ABOUT THE SPEAKER
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneer
Raffaello 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.

More profile about the speaker
Raffaello D'Andrea | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2013

Raffaello D'Andrea: The astounding athletic power of quadcopters

Raffaello D'Andrea: L'increïble poder atlètic dels quadcòpters.

Filmed:
12,409,728 views

En un laboratori de robòtica a TEDGlobal, en Raffaelo D'Andrea demostra les capacitats dels seus quadcòpters: robots que pensen com atletes, solucionen problemes físics amb algorismes que els ajuden a aprendre. En una sèrie d'impressionants demostracions, D'Andrea ens ensenya com els seus robots autònoms agafen pilotes, s'estabilitzen i prenen decisions de forma conjunta, i es coordinen amb ell mateix per fer una increïble demostració en què inclús s'utilitza una Kinect per dirigir-los.
- Autonomous systems pioneer
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 machinemàquina to be athleticAtletisme?
0
11307
3184
Així què, que vol dir per una màquina, ser atlètica?
00:26
We will demonstratedemostrar the conceptconcepte of machinemàquina athleticismAtletisme
1
14491
3417
Avui ensenyarem com el concepte d'atletisme pot ser aplicat a màquines,
00:29
and the researchrecerca to achieveaconseguir it
2
17908
1720
així com la recerca necessària per aconseguir-ho,
00:31
with the help of these flyingvolant machinesmàquines calledanomenat quadrocoptersquadrocopters,
3
19628
2511
amb l'ajuda d'aquestes màquines voladores que anomenem quadricòpters.
00:34
or quadsQuad, for shortcurt.
4
22139
1887
O bé "quads", per escurçar.
00:38
QuadsQuad have been around for a long time.
5
26034
2529
Els quads porten inventats ja una bona temporada.
00:40
The reasonraó that they're so popularpopular these daysdies
6
28563
1599
El motiu pel qual se'n sent més a parlar aquests dies,
00:42
is because they're mechanicallymecànicament simplesenzill.
7
30162
1965
és que són mecànicament molt simples.
00:44
By controllingcontrolant the speedsvelocitats of these fourquatre propellershèlixs,
8
32127
2108
Controlant la velocitat d'aquests quatre rotors,
00:46
these machinesmàquines can rollrotllo, pitchBrea, yawGuinó,
9
34235
3048
aquestes màquines poden girar endavant i enrrere, cap als costats, sobre el seu eix,
00:49
and accelerateaccelerar alongjunts theirels seus commoncomú orientationorientació.
10
37283
2825
i accelerar en la direcció perpendicular als motors.
00:52
On boardpissarra are alsotambé a batterybateria, a computerordinador,
11
40108
3071
Dins dels quads també hi va una bateria, un ordinador,
00:55
variousdiversos sensorssensors and wirelesssense fils radiosràdios.
12
43179
3954
diversos sensors, i dispositius de comunicacions ràdio.
00:59
QuadsQuad are extremelyextremadament agileàgil, but this agilityagilitat comesve at a costcost.
13
47133
4629
Els quads són extremadament àgils, però amb un cost.
01:03
They are inherentlyinherentment unstableinestable, and they need some formforma
14
51762
2992
Són intrínsecament inestables, i per tant necessiten algun tipus
01:06
of automaticautomàtica feedbackcomentaris controlcontrol in orderordre to be ablecapaç to flyvolar.
15
54754
3972
de control automàtic sobre la seva posició per poder volar.
01:16
So, how did it just do that?
16
64259
3238
Què, com ha fet això?
01:19
CamerasCàmeres on the ceilingsostre and a laptopportàtil
17
67497
1818
Les càmeres del sostre i un portàtil
01:21
serveservir as an indoorinterior globalglobal positioningposicionament systemsistema.
18
69315
2576
proporcionen un sistema de posicionament global en aquesta sala.
01:23
It's used to locatelocalitzar objectsobjectes in the spaceespai
19
71891
2185
Donen informació sobre la posició en l'espai d'objectes
01:26
that have these reflectivereflexiva markersmarcadors on them.
20
74076
2527
que porten aquestes boles reflectores.
01:28
This datadades is then sentenviat to anotherun altre laptopportàtil
21
76603
2061
Aquestes dades s'envien a un altre portàtil
01:30
that is runningcorrent estimationestimació and controlcontrol algorithmsalgorismes,
22
78664
2211
que executa algorismes d'estimació i control
01:32
whichquin in turngirar sendsenvia commandscomandes to the quadQuad,
23
80875
1886
i envia comandes al quad,
01:34
whichquin is alsotambé runningcorrent estimationestimació and controlcontrol algorithmsalgorismes.
24
82761
3485
que també executa els seus propis algorismes d'estimació i control.
01:41
The bulka granel of our researchrecerca is algorithmsalgorismes.
25
89620
2510
Per tant, la major part de la nostra recerca són algorismes.
01:44
It's the magicmàgia that bringsporta these machinesmàquines to life.
26
92130
4161
Són la màgia, que d'alguna manera, dóna vida a aquestes màquines.
01:48
So how does one designdisseny the algorithmsalgorismes
27
96291
2043
Però com es poden dissenyar els algorismes
01:50
that createcrear a machinemàquina athleteatleta?
28
98334
2277
que donen vida a aquests atletes mecanitzats?
01:52
We use something broadlyamplament calledanomenat model-basedbasat en models designdisseny.
29
100611
2880
Fem servir tècniques que s'engloben en el que s'anomena disseny basat en model.
01:55
We first capturecaptura the physicsfísica with a mathematicalmatemàtic modelmodel
30
103491
3154
Primer, capturem les relacions físiques amb un model matemàtic
01:58
of how the machinesmàquines behavees comporten.
31
106645
2134
de com es comporten les màquines.
02:00
We then use a branchbranca of mathematicsmatemàtiques
32
108779
2297
Després fem servir una branca de les matemàtiques,
02:03
calledanomenat controlcontrol theoryteoria to analyzeanalitzar these modelsmodels
33
111076
2831
que s'anomena teoria del control, per analitzar els models matemàtics,
02:05
and alsotambé to synthesizesintetitzar algorithmsalgorismes for controllingcontrolant them.
34
113907
3913
i generar algorismes per controlar els quads.
02:09
For exampleexemple, that's how we can make the quadQuad hovervoltar.
35
117820
3048
Per exemple, així és com aconseguim que el quad es mantingui estable i pugui volar:
02:12
We first capturedcapturat the dynamicsdinàmica
36
120868
1408
Primer, capturem la dinàmica del problema
02:14
with a setconjunt of differentialdiferencial equationsequacions.
37
122276
1906
amb un conjunt d'equacions diferencials.
02:16
We then manipulatemanipular these equationsequacions with the help
38
124182
2349
Després manipulem i aproximem aquestes equacions amb l'ajuda
02:18
of controlcontrol theoryteoria to createcrear algorithmsalgorismes that stabilizeestabilitzar the quadQuad.
39
126531
4640
de la teoria de control per crear algorismes que estabilitzin el quad.
02:23
Let me demonstratedemostrar the strengthforça of this approachenfocament.
40
131171
2946
Deixeu-me que us demostri quan robusta és aquesta manera de procedir.
02:29
SupposeSuposem que that we want this quadQuad to not only hovervoltar
41
137198
2549
Suposem que volem que aquest quad, no només voli ell mateix,
02:31
but to alsotambé balanceequilibri this polepal.
42
139747
2782
sinó que també sigui capaç de carregar i mantenir estable aquesta vara.
02:34
With a little bitpoc of practicepràctica,
43
142529
1844
Amb una mica de pràctica,
02:36
it's prettybonic straightforwardsenzill for a humanhumà beingser to do this,
44
144373
2391
és fàcil per un humà fer-ho,
02:38
althoughencara que we do have the advantageavantatge of havingtenint
45
146764
1755
tot i que nosaltres tenim l'avantatge de tenir
02:40
two feetpeus on the groundterra
46
148519
1328
els dos peus fixats a terra
02:41
and the use of our very versatileversàtil handsmans.
47
149847
2957
i utilitzar les nostres versàtils mans.
02:44
It becomeses converteix a little bitpoc more difficultdifícil
48
152804
2469
És una mica més difícil
02:47
when I only have one footpeu on the groundterra
49
155273
2296
quan s'intenta amb només un peu al terra
02:49
and when I don't use my handsmans.
50
157569
2799
i quan no faig servir les mans.
02:52
NoticeAvís how this polepal has a reflectivereflexiva markermarcador on topsuperior,
51
160368
2951
Teniu en compte, però, que aquesta vara té una bola reflectora a la punta,
02:55
whichquin meanssignifica that it can be locatedsituat in the spaceespai.
52
163319
3894
i per tant pot ser localitzada en l'espai pel nostre sistema.
03:04
(ApplauseAplaudiments)
53
172971
5976
(Aplaudiments)
03:10
You can noticeavís that this quadQuad is makingelaboració fine adjustmentsajustaments
54
178947
2826
Podreu veure que el quad fa petits ajustos
03:13
to keep the polepal balancedequilibrat.
55
181773
2195
que li permeten mantenir la vara estable.
03:15
How did we designdisseny the algorithmsalgorismes to do this?
56
183968
3059
Com dissenyem els algorismes per fer-ho?
03:19
We addedafegit the mathematicalmatemàtic modelmodel of the polepal
57
187027
2105
Simplement afegim el model matemàtic de la vara
03:21
to that of the quadQuad.
58
189132
1519
al que ja fèiem servir del quad.
03:22
OnceVegada we have a modelmodel of the combinedcombinat quad-poleQuad-pol systemsistema,
59
190651
2954
Un cop tenim el model del sistema conjunt quad+vara,
03:25
we can use controlcontrol theoryteoria to createcrear algorithmsalgorismes for controllingcontrolant it.
60
193605
4933
fem servir la teoria de control per crear els algorismes que controlin i estabilitzin el sistema.
03:30
Here, you see that it's stableestable,
61
198538
1588
Ja esteu veient ara mateix que és estable,
03:32
and even if I give it little nudgescops de colze,
62
200126
2693
i encara més, si lo dono copets,
03:34
it goesva back to the niceagradable, balancedequilibrat positionposició.
63
202819
5403
torna cap a una posició còmoda i estable.
03:40
We can alsotambé augmentaugmentar the modelmodel to includeincloure
64
208222
1663
També podem augmentar el model per especificar
03:41
where we want the quadQuad to be in spaceespai.
65
209885
2441
on exactament volem el quad dins l'espai de la sala.
03:44
UsingUtilitzant this pointerpunter, madefet out of reflectivereflexiva markersmarcadors,
66
212326
3069
Fent servir aquest punter, fet de boles reflectores,
03:47
I can pointpunt to where I want the quadQuad to be in spaceespai
67
215395
2224
puc apuntar a qualsevol lloc on hi vulgui posar el quad,
03:49
a fixedfix distancedistància away from me.
68
217619
3367
a una distància fixa d'on sóc jo.
04:07
The keyclau to these acrobaticacrobàtic maneuversmaniobres is algorithmsalgorismes,
69
235763
2902
La clau per aquestes maniobres acrobàtiques són els algorismes,
04:10
designeddissenyat with the help of mathematicalmatemàtic modelsmodels
70
238665
2426
dissenyats amb l'ajuda de models matemàtics
04:13
and controlcontrol theoryteoria.
71
241091
1950
i teoria de control.
04:15
Let's tell the quadQuad to come back here
72
243041
2214
Diguem-li doncs al quad que vingui cap aquí,
04:17
and let the polepal droptirar,
73
245255
1819
i deixi caure la vara,
04:19
and I will nextPròxim demonstratedemostrar the importanceimportància
74
247074
1918
i així us podré demostrar la importància
04:20
of understandingcomprensió physicalfísic modelsmodels
75
248992
2119
que té entendre els models físics
04:23
and the workingsfuncionaments of the physicalfísic worldmón.
76
251111
4120
i el funcionament del món físic.
04:37
NoticeAvís how the quadQuad lostperdut altitudealtitud
77
265462
1770
Observeu que el quad ha perd altura,
04:39
when I put this glassvidre of wateraigua on it.
78
267232
2082
quan hi he posat el got d'aigua a sobre.
04:41
UnlikeA diferència de the balancingl'equilibri polepal, I did not includeincloure
79
269314
2801
Però ara no he fet com amb la vara, no he inclòs
04:44
the mathematicalmatemàtic modelmodel of the glassvidre in the systemsistema.
80
272115
2584
el model matemàtic del got al sistema.
04:46
In factfet, the systemsistema doesn't even know that the glassvidre of wateraigua is there.
81
274699
2919
De fet, el sistema no en té ni idea de què el got d'aigua hi és.
04:49
Like before, I could use the pointerpunter to tell the quadQuad
82
277618
3292
Com abans, puc fer servir aquest punter per dir-li al quad
04:52
where I want it to be in spaceespai.
83
280910
2589
on el vull en l'espai.
04:55
(ApplauseAplaudiments)
84
283499
9597
(Aplaudiments)
05:05
Okay, you should be askingpreguntant yourselftu mateix,
85
293096
2110
Però, us hauríeu d'estar preguntant,
05:07
why doesn't the wateraigua fallcaure out of the glassvidre?
86
295206
2509
perquè no es vessa l'aigua del got?
05:09
Two factsfets: The first is that gravitygravetat actsactes
87
297715
3211
Dos factors: Primer, la gravetat actua
05:12
on all objectsobjectes in the samemateix way.
88
300926
2125
sobre tots els objectes de la mateixa manera.
05:15
The secondsegon is that the propellershèlixs are all pointingassenyalant
89
303051
2464
Segon, els propulsors sempre apunten
05:17
in the samemateix directiondirecció of the glassvidre, pointingassenyalant up.
90
305515
3127
cap a la mateixa direcció que el got, amunt.
05:20
You put these two things togetherjunts, the netnet resultresultat
91
308642
2377
Si tenim en compte aquests dos factors, el resultat net
05:23
is that all sidecostat forcesforces on the glassvidre are smallpetit
92
311019
2287
és que totes les forces laterals en aquest got són molt petites,
05:25
and are mainlyprincipalment dominateddominat by aerodynamicaerodinàmica effectsefectes,
93
313306
2785
i són en gran part causades només per efectes aerodinàmics
05:28
whichquin as these speedsvelocitats are negligibleinsignificant.
94
316091
3841
que es poden menysprear a aquestes velocitats.
05:35
And that's why you don't need to modelmodel the glassvidre.
95
323336
2071
I aquest és el motiu pel qual no cal modelar el got.
05:37
It naturallynaturalment doesn't spillvessament no mattermatèria what the quadQuad does.
96
325407
3848
Simplement per les lleis de la física l'aigua no vessa sense importar què faci el quad.
05:50
(ApplauseAplaudiments)
97
338651
7051
(Aplaudiments)
05:57
The lessonlliçó here is that some high-performancealt rendiment taskstasques
98
345702
4016
La lliçó a treure'n de tot això és que algunes tasques
06:01
are easiermés fàcil than othersaltres,
99
349718
1397
són més difícils que les altres,
06:03
and that understandingcomprensió the physicsfísica of the problemproblema
100
351115
2296
i que entendre la física del problema
06:05
tellsli diu you whichquin onesuns are easyfàcil and whichquin onesuns are harddur.
101
353411
2616
diu molt sobre quines són difícils i quines no.
06:08
In this instanceinstància, carryingportant a glassvidre of wateraigua is easyfàcil.
102
356027
2359
En aquest cas, portar un got d'aigua és fàcil,
06:10
BalancingL'equilibri a polepal is harddur.
103
358386
3785
equilibrar la vara, és difícil.
06:14
We'veHem all heardescoltat storieshistòries of athletesatletes
104
362171
1802
Tots hem sentit històries d'atletes
06:15
performingrealitzant featsfets while physicallyfísicament injuredlesionat.
105
363973
2493
aconseguint noves marques i proeses mentre estaven lesionats.
06:18
Can a machinemàquina alsotambé performrealitzar
106
366466
1519
Pot també una màquina rendir
06:19
with extremeextrem physicalfísic damagedany?
107
367985
2651
severament feta malbé?
06:22
ConventionalConvencional wisdomsaviesa saysdiu that you need
108
370636
1726
Convencionalment es creu que es necessiten
06:24
at leastmenys fourquatre fixedfix motormotor propellerhèlix pairsparells in orderordre to flyvolar,
109
372362
3690
com a mínim quatre propulsors fixes per tal de volar,
06:28
because there are fourquatre degreesgraus of freedomllibertat to controlcontrol:
110
376052
2112
perquè hi ha quatre graus de llibertat a controlar:
06:30
rollrotllo, pitchBrea, yawGuinó and accelerationacceleració.
111
378164
3028
balanç lateral, frontal, gir sobre l'eix i acceleració.
06:33
HexacoptersHexacopters and octocoptersoctocopters, with sixsis and eightvuit propellershèlixs,
112
381192
3245
Els hexacòpters i octocòpters, amb sis i vuit propulsors respectivament,
06:36
can provideproporcionar redundancyredundància,
113
384437
1483
proporcionen redundància,
06:37
but quadrocoptersquadrocopters are much more popularpopular
114
385920
1989
però els quadrocòpters són molt més populars
06:39
because they have the minimummínim numbernúmero
115
387909
1815
perquè tenen el nombre mínim de
06:41
of fixedfix motormotor propellerhèlix pairsparells: fourquatre.
116
389724
2476
propulsors fixes: quatre.
06:44
Or do they?
117
392200
1965
O, és realment el mínim?
07:01
If we analyzeanalitzar the mathematicalmatemàtic modelmodel of this machinemàquina
118
409476
2600
Si analitzem el model matemàtic d'aquesta màquina,
07:04
with only two workingtreball propellershèlixs,
119
412076
2176
però només amb dos propulsors en funcionament,
07:06
we discoverdescobreix that there's an unconventionalpoc convencional way to flyvolar it.
120
414252
6756
descobrim que encara existeix una manera poc convencional, però funcional, de fer-la volar.
07:19
We relinquishrenunciar controlcontrol of yawGuinó,
121
427980
1706
Prescindim de controlar el gir sobre l'eix central,
07:21
but rollrotllo, pitchBrea and accelerationacceleració can still be controlledcontrolat
122
429686
3070
però controlem encara les inclinacions frontal i lateral, i l'acceleració,
07:24
with algorithmsalgorismes that exploitexplotar this newnou configurationconfiguració.
123
432756
5452
amb algorismes que aprofiten el coneixement d'aquesta nova configuració.
07:33
MathematicalMatemàtica modelsmodels tell us exactlyexactament when
124
441668
2432
Els models matemàtics ens revelen exactament quan,
07:36
and why this is possiblepossible.
125
444100
2072
i perquè això és possible.
07:38
In this instanceinstància, this knowledgeconeixement allowspermet us to designdisseny
126
446172
2368
En aquest cas, aquest coneixement ens permet dissenyar
07:40
novelnovel·la machinemàquina architecturesarquitectures
127
448540
2256
arquitectures de màquines originals,
07:42
or to designdisseny cleverintel·ligent algorithmsalgorismes that gracefullyamb Gràcia handlegestionar damagedany,
128
450796
4176
o dissenyar algorismes intel·ligents que responen a les averies de forma eficient i elegant,
07:46
just like humanhumà athletesatletes do,
129
454972
1724
tal i com els atletes humans fan,
07:48
insteaden canvi of buildingedifici machinesmàquines with redundancyredundància.
130
456696
3823
en lloc de necessitar redundància.
07:52
We can't help but holdaguantar our breathalè when we watch
131
460519
2112
No podem evitar la sorpresa quan veiem
07:54
a diverbussejador somersaultingsomersaulting into the wateraigua,
132
462631
2437
un saltador olímpic fent un mortal per entrar a l'aigua,
07:57
or when a vaultersaltador is twistingtorçar in the airaire,
133
465068
1790
o el moment en què un gimnasta olímpic gira en l'aire,
07:58
the groundterra fastràpid approachings'acosta.
134
466858
1718
amb el terra apropant-se a alta velocitat.
08:00
Will the diverbussejador be ablecapaç to pulltirar off a ripdescansi en pau entryentrada?
135
468576
2568
Aconseguirà entrar netament i apropiada a la piscina?
08:03
Will the vaultersaltador stickenganxat the landingaterratge?
136
471144
2000
Aconseguirà el gimnasta prendre terra en la posició adequada?
08:05
SupposeSuposem que we want this quadQuad here
137
473144
1668
Suposeu que volem que aquest quad
08:06
to performrealitzar a tripletriple flipflip and finishacabar off
138
474812
2451
faci tres voltes consecutives en l'aire i finalitzi
08:09
at the exactexacte samemateix spotlloc that it startedva començar.
139
477263
2269
al mateix precís lloc on ha començat.
08:11
This maneuvermaniobra is going to happenpassar so quicklyràpidament
140
479532
2347
Aquesta maniobra ha de passar tant ràpid
08:13
that we can't use positionposició feedbackcomentaris to correctcorrecte the motionmoviment duringdurant executionexecució.
141
481879
3629
que no ens donarà temps de fer servir la informació de la posició per corregir el moviment mentre passa.
08:17
There simplysimplement isn't enoughsuficient time.
142
485508
2274
Simplement, no hi ha prou temps.
08:19
InsteadEn canvi, what the quadQuad can do is performrealitzar the maneuvermaniobra blindlycegament,
143
487782
3694
En lloc d'això, el que el quad pot fer is fer la maniobra primer a cegues,
08:23
observeobservar how it finishesacabats the maneuvermaniobra,
144
491476
2232
registrar on acaba,
08:25
and then use that informationinformació to modifymodificar its behaviorcomportament
145
493708
2424
i després fer servir la informació obtinguda per modificar el seu comportament
08:28
so that the nextPròxim flipflip is better.
146
496132
2289
per tal de millorar el següent intent.
08:30
SimilarSimilars to the diverbussejador and the vaultersaltador,
147
498421
1812
Anàlogament al saltador o el gimnasta,
08:32
it is only througha través repeatedrepetit practicepràctica
148
500233
1919
és només a través de la pràctica i la repetició
08:34
that the maneuvermaniobra can be learnedaprès and executedexecutat
149
502152
1925
que la maniobra pot ser apresa i portada a terme
08:36
to the highestel més alt standardestàndard.
150
504077
2133
amb la millor qualitat.
08:46
(ApplauseAplaudiments)
151
514412
4752
(Aplaudiments)
08:51
StrikingCrida l'atenció a movingen moviment ballbola is a necessarynecessari skillhabilitat in manymolts sportsEsports.
152
519164
3472
Colpejar una pilota en moviment és una habilitat necessària en molts esports.
08:54
How do we make a machinemàquina do
153
522636
1795
Com fem que una màquina faci
08:56
what an athleteatleta does seeminglyaparentment withoutsense effortesforç?
154
524431
3753
el que un atleta fa aparentment sense cap tipus d'esforç?
09:15
(ApplauseAplaudiments)
155
543943
6599
(Aplaudiment)
09:22
This quadQuad has a racketRaqueta strappedlligat ontosobre its headcap
156
550542
2650
Aquest quad té una raqueta enganxada a la part superior
09:25
with a sweetdolç spotlloc roughlyaproximadament the sizemida of an applepoma, so not too largegran.
157
553192
3487
amb una zona útil més o menys de la mida d'una poma, no gaire gran.
09:28
The followingsegüent calculationscàlculs are madefet everycada 20 millisecondsmil·lisegons,
158
556679
3167
Els càlculs següents es fan cada 20 milisegons,
09:31
or 50 timestemps perper secondsegon.
159
559846
1756
cinquanta cops per segon.
09:33
We first figurefigura out where the ballbola is going.
160
561602
2812
Primer, descobrim on està anant la pilota.
09:36
We then nextPròxim calculatecalcular how the quadQuad should hitcolpejar the ballbola
161
564414
2437
Després calculem com l'hauria de colpejar el quad
09:38
so that it fliesmosques to where it was thrownllançat from.
162
566851
3099
per tal de que torni al punt des del qual ha sortit.
09:41
ThirdTercera, a trajectorytrajectòria is plannedplanificat that carriesporta the quadQuad
163
569950
4456
En tercer lloc, es planeja la trajectòria que porta al quad
09:46
from its currentactual stateestat to the impactimpacte pointpunt with the ballbola.
164
574406
3024
des de la seva posició actual fins el punt d'impacte amb la pilota.
09:49
FourthQuart, we only executeexecutar 20 milliseconds'mil·lisegons worthval la pena of that strategyestratègia.
165
577430
3809
Després, s'executen 20 milisegons de l'estratègia planificada.
09:53
TwentyVint millisecondsmil·lisegons latermés tard, the wholetot processprocés is repeatedrepetit
166
581239
2807
20 milisegons després, el procés complert es repeteix
09:56
untilfins a the quadQuad strikesvagues the ballbola.
167
584046
2243
fins que el quad entra en contacte amb la pilota.
10:07
(ApplauseAplaudiments)
168
595560
2646
(Aplaudiment)
10:10
MachinesMàquines can not only performrealitzar dynamicdinàmic maneuversmaniobres on theirels seus ownpropi,
169
598206
3372
Les màquines no només poden portar a terme maniobres per si soles,
10:13
they can do it collectivelycol·lectivament.
170
601578
1863
sinó que ho poden fer de forma cooperativa.
10:15
These threetres quadsQuad are cooperativelyforma cooperativa carryingportant a skycel netnet.
171
603441
3587
Aquests tres quads transporten cooperativament una xarxa.
10:28
(ApplauseAplaudiments)
172
616574
5411
(Aplaudiment)
10:33
They performrealitzar an extremelyextremadament dynamicdinàmic
173
621985
2197
Porten a terme una maniobra extremadament
10:36
and collectivecol·lectiu maneuvermaniobra
174
624182
2168
dinàmica i col·lectiva,
10:38
to launchllançament the ballbola back to me.
175
626350
1692
per tal de tornar-me altre cop la pilota.
10:40
NoticeAvís that, at fullple extensionextensió, these quadsQuad are verticalvertical.
176
628042
3511
Tingueu en compte que, en el moment d'extensió màxima de la xarxa, els quads estan en posició vertical.
10:48
(ApplauseAplaudiments)
177
636486
1772
(Aplaudiment)
10:50
In factfet, when fullycompletament extendedestès,
178
638258
2287
De fet, quan la xarxa està completament estesa,
10:52
this is roughlyaproximadament fivecinc timestemps greatermajor than what a bungeePont jumperJersei feelsse sent
179
640545
2685
la força que experimenten els quads és 5 cops més gran que la que sent un practicant de puenting
10:55
at the endfinal of theirels seus launchllançament.
180
643230
4588
al final de la seva caiguda.
11:03
The algorithmsalgorismes to do this are very similarsimilar
181
651009
2677
Els algorismes que es fan servir per fer això són molt similars
11:05
to what the singlesolter quadQuad used to hitcolpejar the ballbola back to me.
182
653686
3384
als que un sol quad fa per tornar-me la pilota.
11:09
MathematicalMatemàtica modelsmodels are used to continuouslycontínuament re-planre-pla
183
657070
2864
Els models matemàtics es fan servir per renovar l'estratègia,
11:11
a cooperativecooperativa strategyestratègia 50 timestemps perper secondsegon.
184
659934
4515
continuada i cooperativa, 50 vegades cada segon.
11:16
Everything we have seenvist so farlluny has been
185
664449
1877
Tot el que hem vist fins ara ha sigut
11:18
about the machinesmàquines and theirels seus capabilitiescapacitats.
186
666326
2463
sobre les màquines i les seves capacitats.
11:20
What happenspassa when we coupleparella this machinemàquina athleticismAtletisme
187
668789
3015
Què passa quan combinem l'atletisme d'aquesta màquina
11:23
with that of a humanhumà beingser?
188
671804
1776
amb el d'un ésser humà?
11:25
What I have in frontfront of me is a commercialcomercial gesturegest sensorsensor
189
673580
3805
El que tinc davant meu és un sensor comercial que detecta la meva gestualitat
11:29
mainlyprincipalment used in gamingjoc.
190
677385
1309
i que es fa servir actualment per a jocs.
11:30
It can recognizereconèixer what my variousdiversos bodycos partsparts
191
678694
1804
Pot reconèixer diferents parts del meu cos,
11:32
are doing in realreal time.
192
680498
2048
i saber el què fan en temps real.
11:34
SimilarSimilars to the pointerpunter that I used earlierabans,
193
682546
2116
Igual que el punter que abans feia servir,
11:36
we can use this as inputsentrades to the systemsistema.
194
684662
2792
podem fer servir els meus gests com a entrades del sistema.
11:39
We now have a naturalnatural way of interactinginteractuant
195
687454
2396
Ara, per tant, disposem d'una manera natural d'interactuar
11:41
with the rawcrua athleticismAtletisme of these quadsQuad with my gesturesgestos.
196
689850
4944
amb l'atletisme d'aquests quads, tant sols amb els meus gests.
12:22
(ApplauseAplaudiments)
197
730453
4400
(Aplaudiments)
12:35
InteractionInteracció doesn't have to be virtualvirtual. It can be physicalfísic.
198
743982
4007
La interacció no té perquè ser virtual, pot ser física.
12:39
Take this quadQuad, for exampleexemple.
199
747989
1725
Per exemple, mireu aquest quad.
12:41
It's tryingintentant to stayquedar-se at a fixedfix pointpunt in spaceespai.
200
749714
2628
s'intenta quedar quiet en un punt fix en l'espai.
12:44
If I try to movemoure's it out of the way, it fightslluites me,
201
752342
3837
Si provo de moure'l del seu lloc, em contradiu,
12:48
and moveses mou back to where it wants to be.
202
756179
4155
i es mou altre cop on vol ser.
12:52
We can changecanviar this behaviorcomportament, howevermalgrat això.
203
760334
3039
Podem canviar aquest comportament, però.
12:55
We can use mathematicalmatemàtic modelsmodels
204
763373
1699
Podem fer servir els models matemàtics
12:57
to estimateestimació the forceforça that I'm applyingaplicant to the quadQuad.
205
765072
3133
per estimar la força que aplico sobre aquest quad.
13:00
OnceVegada we know this forceforça, we can alsotambé changecanviar the lawslleis of physicsfísica,
206
768205
3238
Un cop sabem aquesta força, podem canviar les lleis de la física,
13:03
as farlluny as the quadQuad is concernedpreocupat, of coursecurs.
207
771443
4499
com a mínim pel que fa al quad.
13:07
Here the quadQuad is behavingcomportar-se as if it were
208
775942
2263
Aquí tenim el quad comportant-se com si fos
13:10
in a viscousviscosa fluidfluid.
209
778205
4365
dins d'un líquid viscós.
13:14
We now have an intimateíntim way
210
782570
2174
Ara, doncs, tenim una manera propera i natural
13:16
of interactinginteractuant with a machinemàquina.
211
784744
1849
d'interactuar amb la màquina.
13:18
I will use this newnou capabilitycapacitat to positionposició
212
786593
2506
Utilitzaré aquesta nova capacitat per posicionar
13:21
this camera-carryingportar càmera quadQuad to the appropriateapropiat locationubicació
213
789099
2577
aquest quad i la seva càmera a la posició adequada
13:23
for filmingrodatge the remainderresta of this demonstrationdemostració.
214
791676
3186
per filmar el que queda d'aquesta demostració.
13:36
So we can physicallyfísicament interactinteractuar with these quadsQuad
215
804222
2768
Bé, podem, per tant, interactuar amb aquest quads,
13:38
and we can changecanviar the lawslleis of physicsfísica.
216
806990
2403
i podem canviar les lleis de la física, pel que a ells respecta.
13:41
Let's have a little bitpoc of fundiversió with this.
217
809393
2313
Anem a passar-nos-ho bé una estona, doncs.
13:43
For what you will see nextPròxim, these quadsQuad
218
811706
1704
Per la següent demostració, aquest quads
13:45
will initiallyinicialment behavees comporten as if they were on PlutoPlutó.
219
813410
3496
es comportaran inicialment com si fossin a Plutó.
13:48
As time goesva on, gravitygravetat will be increasedaugmentat
220
816906
2312
A mesura que passa el temps, la gravetat s'incrementarà
13:51
untilfins a we're all back on planetplaneta EarthTerra,
221
819218
2120
fins que siguem de nou al planeta Terra,
13:53
but I assureassegureu-vos you we won'tno ho farà get there.
222
821338
1719
però us asseguro que no arribaré fins aquí.
13:55
Okay, here goesva.
223
823057
3501
Va, som-hi.
14:05
(LaughterRiure)
224
833667
3412
(Riures)
14:34
(LaughterRiure)
225
862778
3208
(Riures)
14:37
(ApplauseAplaudiments)
226
865986
3386
(Aplaudiments)
14:41
WhewUf!
227
869372
1207
Uff!
14:46
You're all thinkingpensant now,
228
874779
1517
Probablement esteu pensant,
14:48
these guys are havingtenint way too much fundiversió,
229
876296
1975
aquests s'ho passen massa bé,
14:50
and you're probablyProbablement alsotambé askingpreguntant yourselftu mateix,
230
878271
2079
i us esteu preguntant
14:52
why exactlyexactament are they buildingedifici machinemàquina athletesatletes?
231
880350
3936
perquè necessitem construir aquests atletes màquina.
14:56
Some conjectureconjectura that the rolepaper of playjugar in the animalanimal kingdomregne
232
884286
2652
Alguns diuen que el paper dels jocs en el regne animal
14:58
is to honeperfeccionar skillshabilitats and developdesenvolupar capabilitiescapacitats.
233
886938
2752
és practicar i desenvolupar noves habilitats.
15:01
OthersAltres think that it has more of a socialsocial rolepaper,
234
889690
2066
Altres pensen té un ús més social,
15:03
that it's used to bindenllaçar the groupgrup.
235
891756
1674
que crea un sentiment de grup.
15:05
SimilarlyDe la mateixa manera, we use the analogyanalogia of sportsEsports and athleticismAtletisme
236
893430
3533
Nosaltres fem servir l'analogia dels esports i l'atletisme
15:08
to createcrear newnou algorithmsalgorismes for machinesmàquines
237
896963
2079
per crear algorismes nous per màquines
15:11
to pushempènyer them to theirels seus limitslímits.
238
899042
2147
que les explotin fins als seus límits.
15:13
What impactimpacte will the speedvelocitat of machinesmàquines have on our way of life?
239
901189
3677
Quin impacte tindrà la velocitat de l'evolució de les màquines en la nostra forma de viure?
15:16
Like all our pastpassat creationscreacions and innovationsinnovacions,
240
904866
2389
Com totes les nostres creacions i innovacions pasades
15:19
they maypot be used to improvemillorar the humanhumà conditioncondició
241
907255
2827
aquests algorismes es poden utilitzar per millorar la condició humana
15:22
or they maypot be misusedmal ús and abusedabusat.
242
910082
2501
o bé poden ser viciats i abusats per empitjorar-la.
15:24
This is not a technicaltècnic choiceelecció we are facedenfrontat with;
243
912583
1923
No és l'aspecte tècnic el que es discuteix,
15:26
it's a socialsocial one.
244
914506
1755
és el social.
15:28
Let's make the right choiceelecció,
245
916261
1390
Si fem les decisions correctes,
15:29
the choiceelecció that bringsporta out the bestmillor in the futurefutur of machinesmàquines,
246
917651
2405
les decisions que treuen el millor del futur de les màquines,
15:32
just like athleticismAtletisme in sportsEsports
247
920056
1812
tal i com l'atletisme en fa dels esports,
15:33
can bringportar out the bestmillor in us.
248
921868
2161
aquestes ens portaran cap al millor en nosaltres mateixos.
15:36
Let me introduceintroduir you to the wizardsbruixots behinddarrere the greenverd curtaincortina.
249
924029
3450
Deixeu-me que us presenti els mestres bruixots que s'amaguen darrere aquestes proeses.
15:39
They're the currentactual membersmembres of the FlyingVolant MachineMàquina ArenaÀmbit researchrecerca teamequip.
250
927479
2900
Són els membres actuals del grup de recerca "Flying Machine Arena".
15:42
(ApplauseAplaudiments)
251
930379
4769
(Aplaudiments)
15:47
FedericoFederico AugugliaroAugugliaro, DarioDario BrescianiniBrescianini, MarkusMarkus HehnHehn,
252
935148
3046
en Federico Augugliaro, en Dario Brescianini , en Markus Hehn,
15:50
SergeiSerguei LupashinLupashin, MarkMark MullerMuller and RobinRobin RitzRitz.
253
938194
2824
en Sergei Lupashin, en Mark Muller i en Robin Ritz.
15:53
Look out for them. They're destineddestinat for great things.
254
941018
1932
Mireu-los bé. Estan destinats a grans projectes.
15:54
Thank you.
255
942950
1178
Moltes gràcies.
15:56
(ApplauseAplaudiments)
256
944128
6354
(Aplaudiments)
Translated by Pol Del Aguila Pla
Reviewed by Rixi Almenar

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneer
Raffaello 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.

More profile about the speaker
Raffaello D'Andrea | Speaker | TED.com