ABOUT THE SPEAKER
Robert Full - Biologist
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering.

Why you should listen

UC Berkeley biologist Robert Full is fascinated by the motion of creatures like cockroaches, crabs and geckos having many legs, unusual feet or talented tails. He has led an effort to demonstrate the value of learning from Nature by the creating interdisciplinary collaborations of biologists, engineers, mathematicians and computer scientists from academia and industry. He founded CiBER, the Center for interdisciplinary Bio-inspiration in Education and Research, and the Poly-PEDAL Laboratory, which studies the Performance, Energetics and Dynamics of Animal Locomotion (PEDAL) in many-footed creatures (Poly).

His research shows how studying a diversity of animals leads to the discovery of general principles which inspire the design of novel circuits, artificial muscles, exoskeletons, versatile scampering legged search-and-rescue robots and synthetic self-cleaning dry adhesives based on gecko feet. He is passionate about discovery-based education leading to innovation -- and he even helped Pixar’s insect animations in the film A Bug's Life.

More profile about the speaker
Robert Full | Speaker | TED.com
TED2014

Robert Full: The secrets of nature's grossest creatures, channeled into robots

Robert Full: Els secrets dels animals més fastigosos de la natura, aplicats als robots

Filmed:
1,286,255 views

Com podem ensenyar als robots a estabilitzar-se en terrenys irregulars, caminar de caps per avall, fer maniobres gimnàstiques a l'aire i xocar amb parets sense fer-se mal? Robert Full examina l'increïble cos de la panerola per demostrar el que pot ensenyar als enginyers robòtics.
- Biologist
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
Even nature'snaturalesa mostla majoria disgustingdesagradable creaturescriatures
0
930
2904
Fins i tot les criatures més repugnants de la naturalesa
00:15
have importantimportant secretssecrets,
1
3834
2567
tenen secrets importants,
00:18
but who would want a swarmeixam of cockroachespaneroles
2
6401
1489
però qui voldria un eixam de paneroles
00:19
comingarribant towardscap a them?
3
7890
1594
venint cap a tu?
00:21
YetEncara one of the greatestel més gran differencesdiferències
betweenentre naturalnatural and humanhumà technologiestecnologies
4
9484
3012
No obstant això, una de les grans diferències entre la naturalesa i les tecnologies humanes,
00:24
relateses relaciona to robustnessrobustesa.
5
12496
2215
té a veure amb la robustesa.
00:26
RobustRobusta systemssistemes are stableestable in complexcomplex
6
14711
2573
Els sistemes robustos són estables en
00:29
and newnou environmentsentorns.
7
17284
1721
ambients nous i complexes.
00:31
RemarkablyExtraordinàriament, cockroachespaneroles can self-stabilizeAuto-estabilitzar
8
19005
1795
Extraordinàriament, les paneroles poden estabilitzar-se
00:32
runningcorrent over roughrugós terrainterreny.
9
20800
1679
quan corren sobre terrenys rugosos.
00:34
When we put a jetjet packpaquet on them,
10
22479
1262
Quan els vam col·locar una motxilla coet a sobre,
00:35
or give them a perturbationpertorbació like an earthquaketerratrèmol,
11
23741
2011
o els vam provocar una pertorbació com la d'un terratrèmol,
00:37
we discovereddescobert that theirels seus wonderfullymeravellosament tunedsintonitzat legscames
12
25752
2891
vam descobrir que les seves encantadores potes sincronitzades,
00:40
allowpermetre'l them to self-stabilizeAuto-estabilitzar
13
28643
1625
els permeten estabilitzar-se
00:42
withoutsense usingutilitzant any of theirels seus brainpowertalent.
14
30268
3662
sense utilitzar energia del seu cervell.
00:45
They can go over complexcomplex terrainterreny like grassherba,
15
33930
3130
Poden caminar sobre terrenys complexes com l'herba
00:49
no problemproblema, and not get destabilizeddesestabilitza.
16
37060
1952
sense cap problema, no es desestabilitzen.
00:51
We discovereddescobert a newnou behaviorcomportament where,
17
39012
1514
Vam descobrir un nou comportament on,
00:52
because of theirels seus shapeforma,
18
40526
1164
degut a la seva forma,
00:53
they actuallyen realitat rollrotllo automaticallyautomàticament to theirels seus sidecostat
19
41690
2078
poden girar automàticament cap a un costat,
00:55
to go througha través this artificialartificial testprova bitpoc of grassherba.
20
43768
3952
per tal de caminar a través d'aquest tros d'herba artificial.
00:59
RobustRobusta systemssistemes can performrealitzar multiplemúltiple taskstasques
21
47720
2437
Els sistemes robustos son capaços de donar lloc a més d'una tasca
01:02
with the samemateix structureestructura.
22
50157
2138
amb la mateixa estructura.
01:04
Here'sAquí és a newnou behaviorcomportament we'vetenim discovereddescobert.
23
52295
1867
Aquí veiem un nou comportament que em descobert.
01:06
The animalsanimals rapidlyràpidament invertinverteix la and disappeardesaparèixer
24
54162
1846
Els insectes s'inverteixen i desapareixen ràpidament
01:08
in lessmenys than 150 millisecondsmil·lisegons — you never see them —
25
56008
2501
en menys de 150 mili segons ─mai els veus─
01:10
usingutilitzant the samemateix structuresestructures that
they use to runcorrer, theirels seus legscames.
26
58509
2363
utilitzant la mateixa estructura que utilitzen per córrer; les potes.
01:12
They can runcorrer upsidecap amunt down
27
60872
1604
Poden córrer molt ràpidament, de dalt a baix,
01:14
very rapidlyràpidament on rodsbarres, branchesbranques and wirescables,
28
62476
3132
per bastons, branques i cables,
01:17
and if you perturbpertorbar one of those branchesbranques,
29
65608
1479
i si mous alguna d'aquestes brànques,
01:19
they can do this.
30
67087
1793
poden fer això.
01:20
They can performrealitzar gymnasticGimnàstica maneuversmaniobres
31
68880
1530
Poden realitzar maniobres gimnàstiques,
01:22
like no robotrobot we have yetencara.
32
70410
2578
com cap robot que encara haguem inventat.
01:24
And they have nearlygairebé unlimitedil·limitat
33
72988
1731
A més, tenen una maniobrabilitat
01:26
maneuverabilitymaniobrabilitat with that samemateix structureestructura
34
74719
2597
gairebé il·limitada en la mateixa estructura,
01:29
and unprecedentedsense precedents accessaccés to a varietyvarietat
35
77316
3820
i un accés mai vist, a una gran varietat
01:33
of differentdiferent areasàrees.
36
81136
4270
d'àrees diferents.
01:37
They have wingsales for flyingvolant when they get warmcàlid,
37
85406
2623
Tenen ales per volar quan s'escalfen,
01:40
but they use those samemateix wingsales to flipflip over
38
88029
2614
però utilitzen aquestes mateixes ales per donar-se la volta
01:42
if they get destabilizeddesestabilitza.
39
90643
3957
si les desestabilitzen.
01:46
Very effectiveeficaç.
40
94600
1297
Molt efectiu.
01:47
RobustRobusta systemssistemes are alsotambé faultculpa toleranttolerants and fail-safefail-Safe.
41
95897
3205
Els sistemes robustos també són tolerants a errors i caigudes.
01:51
This is the footpeu of a cockroachpanerola.
42
99102
1140
Això es la pota d'una panerola,
01:52
It has spinesespines, glueyenganxosa padscoixinets and clawsurpes,
43
100242
3289
Té espines, coixinets enganxossos i arpes,
01:55
but if you take off those feetpeus,
44
103531
1591
pero si els hi treus aquestes potes,
01:57
they can still go over roughrugós terrainterreny,
45
105122
1708
encara poden caminar sobre terreny rugós,
01:58
like the bottomfons videovideo that you see,
46
106830
1897
tal com podeu veure al vídeo de sota,
02:00
withoutsense hardlyamb prou feines slowingfrenant down. ExtraordinaryExtraordinari.
47
108727
3371
i sense perdre velocitat. Extraordinari.
02:04
They can runcorrer up meshmalla withoutsense theirels seus feetpeus.
48
112098
3173
Poden pujar una malla sense les potes.
02:07
Here'sAquí és an animalanimal usingutilitzant a normalnormal, alternatingalternant tripodtrípode:
49
115271
2283
Aquí hi veiem un insecte utilitzant un trípode normal i alternant:
02:09
threetres legscames, threetres legscames, threetres legscames,
50
117554
1543
tres potes, tres potes, tres potes...
02:11
but in naturenaturalesa, the insectsinsectes oftensovint have lostperdut theirels seus legscames.
51
119097
3692
Pero a la naturalesa, els insectes sovint han perdut les potes.
02:14
Here'sAquí és one movingen moviment with two middlemig legscames gones'ha anat.
52
122789
4010
Aquí en tenim un movent-se sense les dues potes del mig.
02:18
It can even loseperdre threetres legscames, in a tripodtrípode,
53
126799
2916
Poden fins i tot perdre tres potes, en un trípode,
02:21
and adoptadoptar a newnou gaitmanera de caminar, a hoppingsalt gaitmanera de caminar.
54
129715
3927
i adoptar una nova forma de caminar, donant salts.
02:25
And I pointpunt out that all of these videosvídeos
55
133642
1958
I vull assenyalar que tots aquests videos
02:27
are sloweddisminuït down 20 timestemps,
56
135600
1704
han estat ralentitzats 20 vegades,
02:29
so they're actuallyen realitat really fastràpid, when you see this.
57
137304
2015
per tant, realment s'estan movent molt ràpidament.
02:31
RobustRobusta systemssistemes are alsotambé damagedany resistantresistent.
58
139319
3511
Els sistemes robustos també són resistents als danys.
02:34
Here'sAquí és an animalanimal climbingescalada up a wallparet.
59
142830
1813
Aquí veiem un insecte escalant una paret.
02:36
It looksaspecte like a rapidVER VERüM.UUUUU_ EspañaUDeMLLELELYDE, smoothllis, verticalvertical climbescalar,
60
144643
2496
Sembla un ascens ràpid i fluid,
02:39
but when you slowlent it down,
61
147139
1239
però quan ho ralentitzem
02:40
you see something very differentdiferent.
62
148378
2494
veiem una cosa molt diferent.
02:42
Here'sAquí és what they do.
63
150872
1648
Això es el que fan.
02:44
They intentionallyintencionalment have a
head-onfrontalment collisioncol·lisió with the wallparet
64
152520
3007
Col·lisionen amb el cap contra la paret de forma intencionada,
02:47
so they don't slowlent down and can transitiontransició up it
65
155527
2114
de tal manera que no perden velocitat i poden realitzar el canvi de direcció
02:49
in 75 millisecondsmil·lisegons.
66
157641
2398
en 75 mil·lèsimes de segon.
02:52
And they can do this in partpart because they have
67
160039
1861
Això ho poden fer, en part, perquè tenen un
02:53
extraordinaryextraordinari exoskeletonsfarina.
68
161900
2057
exoesquelet extraordinari.
02:55
And they're really just madefet up of compliantcompatible amb jointsarticulacions
69
163957
3809
Que, de fet, està construït únicament amb unions adaptables,
02:59
that are tubestubs and platesplaques
70
167766
1733
formades per tubs i làmines,
03:01
connectedconnectat to one anotherun altre.
71
169499
1543
conectades les unes a les altres.
03:03
Here'sAquí és a dissectiondissecció of an abdomenabdomen of a cockroachpanerola.
72
171042
2947
Aquí veiem una dissecció de l'abdomen d'una panerola.
03:05
You see these platesplaques, and you
see the compliantcompatible amb membranemembrana.
73
173989
3961
Podeu veure aquestes làmines, així com la membrana adaptable.
03:09
My engineeringenginyeria colleaguecol.lega at BerkeleyBerkeley
74
177950
2816
El meu company d'enginyeria a Berkeley
03:12
designeddissenyat with his studentsestudiants
75
180766
1124
va dissenyar amb els seus alumnes
03:13
a novelnovel·la manufacturingfabricació techniquetècnica
76
181890
1481
una nova tècnica de producció,
03:15
where you essentiallyfonamentalment origamipapiroflèxia the exoskeletonExosquelet,
77
183371
3611
on bàsicament es feia un origami de l'exoesquelet;
03:18
you laserlàser cuttallar it, laminatelaminat it,
78
186982
1360
el talles amb un làser, el lamines
03:20
and you foldplec it up into a robotrobot.
79
188342
2395
i el plegues fent-ne un robot.
03:22
And you can do that now in lessmenys than 15 minutesminuts.
80
190737
5817
I, actualment, es pot fer en menys de 15 minuts.
03:28
These robotsrobots, calledanomenat DASHGUIÓ,
81
196554
1939
Aquests robots, anomenats DASH,
03:30
for DynamicDinàmica AutonomousAutònoma SprawledEsteses HexapodHexatavella,
82
198493
2610
(Hexàpode allargat, autònom i dinàmic)
03:33
are highlymolt compliantcompatible amb robotsrobots,
83
201103
3082
són robots extremadament intel·ligents,
03:36
and they're remarkablynotablement robustrobust as a resultresultat
84
204185
3702
i són sorprenentment robustos com a resultat
03:39
of these featurescaracterístiques.
85
207887
1803
d'aquestes característiques.
03:41
They're certainlysens dubte incrediblyincreïblement damagedany resistantresistent.
86
209690
6058
Realment tenen una resistència als danys increïble.
03:47
(LaughterRiure)
87
215748
3353
(Rialles)
03:51
They even have some of the
behaviorscomportaments of the cockroachespaneroles.
88
219101
2469
Inclús posseeixen alguns dels comportaments de les paneroles.
03:53
So they can use theirels seus smartintel·ligent, compliantcompatible amb bodycos
89
221570
2273
Per tant, poden utilitzar el seu cos inteligent i adaptable,
03:55
to transitiontransició up a wallparet
90
223843
2517
per tal de pujar una paret
03:58
in a very simplesenzill way.
91
226360
2892
de manera molt senzilla.
04:01
They even have some of the beginningsinicis
92
229252
1628
Fins i tot tenen alguns dels principis
04:02
of the rapidVER VERüM.UUUUU_ EspañaUDeMLLELELYDE inversioninversió behaviorcomportament
93
230880
1319
del comportament d'inversió ràpida
04:04
where they disappeardesaparèixer.
94
232199
2844
per tal de desaparèixer.
04:07
Now we want to know why they can go anywhereon sigui.
95
235043
1477
Ara, volem esbrinar perquè poden caminar per quasevol lloc.
04:08
We discovereddescobert that they can go througha través
96
236520
1569
Hem descobert que poden passar a través
04:10
three-millimetertres mil·límetres gapsbuits,
97
238089
1788
de forats de 3 milímetres,
04:11
the heightaltura of two penniespenics, two stackedapilada penniespenics,
98
239877
2361
l'alçada de dos centaus, un sobre l'altre.
04:14
and when they do this,
99
242238
1048
I quan ho fan,
04:15
they can actuallyen realitat runcorrer througha través those confinedconfinats spacesespais
100
243286
2575
poden, fins i tot, caminar a través d'aquests espais confinats
04:17
at highalt speedsvelocitats,
101
245861
1757
a gran velocitat,
04:19
althoughencara que you never see it.
102
247618
3182
encara que mai els veiem.
04:22
To understandentendre it better,
103
250800
1062
Per tal d'entedre-ho millor,
04:23
we did a CTCT scanescaneig of the exoskeletonExosquelet
104
251862
2078
hem fet un escaneig CT del seu exoesquelet.
04:25
and showedva mostrar that they can compresscomprimir theirels seus bodycos
105
253940
1474
Hem vist que són capaços de comprimir el seu cos
04:27
by over 40 percentpercentatge.
106
255414
2646
fins a un 40 %.
04:30
We put them in a materialsmaterials testingWikipedia machinemàquina
107
258060
1557
Posats en un aparell d'assaig de materials,
04:31
to look at the stressestrès straintensió analysisanàlisi
108
259617
2356
per tal de fer un anàlisi de força-deformació,
04:33
and showedva mostrar that they can withstandsuportar forcesforces
109
261973
2118
em vist que poden resistir forces
04:36
800 timestemps theirels seus bodycos weightpes,
110
264091
1904
de fins a 800 vegades el pes del seu cos,
04:37
and after this they can flyvolar and runcorrer
111
265995
1890
i desprès d'aquest esforç poden volar i còrrer
04:39
absolutelyabsolutament normallynormalment.
112
267885
1990
amb total normalitat.
04:41
So you never know where
113
269875
1723
Es per això que mai saps
04:43
curiosity-basedbasats en la curiositat researchrecerca will leaddirigir,
114
271598
3074
cap a on pot conduïr la recerca basada en la curiositat.
04:46
and somedayalgun dia you maypot want a swarmeixam
115
274672
1539
Algun dia, potser necesites un eixam
04:48
of cockroach-inspiredpanerola inspiració robotsrobots
116
276211
2194
de robots inspirats en paneroles
04:50
to come at you.
117
278405
2414
que vinguin cap a tu.
04:52
(LaughterRiure)
118
280819
7121
(Rialles)
04:59
Thank you.
119
287940
1557
Moltes gràcies.
05:01
(ApplauseAplaudiments)
120
289497
1286
(Aplaudiments)
Translated by Alberto Belmonte
Reviewed by Judit Piñol

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Robert Full - Biologist
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering.

Why you should listen

UC Berkeley biologist Robert Full is fascinated by the motion of creatures like cockroaches, crabs and geckos having many legs, unusual feet or talented tails. He has led an effort to demonstrate the value of learning from Nature by the creating interdisciplinary collaborations of biologists, engineers, mathematicians and computer scientists from academia and industry. He founded CiBER, the Center for interdisciplinary Bio-inspiration in Education and Research, and the Poly-PEDAL Laboratory, which studies the Performance, Energetics and Dynamics of Animal Locomotion (PEDAL) in many-footed creatures (Poly).

His research shows how studying a diversity of animals leads to the discovery of general principles which inspire the design of novel circuits, artificial muscles, exoskeletons, versatile scampering legged search-and-rescue robots and synthetic self-cleaning dry adhesives based on gecko feet. He is passionate about discovery-based education leading to innovation -- and he even helped Pixar’s insect animations in the film A Bug's Life.

More profile about the speaker
Robert Full | Speaker | TED.com