TED2005
Robert Full: The sticky wonder of gecko feet
Robert Full - Hayvan Hareketleri
Filmed:
Readability: 3.7
890,074 views
Biyolog Robert Full bazı büyüleyici yaratıkların yavaşlatılmış videolarını paylaşıyor. Hamam böceklerinin ağlardan kaçabilmelerini sağlayan dikenli bacaklara ve kertenkelelerin duvarda koşabilmelerini sağlayan nano kıllarla dolu ayaklara yakından bakalım.
Robert Full - Biologist
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering. Full bio
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
I want you to imagine that you're a student in my lab.
0
0
5000
Sizden, benim laboratuvarımda öğrenci olduğunuzu düşünmenizi istiyorum.
00:17
What I want you to do is to create a biologically inspired design.
1
5000
4000
Sizden istediğim şey ise biyolojik olarak harika bir dizayn oluşturmanız.
00:21
And so here's the challenge:
2
9000
2000
Ve işte göreviniz :
00:23
I want you to help me create a fully 3D, dynamic, parameterized contact model.
3
11000
6000
Bana, tamamıyla 3D, dinamik, parametreli kontak bir model oluşturmam için yardım etmenizi istiyorum.
00:29
The translation of that is, could you help me build a foot?
4
17000
4000
Bunun çevirisi ise, bana bir ayak inşa etmem için yardım eder misiniz?
00:33
And it is a true challenge, and I do want you to help me.
5
21000
2000
Ve bu gerçek bir görev ve bana yardım etmenizi istiyorum.
00:35
Of course, in the challenge there is a prize.
6
23000
2000
Tabii ki, bu görevde bir de ödül var.
00:37
It's not quite the TED Prize, but it is an exclusive t-shirt from our lab.
7
25000
7000
Bu bir TED Ödülü sayılmaz, ama laboratuvarımızdan ayrıcalıklı bir tişört.
00:44
So please send me your ideas about how to design a foot.
8
32000
6000
Pekala, bana bir ayak oluşturmak hakkında ürettiğiniz fikirleri gönderin.
00:50
Now if we want to design a foot, what do we have to do?
9
38000
4000
Şimdi bir ayak oluşturmak istiyorsak, neler yapmamız gerekiyor?
00:54
We have to first know what a foot is.
10
42000
3000
Öncelikle ayağın ne olduğunu bilmeliyiz.
00:57
If we go to the dictionary, it says, "It's the lower extremity of a leg
11
45000
3000
Eğer sözlüğe başvurursak, bize ''Bu ayakta dururken ya da yürüken zeminle direkt bağlantısı olan
01:00
that is in direct contact with the ground in standing or walking"
12
48000
2000
bacağın en uç noktası."
01:02
That's the traditional definition.
13
50000
1000
Bu geleneksel bir tanım.
01:03
But if you wanted to really do research, what do you have to do?
14
51000
3000
Ancak gerçekten araştırmak istersek eğer, ne yapmamız gerekiyor?
01:06
You have to go to the literature and look up what's known about feet.
15
54000
3000
Literatüre yönelmeniz ve ayakla ilgili bilinenleri araştırmanız gerekir.
01:09
So you go to the literature. (Laughter)
16
57000
2000
Literatüre yöneldiniz. ( Gülüşmeler )
01:12
Maybe you're familiar with this literature.
17
60000
2000
Belki de bu literatüre yakınsınızdır.
01:14
The problem is, there are many, many feet.
18
62000
3000
Problem şu ki, burada birçok ayak var.
01:17
How do you do this?
19
65000
1000
Bunu nasıl yapacaksınız?
01:18
You need to survey all feet and extract the principles of how they work.
20
66000
5000
Bütün ayakları araştırmanız gerekiyor ve nasıl çalıştıklarını çıkartmalısınız.
01:23
And I want you to help me do that in this next clip.
21
71000
2000
Ve sizden bir sonraki klipte bunu yapmak için yardım etmenizi istiyorum.
01:25
As you see this clip, look for principles,
22
73000
3000
Bu klipte gördüğünüz gibi, ayağın nasıl çalıştığını anlamak için,
01:28
and also think about experiments that you might design
23
76000
3000
prensiplere ve aynı zamanda dizayn etmeyi düşündüğünüz
01:31
in order to understand how a foot works.
24
79000
4000
deneylere bakıyoruz.
01:44
See any common themes? Principles?
25
92000
2000
Yakın gelen herhangi bir ana fikirler oldu mu? Prensipler?
01:46
What would you do?
26
94000
3000
Ne yapacaksınız?
01:59
What experiments would you run?
27
107000
2000
Hangi deneyimlerden faydalanacaksınız?
03:31
Wow. (Applause)
28
199000
6000
Harika. ( Alkış )
03:37
Our research on the biomechanics of animal locomotion
29
205000
3000
Hayvan hareket biyomekaniği üzerine olan araştırmamız,
03:40
has allowed us to make a blueprint for a foot.
30
208000
2000
bizi bir ayak şablonuna yöneltiyor.
03:42
It's a design inspired by nature, but it's not a copy of any specific foot you just looked at,
31
210000
6000
Bu doğadan ilham alınarak yapılmış bir dizayn, ama her hangi bir ayaktan kopyalanmış değil şuna bir bakın,
03:48
but it's a synthesis of the secrets of many, many feet.
32
216000
4000
ancak bu bir çok ama bir çok ayağın sırlarının bir sentezi.
03:52
Now it turns out that animals can go anywhere.
33
220000
3000
Şimdi bu hayvanların her yere gidebileceği düşüncesine dönüşüyor.
03:55
They can locomote on substrates that vary as you saw --
34
223000
2000
Gördüğünüz gibi --
03:57
in the probability of contact, the movement of that surface
35
225000
4000
temas olasılığında, o zemindeki hareketi
04:01
and the type of footholds that are present.
36
229000
3000
ve mevcut ayaklıklar türünün substratlarını yönetebiliyorlar
04:04
If you want to study how a foot works,
37
232000
2000
Eğer ayağın nasıl çalıştığını öğrenmek isterseniz,
04:06
we're going to have to simulate those surfaces, or simulate that debris.
38
234000
4000
bu yüzeyleri ya da bu enkazı simüle edeceğiz.
04:10
When we did that, here's a new experiment that we did:
39
238000
5000
Bunu yaptığımız zaman, oluşturduğumuz yeni bir deney çıkıyor ortaya :
04:15
we put an animal and had it run -- this grass spider --
40
243000
2000
bir hayvan koyacağız ve koşturacağız -- bu çim örümceği --
04:17
on a surface with 99 percent of the contact area removed.
41
245000
3000
deneyde %99 kontak kurabileceği alanlar kaldırıldı.
04:20
But it didn't even slow down the animal.
42
248000
2000
Ancak bu bile hayvanı yavaşlatamadı.
04:22
It's still running at the human equivalent of 300 miles per hour.
43
250000
3000
Hala insanların ölçümüne göre saatte 300 mil koşuyor.
04:25
Now how could it do that? Well, look more carefully.
44
253000
3000
Şimdi bunu nasıl yapıyor? Evet, daha dikkatli bakalım.
04:28
When we slow it down 50 times we see how the leg is hitting that simulated debris.
45
256000
6000
Bunu 50 kez yavaşlattığımızda bacağın bu simüle edilmiş enkazı nasıl ittiğini görüyoruz.
04:34
The leg is acting as a foot.
46
262000
2000
Bacak sanki ayakmış gibi hareket ediyor.
04:36
And in fact, the animal contacts other parts of its leg
47
264000
3000
Ama adeta, ayağın geleneksel tanımından ziyade
04:39
more frequently than the traditionally defined foot.
48
267000
3000
hayvan bacağının diğer parçalarıyla daha hızlı kontak kuruyor.
04:42
The foot is distributed along the whole leg.
49
270000
4000
Ayak bütün bacak boyunca dağılmış.
04:46
You can do another experiment where you can take a cockroach with a foot,
50
274000
4000
Ayakla ilgili bir hamam böceği kullanarak farklı bir deney yapabilirsiniz
04:50
and you can remove its foot.
51
278000
2000
ve bacağından ayırabilirsiniz.
04:52
I'm passing some cockroaches around. Take a look at their feet.
52
280000
4000
etrafa birkaç hamam böceği yolluyorum. Ayaklarına bir bakın.
04:56
Without a foot, here's what it does. It doesn't even slow down.
53
284000
4000
Ayağı olmadan, ne oluyor bakın. Asla yavaşlamıyor.
05:00
It can run the same speed without even that segment.
54
288000
3000
Bu sekme olmadan aynı hızla koşamaz.
05:03
No problem for the cockroach -- they can grow them back, if you care.
55
291000
3000
Bu hamam böceği için önemli değil -- eğer dikkatli davranırsanız onları tekrar büyütebilir.
05:06
How do they do it?
56
294000
2000
Bunu nasıl yapıyorlar?
05:08
Look carefully: this is slowed down 100 times,
57
296000
3000
Dikkatli bakın : bu 100 kez yavaşlatılmışı,
05:11
and watch what it's doing with the rest of its leg.
58
299000
3000
ve bacağını dinlendirirken ne yaptığını izleyin.
05:14
It's acting, again, as a distributed foot --
59
302000
3000
Yayılmış bir ayak gibi tekrar tekrar hareket ediyor --
05:17
very effective.
60
305000
2000
çok etkili.
05:19
Now, the question we had is, how general is a distributed foot?
61
307000
5000
Şimdi, çözmemiz gereken soru, dağıtılmış ayak nasıl genel olabilir?
05:24
And the next behavior I'll show you of this animal just stunned us the first time that we saw it.
62
312000
9000
Ve size hayretle izleyeceğiniz bu hayvanın bir sonraki davranışını göstereceğim.
05:33
Journalists, this is off the record; it's embargoed.
63
321000
5000
Yazarlar, bu kayıt dışı; ambargo edilmiş.
05:38
Take a look at what that is!
64
326000
2000
Ne olduğuna bakın!
05:40
That's a bipedal octopus that's disguised as a rolling coconut.
65
328000
7000
Bu yuvarlanan hindistan cevizi kılıklı iki ayaklı bir ahtapot.
05:47
It was discovered by Christina Huffard
66
335000
4000
Bu Christina Huffard tarafından keşfedildi
05:51
and filmed by Sea Studios, right here from Monterey.
67
339000
3000
ve burada Monterey'den olan Sea Stüdyolarında filme alındı.
05:56
We've also described another species of bipedal octopus.
68
344000
5000
Üstelik iki ayaklı ahtapotun bir başka cinsini daha tanımladık.
06:01
This one disguises itself as floating algae.
69
349000
3000
Bu da kendini yüzen bir yosunmuş gibi davranarak gizliyor.
06:04
It walks on two legs and it holds the other arms up in the air so that it can't be seen.
70
352000
5000
İki ayak üzerinde yürüyor ve diğer kollarını görülmemek için havaya kaldırıyor.
06:09
(Applause)
71
357000
1000
(Alkış)
06:10
And look what it does with its foot to get over challenging terrain.
72
358000
8000
Ve zorlu zemin üzerinde ne yaptığına bakın.
06:18
It uses that beautiful distributed foot to make it as if those obstacles are not even there --
73
366000
11000
Bu güzelce yayılmış ayakları engeller yokmuş gibi kullanıyor --
06:29
truly extraordinary.
74
377000
2000
gerçekten olağanüstü.
06:33
In 1951, Escher made this drawing. He thought he created an animal fantasy.
75
381000
4000
1951 de, Escher bu çizimi yaptı. Bir hayvan fantazisi oluşturabileceğini düşündü.
06:38
But we know that art imitates life,
76
386000
2000
Ama bunun imitasyon hayat sanatı olduğunu biliyoruz
06:40
and it turns out nature, three million years ago, evolved the next animal.
77
388000
3000
ve bu doğaya dönüşüyor, bir sonraki hayvan, üç milyon yıl öncen gelişti.
06:43
It's a shrimp-like animal called the stomatopod,
78
391000
2000
Bu karidese benzeyen stomatpod adnda bir hayvan
06:45
and here's how it moves on the beaches of Panama:
79
393000
4000
ve burada Panama plajlarında nasıl hareket eder onu görüyoruz :
06:49
it actually rolls, and it can even roll uphill.
80
397000
4000
aslında yuvarlanıyor ve
06:53
It's the ultimate distributed foot: its whole body in this case is acting like its foot.
81
401000
8000
Bu en son yayılmış ayak : bu olaydaki kendi bacağı varmış gibi hareket eden bir gövde.
07:03
So, if we want to then, to our blueprint, add the first important feature,
82
411000
5000
O zaman, bizim planımıza ilk önemli özelliği ,
07:08
we want to add distributed foot contact.
83
416000
2000
dağılmış ayak kontağını eklemek istiyoruz.
07:10
Not just with the traditional foot, but also the leg,
84
418000
3000
Yalnızca geleneksel ayakla değil, aynı zamanda bacak
07:13
and even of the body.
85
421000
1000
ve hatta vücutla.
07:14
Can this help us inspire the design of novel robots?
86
422000
4000
Bu bize roman robotları hakkında ilham vermeye yardımcı olabilir mi?
07:18
We biologically inspired this robot, named RHex,
87
426000
3000
Biz biyolojik olarak adı RHex olan bu robottan ilham aldık,
07:21
built by these extraordinary engineers over the last few years.
88
429000
4000
son birkaç yılda bu olağanüstü mühendisler tarafından inşa edilmiş.
07:25
RHex's foot started off to be quite simple,
89
433000
3000
RHex'in ayağı çok basit olmaya başladı,
07:28
then it got tuned over time, and ultimately resulted in this half circle.
90
436000
5000
daha sonra ayarlandı ve bu yarım daireye ulaşıldı.
07:33
Why is that? The video will show you.
91
441000
2000
Peki neden? Video size gösterecek.
07:35
Watch where the robot, now, contacts its leg in order to deal with this very difficult terrain.
92
443000
7000
Robotun nerede olduğunu seyredin, şimdi, bu zorlu araziyle başa çıkabilmek için ayağıyla kontakt kurmaya başladı.
07:42
What you'll see, in fact, is that it's using that half circle leg as a distributed foot.
93
450000
6000
Aslında, göreceğiniz şey, dağıtılmış bir bacak gibi bu yarım daireyi kullanıyor.
07:48
Watch it go over this.
94
456000
2000
İzleyin böyle gidecek.
07:50
You can see it here well on this debris.
95
458000
2000
Bu yıkıntının üzerinde daha iyi görebilirsiniz.
07:53
Extraordinary. No sensing, all the control is built right into the tuned legs.
96
461000
6000
Olağanüstü. Algılama yok, bütün kontrol ayarlanmış bacakların içine inşa edilmiş.
07:59
Really simple, but beautiful.
97
467000
2000
Gerçekten basit, ancak güzel.
08:01
Now, you might have noticed something else about the animals
98
469000
3000
Şimdi, hayvanlar engebeli arazi üzerinde koşarken
08:04
when they were running over the rough terrain.
99
472000
2000
onlar hakkında başka bir şey fark etmiş olabilirsiniz
08:06
And my assistant's going to help me here.
100
474000
2000
Ve asistanım burada bana yardım edecek.
08:08
When you touched the cockroach leg -- can you get the microphone for him?
101
476000
4000
Hamam böceğinin bacağına dokunduğunuzda -- ona bir mikrofon verebilir misin?
08:12
When you touched the cockroach leg, what did it feel like?
102
480000
3000
Hamam böceğinin bacağına dokunduğunuzda, ne hissettiniz?
08:15
Did you notice something?
103
483000
2000
Dikkatinizi çeken bir şey oldu mu?
08:17
Boy: Spiny.
104
485000
1000
Çocuk: Dikenli.
08:18
Robert Full: It's spiny, right? It's really spiny, isn't it? It sort of hurts.
105
486000
4000
Robert Full: Dikenli, öyle mi? Gerçekten dikenli, öyle değil mi? Acıtan bir tür.
08:22
Maybe we could give it to our curator and see if he'd be brave enough to touch the cockroach.
106
490000
6000
Belki de bunu idarecimize vermeliyiz ve bu hamam böceğine dokunabilecek kadar cesaretli olup olmadığını görmeliyiz.
08:28
(Laughter)
107
496000
1000
(Gülüşmeler)
08:29
Chris Anderson: Did you touch it?
108
497000
1000
Chris Anderson: Ona dokundun mu?
08:30
RF: So if you look carefully at this, what you see is that they have spines
109
498000
3000
RF: Şimdi buna dikkatlice bak, onların dikenleri olduğunu görüyorsun
08:33
and until a few weeks ago, no one knew what they did.
110
501000
3000
ve bir kaç hafta öncesine kadar, kimse onların ne yaptığını bilmiyordu.
08:36
They assumed that they were for protection and for sensory structures.
111
504000
3000
Onlar korunmak ve hissetmek için kullanılıyor.
08:39
We found that they're for something else -- here's a segment of that spine.
112
507000
4000
Biz bunların başka bir şey için olduğunu bulduk -- burada bu dikenin başka bir bölümü var.
08:43
They're tuned such that they easily collapse in one direction
113
511000
3000
Bunlar bir yönde enkazdan ayağı dışarı çekmek için
08:46
to pull the leg out from debris,
114
514000
2000
kolayca daraltılmak için ayarlanmış,
08:48
but they're stiff in the other direction so they capture disparities in the surface.
115
516000
6000
ama diğer yönde sertler yani yüzey farklılıklarını yakalayabiliyorlar.
08:54
Now crabs don't miss footholds, because they normally move on sand --
116
522000
3000
Şimdi yengeçler ayaklıkları kaçırmazlar, çünkü bizim laboratuvarımıza gelene kadar --
08:57
until they come to our lab.
117
525000
1000
kum üzerinde hareket ediyorlardı.
08:59
And where they have a problem with this kind of mesh,
118
527000
3000
Ve onların bu tür ağlarla problemleri var,
09:02
because they don't have spines.
119
530000
2000
çünkü dikenleri yok.
09:05
The crabs are missing spines, so they have a problem in this kind of rough terrain.
120
533000
3000
Yengeçler dikensizdir, o yüzden böyle engebeli araziler üzerinde problemleri var.
09:08
But of course, we can deal with that
121
536000
3000
Ama elbette, bununla baş edebiliriz
09:11
because we can produce artificial spines.
122
539000
3000
çünkü biz yapay dikenler üretebiliriz.
09:15
We can make spines that catch on simulated debris
123
543000
3000
Biz simüle enkazın üzerinde yakalamak için dikenler yapabiliriz
09:18
and collapse on removal to easily pull them out.
124
546000
3000
ve kolayca dışarı çıkarma giderimi üzerine yoğunlaşabiliriz
09:21
We did that by putting these artificial spines on crabs,
125
549000
3000
Burada gördüğünüz gibi, bunu yengeçlere yapay diken takarak yaptık
09:24
as you see here, and then we tested them.
126
552000
2000
ve daha sonra onları test ettik.
09:26
Do we really understand that principle of tuning? The answer is, yes!
127
554000
4000
Biz gerçekten ayarlamanın prensibini anladık mı? Cevap, evet anladık!
09:30
This is slowed down 20-fold, and the crab just zooms across that simulated debris.
128
558000
5000
Bu 20 kez yavaşlatılmışı ve yengeç simüle enkaza yakınlaştı.
09:35
(Laughter) (Applause)
129
563000
2000
(Gülüşmeler) (Alkış)
09:37
A little better than nature.
130
565000
2000
Doğadan biraz daha iyi.
09:40
So to our blueprint, we need to add tuned spines.
131
568000
3000
Planımıza göre, ayarlanmış dikenler eklemeliyiz.
09:43
Now will this help us think about the design of more effective climbing robots?
132
571000
5000
Şimdi bu bize daha etkileyici olan tırmanma robotlarının dizaynı hakkında düşünmeye yardım edecek mi?
09:48
Well, here's RHex: RHex has trouble on rails -- on smooth rails, as you see here.
133
576000
5000
İşte bu RHex: RHex'in raylarda bir derdi var -- burada gördüğünüz, pürüzsüz raylarda.
09:53
So why not add a spine? My colleagues did this at U. Penn.
134
581000
4000
Neden bir diken eklemedik? İş arkadaşlarım bunu U.Penn.' de yapmışlardı.
09:57
Dan Koditschek put some steel nails -- very simple version -- on the robot,
135
585000
4000
Dan Koditschek robun üzerine -- çok basit bir versiyon -- çelik tırnaklar ekledi
10:01
and here's RHex, now, going over those steel -- those rails. No problem!
136
589000
6000
ve işte RHex, şimdi, şu rayların üzerinde -- şu çeliğin üzerinde gidiyor. Problem kalmadı!
10:07
How does it do it?
137
595000
1000
Bunu nasıl yaptı?
10:08
Let's slow it down and you can see the spines in action.
138
596000
2000
Haydi bunu yavaşlatalım ve dikenlerin nasıl etki ettiğini görün.
10:10
Watch the leg come around, and you'll see it grab on right there.
139
598000
3000
Bacağın gelişini izleyin ve tam burada yakaladığını göreceksiniz.
10:13
It couldn't do that before; it would just slip and get stuck and tip over.
140
601000
3000
Bunu daha önce yapamamıştı;
10:16
And watch again, right there -- successful.
141
604000
4000
Ve tekrar izleyin, tam şurada -- başarılı.
10:20
Now just because we have a distributed foot and spines
142
608000
3000
Şimdi bizim dağıtılmış ayak ve dikenlere sahip olmamız
10:23
doesn't mean you can climb vertical surfaces.
143
611000
2000
dikey yüzeylere tırmanabileceğiniz anlamına gelmiyor.
10:26
This is really, really difficult.
144
614000
2000
Bu gerçekten, ama gerçekten zor.
10:28
But look at this animal do it!
145
616000
2000
Ama bu hayvan yapıyor!
10:30
One of the ones I'm passing around is climbing up this vertical surface that's a smooth metal plate.
146
618000
6000
Bunlardan biri - buraları es geçiyorum - bu pürüzlü metal plakadan yapılmış dikey yüzeye tırmanıyor.
10:36
It's extraordinary how fast it can do it --
147
624000
2000
Bu alışılagelmişin dışında nasıl bu kadar hızlı olabiliyor --
10:38
but if you slow it down, you see something that's quite extraordinary.
148
626000
4000
ama eğer yavaşlatırsanız, bir şeylerin gerçekten farklı olduğunu görürsünüz.
10:42
It's a secret. The animal effectively climbs by slipping and look --
149
630000
4000
Bu bir sır. Hayvan etkin bir şekilde kayarak tırmanıyor ve bakın --
10:46
and doing, actually, terribly, with respect to grabbing on the surface.
150
634000
4000
ve faaliyet, aslında, son derece, saygıyla zemini kapıyor.
10:50
It looks, in fact, like it's swimming up the surface.
151
638000
3000
Aslında, yüzeye kadar yüzüyormuş gibi gözüküyor.
10:53
We can actually model that behavior better as a fluid, if you look at it.
152
641000
4000
Buna bakarsak ,aslında bu davranışı bir sıvı olarak modelleyebiliriz.
10:57
The distributed foot, actually, is working more like a paddle.
153
645000
4000
Bu dağıtılmış ayak, aslında, bir yüzgeç gibi çalışıyor.
11:01
The same is true when we looked at this lizard running on fluidized sand.
154
649000
4000
Akışkan kum üzerinde ilerleyen bu kertenkeleye baktığımızda durumun aynı olduğunu görebiliriz.
11:05
Watch its feet.
155
653000
2000
Ayağını izleyin.
11:07
It's actually functioning as a paddle
156
655000
2000
Bu aslında bir yüzgeç gibi çalışıyor olsa bile
11:09
even though it's interacting with a surface that we normally think of as a solid.
157
657000
6000
katı olduğunu düşündüğümüz bir yüzeyle etkileşime giriyor.
11:15
This is not different from what my former undergraduate discovered
158
663000
5000
O kertenkelelerin suyun üzerinde koşabildiğini düşünürken
11:20
when she figured out how lizards can run on water itself.
159
668000
4000
ben de eski önlisansımda bulmuştum bunu.
11:25
Can you use this to make a better robot?
160
673000
5000
Bunu daha iyi bir robot yapmak için kullanabilir misin?
11:30
Martin Buehler did -- who's now at Boston Dynamics --
161
678000
3000
-- Şu anda Boston Dynamics'te olan --Martin Buehler
11:33
he took this idea and made RHex to be Aqua RHex.
162
681000
5000
bu fikri RHex'i Aqua RHex yapmak için kullandı.
11:38
So here's RHex with paddles,
163
686000
2000
İşte yüzgeçli RHex,
11:40
now converted into an incredibly maneuverable swimming robot.
164
688000
5000
şimdi inanılmaz manevra kabiliyeti olan bir yüzme robot oldu.
11:46
For rough surfaces, though, animals add claws.
165
694000
3000
Pürüzlü yüzeyler için de olsa, hayvanlar pençeler ekliyor.
11:49
And you probably feel them if you grabbed it.
166
697000
1000
Ve onu yakaladıysanız büyük ihtimalle onları hissedeceksiniz.
11:50
Did you touch it?
167
698000
1000
Ona okunabilir misin?
11:51
CA: I did.
168
699000
1000
CA: Dokundum.
11:52
RF: And they do really well at grabbing onto surfaces with these claws.
169
700000
2000
RF: Ve bu pençelerle yüzeylere tutunma işini gerçekten iyi yapıyorlar.
11:54
Mark Cutkosky at Stanford University, one of my collaborators, is an extraordinary engineer
170
702000
6000
Standford Üniversitesi'nde ki iş ortaklarımdan Mark Cutkosky,
12:00
who developed this technique called Shape Deposition Manufacturing,
171
708000
3000
pençeleri bu yapay ayağın içine gömebildi ve bu teknik
12:03
where he can imbed claws right into an artificial foot.
172
711000
3000
Şekil Biriktirme İmalatı olarak biliniyor.
12:06
And here's the simple version of a foot for a new robot that I'll show you in a bit.
173
714000
5000
İşte burada size birazını göstereceğim yeni robotun basit bir versiyonu var.
12:11
So to our blueprint, let's attach claws.
174
719000
3000
Plana dönelim ve pençeleri ekleyelim.
12:14
Now if we look at animals, though, to be really maneuverable in all surfaces,
175
722000
3000
Şimdi hayvanlara bakarsak eğer, gerçekten bütün zeminlerde manevra yapabiliyor olsa da,
12:17
the animals use hybrid mechanisms
176
725000
2000
hayvanlar, pençeler, dikenler, kıllar, yüzgeçler, yapışkanlar,
12:19
that include claws, and spines, and hairs, and pads, and glue, and capillary adhesion
177
727000
4000
kılcal adezyon ve bunun gibi bir sürü
12:23
and a whole bunch of other things.
178
731000
1000
melez mekanizmaları kullanırlar.
12:24
These are all from different insects.
179
732000
2000
Bunların hepsi farklı böceklerden.
12:26
There's an ant crawling up a vertical surface.
180
734000
2000
Burada dikey zemin üzerinde sürünerek ilerleyen bir karınca var.
12:28
Let's look at that ant.
181
736000
1000
Haydi şu karıncaya bakalım.
12:30
This is the foot of an ant. You see the hairs and the claws and this thing here.
182
738000
5000
Bu bir karınca ayağı. Kılları, pençeleri ve bu şeyi görüyorsunuz.
12:35
This is when its foot's in the air.
183
743000
2000
Bu ayağının havada olduğu zaman.
12:37
Watch what happens when the foot goes onto your sandwich.
184
745000
4000
Ayak sandviçinize doğru geldiğinde ne oluyor izleyin.
12:41
You see what happens?
185
749000
2000
Ne olduğunu görüyor musunuz?
12:43
That pad comes out. And that's where the glue is.
186
751000
4000
Bu ped çıkıyor. Ve yapıştırıcının olduğu yerde.
12:48
Here from underneath is an ant foot,
187
756000
3000
Burada bir karıncanın ayağının tabanından
12:51
and when the claws don't dig in, that pad automatically comes out without the ant doing anything.
188
759000
6000
ve pençeler kazmadığın da, bu ped karınca hiçbir şey yapmadan otomatik olarak çıkıyor.
12:57
It just extrudes.
189
765000
1000
Sadece uzatıyor.
12:58
And this was a hard shot to get -- I think this is the shot of the ant foot on the superstrings.
190
766000
5000
Bunu sicimler üzerinde karıncanın ayağını atması olarak düşünüyorum -- ve atmak gerçekten çok zordu.
13:03
So it's pretty tough to do.
191
771000
1000
Yani bunu yapmak oldukça zor.
13:04
This is what it looks like close up --
192
772000
3000
İşte burada karınca ayağı --
13:07
here's the ant foot, and there's the glue.
193
775000
2000
ve yakınen benzediği yapıştırıcı var.
13:09
And we discovered this glue may be an interesting two-phase mixture.
194
777000
4000
Ve biz bu yapıştırıcının garip bir şekilde iki fazlı olabileceğini keşfettik.
13:13
It certainly helps it to hold on.
195
781000
2000
Kesinlikle üzerinde tutmak için yardımcı oluyor.
13:15
So to our blueprint, we stick on some sticky pads.
196
783000
4000
Planımıza göre, yapışkan pedlerin üzerine çubuklar geçirdik.
13:19
Now you might think for smooth surfaces we get inspiration here.
197
787000
4000
Şimdi bizim pürüzsüz yüzeylerden ilham aldığımızı düşünebilirsiniz.
13:23
Now we have something better here.
198
791000
3000
Burada daha iyi bir şeylerimiz var.
13:26
The gecko's a really great example of nanotechnology in nature.
199
794000
3000
Kertenkeleninkiler doğadaki nanoteknolojiye gerçekten iyi bir örnek.
13:29
These are its feet.
200
797000
2000
Bunlar onun bacağı.
13:31
They're -- almost look alien. And the secret, which they stick on with,
201
799000
4000
Onlar -- neredeyse uzaylı gibi. Ve işte sır, üzerinde sopa olan
13:35
involves their hairy toes.
202
803000
2000
kıllı ayaklarını barındırıyor.
13:37
They can run up a surface at a meter per second,
203
805000
4000
Bir zemin üzerinde saniyede 30 adım atabilir, bir dakikada bir metre koşabilirler --
13:41
take 30 steps in that one second -- you can hardly see them.
204
809000
3000
onları zorlukla görebilirsiniz.
13:44
If we slow it down, they attach their feet at eight milliseconds,
205
812000
3000
Eğer bunu yavaşlatırsak, sekiz milisaniyede ayaklarını eklerler,
13:47
and detach them in 16 milliseconds.
206
815000
3000
ve onları 16 milisaniyede çözerler.
13:50
And when you watch how they detach it, it is bizarre.
207
818000
7000
Ve onların bunu yaptığını görmek çok tuhaftır.
13:57
They peel away from the surface like you'd peel away a piece of tape.
208
825000
5000
Sizin bir parça bandı sıyırmanız gibi onlarda ayaklarını zeminden sıyırıyorlar.
14:02
Very strange. How do they stick?
209
830000
3000
Çok garip. Nasıl yapıyorlar?
14:05
If you look at their feet, they have leaf-like structures called linalae
210
833000
3000
Eğer ayaklarına bakarsanız, yaprak gibi 'linalae' denilen milyonlarca kıldan oluşan
14:08
with millions of hairs.
211
836000
1000
bir yapıya sahipler.
14:09
And each hair has the worst case of split ends possible.
212
837000
3000
Ve her kılın bölünebilmek gibi kötü bir özelliği vardır.
14:12
It has a hundred to a thousand split ends,
213
840000
3000
Bu yüzlerceden binlerceye bölünebilmenin sırrı
14:15
and that's the secret, because it allows intimate contact.
214
843000
3000
yakın teması sağlamasıdır.
14:18
The gecko has a billion of these 200-nanometer-sized split ends.
215
846000
4000
Kertenkele bu 200 nanometre büyüklüğünde bir milyon bölünmeye sahiptir.
14:22
And they don't stick by glue, or they don't work like Velcro, or they don't work with suction.
216
850000
5000
Ve onlar yapışkanla yapıştırılarak ya da cırt cırtla ve ya emiş gücüyle çalışmıyor.
14:27
We discovered they work by intermolecular forces alone.
217
855000
4000
Biz bazı intermoleküler kuvvetlerle çalıştıklarını tespit ettik.
14:31
So to our blueprint, we split some hairs.
218
859000
4000
Planımıza göre, biraz kıl böldük.
14:35
This has inspired the design of the first self-cleaning dry adhesive --
219
863000
3000
Bu ilk kendi kendini temizleyen kuru yapıştırıcının dizaynına ilham kaynağı olmuştur --
14:38
the patent issued, we're happy to say.
220
866000
2000
patentini aldık ve bunu söylemekten mutluluk duyuyoruz.
14:40
And here's the simplest version in nature,
221
868000
3000
Ve burada doğadaki en basit sürümü bulunuyor
14:43
and here's my collaborator Ron Fearing's attempt
222
871000
3000
ve iş arkadaşım Ron Fearing'in girişimi olan
14:46
at an artificial version of this dry adhesive made from polyurethane.
223
874000
5000
poliüretandan yapılmış kuru yapıştırıcının yapay bir sürümü.
14:51
And here's the first attempt to have it work on some load.
224
879000
3000
Ve burada bazı yükler üzerinde çalışmak için ilk girişimimiz.
14:54
There's enormous interest in this in a variety of different fields.
225
882000
3000
Farklı alanlarda buna büyük ilgi var.
14:57
You could think of a thousand possible uses, I'm sure.
226
885000
3000
Eminim ki kullanabileceğiniz binlerce yer düşündünüz.
15:00
Lots of people have, and we're excited about realizing this as a product.
227
888000
5000
Birçok insanın var ve biz bunu hayata geçireceğimiz için heyecan duyuyoruz.
15:05
We have imagined products; for example, this one:
228
893000
2000
Ürünleri hayal ettik; örneğin, bu:
15:08
we imagined a bio-inspired Band-Aid, where we took the glue off the Band-Aid.
229
896000
5000
biyo-hayal yara bandı düşündük ve bu ürünün üzerinde yapıştırıcıyı kullandık.
15:13
We took some hairs from a molting gecko;
230
901000
2000
Deri değiştiren bir kertenkeleden biraz kıl aldık;
15:15
put three rolls of them on here, and then made this Band-Aid.
231
903000
4000
buraya onlardan üç rulo koyduk, ve bu yara bandını yaptık.
15:19
This is an undergraduate volunteer --
232
907000
2000
Bu gönüllü bir lisans öğrencisi --
15:21
we have 30,000 undergraduates so we can choose among them --
233
909000
3000
30.000 lisans öğrencimiz var o zaman aralarından seçebiliriz --
15:24
that's actually just a red pen mark.
234
912000
2000
bu aslında kırmızı bir kalem işareti.
15:26
But it makes an incredible Band-Aid.
235
914000
2000
Ama inanılmaz bir yara bandı yapabiliyor.
15:28
It's aerated, it can be peeled off easily, it doesn't cause any irritation, it works underwater.
236
916000
8000
Bu gazlıdır, kolayca soyulabilir, tahriş etmez, sualtında çalışabilir.
15:36
I think this is an extraordinary example of how curiosity-based research --
237
924000
5000
Bence bu merakın olağanüstü -araştırma tabanlı- bir örneği
15:41
we just wondered how they climbed up something --
238
929000
2000
biz sadece onların nasıl bir şeye tırmandığını merak ediyoruz--
15:43
can lead to things that you could never imagine.
239
931000
3000
asla hayal edemeyeceğiniz şeylere yol açabilir.
15:46
It's just an example of why we need to support curiosity-based research.
240
934000
4000
Bu sadece neden araştırma tabanlı merakın desteğine ihtiyacımız olduğunun bir örneği.
15:50
Here you are, pulling off the Band-Aid.
241
938000
3000
İşte burada, yara bandını çıkartıyoruz.
15:53
So we've redefined, now, what a foot is.
242
941000
4000
Şimdi, ayak nedir yeniden bakalım.
15:57
The question is, can we use these secrets, then,
243
945000
2000
Soru şu, bu sırları kullanabilir miyiz, daha sonra,
15:59
to inspire the design of a better foot, better than one that we see in nature?
244
947000
3000
doğada gördüğümüzün aksine daha iyi bir ayak dizayn etmek için ilham alabilir miyiz?
16:02
Here's the new project:
245
950000
2000
İşte yeni proje:
16:04
we're trying to create the first climbing search-and-rescue robot -- no suction or magnets --
246
952000
6000
biz, sadece sınırlı yüzeyler üzerine tırmanabilen ilk arama ve kurtarma robotunu
16:10
that can only move on limited kinds of surfaces.
247
958000
3000
- emme veya mıknatıslar olmadan - oluşturmak için çalışıyoruz.
16:13
I call the new robot RiSE, for "Robot in Scansorial Environment" -- that's a climbing environment --
248
961000
5000
Yeni robotu açılımı 'Tırmanıcı Çevre içinde Robot' olan RiSE olarak adlandırdım, -- bu bir tırmanış ortamı --
16:18
and we have an extraordinary team of biologists and engineers creating this robot.
249
966000
4000
ve biz bu robot oluşturmak için Biyologlar ve Mühendislerden oluşan olağanüstü bir ekibe sahibiz.
16:22
And here is RiSE.
250
970000
2000
Ve işte RiSE.
16:26
It's six-legged and has a tail. Here it is on a fence and a tree.
251
974000
3000
Bu altı bacaklıdır ve kuyruğu vardır. Burada biir çit ve bir ağaç üzerinde .
16:29
And here are RiSE's first steps on an incline.
252
977000
4000
Ve işte bir eğim üzerinde RiSE'ın ilk adımı.
16:33
You have the audio? You can hear it go up.
253
981000
3000
Ses geliyor mu? Yukarı çıkarken duyabilirsiniz.
16:36
And here it is coming up at you, in its first steps up a wall.
254
984000
6000
Ve burada size geliyor, bu onun duvara kadar olan ilk adımı.
16:42
Now it's only using its simplest feet here, so this is very new.
255
990000
5000
Bu çok yeni olduğu için, şimdilik sadece basit ayakları kullanıyor.
16:47
But we think we got the dynamics right of the robot.
256
995000
3000
Ama robotun dinamik doğrularını bulduğumuzu düşünüyoruz.
16:51
Mark Cutkosky, though, is taking it a step further.
257
999000
2000
Mark Cutkosky, yinede, bir adım daha atıyor.
16:53
He's the one able to build this shape-deposition manufactured feet and toes.
258
1001000
5000
O, bu ayak ve parmakların şekil birikimlerini yapmakta bire birdir.
16:58
The next step is to make compliant toes,
259
1006000
4000
Bir sonraki adım ayağa dikenleri ve pençeleri ekleyerek,
17:02
and try to add spines and claws and set it for dry adhesives.
260
1010000
2000
kuru yapıştırıcıya uygun hale getirmektir.
17:04
So the idea is to first get the toes and a foot right,
261
1012000
3000
Yani fikir ilk olarak parmakları ve ayağı elde etmek,
17:07
attempt to make that climb, and ultimately put it on the robot.
262
1015000
3000
tırmanabilir yapın ve robota ekleyin.
17:10
And that's exactly what he's done.
263
1018000
2000
Ve bu da onun tam olarak yaptığı şey.
17:12
He's built, in fact, a climbing foot-bot inspired by nature.
264
1020000
5000
O, aslında tırmanabilen ayağı doğadan ilham alarak yaptı.
17:17
And here's Cutkosky's and his amazing students' design.
265
1025000
4000
Ve burada Cutkosky'nin ve onun inanılmaz öğrencilerinin tasarımı.
17:21
So these are tuned toes -- there are six of them,
266
1029000
6000
Bunlar ayarlanmış parmaklar -- onlardan altı tane var,
17:27
and they use the principles that I just talked about collectively for the blueprint.
267
1035000
9000
ve onlar plan için topluca bahsettiğim prensipleri kullanır.
17:36
So this is not using any suction, any glue,
268
1044000
2000
Bu yüzden bu herhangi bir emme, herhangi bir yapıştırıcı kullanılmıyor,
17:38
and it will ultimately, when it's attached to the robot --
269
1046000
3000
ve umuyorum ki eninde sonunda, robota iliştirildiğinde --
17:41
it's as biologically inspired as the animal --
270
1049000
3000
biyolojik olarak hayvandan esinlenilmiş --
17:44
hopefully be able to climb any kind of a surface.
271
1052000
5000
her türlü zemine tırmanabilir.
17:49
Here you see it, next, going up the side of a building at Stanford.
272
1057000
5000
Burada görüyorsunuz , ileri, Standford'daki binaya doğru çıkıyor.
17:54
It's sped up -- again, it's a foot climbing.
273
1062000
3000
Bu hızlandırıldı -- tekrar, bu bir ayak tırmanışı.
17:57
It's not the whole robot yet, we're working on it --
274
1065000
2000
Henüz bütün robot değil, bunun üzerinde çalışıyoruz-
17:59
now you can see how it's attaching.
275
1067000
1000
şimdi nasıl takıldığını görebilirsiniz.
18:00
These tuned structures allow the spines, friction pads and ultimately the adhesive hairs
276
1068000
6000
Bu ayarlanmış yapılar, zor yüzeylere tırmanmak için
18:06
to grab onto very challenging, difficult surfaces.
277
1074000
3000
dikenlere, sürtünme pedlerine ve son olarak yapışkan kıllara izin veriyor.
18:09
And so they were able to get this thing -- this is now sped up 20 times --
278
1077000
4000
Ve onlar bunu başardı -- şimdi bu kadar 20 kat hızlandırdı --
18:13
can you imagine it trying to go up and rescue somebody at that upper floor? OK?
279
1081000
4000
yukarı çıkıp üst kattaki birini kurtardığınızı hayal edebilir misiniz? Tamam?
18:17
You can visualize this now; it's not impossible.
280
1085000
2000
Bunu görselleştirebilirsiniz; imkansız değil.
18:19
It's a very challenging task. But more to come later.
281
1087000
4000
Bu çok zor bir iş. Ama dahası sonra gelecek.
18:23
To finish: we've gotten design secrets from nature by looking at how feet are built.
282
1091000
4000
Bitirmek için: ayağın nasıl yapıldığını doğanın tasarım sırlarından öğrendik.
18:27
We've learned we should distribute control to smart parts.
283
1095000
3000
Kontrolü akıllı parçalara dağıtmamız gerektiğini öğrendik.
18:30
Don't put it all in the brain,
284
1098000
1000
Hepsini beyine doldurmayın,
18:31
but put some of the control in tuned feet, legs and even body.
285
1099000
4000
ama ayarlı ayakları, bacakları ve hatta vücudun bazı kontrol mekanizmalarını koyun.
18:35
That nature uses hybrid solutions, not a single solution, to these problems,
286
1103000
3000
Doğa bu sorunlar için melez çözümleri kullanır, tek bir çözüm yoktur,
18:38
and they're integrated and beautifully robust.
287
1106000
3000
ve onlar entegre edilip güzelce sağlamlaştırılmıştır.
18:41
And third, we believe strongly that we do not want to mimic nature but instead be inspired by biology,
288
1109000
8000
Ve üçüncü olarak, biz doğayı taklit etmeye değil onun biyolojisinden ilham almaya inanıyoruz,
18:49
and use these novel principles with the best engineering solutions that are out there
289
1117000
4000
ve -potansiyel olarak - bir şeyi doğadan daha iyi yapmak için
18:53
to make -- potentially -- something better than nature.
290
1121000
3000
bu yeni ilkeler var olan en iyi mühendislik çözümleridir.
18:57
So there's a clear message:
291
1125000
2000
İşte burada çok anlaşılır bir mesaj var:
18:59
whether you care about a fundamental, basic research
292
1127000
3000
gerçekten ilginç, tuhaf, acayip hayvanların,
19:02
of really interesting, bizarre, wonderful animals,
293
1130000
3000
esas ve temel bir araştırmasıyla ilgilenirseniz de
19:05
or you want to build a search-and-rescue robot
294
1133000
1000
veya bir depremden veya bir yangından birisini kurtarmak için
19:06
that can help you in an earthquake, or to save someone in a fire,
295
1134000
3000
bir arama ve kurtarma robotu inşa etmek isterseniz de
19:09
or you care about medicine, we must preserve nature's designs.
296
1137000
5000
ya da ilaçlarla ilgilenseniz de, doğanın tasarımlarını korumak zorundayız.
19:14
Otherwise these secrets will be lost forever.
297
1142000
3000
Diğer bir deyişle bu sırlar sonsuza kadar yok olacak.
19:17
Thank you.
298
1145000
1000
Teşekkürler.
ABOUT THE SPEAKER
Robert Full - BiologistRobert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering.
Why you should listen
UC Berkeley biologist Robert Full is fascinated by the motion of creatures like cockroaches, crabs and geckos having many legs, unusual feet or talented tails. He has led an effort to demonstrate the value of learning from Nature by the creating interdisciplinary collaborations of biologists, engineers, mathematicians and computer scientists from academia and industry. He founded CiBER, the Center for interdisciplinary Bio-inspiration in Education and Research, and the Poly-PEDAL Laboratory, which studies the Performance, Energetics and Dynamics of Animal Locomotion (PEDAL) in many-footed creatures (Poly).
His research shows how studying a diversity of animals leads to the discovery of general principles which inspire the design of novel circuits, artificial muscles, exoskeletons, versatile scampering legged search-and-rescue robots and synthetic self-cleaning dry adhesives based on gecko feet. He is passionate about discovery-based education leading to innovation -- and he even helped Pixar’s insect animations in the film A Bug's Life.
Robert Full | Speaker | TED.com