mënyrën si ndërtojmë
05:37
if we have our tiny robots
work the same way that termites do,
work the same way that termites do,
113
324936
3407
nëse i bëjmë robotët tanë të veckël
të veprojnë njësoj si termitet,
të veprojnë njësoj si termitet,
05:40
and they build these incredible
eight-meter-high mounds,
eight-meter-high mounds,
114
328343
2765
që ndërtojnë këta pirgje të pabesueshëm
tetë metra të lartësh
tetë metra të lartësh
05:43
effectively well ventilated
apartment buildings for other termites
apartment buildings for other termites
115
331108
4088
banesa të ajrosura shumë mirë,
për termite të tjera
për termite të tjera
05:47
in Africa and Australia.
116
335196
2091
në Afrikë dhe Australi.
05:49
So I think I've given you
some of the possibilities
some of the possibilities
117
337287
2430
Mendoj se ju dhashë disa nga mundësitë
05:51
of what we can do with these small robots.
118
339717
2437
se ç’mund të bëjmë me
këta robotë të vegjël.
këta robotë të vegjël.
05:54
And we've made some advances so far,
but there's still a long way to go,
but there's still a long way to go,
119
342154
4407
Deri tani kemi bërë ca përparime,
por ende ka goxha rrugë për të bërë
por ende ka goxha rrugë për të bërë
05:58
and hopefully some of you
can contribute to that destination.
can contribute to that destination.
120
346561
2858
dhe shpresojmë që disa prej jush
të mund të kontribuojnë për këtë.
të mund të kontribuojnë për këtë.
06:01
Thanks very much.
121
349419
1768
Shumë faleminderit.
06:03
(Applause)
122
351187
2204
(Duartrokitje)
ABOUT THE SPEAKER
Sarah Bergbreiter - MicroroboticistSarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height.
Why you should listen
Sarah Bergbreiter runs the Maryland Microrobotics Laboratory at the University of Maryland, where she develops innovative technologies that could advance medicine, consumer electronics and other sciences. She joined the university in 2008 as an assistant professor of mechanical engineering.
Having received her B.S.E degree in electrical engineering from Princeton, she worked on her M.S. and Ph.D. at Berkeley, which is where she focused on microrobotics. She has received multiple awards for her work, including the DARPA Young Faculty Award in 2008 and the Presidential Early Career Award for Scientists in 2013.
Sarah Bergbreiter | Speaker | TED.com