TEDGlobal 2011
Markus Fischer: A robot that flies like a bird
นกหุ่นยนต์บินได้เสมือนจริง
Filmed:
Readability: 3.7
8,646,669 views
มีหุ่นยนต์ตั้งมากมายที่บินได้ แต่ไม่มีเลยที่จะบินได้เหมือนนกจริงๆ จนกระทั่ง มาร์คัส ฟิชเชอร์ (Markus Fischer) และทีมงานของเขาที่บริษัทเฟสโต (Festo) สร้าง "นกอัจฉริยะ (SmartBird)" ขึ้นมา หุ่นยนต์นกดังว่านี้มีขนาดใหญ่ ทว่าน้ำหนักเบา รูปลักษณ์แบบนกนางนวล และบินด้วยการขยับปีก การสาธิตที่ตื่นตาตื่นใจนี้เกิดขึ้นในเทศกาล TEDGlobal 2011 ที่เพิ่งผ่านมา
Markus Fischer - Designer
Markus Fischer led the team at Festo that developed the first ultralight artificial bird capable of flying like a real bird. Full bio
Markus Fischer led the team at Festo that developed the first ultralight artificial bird capable of flying like a real bird. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
It is a dream of mankind
0
0
3000
เป็นความใฝ่ฝันของมนุษย์
00:18
to fly like a bird.
1
3000
2000
ที่จะบินได้เหมือนนก
00:20
Birds are very agile.
2
5000
2000
นกช่างปราดเปรียว
00:22
They fly, not with rotating components,
3
7000
3000
มันบินโดยไม่ต้องอาศัยใบพัด
00:25
so they fly only by flapping their wings.
4
10000
3000
แต่แค่เพียงขยับปีก
00:28
So we looked at the birds,
5
13000
3000
พวกผมจึงศึกษาดูจากนก
00:31
and we tried to make a model
6
16000
3000
แล้วพยายามสร้างต้นแบบ
00:34
that is powerful, ultralight,
7
19000
3000
ที่น้ำหนักเบาทว่าทรงสมรรถนะ
00:37
and it must have excellent aerodynamic qualities
8
22000
4000
และเปี่ยมด้วยคุณลักษณะเชิงแอร์โรไดนามิกที่เยี่ยมยอด
00:41
that would fly by its own
9
26000
2000
ที่ทำให้มันบินได้ด้วยตัวเอง
00:43
and only by flapping its wings.
10
28000
3000
เพียงแต่ขยับปีกเท่านั้น
00:46
So what would be better [than] to use
11
31000
3000
แต่ว่าจะตามแบบนกชนิดไหนดีล่ะครับ?
00:49
the Herring Gull, in its freedom,
12
34000
2000
นกนางนวลแฮร์ริ่ง เหินเวหาอย่างอิสระเสรี
00:51
circling and swooping over the sea,
13
36000
2000
บินวนเวียนโฉบเฉี่ยวเหนือพื้นน้ำทะเล
00:53
and [to] use this as a role model?
14
38000
3000
ใช้มันเป็นแม่แบบหรือ?
00:56
So we bring a team together.
15
41000
2000
งั้น พวกผมก็เลยยกทีมกันไป
00:58
There are generalists and also specialists
16
43000
3000
มีทั้งผู้ชำนาญการทั่วไป และ ผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทาง
01:01
in the field of aerodynamics
17
46000
3000
ในสายอากาศพลศาสตร์
01:04
in the field of building gliders.
18
49000
2000
ในสายงานสร้างเครื่องร่อน
01:06
And the task was to build
19
51000
2000
ภาระกิจก็คือการสร้าง
01:08
an ultralight indoor-flying model
20
53000
3000
ต้นแบบเครื่องบินในร่มที่น้ำหนักเบาเป็นพิเศษ
01:11
that is able to fly over your heads.
21
56000
3000
ที่สามารถบินอยู่เหนือศีรษะเราได้
01:14
So be careful later on.
22
59000
3000
ถ้างั้น ต่อไป ต้องระวังแล้วนะครับ
01:19
And this was one issue:
23
64000
2000
และประเด็นหนึ่งก็คือ
01:21
to build it that lightweight
24
66000
2000
จะต้องสร้างให้มันมีน้ำหนักเบา
01:23
that no one would be hurt
25
68000
2000
เพื่อไม่ให้ใครต้องเจ็บตัว
01:25
if it fell down.
26
70000
3000
ถ้ามันร่วงตกลงมา
01:28
So why do we do all this?
27
73000
2000
แล้วเราทำทั้งหมดนี้ไปเพื่ออะไรล่ะครับ?
01:30
We are a company in the field of automation,
28
75000
3000
พวกผมทำบริษัทในสายงานจักรกลอัตโนมัติ
01:33
and we'd like to do very lightweight structures
29
78000
3000
พวกผมก็เลยอยากที่จะทำโครงสร้างที่น้ำหนักเบามากๆ
01:36
because that's energy efficient,
30
81000
2000
เพราะนั่นหมายถึงประสิทธิภาพพลังงานครับ
01:38
and we'd like to learn more about
31
83000
3000
และเราก็อยากเรียนรู้ให้มากขึ้นเกี่ยวกับ
01:41
pneumatics and air flow phenomena.
32
86000
3000
ปรากฏการณ์กำลังอัดและการไหลเวียนของอากาศ
01:44
So I now would like you
33
89000
3000
ตอนนี้ ผมอยากให้คุณ
01:47
to [put] your seat belts on
34
92000
2000
รัดเข็มขัดนิรภัย
01:49
and put your hats [on].
35
94000
2000
และใส่หมวกกันน๊อค
01:51
So maybe we'll try it once --
36
96000
3000
งั้นบางที เราจะลองสักครั้ง
01:54
to fly a SmartBird.
37
99000
2000
ที่จะบินเจ้านกอัจฉริยะ (SmartBird)
01:56
Thank you.
38
101000
2000
ขอบคุณครับ
01:58
(Applause)
39
103000
6000
(เสียงปรบมือ)
02:14
(Applause)
40
119000
17000
(เสียงปรบมือ)
02:52
(Applause)
41
157000
15000
(เสียงปรบมือ)
03:07
So we can now
42
172000
2000
งั้นตอนนี้เรามา
03:09
look at the SmartBird.
43
174000
3000
สำรวจดูเจ้านกอัจฉริยะกันครับ
03:12
So here is one without a skin.
44
177000
3000
อันนี้เป็นโครงร่างภายในของมัน
03:15
We have a wingspan of about two meters.
45
180000
3000
ปีกของมันกางสุดยาวประมาณ 2 เมตร
03:18
The length is one meter and six,
46
183000
3000
ความยากตรงนี้ 1.6 เมตร
03:21
and the weight,
47
186000
2000
ส่วนน้ำหนัก
03:23
it is only 450 grams.
48
188000
3000
หนักแค่ 450 กรัม
03:26
And it is all out of carbon fiber.
49
191000
3000
และทั้งหมดเป็นน้ำหนักจากเส้นใยคาร์บอน
03:29
In the middle we have a motor,
50
194000
2000
ตรงกลาง มีมอเตอร์ติดอยู่
03:31
and we also have a gear in it,
51
196000
4000
แล้วก็มีเฟืองในนั้น
03:35
and we use the gear
52
200000
2000
เราใช้เฟือง
03:37
to transfer the circulation of the motor.
53
202000
3000
ในการส่งผ่านการหมุนของมอเตอร์
03:40
So within the motor, we have three Hall sensors,
54
205000
3000
เพราะงั้น ภายในมอเตอร์ เราติดตัวส่งสัญญาณแบบฮอล์ไว้สามตัว
03:43
so we know exactly where
55
208000
3000
เพื่อให้เรารู้ตำแหน่งที่แน่นอน
03:46
the wing is.
56
211000
3000
ของปีก
03:49
And if we now beat up and down ...
57
214000
3000
และถ้าเราขยับปีกขึ้นลง
03:56
we have the possibility
58
221000
2000
มีความเป็นไปได้ครับว่า
03:58
to fly like a bird.
59
223000
2000
จะบินได้เหมือนนก
04:00
So if you go down, you have the large area of propulsion,
60
225000
3000
ถ้าขยับปีกลง ก็จะมีแรงขับเคลื่อนเป็นพื้นที่ขนาดใหญ่
04:03
and if you go up,
61
228000
3000
ถ้าขยับปีกขึ้น
04:06
the wings are not that large,
62
231000
4000
ปีกมีขนาดไม่ใหญ่มากครับ
04:10
and it is easier to get up.
63
235000
3000
จึงง่ายกว่าที่จะขยับขึ้น
04:14
So, the next thing we did,
64
239000
3000
ดังนั้นแล้ว สิ่งถัดไปที่เราทำ
04:17
or the challenges we did,
65
242000
2000
หรือเป็นความท้าทายที่เราเผชิญ
04:19
was to coordinate this movement.
66
244000
3000
ก็คือการทำให้การเคลื่อนไหวมีความสัมพันธ์กัน
04:22
We have to turn it, go up and go down.
67
247000
3000
เราต้องให้มันบินขึ้นลง
04:25
We have a split wing.
68
250000
2000
แยกปีกเป็นส่วนๆ
04:27
With a split wing
69
252000
2000
ปีกที่แยกเป็นส่วน
04:29
we get the lift at the upper wing,
70
254000
3000
จะทำให้ได้แรงยกมาจากปีกส่วนบน
04:32
and we get the propulsion at the lower wing.
71
257000
3000
และได้แรงเคลื่อนตรงปีกส่วนล่าง
04:35
Also, we see
72
260000
2000
อีกอย่างจะทำให้เรา
04:37
how we measure the aerodynamic efficiency.
73
262000
3000
รู้ว่าเราจะวัดประสิทธิภาพเชิงอากาศพลศาสตร์ได้อย่างไร
04:40
We had knowledge about
74
265000
2000
เรามีองค์ความรู้เกี่ยวกับ
04:42
the electromechanical efficiency
75
267000
2000
ประสิทธิภาพทางกลศาสตร์ไฟฟ้า
04:44
and then we can calculate
76
269000
2000
และเราสามารถคำนวณ
04:46
the aerodynamic efficiency.
77
271000
2000
ประสิทธิภาพเชิงอากาศพลศาสตร์ได้
04:48
So therefore,
78
273000
2000
ดังนั้น
04:50
it rises up from passive torsion to active torsion,
79
275000
3000
มันบินขึ้นได้เพราะการเปลี่ยนแรงบิดจากแบบเฉื่อยไปเป็นแบบเคลื่อนไหว
04:53
from 30 percent
80
278000
2000
จากร้อยละ 30
04:55
up to 80 percent.
81
280000
2000
ไปเป็นร้อยละ 80
04:57
Next thing we have to do,
82
282000
2000
สิ่งต่อไปที่เราต้องทำ
04:59
we have to control and regulate
83
284000
2000
เราต้องควบคุมและกำกับ
05:01
the whole structure.
84
286000
2000
โครงสร้างทั้งอัน
05:03
Only if you control and regulate it,
85
288000
3000
ถ้าหากว่าเราควบคุมและกำกับมันได้
05:06
you will get that aerodynamic efficiency.
86
291000
3000
เราก็จะบรรลุถึงประสิทธิภาพเชิงอากาศพลศาสตร์
05:09
So the overall consumption of energy
87
294000
3000
ดังนั้นการใช้พลังงานทั้งหมด
05:12
is about 25 watts at takeoff
88
297000
3000
ประมาณ 25 วัตต์ในการเริ่มบิน
05:15
and 16 to 18 watts in flight.
89
300000
3000
และใช้ 16-18 วัตต์ในการบิน
05:18
Thank you.
90
303000
2000
ขอบคุณครับ
05:20
(Applause)
91
305000
6000
(เสียงปรบมือ)
05:26
Bruno Giussani: Markus, I think that we should fly it once more.
92
311000
3000
บรูโน กิอูสซานี่: คุณมาร์คัส ผมว่าเราควรให้นกบินอีกสักครั้งครับผม
05:29
Markus Fischer: Yeah, sure.
93
314000
2000
มาร์คัส ฟิชเชอร์: ได้สิ ได้ครับ
05:31
(Laughter)
94
316000
2000
(เสียงหัวเราะ)
05:53
(Gasps)
95
338000
3000
(ผู้ชมทึ่ง)
06:02
(Cheers)
96
347000
2000
(เสียงเชียร์)
06:04
(Applause)
97
349000
9000
(เสียงปรบมือ)
ABOUT THE SPEAKER
Markus Fischer - DesignerMarkus Fischer led the team at Festo that developed the first ultralight artificial bird capable of flying like a real bird.
Why you should listen
One of the oldest dreams of mankind is to fly like a bird. Many, from Leonardo da Vinci to contemporary research teams, tried to crack the "code" for the flight of birds, unsuccessfully. Until in 2011 the engineers of the Bionic Learning Network established by Festo, a German technology company, developed a flight model of an artificial bird that's capable of taking off and rising in the air by means of its flapping wings alone. It's called SmartBird. Markus Fischer is Festo's head of corporate design, where he's responsible for a wide array of initiatives. He established the Bionic Learning Network in 2006.
SmartBird is inspired by the herring gull. The wings not only beat up and down but twist like those of a real bird -- and seeing it fly leaves no doubt: it's a perfect technical imitation of the natural model, just bigger. (Even birds think so.) Its wingspan is almost two meters, while its carbon-fiber structure weighs only 450 grams.
Fischer says: "We learned from the birds how to move the wings, but also the need to be very energy efficient."
Markus Fischer | Speaker | TED.com