TEDxNASA
Dennis Hong: My seven species of robot -- and how we created them
Денис Хонг: Моите седем вида роботи
Filmed:
Readability: 4.2
2,237,651 views
На ТЕДхНАСА Денис Хонг представя седем спечелили награди роботи за всякакъв терен - като хуманоида, играч на футбол Дарвин и катерача по скали Клаймър - всички изградени от екипа му в РоМеЛа, Вирджиния Теk. Гледайте докрая, за да чуете петте творчески тайни на невероятния технически успех на тази лаборатория.
Dennis Hong - Roboticist
Dennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering. Full bio
Dennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
So, the first robot to talk about is called STriDER.
0
0
3000
Първият робот, за който ще говорим, се нарича СТрайДЪР.
00:18
It stands for Self-excited
1
3000
2000
Името е съкращение от "самовъзбудим
00:20
Tripedal Dynamic Experimental Robot.
2
5000
2000
трикрак динамичен експериментален робот".
00:22
It's a robot that has three legs,
3
7000
2000
Това е робот, който има три крака,
00:24
which is inspired by nature.
4
9000
3000
вдъхновен от природата.
00:27
But have you seen anything in nature,
5
12000
2000
Но виждали ли сте в природата
00:29
an animal that has three legs?
6
14000
2000
животно, което има три крака?
00:31
Probably not. So, why do I call this
7
16000
2000
Вероятно не. Тогава защо наричам това
00:33
a biologically inspired robot? How would it work?
8
18000
2000
биологично вдъхновен робот? Как би действал той?
00:35
But before that, let's look at pop culture.
9
20000
3000
Но преди това, да погледнем поп културата.
00:38
So, you know H.G. Wells' "War of the Worlds," novel and movie.
10
23000
3000
Познат ви е романът на Х.Дж.Уелс "Война на световете", както и филмът.
00:41
And what you see over here is a very popular
11
26000
2000
А това, което виждате тук, е една
00:43
video game,
12
28000
2000
много популярна видеоигра.
00:45
and in this fiction they describe these alien creatures that
13
30000
3000
В художествената литература описват извънземните
00:48
are robots that have three legs that terrorize Earth.
14
33000
2000
трикраки роботи, които тероризират Земята.
00:50
But my robot, STriDER, does not move like this.
15
35000
4000
Но моят робот - СТрайДЪР, не се движи така.
00:54
So, this is an actual dynamic simulation animation.
16
39000
3000
Това е анимация с реална динамична стимулация.
00:57
I'm just going to show you how the robot works.
17
42000
2000
Просто ще ви покажа как действа роботът.
00:59
It flips its body 180 degrees
18
44000
3000
Обръща с подскок тялото си на 180 градуса.
01:02
and it swings its leg between the two legs and catches the fall.
19
47000
3000
Люлее крака си между двата други крака, за да предотврати падане.
01:05
So, that's how it walks. But when you look at us
20
50000
2000
Ето как върви. Но като погледнете нас,
01:07
human being, bipedal walking,
21
52000
2000
човешките същества, вървящи на два крака,
01:09
what you're doing is you're not really using a muscle
22
54000
2000
какво правите, ако всъщност не използвате мускул,
01:11
to lift your leg and walk like a robot. Right?
23
56000
3000
за да вдигнете крак и да вървите като робот. Нали?
01:14
What you're doing is you really swing your leg and catch the fall,
24
59000
3000
Онова, което правите всъщност, е да залюлеете крак и да избегнете падането,
01:17
stand up again, swing your leg and catch the fall.
25
62000
3000
отново да се изправите, да залюлеете крак и да избегнете падането.
01:20
You're using your built-in dynamics, the physics of your body,
26
65000
3000
Като използвате вградената си динамика, физиката на вашето тяло,
01:23
just like a pendulum.
27
68000
2000
точно като махало.
01:25
We call that the concept of passive dynamic locomotion.
28
70000
4000
Наричаме това понятието за пасивно динамично придвижване.
01:29
What you're doing is, when you stand up,
29
74000
2000
Онова, което правите, когато стоите изправени,
01:31
potential energy to kinetic energy,
30
76000
2000
потенциална енергия към кинетична енергия,
01:33
potential energy to kinetic energy.
31
78000
2000
потенциална енергия към кинетична енергия.
01:35
It's a constantly falling process.
32
80000
2000
Това е процес на постоянно падане.
01:37
So, even though there is nothing in nature that looks like this,
33
82000
3000
Затова, макар и в природата да няма нищо, което прилича на това,
01:40
really, we were inspired by biology
34
85000
2000
наистина бяхме вдъхновени от биологията
01:42
and applying the principles of walking
35
87000
2000
и с прилагане принципите на ходенето
01:44
to this robot. Thus it's a biologically inspired robot.
36
89000
3000
към този робот, това е биологично вдъхновен робот.
01:47
What you see over here, this is what we want to do next.
37
92000
2000
Ето там виждате следващото, което искаме да направим.
01:49
We want to fold up the legs and shoot it up for long-range motion.
38
94000
4000
Искаме да сгънем краката нагоре и да го пригодим за движение с далечен обсег.
01:53
And it deploys legs -- it looks almost like "Star Wars" --
39
98000
3000
Разгръща краката си, прилича почти на "Междузвездни войни".
01:56
when it lands, it absorbs the shock and starts walking.
40
101000
3000
Когато се приземява, той поглъща удара и започва да върви.
01:59
What you see over here, this yellow thing, this is not a death ray. (Laughter)
41
104000
3000
Онова, което виждате тук, това жълто нещо - това не е лъч на смъртта.
02:02
This is just to show you that if you have cameras
42
107000
2000
А само за да ви покажа, че ако имате камери
02:04
or different types of sensors --
43
109000
2000
или различни типове сензори,
02:06
because it is tall, it's 1.8 meters tall --
44
111000
2000
защото е висок - висок е 1,8 метра,
02:08
you can see over obstacles like bushes and those kinds of things.
45
113000
3000
може да виждате над пречки като храсти и такива неща.
02:11
So we have two prototypes.
46
116000
2000
Имаме два прототипа.
02:13
The first version, in the back, that's STriDER I.
47
118000
3000
Първата версия, отзад - това е СТрайДЪР І.
02:16
The one in front, the smaller, is STriDER II.
48
121000
2000
Онзи отпред, по-малкият, и СТрайДЪР ІІ.
02:18
The problem that we had with STriDER I is
49
123000
2000
Проблемът, който имахме със СТрайДЪР І,
02:20
it was just too heavy in the body. We had so many motors,
50
125000
3000
е, че просто беше твърде тежък в тялото. Имахме толкова много мотори,
02:23
you know, aligning the joints, and those kinds of things.
51
128000
2000
разбирате ли, подреждане на ставите и такива неща.
02:25
So, we decided to synthesize a mechanical mechanism
52
130000
4000
Затова решихме да синтезираме механичен механизъм,
02:29
so we could get rid of all the motors, and with a single motor
53
134000
3000
така че да можем да се отървем от всички мотори и с един-единствен мотор
02:32
we can coordinate all the motions.
54
137000
2000
можем да координираме всички движения.
02:34
It's a mechanical solution to a problem, instead of using mechatronics.
55
139000
3000
Това е механично решение на даден проблем, вместо да се използва мехатроника.
02:37
So, with this now the top body is light enough. So, it's walking in our lab;
56
142000
3000
А с това сега горната част на тялото е достатъчно лека, за да може да върви в лаборатория.
02:40
this was the very first successful step.
57
145000
3000
Това беше първата успешна стъпка.
02:43
It's still not perfected -- its coffee falls down --
58
148000
2000
Все още не е усъвършенствана. Кафето му пада,
02:45
so we still have a lot of work to do.
59
150000
3000
така че още имаме много работа за вършене.
02:48
The second robot I want to talk about is called IMPASS.
60
153000
3000
Вторият робот, за който искам да говоря, се нарича ИМПАС.
02:51
It stands for Intelligent Mobility Platform with Actuated Spoke System.
61
156000
4000
Съкращение от Интелигентна мобилна платформа със спицово задвижване.
02:55
So, it's a wheel-leg hybrid robot.
62
160000
3000
Това е хибриден робот на колела.
02:58
So, think of a rimless wheel
63
163000
2000
Представете си колело без ръб,
03:00
or a spoke wheel,
64
165000
2000
или спицово колело.
03:02
but the spokes individually move in and out of the hub;
65
167000
3000
Но спиците индивидуално се движат в главината и извън нея.
03:05
so, it's a wheel-leg hybrid.
66
170000
2000
Това е хибрид на колела.
03:07
We are literally re-inventing the wheel here.
67
172000
2000
Буквално преизобретяваме колелото тук.
03:09
Let me demonstrate how it works.
68
174000
3000
Да демонстрирам как работи.
03:12
So, in this video we're using an approach
69
177000
2000
В това видео използваме един подход,
03:14
called the reactive approach.
70
179000
2000
наречен реактивен подход.
03:16
Just simply using the tactile sensors on the feet,
71
181000
3000
Просто като използва тактилните сензори на стъпалата,
03:19
it's trying to walk over a changing terrain,
72
184000
2000
той се опитва да върви по променящ се терен,
03:21
a soft terrain where it pushes down and changes.
73
186000
3000
мек терен, при който натиска надолу и се променя.
03:24
And just by the tactile information,
74
189000
2000
И само чрез тактилната информация
03:26
it successfully crosses over these type of terrain.
75
191000
3000
успешно пресича тези типове терен.
03:29
But, when it encounters a very extreme terrain,
76
194000
4000
Но когато се сблъска с много екстремен терен,
03:33
in this case, this obstacle is more than three times
77
198000
3000
в този случай пречката е над три пъти
03:36
the height of the robot,
78
201000
2000
по-висока от робота,
03:38
Then it switches to a deliberate mode,
79
203000
2000
тогава превключва на режим на обмисляне,
03:40
where it uses a laser range finder,
80
205000
2000
при който използва лазерен обхватен приемник
03:42
and camera systems, to identify the obstacle and the size,
81
207000
2000
и системи от камери, за да идентифицира пречката и размера
03:44
and it plans, carefully plans the motion of the spokes
82
209000
3000
и планира, внимателно планира движението на спиците
03:47
and coordinates it so that it can show this
83
212000
2000
и го координира, така че да може да показва
03:49
kind of very very impressive mobility.
84
214000
2000
тази много, много впечатляваща мобилност.
03:51
You probably haven't seen anything like this out there.
85
216000
2000
Вероятно не сте виждали нищо подобно.
03:53
This is a very high mobility robot
86
218000
3000
Това е робот с много висока мобилност,
03:56
that we developed called IMPASS.
87
221000
3000
развит от нас, наречен ИМПАС.
03:59
Ah, isn't that cool?
88
224000
2000
А! Не е ли страхотно?
04:01
When you drive your car,
89
226000
3000
Когато карате колата си,
04:04
when you steer your car, you use a method
90
229000
2000
когато управлявате колата си, използвате един метод,
04:06
called Ackermann steering.
91
231000
2000
наречен Акерманово управление.
04:08
The front wheels rotate like this.
92
233000
2000
Предните колела се въртят ето така.
04:10
For most small wheeled robots,
93
235000
3000
Повечето от тези малки роботи на колела
04:13
they use a method called differential steering
94
238000
2000
използват един метод, наречен диференциално управление,
04:15
where the left and right wheel turns the opposite direction.
95
240000
3000
при който лявото и дясното колело се обръщат в противоположна посока.
04:18
For IMPASS, we can do many, many different types of motion.
96
243000
3000
При ИМПАС можем да извършваме много, много различни типове движение.
04:21
For example, in this case, even though the left and right wheel is connected
97
246000
3000
Например, в този случай, макар и лявото и дясното колело да са свързани
04:24
with a single axle rotating at the same angle of velocity.
98
249000
2000
с една полуос, въртяща се под същия ъгъл.
04:26
We just simply change the length of the spoke.
99
251000
3000
Просто променяме дължината на спицата.
04:29
It affects the diameter and then can turn to the left, turn to the right.
100
254000
2000
Засяга диаметъра, а после се обръща наляво, обръща се надясно.
04:31
So, these are just some examples of the neat things
101
256000
2000
Това са само някои примери за спретнатите неща,
04:33
that we can do with IMPASS.
102
258000
3000
които можем да правим с ИМПАС.
04:36
This robot is called CLIMBeR:
103
261000
2000
Този робот се нарича КЛАЙМъР,
04:38
Cable-suspended Limbed Intelligent Matching Behavior Robot.
104
263000
3000
Кабелно окачен интелигентен робот с крайници и подходящо поведение.
04:41
So, I've been talking to a lot of NASA JPL scientists --
105
266000
3000
Говорил съм с много специалисти от Лабораторията за реактивни двигатели (ЛРД) на НАСА
04:44
at JPL they are famous for the Mars rovers --
106
269000
2000
в ЛРД са прочути с марсоходите.
04:46
and the scientists, geologists always tell me
107
271000
2000
Учените и геолозите винаги ми казват,
04:48
that the real interesting science,
108
273000
3000
че истински интересната наука,
04:51
the science-rich sites, are always at the cliffs.
109
276000
3000
местата с научни богатства са винаги по скалите.
04:54
But the current rovers cannot get there.
110
279000
2000
Но сегашните машини не могат да стигнат дотам.
04:56
So, inspired by that we wanted to build a robot
111
281000
2000
И така, вдъхновени от това, че искахме да изградим робот,
04:58
that can climb a structured cliff environment.
112
283000
3000
който да може да се катери по структурирана среда със стръмни урви.
05:01
So, this is CLIMBeR.
113
286000
2000
Това е КЛАЙМъР.
05:03
So, what it does, it has three legs. It's probably difficult to see,
114
288000
2000
Ето какво прави - има три крака. Вероятно тудно се вижда,
05:05
but it has a winch and a cable at the top --
115
290000
3000
но отгоре има лебедка и кабел.
05:08
and it tries to figure out the best place to put its foot.
116
293000
2000
И се опитва да открие къде е най-доброто място да стъпи.
05:10
And then once it figures that out
117
295000
2000
А щом го открие,
05:12
in real time, it calculates the force distribution:
118
297000
3000
в реално време изчислява разпределението на силата.
05:15
how much force it needs to exert to the surface
119
300000
3000
Колко сила е нужна, за да се напрегне до повърхността,
05:18
so it doesn't tip and doesn't slip.
120
303000
2000
така че да не се наклони и да не се подхлъзне.
05:20
Once it stabilizes that, it lifts a foot,
121
305000
2000
Щом се стабилизира, вдига крак,
05:22
and then with the winch it can climb up these kinds of thing.
122
307000
4000
а после с лебедката може да се изкатерва по такива неща.
05:26
Also for search and rescue applications as well.
123
311000
2000
Прилага се също и за издирване и спасяване.
05:28
Five years ago I actually worked at NASA JPL
124
313000
2000
Преди пет години всъщност работех в ЛРД към НАСА
05:30
during the summer as a faculty fellow.
125
315000
2000
през лятото като аспирант-преподавател.
05:32
And they already had a six legged robot called LEMUR.
126
317000
4000
И вече имаха шестокрак робот, наречен ЛЕМУР.
05:36
So, this is actually based on that. This robot is called MARS:
127
321000
3000
Всъщност основан върху това. Този робот се нарича МАРС,
05:39
Multi-Appendage Robotic System. So, it's a hexapod robot.
128
324000
3000
Многопридатъчна роботична система. Той е робот-хексапод.
05:42
We developed our adaptive gait planner.
129
327000
2000
Развили сме свой адаптивен планьор на походка.
05:44
We actually have a very interesting payload on there.
130
329000
2000
Всъщност там имаме много интересен товар.
05:46
The students like to have fun. And here you can see that it's
131
331000
2000
Студентите обичат да се забавляват. А тук виждате,
05:48
walking over unstructured terrain.
132
333000
3000
че върви по неструктуриран терен.
05:51
It's trying to walk on the coarse terrain,
133
336000
2000
Опитва се да върви по грубия терен,
05:53
sandy area,
134
338000
2000
пясъчен район,
05:55
but depending on the moisture content or the grain size of the sand
135
340000
5000
но в зависимост от съдържанието на влага или размера на пясъчното зърно
06:00
the foot's soil sinkage model changes.
136
345000
2000
се променя моделът на затъване на стъпалото в почвата.
06:02
So, it tries to adapt its gait to successfully cross over these kind of things.
137
347000
4000
Той се опитва да адаптира походката си, за да прекосява успешно тези неща.
06:06
And also, it does some fun stuff, as can imagine.
138
351000
2000
Прави и някои забавни неща, както може да си представите.
06:08
We get so many visitors visiting our lab.
139
353000
3000
Много хора посещават лабораторията ни.
06:11
So, when the visitors come, MARS walks up to the computer,
140
356000
2000
Когато дойдат посетителите, МАРС се приближава до компютъра,
06:13
starts typing "Hello, my name is MARS."
141
358000
2000
започва да пише "Здравейте, казвам се МАРС".
06:15
Welcome to RoMeLa,
142
360000
2000
Добре дошли в РоМеЛа,
06:17
the Robotics Mechanisms Laboratory at Virginia Tech.
143
362000
4000
лабораторията за роботични механизми във "Вирджиния Тек".
06:21
This robot is an amoeba robot.
144
366000
2000
Този робот е робот-амеба.
06:23
Now, we don't have enough time to go into technical details,
145
368000
3000
Нямаме достатъчно време да навлизаме в технически подробности,
06:26
I'll just show you some of the experiments.
146
371000
2000
само ще ви покажа някои от експериментите.
06:28
So, this is some of the early feasibility experiments.
147
373000
2000
Това са някои от ранните експерименти за приложимост.
06:30
We store potential energy to the elastic skin to make it move.
148
375000
4000
Съхраняваме потенциална енергия в еластичната кожа, за да я накараме да се движи.
06:34
Or use an active tension cords to make it move
149
379000
2000
Или използваме връзки за активно напрежение, за да го накараме
06:36
forward and backward. It's called ChIMERA.
150
381000
3000
да се движи напред и назад. Казва се ХиМЕРА.
06:39
We also have been working with some scientists
151
384000
2000
Работили сме и с някои учени
06:41
and engineers from UPenn
152
386000
2000
и инженери от "Унивеситета в Пенсилвания",
06:43
to come up with a chemically actuated version
153
388000
2000
за да създадем химически задвижвана версия
06:45
of this amoeba robot.
154
390000
2000
на този робот-амеба.
06:47
We do something to something
155
392000
2000
Правим нещо с нещо.
06:49
And just like magic, it moves. The blob.
156
394000
6000
И като по магия то се движи. Петното.
06:55
This robot is a very recent project. It's called RAPHaEL.
157
400000
2000
Този робот е много скорошен проект. Казва се РАФаЕЛ.
06:57
Robotic Air Powered Hand with Elastic Ligaments.
158
402000
3000
Роботична въздухозадвижвана ръка с еластични връзки.
07:00
There are a lot of really neat, very good robotic hands out there in the market.
159
405000
4000
Има много наистина хубави, много добри роботични ръце на пазара.
07:04
The problem is they're just too expensive, tens of thousands of dollars.
160
409000
4000
Проблемът е, че просто са твърде скъпи, десетки хиляди долари.
07:08
So, for prosthesis applications it's probably not too practical,
161
413000
2000
Така че вероятно не е особено практично за протезно приложение,
07:10
because it's not affordable.
162
415000
2000
защото човек не може да си го позволи.
07:12
We wanted to go tackle this problem in a very different direction.
163
417000
4000
Искахме да се захванем с разрешаване на този проблем в една много различна насока.
07:16
Instead of using electrical motors, electromechanical actuators,
164
421000
3000
Вместо да използваме електрически мотори, електромеханично задвижване,
07:19
we're using compressed air.
165
424000
2000
използваме сгъстен въздух.
07:21
We developed these novel actuators for joints.
166
426000
2000
Развихме новаторски устройства за задвижване на стави.
07:23
It is compliant. You can actually change the force,
167
428000
3000
Услужлив е. Всъщност може да се промени силата,
07:26
simply just changing the air pressure.
168
431000
2000
просто като се промени натискът на въздуха.
07:28
And it can actually crush an empty soda can.
169
433000
2000
И наистина може да смачка празна кутия от сода.
07:30
It can pick up very delicate objects like a raw egg,
170
435000
3000
Може да вдига много деликатни обекти като сурово яйце,
07:33
or in this case, a lightbulb.
171
438000
3000
или, в този случай, електрическа крушка.
07:36
The best part, it took only $200 dollars to make the first prototype.
172
441000
4000
Най-хубавото е, че за изработка на първия прототип бяха нужни само 200 долара.
07:40
This robot is actually a family of snake robots
173
445000
3000
Този робот всъщност е семейство от роботи-змии,
07:43
that we call HyDRAS,
174
448000
2000
които наричаме ХиДРИ,
07:45
Hyper Degrees-of-freedom Robotic Articulated Serpentine.
175
450000
2000
Хипер градуси-свобода роботно артикулирано влечуго.
07:47
This is a robot that can climb structures.
176
452000
3000
Това е робот, който може да се катери по структури.
07:50
This is a HyDRAS's arm.
177
455000
2000
Това е ръка на ХиДРИ.
07:52
It's a 12 degrees of freedom robotic arm.
178
457000
2000
Роботична ръка с 12 градуса свобода.
07:54
But the cool part is the user interface.
179
459000
2000
Но страхотното е потребителският интерфейс.
07:56
The cable over there, that's an optical fiber.
180
461000
3000
Кабелът ей там е оптично стъкло.
07:59
And this student, probably the first time using it,
181
464000
2000
А тази студентка вероятно го използва за пръв път,
08:01
but she can articulate it many different ways.
182
466000
2000
но може да го артикулира по много различни начини.
08:03
So, for example in Iraq, you know, the war zone,
183
468000
3000
Например в Ирак, знаете ли, във военната зона
08:06
there is roadside bombs. Currently you send these
184
471000
2000
има крайпътни бомби. Сега може да изпращате
08:08
remotely controlled vehicles that are armed.
185
473000
3000
въоръжени превозни средства с дистанционно управление.
08:11
It takes really a lot of time and it's expensive
186
476000
2000
Наистина е нужно много време и е скъпо
08:13
to train the operator to operate this complex arm.
187
478000
4000
да се обучи операторът да работи с тази сложна ръка.
08:17
In this case it's very intuitive;
188
482000
2000
В този случай тя е много интуитивна.
08:19
this student, probably his first time using it, doing very complex manipulation tasks,
189
484000
4000
Студентката, която вероятно я използва за пръв път, изпълнява много сложна манипулационна задача,
08:23
picking up objects and doing manipulation,
190
488000
2000
вдига обекти и прави манипулации,
08:25
just like that. Very intuitive.
191
490000
3000
просто ей така, много интуитивно.
08:30
Now, this robot is currently our star robot.
192
495000
2000
Този робот понастоящем е нашият робот-звезда.
08:32
We actually have a fan club for the robot, DARwIn:
193
497000
3000
Всъщност имаме фен клуб за робота ДАРвИн,
08:35
Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence.
194
500000
3000
Динамичен антропоморфичен робот с интелигентност.
08:38
As you know, we are very interested in
195
503000
2000
Както знаете, много се интересуваме
08:40
humanoid robot, human walking,
196
505000
2000
от хуманоидния робот, човешката походка,
08:42
so we decided to build a small humanoid robot.
197
507000
2000
затова решихме да изградим един малък хуманоиден робот.
08:44
This was in 2004; at that time,
198
509000
2000
Това беше през 2004-та, по онова време
08:46
this was something really, really revolutionary.
199
511000
2000
беше нещо наистина революционно.
08:48
This was more of a feasibility study:
200
513000
2000
Това беше по-скоро проучване за приложимост,
08:50
What kind of motors should we use?
201
515000
2000
какъв вид мотори трябва да използваме?
08:52
Is it even possible? What kinds of controls should we do?
202
517000
2000
Дали изобщо е възможно? Какъв вид контрол трябва да прилагаме?
08:54
So, this does not have any sensors.
203
519000
2000
няма никакви сензори.
08:56
So, it's an open loop control.
204
521000
2000
Така че това е управление с отворен обръч.
08:58
For those who probably know, if you don't have any sensors
205
523000
2000
За онези от вас, които може би знаят, ако няма никакви сензори
09:00
and there are any disturbances, you know what happens.
206
525000
2000
и има някакви смущения, знаете какво се случва.
09:05
(Laughter)
207
530000
1000
(Смях)
09:06
So, based on that success, the following year
208
531000
2000
Въз основа на този успех на следващата година
09:08
we did the proper mechanical design
209
533000
3000
направихме подобаващия механичен дизайн,
09:11
starting from kinematics.
210
536000
2000
като започнахме от кинематиката.
09:13
And thus, DARwIn I was born in 2005.
211
538000
2000
И така през 2005-та се роди ДАРвИн І.
09:15
It stands up, it walks -- very impressive.
212
540000
2000
Той се изправя. Върви, много впечатляващо.
09:17
However, still, as you can see,
213
542000
2000
Но все още, както виждате,
09:19
it has a cord, umbilical cord. So, we're still using an external power source
214
544000
4000
има връв, пъпна връв. Все още използваме външен източник на захранване
09:23
and external computation.
215
548000
2000
и външно изчисление.
09:25
So, in 2006, now it's really time to have fun.
216
550000
4000
През 2006-та вече наистина е време за забавление.
09:29
Let's give it intelligence. We give it all the computing power it needs:
217
554000
3000
Да му дадем интелигентност. Даваме му цялата изчислителна мощ, която му е нужна,
09:32
a 1.5 gigahertz Pentium M chip,
218
557000
2000
1,5 гигахерцов чип "Пентиум М",
09:34
two FireWire cameras, rate gyros, accelerometers,
219
559000
2000
две камери "Firewire", осем жироскопа, акселерометър,
09:36
four force sensors on the foot, lithium polymer batteries.
220
561000
3000
четири сензора за усукване на стъпалото, литиеви батерии за захранване.
09:39
And now DARwIn II is completely autonomous.
221
564000
4000
И сега ДАРвИн ІІ е напълно автономен.
09:43
It is not remote controlled.
222
568000
2000
Той не е с дистанционно управление.
09:45
There are no tethers. It looks around, searches for the ball,
223
570000
3000
Няма верига. Оглежда се наоколо, търси топката,
09:48
looks around, searches for the ball, and it tries to play a game of soccer,
224
573000
3000
оглежда се, търси топката и се опитва да играе футболен мач,
09:51
autonomously: artificial intelligence.
225
576000
3000
автономно, изкуствена интелигентност.
09:54
Let's see how it does. This was our very first trial,
226
579000
3000
Да видим как ще се справи. Това беше първият ни опит,
09:57
and... Spectators (Video): Goal!
227
582000
5000
и... Видео: Гол!
10:03
Dennis Hong: So, there is actually a competition called RoboCup.
228
588000
3000
Всъщност има едно състезание, наречено РобоКупа.
10:06
I don't know how many of you have heard about RoboCup.
229
591000
2000
Не знам колко от вас са чували за РобоКупа.
10:08
It's an international autonomous robot soccer competition.
230
593000
5000
Това е международно футболно състезание за автономни роботи.
10:13
And the goal of RoboCup, the actual goal is,
231
598000
3000
А целта на РобоКупа - истинската цел е,
10:16
by the year 2050
232
601000
2000
че до 2050-та година
10:18
we want to have full size, autonomous humanoid robots
233
603000
3000
искаме да имаме автономни хуманоидни роботи в естествен ръст,
10:21
play soccer against the human World Cup champions
234
606000
4000
които да играят футбол срещу
10:25
and win.
235
610000
2000
човешки шампиони от Световната купа и да спечелят.
10:27
It's a true actual goal. It's a very ambitious goal,
236
612000
2000
Това е истинска, реална цел. Много амбициозна цел,
10:29
but we truly believe that we can do it.
237
614000
2000
но наистина вярваме, че можем да я постигнем.
10:31
So, this is last year in China.
238
616000
3000
Това е миналата година в Китай.
10:34
We were the very first team in the United States that qualified
239
619000
2000
Бяхме първият отбор в Съединените щати, квалифициран
10:36
in the humanoid RoboCup competition.
240
621000
2000
за участие в състезанието на хуманоидни роботи.
10:38
This is this year in Austria.
241
623000
3000
Това е тази година - беше в Австрия.
10:41
You're going to see the action, three against three,
242
626000
2000
Ще видите действието, три на три,
10:43
completely autonomous.
243
628000
2000
напълно автономно.
10:45
There you go. Yes!
244
630000
2000
Ето. Да!
10:48
The robots track and they
245
633000
2000
Роботите проследяват и играят,
10:50
team play amongst themselves.
246
635000
3000
играят в екип помежду си.
10:53
It's very impressive. It's really a research event
247
638000
2000
Много е впечатляващо. Всъщност е изследвано събитие,
10:55
packaged in a more exciting competition event.
248
640000
4000
пакетирано в по-вълнуващо състезателно събитие.
10:59
What you see over here, this is the beautiful
249
644000
2000
Онова, което виждате там - това е красивата
11:01
Louis Vuitton Cup trophy.
250
646000
2000
купа "Луи Вютон".
11:03
So, this is for the best humanoid,
251
648000
2000
Тя е за най-добър хуманоид,
11:05
and we would like to bring this for the very first time, to the United States
252
650000
2000
и бихме искали да я донесем за пръв път в Съединените щати,
11:07
next year, so wish us luck.
253
652000
2000
догодина, ако късметът е на наша страна.
11:09
(Applause)
254
654000
2000
Благодаря.
11:11
Thank you.
255
656000
3000
(Аплодисменти)
11:14
DARwIn also has a lot of other talents.
256
659000
2000
ДАРвИн има и много други таланти.
11:16
Last year it actually conducted the Roanoke Symphony Orchestra
257
661000
3000
Всъщност, миналата година той дирижира Роанокския симфоничен оркестър
11:19
for the holiday concert.
258
664000
3000
на празничния концерт.
11:22
This is the next generation robot, DARwIn IV,
259
667000
3000
Това е роботът от следващо поколение, ДАРвИн ІV,
11:25
but smarter, faster, stronger.
260
670000
3000
но по-умен, по-бърз, по-силен.
11:28
And it's trying to show off its ability:
261
673000
2000
Опитва се да покаже способностите си.
11:30
"I'm macho, I'm strong.
262
675000
3000
"Аз съм мъжкар, силен съм."
11:33
I can also do some Jackie Chan-motion,
263
678000
3000
Мога да правя и някои трикове в стил Джеки Чан,
11:36
martial art movements."
264
681000
3000
движения от бойните изкуства.
11:39
(Laughter)
265
684000
2000
(Смях)
11:41
And it walks away. So, this is DARwIn IV.
266
686000
2000
И си тръгва. Това е ДАРвИн ІV,
11:43
And again, you'll be able to see it in the lobby.
267
688000
2000
ще може да го видите пак във фоайето.
11:45
We truly believe this is going to be the very first running
268
690000
2000
Истински вярваме, че това ще бъде първият тичащ
11:47
humanoid robot in the United States. So, stay tuned.
269
692000
3000
хуманоиден робот в Съединените щати. Не спирайте да следите развитието.
11:50
All right. So I showed you some of our exciting robots at work.
270
695000
3000
Така - показах ви някои от нашите вълнуващи роботи в действие.
11:53
So, what is the secret of our success?
271
698000
3000
А каква е тайната на успеха ни?
11:56
Where do we come up with these ideas?
272
701000
2000
Откъде ни хрумват тези идеи?
11:58
How do we develop these kinds of ideas?
273
703000
2000
Как развиваме такива идеи?
12:00
We have a fully autonomous vehicle
274
705000
2000
Имаме напълно автономно превозно средство,
12:02
that can drive into urban environments. We won a half a million dollars
275
707000
2000
което може да се движи в градска среда.
12:04
in the DARPA Urban Challenge.
276
709000
2000
Спечелихме половин милион долара на Градското предизвикателство на DARPA.
12:06
We also have the world's very first
277
711000
2000
Имаме също и първото в света
12:08
vehicle that can be driven by the blind.
278
713000
2000
превозно средство, което може да се управлява от слепи.
12:10
We call it the Blind Driver Challenge, very exciting.
279
715000
2000
Наричаме го предизвикателството на слепия шофьор, много вълнуващо.
12:12
And many, many other robotics projects I want to talk about.
280
717000
4000
Искам да говоря и за много, много други роботични проекти.
12:16
These are just the awards that we won in 2007 fall
281
721000
2000
Това са само наградите, които спечелихме през есента на 2007-а
12:18
from robotics competitions and those kinds of things.
282
723000
3000
на конкурс по роботика, такива неща.
12:21
So, really, we have five secrets.
283
726000
2000
Всъщност имаме пет тайни.
12:23
First is: Where do we get inspiration?
284
728000
2000
Първата е - откъде се вдъхновяваме,
12:25
Where do we get this spark of imagination?
285
730000
2000
откъде получаваме тази искра на въображението?
12:27
This is a true story, my personal story.
286
732000
3000
Това е истинска история, моя лична история.
12:30
At night when I go to bed, 3 - 4 a.m. in the morning,
287
735000
2000
Вечер, като си легна в 3-4 часа сутринта,
12:32
I lie down, close my eyes, and I see these lines and circles
288
737000
3000
лягам, затварям очи и виждам едни линии, кръгове
12:35
and different shapes floating around.
289
740000
2000
и различни форми да се носят наоколо,
12:37
And they assemble, and they form these kinds of mechanisms.
290
742000
3000
събират се и оформят някакви механизми.
12:40
And then I think, "Ah this is cool."
291
745000
2000
И тогава си мисля: "А, страхотно."
12:42
So, right next to my bed I keep a notebook,
292
747000
2000
Затова точно до леглото си държа бележник,
12:44
a journal, with a special pen that has a light on it, LED light,
293
749000
3000
дневник, със специална химикалка с лампичка, светодиод,
12:47
because I don't want to turn on the light and wake up my wife.
294
752000
2000
защото не искам да светвам лампата и да будя жена си.
12:49
So, I see this, scribble everything down, draw things,
295
754000
2000
Значи, виждам това, нахвърлям всичко, правя рисунки
12:51
and I go to bed.
296
756000
2000
и си лягам.
12:53
Every day in the morning,
297
758000
2000
Всяка сутрин
12:55
the first thing I do before my first cup of coffee,
298
760000
2000
първото, което правя преди първата си чаша кафе,
12:57
before I brush my teeth, I open my notebook.
299
762000
2000
преди да си измия зъбите, си отварям бележника.
12:59
Many times it's empty,
300
764000
2000
Много пъти е празен,
13:01
sometimes I have something there -- if something's there, sometimes it's junk --
301
766000
2000
понякога имам нещо там, понякога е боклук,
13:03
but most of the time I can't even read my handwriting.
302
768000
3000
но повечето пъти не мога дори да си разчета почерка.
13:06
And so, 4 am in the morning, what do you expect, right?
303
771000
3000
Е, какво може да се очаква в 4 сутринта?
13:09
So, I need to decipher what I wrote.
304
774000
2000
Така че трябва да дешифрирам како съм писал.
13:11
But sometimes I see this ingenious idea in there,
305
776000
3000
Но понякога виждам там по някоя находчива идея
13:14
and I have this eureka moment.
306
779000
2000
и имам момент "еврика".
13:16
I directly run to my home office, sit at my computer,
307
781000
2000
Тичам направо в домашния си офис, сядам на компютъра,
13:18
I type in the ideas, I sketch things out
308
783000
2000
въвеждам идеите, скицирам нещата
13:20
and I keep a database of ideas.
309
785000
3000
и поддържам база данни от идеи.
13:23
So, when we have these calls for proposals,
310
788000
2000
И когато обявят конкурс за проекти,
13:25
I try to find a match between my
311
790000
2000
се опитвам да намеря нещо подходящо
13:27
potential ideas
312
792000
2000
сред потенциалните ми идеи
13:29
and the problem. If there is a match we write a research proposal,
313
794000
2000
за задачата; ако има такова, пишем изследователски проект,
13:31
get the research funding in, and that's how we start our research programs.
314
796000
4000
получаваме изследователско финансиране и така стартираме изследователските си програми.
13:35
But just a spark of imagination is not good enough.
315
800000
3000
Но само искра въображение не стига.
13:38
How do we develop these kinds of ideas?
316
803000
2000
Как развиваме този тип идеи?
13:40
At our lab RoMeLa, the Robotics and Mechanisms Laboratory,
317
805000
3000
В нашата лаборатория РоМеЛа, Лаборатория за роботични механизми,
13:43
we have these fantastic brainstorming sessions.
318
808000
3000
имаме фантастични брейнсторминг сесии.
13:46
So, we gather around, we discuss about problems
319
811000
2000
Събираме се в кръг и обсъждаме проблеми,
13:48
and social problems and talk about it.
320
813000
2000
социални проблеми и говорим за тях.
13:50
But before we start we set this golden rule.
321
815000
3000
Но преди да започнем, поставяме едно златно правило.
13:53
The rule is:
322
818000
2000
Правилото е:
13:55
Nobody criticizes anybody's ideas.
323
820000
3000
Никой не критикува ничии идеи.
13:58
Nobody criticizes any opinion.
324
823000
2000
Никой не критикува никое мнение.
14:00
This is important, because many times students, they fear
325
825000
2000
Това е важно, защото много пъти студентите се боят
14:02
or they feel uncomfortable how others might think
326
827000
3000
или се чувстват неудобно какво може да си помислят другите
14:05
about their opinions and thoughts.
327
830000
2000
за техните мнения и мисли.
14:07
So, once you do this, it is amazing
328
832000
2000
Щом веднъж го направиш, е изумително
14:09
how the students open up.
329
834000
2000
как се отварят тези студенти.
14:11
They have these wacky, cool, crazy, brilliant ideas, and
330
836000
3000
Имат страхотни, луди, блестящи идеи,
14:14
the whole room is just electrified with creative energy.
331
839000
3000
цялата зала просто се наелектризира от креативна енрегия.
14:17
And this is how we develop our ideas.
332
842000
3000
Ето как развиваме идеите си.
14:20
Well, we're running out of time. One more thing I want to talk about is,
333
845000
3000
Ами, времето ни изтича - искам да говоря за още нещо,
14:23
you know, just a spark of idea and development is not good enough.
334
848000
4000
разбирате ли, само искра на идея и развитие не са достатъчни.
14:27
There was a great TED moment,
335
852000
2000
Имаше един страхотен ТЕД момент,
14:29
I think it was Sir Ken Robinson, was it?
336
854000
3000
мисля, че беше сър Кен Робинсън, нали?
14:32
He gave a talk about how education
337
857000
2000
Той изнесе разговор за това как образованието
14:34
and school kills creativity.
338
859000
2000
и училището убиват креативността.
14:36
Well, actually, there are two sides to the story.
339
861000
3000
Е, всъщност историята има две страни.
14:39
So, there is only so much one can do
340
864000
3000
Не може да се направи кой знае какво
14:42
with just ingenious ideas
341
867000
2000
само с находчиви идеи,
14:44
and creativity and good engineering intuition.
342
869000
3000
креативност и добра инженерна интуиция.
14:47
If you want to go beyond a tinkering,
343
872000
2000
Ако искаш да стигнеш отвъд нескопосното бърникане,
14:49
if you want to go beyond a hobby of robotics
344
874000
2000
ако искаш да стигнеш отвъд роботиката като хоби
14:51
and really tackle the grand challenges of robotics
345
876000
3000
и наистина да се захванеш с великите предизвикателства на роботиката
14:54
through rigorous research
346
879000
2000
чрез щателни проучвания,
14:56
we need more than that. This is where school comes in.
347
881000
3000
е нужно повече от това. Ето къде се намесва училището.
14:59
Batman, fighting against bad guys,
348
884000
3000
Батман, като се бие с лошите,
15:02
he has his utility belt, he has his grappling hook,
349
887000
2000
има един колан с инструменти, има грайферната си кука,
15:04
he has all different kinds of gadgets.
350
889000
2000
има всякакви различни джаджи.
15:06
For us roboticists, engineers and scientists,
351
891000
2000
За нас, роботиците, инженери и учени,
15:08
these tools, these are the courses and classes you take in class.
352
893000
5000
тези инструменти са курсовете и уроците, които вземаш в час.
15:13
Math, differential equations.
353
898000
2000
Математика, диференциални уравнения.
15:15
I have linear algebra, science, physics,
354
900000
2000
Имам линеарна алгебра, наука, физика,
15:17
even nowadays, chemistry and biology, as you've seen.
355
902000
3000
дори в днешно време, химия и биология, както видяхте.
15:20
These are all the tools that we need.
356
905000
2000
Това са всички инструменти, които са ни нужни.
15:22
So, the more tools you have, for Batman,
357
907000
2000
Колкото повече инструменти имаш, за Батман
15:24
more effective at fighting the bad guys,
358
909000
2000
по-ефективен в борбата с лошите,
15:26
for us, more tools to attack these kinds of big problems.
359
911000
4000
за нас - повече инструменти за атакуване на тези големи проблеми.
15:30
So, education is very important.
360
915000
3000
Така че образованието е много важно.
15:33
Also, it's not about that,
361
918000
2000
Не става дума за това,
15:35
only about that. You also have to work really, really hard.
362
920000
2000
а само за това, трябва и да работиш наистина, наистина упорито.
15:37
So, I always tell my students,
363
922000
2000
Затова винаги казвам на студентите си -
15:39
"Work smart, then work hard."
364
924000
2000
работете умно, после работете упорито.
15:41
This picture in the back this is 3 a.m. in the morning.
365
926000
3000
Снимката отзад - това е в три часа сутринта.
15:44
I guarantee if you come to your lab at 3 - 4 am
366
929000
2000
Гарантирам, че ако дойдете в лабораторията в 3-4 сутринта,
15:46
we have students working there,
367
931000
2000
там работят студенти -
15:48
not because I tell them to, but because we are having too much fun.
368
933000
3000
не защото им казвам да идват, а защото се забавляваме твърде много.
15:51
Which leads to the last topic:
369
936000
2000
Което води до последната тема.
15:53
Do not forget to have fun.
370
938000
2000
Не забравяйте да се забавлявате.
15:55
That's really the secret of our success, we're having too much fun.
371
940000
3000
Това всъщност е тайната на нашия успех - твърде много се забавляваме.
15:58
I truly believe that highest productivity comes when you're having fun,
372
943000
3000
Наистина вярвам, че най-високата продуктивност идва, когато се забавляваш.
16:01
and that's what we're doing.
373
946000
2000
Така и правим.
16:03
There you go. Thank you so much.
374
948000
2000
Това е. Много благодаря.
16:05
(Applause)
375
950000
5000
(Аплодисменти)
ABOUT THE SPEAKER
Dennis Hong - RoboticistDennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering.
Why you should listen
As director of a groundbreaking robotics lab, Dennis Hong guides his team of students through projects on robot locomotion and mechanism design, creating award-winning humanoid robots like DARwIn (Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence). His team is known as RoMeLa (Robotics & Mechanisms Laboratory) and operates at Virginia Tech.
Hong has also pioneered various innovations in soft-body robots, using a “whole-skin locomotion” as inspired by amoebae. Marrying robotics with biochemistry, he has been able to generate new types of motion with these ingenious forms. For his contributions to the field, Hong was selected as a NASA Summer Faculty Fellow in 2005, given the CAREER award by the National Science Foundation in 2007 and in 2009, named as one of Popular Science's Brilliant 10. He is also a gourmet chef and a magician, performing shows for charity and lecturing on the science of magic.
Dennis Hong | Speaker | TED.com