TED2016
Raffaello D'Andrea: Meet the dazzling flying machines of the future
رافاييلو دوأندريا: لنقابل آلات المستقبل الطائرة والمدهشة
Filmed:
Readability: 5
8,053,974 views
عندما تسمع كلمة "طائرة بلا طيار" فإنك ستفكر في شيء إما أن يكون مفيدا جدا أو مخيفا جدا. ولكن هل يمكن أن يكون له أي قيمة جمالية ؟ يقوم خبير المنظومات الذاتية رافاييلو دوأندريا بتطوير المكائن الطائرة، و تدفع مشاريعه الأخيرة حدود الطيران الذاتي - من جناح طائر يمكنه التحليق بثبات رغم التأثيرات إلى طائرة ذات ثمانية وجوه لا تتأثر بوضعيتها .. إلى سرب من رباعيات المراوح الدقيقة المتناسقة في حركتها . تهيأ لتكون مندهشا بأصناف مختلفة و مدهشة من الآلات الطائرة تراها ترقص كاليراعات المضيئة على مسرح TED.
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.
00:12
What started as a platform for hobbyists
0
920
1976
ما بدأ كقاعدة للهواة
00:14
is poised to become
a multibillion-dollar industry.
a multibillion-dollar industry.
1
2920
2936
يقف اليوم ليصبح صناعة تبلغ عدة
مليارات من الدولارات.
مليارات من الدولارات.
00:17
Inspection, environmental monitoring,
photography and film and journalism:
photography and film and journalism:
2
5880
4056
فأعمال التفتيش ومراقبة البيئة والتصوير
وصناعة الأفلام و الصحافة:
وصناعة الأفلام و الصحافة:
00:21
these are some of the potential
applications for commercial drones,
applications for commercial drones,
3
9960
3176
هي بعض التطبيقات الممكنة للطائرات
التجارية المسيرة (بلا طيار)،
التجارية المسيرة (بلا طيار)،
00:25
and their enablers
are the capabilities being developed
are the capabilities being developed
4
13160
2616
وما يدعمها هو قيام منشآت بحوث حول العالم
00:27
at research facilities around the world.
5
15800
1936
بتطوير إمكاناتها.
00:29
For example, before aerial
package delivery
package delivery
6
17760
2616
على سبيل المثال، قبل أن يدخل تسليم
الطرود جواً
الطرود جواً
00:32
entered our social consciousness,
7
20400
1816
إلى وعينا الاجتماعي،
00:34
an autonomous fleet of flying machines
built a six-meter-tall tower
built a six-meter-tall tower
8
22240
3976
قام أسطول مستقل من الآلات الطائرة
ببناء برج بارتفاع ستة أمتار
ببناء برج بارتفاع ستة أمتار
00:38
composed of 1,500 bricks
9
26240
1936
مكون من 1500 قطعة آجر
00:40
in front of a live audience
at the FRAC Centre in France,
at the FRAC Centre in France,
10
28200
2936
أمام متفرجين في مركز "فراك' في فرنسا
00:43
and several years ago,
they started to fly with ropes.
they started to fly with ropes.
11
31160
2576
و قبل بضع سنوات بدأت تطير بالحبال.
00:45
By tethering flying machines,
12
33760
1416
وبربط الآلات الطائرة،
00:47
they can achieve high speeds
and accelerations in very tight spaces.
and accelerations in very tight spaces.
13
35200
3776
يمكنها الوصول إلى سرعات وتسارعات عالية
في أماكن ضيقة جداً،
في أماكن ضيقة جداً،
00:51
They can also autonomously build
tensile structures.
tensile structures.
14
39000
3096
ويمكنها كذلك بناء هياكل مرنة بشكل مستقل
00:54
Skills learned include how to carry loads,
15
42120
2416
و تشمل الخبرة المكتسبة كيفية حمل الأوزان،
00:56
how to cope with disturbances,
16
44560
1456
وكيفية التعامل مع الاضطرابات
00:58
and in general, how to interact
with the physical world.
with the physical world.
17
46040
3096
و بشكل عام، كيفية التفاعل مع
العالم الملموس.
العالم الملموس.
01:01
Today we want to show you some
new projects that we've been working on.
new projects that we've been working on.
18
49160
3336
اليوم نريد أن نريكم بعض المشاريع التي
نعمل عليها.
نعمل عليها.
01:04
Their aim is to push the boundary
of what can be achieved
of what can be achieved
19
52520
2936
و هدفها توسيع حدود ما يمكن الوصول إليه
01:07
with autonomous flight.
20
55480
1536
بالطيران المستقل.
01:09
Now, for a system to function
autonomously,
autonomously,
21
57040
2456
و هكذا بالنسبة إلى نظام يعمل مستقلاً،
01:11
it must collectively know the location
of its mobile objects in space.
of its mobile objects in space.
22
59520
4456
يجب أن يعرف بالإجمال موقع قطعه المتحركة
في الفضاء.
في الفضاء.
01:16
Back at our lab at ETH Zurich,
23
64000
1896
هناك في مختبرنا في جامعة
إي تي إتش في زيوريخ،
إي تي إتش في زيوريخ،
01:17
we often use external cameras
to locate objects,
to locate objects,
24
65920
2856
غالبا ما نستخدم كاميرات خارجية
لتحديد مواقع الأشياء
لتحديد مواقع الأشياء
01:20
which then allows us to focus our efforts
25
68800
1976
مما يسمح لنا بتركيز جهودنا
01:22
on the rapid development
of highly dynamic tasks.
of highly dynamic tasks.
26
70800
2656
على التطوير السريع للمهمات
الديناميكية جداً.
الديناميكية جداً.
01:25
For the demos you will see today, however,
27
73480
2056
لكن في العروض التي سترونها اليوم
01:27
we will use new localization technology
developed by Verity Studios,
developed by Verity Studios,
28
75560
3296
سنستخدم تقنيات تحديد الموقع التي طورتها
ستوديوهات (فيريتي ستوديوز)
ستوديوهات (فيريتي ستوديوز)
01:30
a spin-off from our lab.
29
78880
1616
وهي شركة منبثقة عن مختبراتنا.
01:32
There are no external cameras.
30
80520
1616
لا توجد هنا كاميرات خارجية.
01:34
Each flying machine uses onboard sensors
to determine its location in space
to determine its location in space
31
82160
5056
كل آلة طائرة تستخدم أجهزة استشعار ذاتية
لتحدد موقعها في الفضاء
لتحدد موقعها في الفضاء
01:39
and onboard computation
to determine what its actions should be.
to determine what its actions should be.
32
87240
3440
و حسابات ذاتية لتحدد ما يجب القيام به.
01:43
The only external commands
are high-level ones
are high-level ones
33
91280
2176
الأوامر الخارجية الوحيدة
هي الأوامر الهامة
هي الأوامر الهامة
01:45
such as "take off" and "land."
34
93480
1520
مثل "أقلع" و "اهبط".
02:10
This is a so-called tail-sitter.
35
118560
1896
و هذه هي مايسمى الجالسة على ذيلها.
02:12
It's an aircraft that tries
to have its cake and eat it.
to have its cake and eat it.
36
120480
3456
إنها طائرة تحاول الاستحواذ على الكعكة
وأكلها.
وأكلها.
02:15
Like other fixed-wing aircraft,
it is efficient in forward flight,
it is efficient in forward flight,
37
123960
3256
ومثل أي طائرة ذات جناح ثابت
فهي كفوءة في الطيران إلى الأمام
فهي كفوءة في الطيران إلى الأمام
02:19
much more so than helicopters
and variations thereof.
and variations thereof.
38
127240
3215
أكثر من الطائرات المروحية وأنواعها الأخرى
02:22
Unlike most other
fixed-wing aircraft, however,
fixed-wing aircraft, however,
39
130479
2417
ولكنها خلافاً لمعظم الطائرات
الثابتة الجناح
الثابتة الجناح
02:24
it is capable of hovering,
40
132920
1496
فهي قادرة على التحويم
02:26
which has huge advantages
for takeoff, landing
for takeoff, landing
41
134440
3136
وهذا له فوائد كبيرة في الإقلاع والهبوط
02:29
and general versatility.
42
137600
1240
والاستخدامات العامة.
02:31
There is no free lunch, unfortunately.
43
139480
2096
لسوء الحظ لا يوجد شيء مجاني.
02:33
One of the limitations with tail-sitters
44
141600
1936
أحد عيوب الطائرة الجالسة على ذيلها
02:35
is that they're susceptible
to disturbances such as wind gusts.
to disturbances such as wind gusts.
45
143560
2976
هو أنها عرضة لاضطرابات مثل هبات الريح.
02:38
We're developing new control
architectures and algorithms
architectures and algorithms
46
146560
2696
إننا نطور حالياً تصاميم تحكم وخوارزميات
02:41
that address this limitation.
47
149280
1400
لمعالجة هذه العيوب.
02:50
The idea is for the aircraft to recover
48
158560
2256
إن الفكرة هي أن تستعيد الطائرة وضعها
02:52
no matter what state it finds itself in,
49
160840
2640
بغض النظر عن الوضع الذي تجد نفسها فيه.
03:03
and through practice,
improve its performance over time.
improve its performance over time.
50
171400
2920
ومن خلال التجربة سيتطور أداؤها مع الوقت.
03:15
(Applause)
51
183600
4400
(تصفيق)
03:22
OK.
52
190000
1200
حسناً.
03:33
When doing research,
53
201480
1216
عندما نقوم بالبحوث،
03:34
we often ask ourselves
fundamental abstract questions
fundamental abstract questions
54
202720
2976
غالبا ما نسأل أنفسنا أسئلة أساسية مجردة
03:37
that try to get at the heart of a matter.
55
205720
2560
تحاول الوصول إلى لب الموضوع.
03:41
For example, one such question would be,
56
209240
2216
وعلى سبيل المثال قد يكون أحد هذه الأسئلة،
03:43
what is the minimum number of moving parts
needed for controlled flight?
needed for controlled flight?
57
211480
4016
ما هو العدد الأدنى للأجزاء المتحركة
المطلوبة للطيران الخاضع للتحكم؟
المطلوبة للطيران الخاضع للتحكم؟
03:47
Now, there are practical reasons
58
215520
1576
الآن. هناك أسباب عملية
03:49
why you may want to know
the answer to such a question.
the answer to such a question.
59
217120
2616
للرغبة في معرفة إجابة هذا السؤال.
03:51
Helicopters, for example,
60
219760
1256
المروحيات مثلاً،
03:53
are affectionately known
as machines with a thousand moving parts
as machines with a thousand moving parts
61
221040
3856
معروفة بشكل كبير على أنها آلات بآلاف
القطع المتحركة
القطع المتحركة
03:56
all conspiring to do you bodily harm.
62
224920
2680
تتعاون جميعها لتعطيك ضرراً جسدياً.
04:00
It turns out that decades ago,
63
228640
1856
اتضح منذ عقود ،
04:02
skilled pilots were able to fly
remote-controlled aircraft
remote-controlled aircraft
64
230520
3176
أن الطيارين ذوو الخبرة كانوا يستطيعون
قيادة طائرات التحكم عن بعد
قيادة طائرات التحكم عن بعد
04:05
that had only two moving parts:
65
233720
1896
التي كان لها جزءان متحركان فقط:
04:07
a propeller and a tail rudder.
66
235640
1840
هما المروحة و دفة التوجيه.
04:10
We recently discovered
that it could be done with just one.
that it could be done with just one.
67
238000
3120
لكننا اكتشفنا مؤخراً إمكانية القيام بذلك
بقطعة واحدة فقط.
بقطعة واحدة فقط.
04:13
This is the monospinner,
68
241600
1256
إنه الدوّار المنفرد،
04:14
the world's mechanically simplest
controllable flying machine,
controllable flying machine,
69
242880
3256
وهو الآلة الطائرة القابلة للسيطرة
الأبسط ميكانيكياً في العالم،
الأبسط ميكانيكياً في العالم،
04:18
invented just a few months ago.
70
246160
1776
التي تم اختراعها فقط قبل أشهر.
04:19
It has only one moving part, a propeller.
71
247960
3136
ولها جزء متحرك واحد فقط هو المروحة.
04:23
It has no flaps, no hinges, no ailerons,
72
251120
3576
وليس لها أي قلابات ولا مفاصل
ولا دفات تدوير،
ولا دفات تدوير،
04:26
no other actuators,
no other control surfaces,
no other control surfaces,
73
254720
2535
كما أنه ليس لها محركات ولا سطوح للسيطرة،
04:29
just a simple propeller.
74
257279
1281
فقط مروحة بسيطة.
04:31
Even though it's mechanically simple,
75
259320
2055
ومع أنها بسيطة ميكانيكياً،
04:33
there's a lot going on
in its little electronic brain
in its little electronic brain
76
261399
2497
إلا أنه يحدث الكثير
بعقلها الالكتروني الصغير
بعقلها الالكتروني الصغير
04:35
to allow it to fly in a stable fashion
and to move anywhere it wants in space.
and to move anywhere it wants in space.
77
263920
4216
ليسمح لها بالطيران بشكل مستقر وللحركة
أينما تريد في الفضاء.
أينما تريد في الفضاء.
04:40
Even so, it doesn't yet have
78
268160
1456
ومع ذلك، فليس لديها
04:41
the sophisticated algorithms
of the tail-sitter,
of the tail-sitter,
79
269640
2336
الخوارزمية المعقدة للجالسة على ذيلها،
04:44
which means that in order
to get it to fly,
to get it to fly,
80
272000
2000
ما يعني أنه لجعلها تطير.
04:46
I have to throw it just right.
81
274024
1720
ينبغي علي رميها بالشكل الصحيح
04:48
And because the probability
of me throwing it just right is very low,
of me throwing it just right is very low,
82
276800
4016
وبما أن احتمال أن تكون رميتي صحيحة
هو احتمال ضعيف،
هو احتمال ضعيف،
04:52
given everybody watching me,
83
280840
1896
خاصةً أن الجميع يراقبني،
04:54
what we're going to do instead
84
282760
1456
فما سنقوم بفعله بدلا ًعن ذلك
04:56
is show you a video
that we shot last night.
that we shot last night.
85
284240
2176
هو أن نريكم مقطع فيديو
صورناه مساء أمس.
صورناه مساء أمس.
04:58
(Laughter)
86
286440
1560
(ضحك)
05:10
(Applause)
87
298320
3320
(تصفيق)
05:23
If the monospinner
is an exercise in frugality,
is an exercise in frugality,
88
311080
3736
وإذا كان الدوار المنفرد تطبيقاً اقتصادياً
05:26
this machine here, the omnicopter,
with its eight propellers,
with its eight propellers,
89
314840
3456
فإن هذه الآلة هنا، متعددة الدوارات،
بمحركاتها الثمانية ،
بمحركاتها الثمانية ،
05:30
is an exercise in excess.
90
318320
2080
هي تطبيق مغالى فيه.
05:32
What can you do with all this surplus?
91
320920
2136
ماذا تستطيع أن تفعل بكل هذا الفائض؟
05:35
The thing to notice
is that it is highly symmetric.
is that it is highly symmetric.
92
323080
2381
ما يمكن ملاحظته أنها متماثلة بشكل كبير.
05:37
As a result, it is ambivalent
to orientation.
to orientation.
93
325920
2856
وكنتيجة لذلك فهي لا تتأثربالتيار،
05:40
This gives it an extraordinary capability.
94
328800
2696
وهذا يعطيها إمكانيات غير طبيعية ،
05:43
It can move anywhere it wants in space
95
331520
2216
فيمكنها التحرك إلى أينما تريد في الفضاء
05:45
irrespective of where it is facing
96
333760
2736
بغض النظر عن وجهتها
05:48
and even of how it is rotating.
97
336520
1800
وحتى عن كيفية دورانها.
05:51
It has its own complexities,
98
339040
1376
إن لها تعقيداتها الخاصة،
05:52
mainly having to do
with the interacting flows
with the interacting flows
99
340440
2656
خاصة ما يتعلق بالتيارات المتضاربة
05:55
from its eight propellers.
100
343120
1240
من مراوحها الثمانية.
05:56
Some of this can be modeled,
while the rest can be learned on the fly.
while the rest can be learned on the fly.
101
344680
3856
بعضها يمكن وضع نموذج لها بينما نتعلم
الباقي خلال الطيران
الباقي خلال الطيران
06:00
Let's take a look.
102
348560
1200
لنلقِ نظرة.
06:44
(Applause)
103
392760
3760
(تصفيق)
06:52
If flying machines are going
to enter part of our daily lives,
to enter part of our daily lives,
104
400720
2905
إذا كانت الآلات الطائرة ستدخل جزءاً
من حياتنا اليومية،
من حياتنا اليومية،
06:55
they will need to become
extremely safe and reliable.
extremely safe and reliable.
105
403649
2477
فعليها أن تكون آمنة ويعتمد عليها تماماً.
06:58
This machine over here
106
406760
1376
هذه الآلة هنا
07:00
is actually two separate
two-propeller flying machines.
two-propeller flying machines.
107
408160
3136
هي في الحقيقة آلتان طائرتان منفصلتان
كل منهما بمروحتين.
كل منهما بمروحتين.
07:03
This one wants to spin clockwise.
108
411320
1736
هذه تريد الدوران مع عقارب الساعة.
07:05
This other one wants
to spin counterclockwise.
to spin counterclockwise.
109
413080
2496
وهذه الأخرى تريد الدوران عكس عقارب الساعة.
07:07
When you put them together,
110
415600
1336
و عندما نضعهما معاً،
07:08
they behave like one
high-performance quadrocopter.
high-performance quadrocopter.
111
416960
2600
ستتصرفان و كأنهما مروحية رباعية واحدة
ذات أداء عالي.
ذات أداء عالي.
07:23
If anything goes wrong, however --
112
431640
1656
لكن في حال حدوث خلل ما --
07:25
a motor fails, a propeller fails,
electronics, even a battery pack --
electronics, even a battery pack --
113
433320
4456
مثل عطل محرك أو مروحة أو حتى بطارية --
07:29
the machine can still fly,
albeit in a degraded fashion.
albeit in a degraded fashion.
114
437800
3336
ستبقى الآلة قادرة على الطيران،
ولو بكفاءة أدنى .
ولو بكفاءة أدنى .
07:33
We're going to demonstrate this to you now
by disabling one of its halves.
by disabling one of its halves.
115
441160
3520
و سنظهر لكم هذه الحالة الآن بتعطيل أحد نصفيها.
07:56
(Applause)
116
464240
3160
(تصفيق)
08:03
This last demonstration
117
471320
1336
هذا العرض الأخير
08:04
is an exploration of synthetic swarms.
118
472680
2440
هو استكشاف الأسراب الاصطناعية.
08:07
The large number of autonomous,
coordinated entities
coordinated entities
119
475560
2976
إن العدد الكبير من الوحدات الحرة المتناسقة
08:10
offers a new palette
for aesthetic expression.
for aesthetic expression.
120
478560
2736
يقدم لوحة من التعابير الجمالية.
08:13
We've taken commercially available
micro quadcopters,
micro quadcopters,
121
481320
2976
لقد أخذنا العدد المتوفرتجارياً
من المروحيات الرباعية الصغيرة،
من المروحيات الرباعية الصغيرة،
08:16
each weighing less
than a slice of bread, by the way,
than a slice of bread, by the way,
122
484320
2496
يزن كل منها أقل من شريحة خبز بالمناسبة،
08:18
and outfitted them
with our localization technology
with our localization technology
123
486840
2416
وجهزناها بتقنياتنا المحددة للموقع
08:21
and custom algorithms.
124
489280
1576
و بالخوارزميات المناسبة.
08:22
Because each unit
knows where it is in space
knows where it is in space
125
490880
2096
ولأن كل واحدة منها تعرف موقعها في الفضاء
08:25
and is self-controlled,
126
493000
1376
و تسيطر ذاتياً على نفسها،
08:26
there is really no limit to their number.
127
494400
2200
وهي بالحقيقة غير محدودة العدد.
08:55
(Applause)
128
523840
3440
(تصفيق)
09:19
(Applause)
129
547360
4480
(نصفيق)
10:18
(Applause)
130
606040
3640
(تصفيق)
10:35
Hopefully, these demonstrations
will motivate you to dream up
will motivate you to dream up
131
623960
3096
آمل أن هذه العروض
ستدفعكم لتحلموا
ستدفعكم لتحلموا
10:39
new revolutionary roles
for flying machines.
for flying machines.
132
627080
2400
بأدوار ثورية مهمة للآلات الطائرة.
10:42
That ultrasafe one over there for example
133
630560
2096
تلك الأكثر أمانا هناك، على سبيل المثال
10:44
has aspirations to become
a flying lampshade on Broadway.
a flying lampshade on Broadway.
134
632680
3016
لها تطلعات في أن تصبح ضوء إنارة طائر
في برودواي.
في برودواي.
10:47
(Laughter)
135
635720
2056
(ضحك)
10:49
The reality is that it is
difficult to predict
difficult to predict
136
637800
2176
الحقيقة أنه يصعب التنبؤ
10:52
the impact of nascent technology.
137
640000
1640
بتأثيرهذه التقنية الوليدة.
10:54
And for folks like us, the real reward
is the journey and the act of creation.
is the journey and the act of creation.
138
642120
4856
و لأفراد مثلنا، فإن مكافأتنا الحقيقية
هي المسيرة والابتكار.
هي المسيرة والابتكار.
10:59
It's a continual reminder
139
647000
1416
و هي تذكير مستمر
11:00
of how wonderful and magical
the universe we live in is,
the universe we live in is,
140
648440
2920
بروعة و سحر الكون الذي نعيش فيه،
11:03
that it allows creative, clever creatures
141
651840
2936
الذي يسمح لمخلوقات ذكية و خلاقة
11:06
to sculpt it in such spectacular ways.
142
654800
2520
لنحته بهذه الطرق المذهلة .
11:09
The fact that this technology
143
657800
1776
الحقيقة أن هذه التكنولوجيا
11:11
has such huge commercial
and economic potential
and economic potential
144
659600
3416
لها هذه القدرة التجارية
والاقتصادية الهائلة
والاقتصادية الهائلة
11:15
is just icing on the cake.
145
663040
1416
هي فقط زينة للكعكة.
11:16
Thank you.
146
664480
1216
شكراً لكم.
11:17
(Applause)
147
665720
3240
(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