TEDGlobal 2013
Raffaello D'Andrea: The astounding athletic power of quadcopters
رفايلو دأندريا: القدرات الرياضية المذهلة للمروحيات الرباعية
Filmed:
Readability: 4.7
12,409,728 views
في مختبر للروبوتات في TEDGlobal، يعرض دي أندريا مروحياته الرباعية الطائرة: روبوتات يمكنها التفكير مثل الرياضيين، وحل المشاكل الفيزيائية بخوارزميات تساعدها على التعلم. وفي سلسلة من العروض الأنيقة، يعرض دي أندريا طائرات ذاتية التحكم يمكنها الإمساك والتوازن واتخاذ القرارات بشكل جماعي - احترسوا كذلك من عرض يجعلك تريد هذه الرباعيات المتحكم بها من خلال كينكت.
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneer
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs. Full bio
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:23
So what does it mean for a machine to be athletic?
0
11307
3184
ما الذي يعنيه أن تكون آلة ما رياضية؟
00:26
We will demonstrate the concept of machine athleticism
1
14491
3417
سنعرض مفهوم رياضية الآلة
00:29
and the research to achieve it
2
17908
1720
والبحث العلمي الذي تم القيام به لتحقيق ذلك
00:31
with the help of these flying machines called quadrocopters,
3
19628
2511
بمساعدة هذه الآلات الطائرة المسماة بالمروحيات الرباعية (quadrocopters)
00:34
or quads, for short.
4
22139
1887
أو باختصار الرباعيات (الكوادس)
00:38
Quads have been around for a long time.
5
26034
2529
كانت الرباعيات متواجدة لفترة طويلة.
00:40
The reason that they're so popular these days
6
28563
1599
سبب شعبيتها في الأيام الأخيرة
00:42
is because they're mechanically simple.
7
30162
1965
هي أنها بسيطة ميكانيكيا.
00:44
By controlling the speeds of these four propellers,
8
32127
2108
من خلال التحكم في سرعة هذه المراوح الأربعة،
00:46
these machines can roll, pitch, yaw,
9
34235
3048
هذه الآلات يمكنها الالتفاف والتأرجح والانعراج،
00:49
and accelerate along their common orientation.
10
37283
2825
والتسارع في الاتجاه المشترك لديها.
00:52
On board are also a battery, a computer,
11
40108
3071
على متنها أيضا بطارية وحاسوب
00:55
various sensors and wireless radios.
12
43179
3954
ومختلف أجهزة الاستشعار والراديو اللاسلكي
00:59
Quads are extremely agile, but this agility comes at a cost.
13
47133
4629
تعتبر الرباعيات رشيقة جداً، ولكن خفة الحركة هذه لها كلفتها.
01:03
They are inherently unstable, and they need some form
14
51762
2992
فهي بطبيعتها غير مستقرة، وتحتاج إلى نوع
01:06
of automatic feedback control in order to be able to fly.
15
54754
3972
من التحكم بالتقييم آني لتستطيع الطيران.
01:16
So, how did it just do that?
16
64259
3238
حسنا، كيف قامت بذلك للتو؟
01:19
Cameras on the ceiling and a laptop
17
67497
1818
الكاميرات في السقف وحاسوب محمول
01:21
serve as an indoor global positioning system.
18
69315
2576
يعملان كنظام تموضع عالمي داخلي.
01:23
It's used to locate objects in the space
19
71891
2185
يتم استخدامه لتحديد موقع أجسام في الفضاء
01:26
that have these reflective markers on them.
20
74076
2527
تتوفر على علامات عاكسة عليها.
01:28
This data is then sent to another laptop
21
76603
2061
ثم يتم إرسال هذه البيانات إلى حاسوب محمول آخر
01:30
that is running estimation and control algorithms,
22
78664
2211
يستخدم خوارزميات التقدير والتحكم،
01:32
which in turn sends commands to the quad,
23
80875
1886
والتي بدورها ترسل الأوامر إلى الرباعية،
01:34
which is also running estimation and control algorithms.
24
82761
3485
والتي تقوم كذلك بتشغيل خوارزميات التقدير والتحكم.
01:41
The bulk of our research is algorithms.
25
89620
2510
الجزء الأكبر من أبحاثنا يتعلق بالخوارزميات.
01:44
It's the magic that brings these machines to life.
26
92130
4161
وهو السحر الذي يجلب هذه الآلات للحياة.
01:48
So how does one design the algorithms
27
96291
2043
فكيف يمكننا تصميم الخوارزميات
01:50
that create a machine athlete?
28
98334
2277
التي تشكّل آلة رياضية؟
01:52
We use something broadly called model-based design.
29
100611
2880
نحن نستخدم ما يسمى عموما بالتصميم المعتمد على النموذج.
01:55
We first capture the physics with a mathematical model
30
103491
3154
نقوم أولا بالتقاط الفيزياء من خلال نموذج رياضياتي
01:58
of how the machines behave.
31
106645
2134
لكيفية تصرف الآلات.
02:00
We then use a branch of mathematics
32
108779
2297
ثم نستخدم فرعا من فروع الرياضيات
02:03
called control theory to analyze these models
33
111076
2831
يسمى بنظرية التحكم لتحليل هذه النماذج
02:05
and also to synthesize algorithms for controlling them.
34
113907
3913
وأيضا لتوليف خوارزميات للتحكم فيها.
02:09
For example, that's how we can make the quad hover.
35
117820
3048
وهذا على سبيل المثال، كيف يمكننا جعل الرباعية تحوم.
02:12
We first captured the dynamics
36
120868
1408
قمنا أولا برصد الديناميكيات
02:14
with a set of differential equations.
37
122276
1906
من خلال مجموعة من المعادلات التفاضلية.
02:16
We then manipulate these equations with the help
38
124182
2349
ثم نقوم بمعالجة هذه المعادلات بمساعدة
02:18
of control theory to create algorithms that stabilize the quad.
39
126531
4640
نظرية التحكم لإنشاء خوارزميات تحافظ على استقرار الرباعية.
02:23
Let me demonstrate the strength of this approach.
40
131171
2946
اسمحوا لي أن أظهر قوة هذا النهج.
02:29
Suppose that we want this quad to not only hover
41
137198
2549
لنفترض أننا نريد من هذا الرباعية ألا تحوم فقط
02:31
but to also balance this pole.
42
139747
2782
ولكن أيضا أن توازن هذا العمود.
02:34
With a little bit of practice,
43
142529
1844
مع قليل من التدريب،
02:36
it's pretty straightforward for a human being to do this,
44
144373
2391
من السهل جدا على إنسان القيام بهذا،
02:38
although we do have the advantage of having
45
146764
1755
لكننا لدينا ميزة التوفر على
02:40
two feet on the ground
46
148519
1328
قدمين على الأرض
02:41
and the use of our very versatile hands.
47
149847
2957
واستخدام يدين متعددتي الاستعمالات.
02:44
It becomes a little bit more difficult
48
152804
2469
يصبح من الصعب أكثر قليلاً
02:47
when I only have one foot on the ground
49
155273
2296
عندما تكون لدى فقط قدم واحدة على الأرض
02:49
and when I don't use my hands.
50
157569
2799
وعندما لا أستخدم يدي.
02:52
Notice how this pole has a reflective marker on top,
51
160368
2951
لاحظ كيف أن هذا العمود يتوفر على علامة في الأعلى،
02:55
which means that it can be located in the space.
52
163319
3894
ما يعني أنه يمكن موقعته في الفضاء.
03:04
(Applause)
53
172971
5976
(تصفيق)
03:10
You can notice that this quad is making fine adjustments
54
178947
2826
يمكنكم ملاحظة كون هذه الرباعية تجري تعديلات دقيقة
03:13
to keep the pole balanced.
55
181773
2195
للحفاظ على توازن العمود.
03:15
How did we design the algorithms to do this?
56
183968
3059
كيف قمنا بتصميم خوارزميات للقيام بذلك؟
03:19
We added the mathematical model of the pole
57
187027
2105
أضفنا نموذجا رياضياتيا للعمود
03:21
to that of the quad.
58
189132
1519
لذلك الخاص بالرباعية.
03:22
Once we have a model of the combined quad-pole system,
59
190651
2954
وما إن نتوفر على نموذج للنظام من الرباعية والعمود،
03:25
we can use control theory to create algorithms for controlling it.
60
193605
4933
يمكننا استخدام نظرية التحكم لإنشاء خوارزميات للتحكم فيه.
03:30
Here, you see that it's stable,
61
198538
1588
هنا، يمكنكم أن تروا بأنها مستقرة،
03:32
and even if I give it little nudges,
62
200126
2693
وحتى لو قمت بدفعه قليلا،
03:34
it goes back to the nice, balanced position.
63
202819
5403
فإنه يعود إلى موضعه الممتاز والمتوازن.
03:40
We can also augment the model to include
64
208222
1663
يمكننا أيضا الزيادة في النموذج ليشمل
03:41
where we want the quad to be in space.
65
209885
2441
حيث نريد للرباعية أن تكون في الفضاء.
03:44
Using this pointer, made out of reflective markers,
66
212326
3069
باستخدام هذا المؤشر، المصنوع من العلامات العاكسة،
03:47
I can point to where I want the quad to be in space
67
215395
2224
يمكن أن أشير إلى حيث أريد الرباعية أن تكون في الفضاء
03:49
a fixed distance away from me.
68
217619
3367
مسافة ثابتة بعيداً عني.
04:07
The key to these acrobatic maneuvers is algorithms,
69
235763
2902
المفتاح لهذه المناورات البهلوانية هي الخوارزميات،
04:10
designed with the help of mathematical models
70
238665
2426
المصممة بمساعدة النماذج الرياضية
04:13
and control theory.
71
241091
1950
ونظرية التحكم.
04:15
Let's tell the quad to come back here
72
243041
2214
دعونا نأمر الرباعية بالعودة إلى هنا
04:17
and let the pole drop,
73
245255
1819
ونجعل العمود يسقط،
04:19
and I will next demonstrate the importance
74
247074
1918
سأقوم لاحقا بعرض أهمية
04:20
of understanding physical models
75
248992
2119
فهم النماذج الفيزيائية
04:23
and the workings of the physical world.
76
251111
4120
وطرق عمل العالم المادي.
04:37
Notice how the quad lost altitude
77
265462
1770
لاحظ كيف فقدت الرباعية العلو
04:39
when I put this glass of water on it.
78
267232
2082
عندما أضع كوب الماء هذا فوقها.
04:41
Unlike the balancing pole, I did not include
79
269314
2801
وخلافا للعمود الموازن، لم أقم بتضمين
04:44
the mathematical model of the glass in the system.
80
272115
2584
النموذج الرياضي للكأس في النظام.
04:46
In fact, the system doesn't even know that the glass of water is there.
81
274699
2919
في الواقع، فالنظام لا يعرف حتى أن كوب الماء يوجد هناك.
04:49
Like before, I could use the pointer to tell the quad
82
277618
3292
وكما فعلت سابقا، يمكن أن أستخدم المؤشر لإخبار الرباعية
04:52
where I want it to be in space.
83
280910
2589
بحيث أريدها أن تكون في الفضاء.
04:55
(Applause)
84
283499
9597
(تصفيق)
05:05
Okay, you should be asking yourself,
85
293096
2110
حسنا، ينبغي أن تسأل نفسك،
05:07
why doesn't the water fall out of the glass?
86
295206
2509
لماذا لا تسقط المياه من الكأس؟
05:09
Two facts: The first is that gravity acts
87
297715
3211
حقيقتان: الأولى أن الجاذبية تنطبق
05:12
on all objects in the same way.
88
300926
2125
على كل الكائنات بنفس الطريقة.
05:15
The second is that the propellers are all pointing
89
303051
2464
والثاني أن المراوح تشير جميعها إلى
05:17
in the same direction of the glass, pointing up.
90
305515
3127
الاتجاه نفسه مثل الكأس، نحو الأعلى.
05:20
You put these two things together, the net result
91
308642
2377
وحين تضع هذين الأمرين معا، النتيجة
05:23
is that all side forces on the glass are small
92
311019
2287
هي أن جميع القوى الجانبية المطبقة على الكأس تكون صغيرة
05:25
and are mainly dominated by aerodynamic effects,
93
313306
2785
وتهيمن عليها أساسا التأثيرات الهوائية،
05:28
which as these speeds are negligible.
94
316091
3841
والتي تعتبر مهملة في هذه السرعات.
05:35
And that's why you don't need to model the glass.
95
323336
2071
ولهذا لا نحتاج إلى نمذجة الكأس.
05:37
It naturally doesn't spill no matter what the quad does.
96
325407
3848
وبطبيعة الحال لا ينسكب بغض النظر عما تفعله الرباعية.
05:50
(Applause)
97
338651
7051
(تصفيق)
05:57
The lesson here is that some high-performance tasks
98
345702
4016
الدرس المستفاد هنا هو أن بعض المهام عالية الأداء
06:01
are easier than others,
99
349718
1397
هي أسهل من غيرها،
06:03
and that understanding the physics of the problem
100
351115
2296
وأن فهم فيزياء المشكلة
06:05
tells you which ones are easy and which ones are hard.
101
353411
2616
يخبرك بتلك التي هي سلهة وتلك الصعبة.
06:08
In this instance, carrying a glass of water is easy.
102
356027
2359
في هذه الحالة، فإنه من السهل حمل كوب من الماء.
06:10
Balancing a pole is hard.
103
358386
3785
وموازنة عمود أمر صعب.
06:14
We've all heard stories of athletes
104
362171
1802
جميعنا سمعنا بقصص الرياضيين
06:15
performing feats while physically injured.
105
363973
2493
الذين حققوا انتصارات وهم مصابون.
06:18
Can a machine also perform
106
366466
1519
هل يمكن للآلة كذلك أن تقوم بالأداء
06:19
with extreme physical damage?
107
367985
2651
مع الأضرار المادية الشديدة؟
06:22
Conventional wisdom says that you need
108
370636
1726
تقول الحكمة التقليدية أنك في حاجة إلى
06:24
at least four fixed motor propeller pairs in order to fly,
109
372362
3690
أربعة من المحركات المروحية على الأقل لتستطيع الطيران،
06:28
because there are four degrees of freedom to control:
110
376052
2112
لأنه هناك أربع درجات من الحرية للتحكم:
06:30
roll, pitch, yaw and acceleration.
111
378164
3028
الالتفاف والتأرجح والانعراج والتسارع.
06:33
Hexacopters and octocopters, with six and eight propellers,
112
381192
3245
المروحيات السداسية والثمانية بست وثمان محركات،
06:36
can provide redundancy,
113
384437
1483
يمكنها توفير فائض،
06:37
but quadrocopters are much more popular
114
385920
1989
لكن المروحيات الرباعية أكثر شعبية
06:39
because they have the minimum number
115
387909
1815
لتوفرها على الحد الأدنى
06:41
of fixed motor propeller pairs: four.
116
389724
2476
من أزواج المحركات المروحية الثابتة: أربعة.
06:44
Or do they?
117
392200
1965
أم هي كذلك؟
07:01
If we analyze the mathematical model of this machine
118
409476
2600
إن قمنا بتحليل النموذج الرياضياتي لهذه الآلة
07:04
with only two working propellers,
119
412076
2176
بمحركين اثنين فقط،
07:06
we discover that there's an unconventional way to fly it.
120
414252
6756
نكتشف أن هناك طريقة غير تقليدية للطيران بها.
07:19
We relinquish control of yaw,
121
427980
1706
نتخلى عن التحكم في الانعراج،
07:21
but roll, pitch and acceleration can still be controlled
122
429686
3070
لكن لا يزال بإمكاننا التحكم في الالتفاف والتأرجح والتسارع
07:24
with algorithms that exploit this new configuration.
123
432756
5452
بخوارزميات تستغل هذا التكوين الجديد.
07:33
Mathematical models tell us exactly when
124
441668
2432
النماذج الرياضية تقول لنا بالضبط متى
07:36
and why this is possible.
125
444100
2072
و لماذا يكون هذا ممكنا.
07:38
In this instance, this knowledge allows us to design
126
446172
2368
في هذه الحالة، هذه المعرفة تسمح لنا بتصميم
07:40
novel machine architectures
127
448540
2256
تصاميم هندسية لآلات جديدة
07:42
or to design clever algorithms that gracefully handle damage,
128
450796
4176
أو بتصميم خوارزميات ذكية تتعامل مع الأضرار برشاقة،
07:46
just like human athletes do,
129
454972
1724
مثلما يفعل الرياضيون البشر،
07:48
instead of building machines with redundancy.
130
456696
3823
بدلاً من بناء آلات بفائض.
07:52
We can't help but hold our breath when we watch
131
460519
2112
لا يسعنا سوى أن نحبس أنفاسنا حين نرى
07:54
a diver somersaulting into the water,
132
462631
2437
غطاسا يتشقلب ليسثط في الماء،
07:57
or when a vaulter is twisting in the air,
133
465068
1790
أو عندما يتلوى واثب في الهواء،
07:58
the ground fast approaching.
134
466858
1718
وهو يقترب من السطح.
08:00
Will the diver be able to pull off a rip entry?
135
468576
2568
هي يستطيع الغطاس أن يحقق دخولا ممزّقا؟
08:03
Will the vaulter stick the landing?
136
471144
2000
هل يتمكن الواثب من تحقيق سقوط ثابت؟
08:05
Suppose we want this quad here
137
473144
1668
لنفترض أننا نريد من الرباعية أن تكون هنا
08:06
to perform a triple flip and finish off
138
474812
2451
لأداء شقلبة ثلاثية والانتهاء
08:09
at the exact same spot that it started.
139
477263
2269
بالضبط في نفس المكان التي بدأت منه.
08:11
This maneuver is going to happen so quickly
140
479532
2347
ستحدث هذه المناورة بسرعة هائلة لدرجة
08:13
that we can't use position feedback to correct the motion during execution.
141
481879
3629
أنه لا يمكننا استخدام التغذية الرجعية للموقع لتصحيح الحركة أثناء تنفيذها.
08:17
There simply isn't enough time.
142
485508
2274
ليس هناك ما يكفي من الوقت ببساطة.
08:19
Instead, what the quad can do is perform the maneuver blindly,
143
487782
3694
بدلاً من ذلك، فإن ما يمكن للرباعية القيام به هو أداء المناورة بشكل أعمى،
08:23
observe how it finishes the maneuver,
144
491476
2232
لاحظ كيف أنها تنتهي من المناورة،
08:25
and then use that information to modify its behavior
145
493708
2424
ومن ثم تستخدم تلك المعلومات لتعديل سلوكها
08:28
so that the next flip is better.
146
496132
2289
بحيث أن الشقلبة المقبلة تكون أفضل.
08:30
Similar to the diver and the vaulter,
147
498421
1812
ومثل الغطاس والواثب،
08:32
it is only through repeated practice
148
500233
1919
فإنه وفقط من خلال التدريب المتكرر
08:34
that the maneuver can be learned and executed
149
502152
1925
يمكن تعلّم هاته المناورة وتنفيذها
08:36
to the highest standard.
150
504077
2133
بأعلى مستوى.
08:46
(Applause)
151
514412
4752
(تصفيق)
08:51
Striking a moving ball is a necessary skill in many sports.
152
519164
3472
ضرب كرة متحركة مهارة لازمة في العديد من الألعاب الرياضية.
08:54
How do we make a machine do
153
522636
1795
كيف يمكننا جعل آلة تقوم بما
08:56
what an athlete does seemingly without effort?
154
524431
3753
يقوم به رياضي من دون بذل جهد باد؟
09:15
(Applause)
155
543943
6599
(تصفيق)
09:22
This quad has a racket strapped onto its head
156
550542
2650
وتتوفر هذه الرباعية على مضرب مربوط على رأسها
09:25
with a sweet spot roughly the size of an apple, so not too large.
157
553192
3487
بمنطقة تماس قصوي بحجم تفاحة، فهي ليست بالكبيرة إذن.
09:28
The following calculations are made every 20 milliseconds,
158
556679
3167
يتم إجراء العمليات الحسابية التالية كل 20 مللي ثانية،
09:31
or 50 times per second.
159
559846
1756
أو 50 مرة في الثانية الواحدة.
09:33
We first figure out where the ball is going.
160
561602
2812
أولاً علينا معرفة أين ستذهب الكرة.
09:36
We then next calculate how the quad should hit the ball
161
564414
2437
ثم نقوم بحساب كيف ينبغي على الرباعية ضرب الكرة
09:38
so that it flies to where it was thrown from.
162
566851
3099
بحيث تطير نحو المكان الذي رميت منه.
09:41
Third, a trajectory is planned that carries the quad
163
569950
4456
ثالثا، يتم تخطيط مسار يقوم بحمل الرباعية
09:46
from its current state to the impact point with the ball.
164
574406
3024
من موقعها الحالي إلى موضع التماس مع الكرة.
09:49
Fourth, we only execute 20 milliseconds' worth of that strategy.
165
577430
3809
رابعا، نقوم فقط بتنفيذ ما مقداره 20 ميلي ثانية من تلك الاستراتيجية.
09:53
Twenty milliseconds later, the whole process is repeated
166
581239
2807
20 ميلي ثانية في وقت لاحق، يتم تكرار العملية برمتها
09:56
until the quad strikes the ball.
167
584046
2243
حتى تضرب الرباعية الكرة.
10:07
(Applause)
168
595560
2646
(تصفيق)
10:10
Machines can not only perform dynamic maneuvers on their own,
169
598206
3372
لا تستطيع الآلات تنفيذ مناورات ديناميكية من تلقاء نفسها فقط،
10:13
they can do it collectively.
170
601578
1863
يمكنها القيام بذلك بشكل جماعي.
10:15
These three quads are cooperatively carrying a sky net.
171
603441
3587
هذه الرباعيات الثلاثة تحمل شبكة.
10:28
(Applause)
172
616574
5411
(تصفيق)
10:33
They perform an extremely dynamic
173
621985
2197
تقوم بتأدية مناورة في غاية
10:36
and collective maneuver
174
624182
2168
الديناميكية والتعاونية
10:38
to launch the ball back to me.
175
626350
1692
لإرجاع الكرة إلي.
10:40
Notice that, at full extension, these quads are vertical.
176
628042
3511
لاحظ أنه، حين تتمدد بشكل كامل، فإن هذه الرباعيات تكون عمودية.
10:48
(Applause)
177
636486
1772
(تصفيق)
10:50
In fact, when fully extended,
178
638258
2287
في الواقع، عندما تكون ممتدة تماما،
10:52
this is roughly five times greater than what a bungee jumper feels
179
640545
2685
يقدر ذلك بأكثر من خمسة أضعاف ما يحس به القافز بالحبال
10:55
at the end of their launch.
180
643230
4588
في نهاية قفزته.
11:03
The algorithms to do this are very similar
181
651009
2677
الخوارزميات التي تقوم بذلك مشابهة جداً
11:05
to what the single quad used to hit the ball back to me.
182
653686
3384
لتلك المستخدمة من طرف رباعية واحدة لإرجاع الكرة إلي.
11:09
Mathematical models are used to continuously re-plan
183
657070
2864
وتستخدم النماذج الرياضية بشكل مستمر لإعادة التخطيط
11:11
a cooperative strategy 50 times per second.
184
659934
4515
لاستراتيجية تعاونية 50 مرة في الثانية الواحدة.
11:16
Everything we have seen so far has been
185
664449
1877
كل ما رأيناه لحد الآن كان
11:18
about the machines and their capabilities.
186
666326
2463
حول الآلات وقدراتها.
11:20
What happens when we couple this machine athleticism
187
668789
3015
ماذا يحدث عندما ندمج زوجين رياضية هذه الآلات
11:23
with that of a human being?
188
671804
1776
مع تلك الخاصة بالإنسان؟
11:25
What I have in front of me is a commercial gesture sensor
189
673580
3805
ما يوجد أمامي هو مستشعر إيماءات تجاري
11:29
mainly used in gaming.
190
677385
1309
يستخدم أساسا في الألعاب.
11:30
It can recognize what my various body parts
191
678694
1804
يمكنه التعرف على ما هو تقوم به مختلف أعضاء جسدي
11:32
are doing in real time.
192
680498
2048
في الوقت الحقيقي.
11:34
Similar to the pointer that I used earlier,
193
682546
2116
مماثل للمؤشر الذي استعملته سابقا،
11:36
we can use this as inputs to the system.
194
684662
2792
يمكننا استخدام هذا كمدخلات للنظام.
11:39
We now have a natural way of interacting
195
687454
2396
ولدينا الآن وسيلة طبيعية للتفاعل
11:41
with the raw athleticism of these quads with my gestures.
196
689850
4944
بيين الحركات الرياضية لهاته الرباعيات مع حركاتي.
12:22
(Applause)
197
730453
4400
(تصفيق)
12:35
Interaction doesn't have to be virtual. It can be physical.
198
743982
4007
ليس بالضرروة أن يكون التفاعل افتراضيا. بإمكانه أن يكون ماديا.
12:39
Take this quad, for example.
199
747989
1725
خذ هذه الرباعية على سبيل المثال.
12:41
It's trying to stay at a fixed point in space.
200
749714
2628
هي تحاول البقاء في نقطة ثابتة في الفضاء.
12:44
If I try to move it out of the way, it fights me,
201
752342
3837
إن أردت تحريكها تقاومني،
12:48
and moves back to where it wants to be.
202
756179
4155
وتعود إلى حيث تريد أن تكون.
12:52
We can change this behavior, however.
203
760334
3039
لكن يمكننا تغيير هذا السلوك.
12:55
We can use mathematical models
204
763373
1699
يمكننا استخدام النماذج الرياضية
12:57
to estimate the force that I'm applying to the quad.
205
765072
3133
لتقدير القوة التي أطبقها على الرباعية.
13:00
Once we know this force, we can also change the laws of physics,
206
768205
3238
وبمجرد معرفتنا للقوة، يمكننا تغيير القوانين الفيزيائية،
13:03
as far as the quad is concerned, of course.
207
771443
4499
بقدر ما يتعلق ذلك بالرباعية بالطبع.
13:07
Here the quad is behaving as if it were
208
775942
2263
وهنا تتصرف الرباعية وكأنها
13:10
in a viscous fluid.
209
778205
4365
في سائل لزج.
13:14
We now have an intimate way
210
782570
2174
ولدينا الآن طريقة حميمية
13:16
of interacting with a machine.
211
784744
1849
للتفاعل مع الآلة.
13:18
I will use this new capability to position
212
786593
2506
وسوف أستخدم هذه القدرة الجديدة لموضعة
13:21
this camera-carrying quad to the appropriate location
213
789099
2577
هذه الرباعية الحاملة للكاميرا في الموقع المناسب
13:23
for filming the remainder of this demonstration.
214
791676
3186
لتصوير ما تبقى من هذا العرض.
13:36
So we can physically interact with these quads
215
804222
2768
إذن يمكننا التفاعل مع هذه الرباعيات ماديا
13:38
and we can change the laws of physics.
216
806990
2403
ونستطيع تغيير القوانين الفيزيائية.
13:41
Let's have a little bit of fun with this.
217
809393
2313
دعونا نلعب قليلا بهذا.
13:43
For what you will see next, these quads
218
811706
1704
وفيما سترونه لاحقا، هذه الرباعيات
13:45
will initially behave as if they were on Pluto.
219
813410
3496
ستتصرف مبدئيا وكأنها موجودة على بلوتو.
13:48
As time goes on, gravity will be increased
220
816906
2312
مع مرور الوقت، ستزداد الجاذبية
13:51
until we're all back on planet Earth,
221
819218
2120
حتى نعود إلى كوكب الأرض،
13:53
but I assure you we won't get there.
222
821338
1719
ولكن أود أن أؤكد لكم أننا لن نستطيع الوصول هناك.
13:55
Okay, here goes.
223
823057
3501
حسنا، هيا بنا.
14:05
(Laughter)
224
833667
3412
(ضحك)
14:34
(Laughter)
225
862778
3208
(ضحك)
14:37
(Applause)
226
865986
3386
(تصفيق)
14:41
Whew!
227
869372
1207
يا للعجب!
14:46
You're all thinking now,
228
874779
1517
كلكم تفكرون الآن،
14:48
these guys are having way too much fun,
229
876296
1975
هؤلاء الأشخاص يلهون أكثر من اللازم
14:50
and you're probably also asking yourself,
230
878271
2079
وربما قد تتساءلون كذلك،
14:52
why exactly are they building machine athletes?
231
880350
3936
حول السبب الذي جعلنا نبني آلات رياضية؟
14:56
Some conjecture that the role of play in the animal kingdom
232
884286
2652
البعض يظن بأن دور اللعب في المملكة الحيوانية
14:58
is to hone skills and develop capabilities.
233
886938
2752
هو صقل المهارات وتنمية القدرات.
15:01
Others think that it has more of a social role,
234
889690
2066
يرى آخرون أن له دورا اجتماعيا أكثر،
15:03
that it's used to bind the group.
235
891756
1674
وهو يستخدم لتوطيد الصلات بين المجموعة.
15:05
Similarly, we use the analogy of sports and athleticism
236
893430
3533
وبالمثل، نحن نستخدم هذا التناظر الوظيفي للرياضة والألعاب الرياضية
15:08
to create new algorithms for machines
237
896963
2079
لإنشاء خوارزميات جديدة لآلات
15:11
to push them to their limits.
238
899042
2147
لدفعها نحو حدودها.
15:13
What impact will the speed of machines have on our way of life?
239
901189
3677
كيف ستؤثر سرعة الآلات على طريقة حياتنا؟
15:16
Like all our past creations and innovations,
240
904866
2389
مثل جميع اختراعاتنا وإبداعاتنا في الماضي
15:19
they may be used to improve the human condition
241
907255
2827
يمكنها أن تستخدم لتحسين وضعية البشر
15:22
or they may be misused and abused.
242
910082
2501
أو قد يساء استخدامها فتستخدم في المفاسد.
15:24
This is not a technical choice we are faced with;
243
912583
1923
لسنا نواجه خيارا تقنيا هنا،
15:26
it's a social one.
244
914506
1755
إنها قضية اجتماعية.
15:28
Let's make the right choice,
245
916261
1390
دعونا نتخذ القرار الصائب،
15:29
the choice that brings out the best in the future of machines,
246
917651
2405
الخيار الذي يتيح لنا ضمان المستقبل الأفضل للآلات،
15:32
just like athleticism in sports
247
920056
1812
تماما كما تستطيع الألعاب الرياضية في مجال الرياضة
15:33
can bring out the best in us.
248
921868
2161
أن تبرز أفضل ما فينا.
15:36
Let me introduce you to the wizards behind the green curtain.
249
924029
3450
اسمحوا لي أن أعرض لكم السحرة وراء الستار الأخضر.
15:39
They're the current members of the Flying Machine Arena research team.
250
927479
2900
إنهم الأعضاء الحاليون في فريق بحث "حلبة الآلات الطائرة".
15:42
(Applause)
251
930379
4769
(تصفيق)
15:47
Federico Augugliaro, Dario Brescianini, Markus Hehn,
252
935148
3046
فيديريكو أوغوغليارو وداريو بريسسيانيني وماركوس هيهن،
15:50
Sergei Lupashin, Mark Muller and Robin Ritz.
253
938194
2824
سيرغي لوباشين ومارك مولر وروبن ريتز.
15:53
Look out for them. They're destined for great things.
254
941018
1932
اعتنوا بهم. مقدّر لهم تحقيق أمور عظيمة.
15:54
Thank you.
255
942950
1178
شكرا لكم.
15:56
(Applause)
256
944128
6354
(تصفيق)
ABOUT THE SPEAKER
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneerRaffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs.
Why you should listen
Raffaello D'Andrea combines academics, business, and the arts to explore the capabilities of autonomous systems. As part of his research as professor of dynamic systems and control at the Swiss Federal Institute of Technology (ETH Zürich), he and his collaborators enchant viewers with works like the self-destructing, self-assembling Robotic Chair, or the Balancing Cube that can perch itself on its corners.
D’Andrea and his team created the Flying Machine Arena to test the gravity-defying abilities of their athletic flying robots. Building on research in the Flying Machine Arena, ETH Zürich partnered with its spin-off company Verity Studios and with Cirque du Soleil to create “Sparked,” a short film showcasing the unexpected airborne dexterity of quadcopters. D’Andrea is the co-founder of Kiva Systems, a robotics company that develops intelligent automated warehouse systems and that was acquired by Amazon in 2012.
Raffaello D'Andrea | Speaker | TED.com