TEDGlobal>Geneva
Auke Ijspeert: A robot that runs and swims like a salamander
Άουκε Έισπιρτ: Ένα ρομπότ που τρέχει και κολυμπά σαν σαλαμάνδρα
Filmed:
Readability: 4.8
2,016,271 views
Ο ρομποτιστής Άουκε Έισπιρτ σχεδιάζει βιορομπότ, μηχανήματα που σχεδιάστηκαν βάσει αληθινών ζώων και είναι σε θέση να χειριστούν σύνθετα εδάφη και θα εμφανίζονταν στο σπίτι μας μέσα από τις σελίδες ενός μυθιστορήματος επιστημονικής φαντασίας. Η διαδικασία δημιουργίας αυτών των ρομπότ οδηγεί σε καλύτερα αυτοματοποιημένα εργαλεία που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην έρευνα πεδίου, ως υπηρεσία, σε έρευνα και διάσωση. Αλλά αυτά τα ρομπότ δεν μιμούνται απλώς τον φυσικό κόσμο - μας βοηθούν να κατανοήσουμε καλύτερα τη βιολογία μας, ξεκλειδώνοντας μέχρι τώρα άγνωστα μυστικά του νωτιαίου μυελού.
Auke Ijspeert - Roboticist
Auke Ijspeert works at the intersection of robotics, biology and computational neuroscience. Full bio
Auke Ijspeert works at the intersection of robotics, biology and computational neuroscience. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
This is Pleurobot.
0
760
1840
Αυτό είναι το Pleurobot.
00:15
Pleurobot is a robot that we designed
to closely mimic a salamander species
to closely mimic a salamander species
1
3400
3616
Είναι ένα ρομπότ που σχεδιάστηκε
να μιμείται πιστά ένα είδος σαλαμάνδας
να μιμείται πιστά ένα είδος σαλαμάνδας
00:19
called Pleurodeles waltl.
2
7040
1400
που ονομάζεται Pleurodeles waltl.
00:21
Pleurobot can walk, as you can see here,
3
9240
2256
Το Pleurobot μπορεί
να περπατήσει, όπως βλέπετε,
να περπατήσει, όπως βλέπετε,
00:23
and as you'll see later, it can also swim.
4
11520
2040
και όπως θα δείτε αργότερα, να κολυμπήσει.
00:26
So you might ask,
why did we design this robot?
why did we design this robot?
5
14280
2191
Ίσως αναρωτηθείτε γιατί
σχεδιάσαμε αυτό το ρομπότ;
σχεδιάσαμε αυτό το ρομπότ;
00:28
And in fact, this robot has been designed
as a scientific tool for neuroscience.
as a scientific tool for neuroscience.
6
16960
3762
Έχει σχεδιαστεί ως επιστημονικό
εργαλείο για τη νευροεπιστήμη.
εργαλείο για τη νευροεπιστήμη.
00:33
Indeed, we designed it
together with neurobiologists
together with neurobiologists
7
21400
2496
Πράγματι, το σχεδιάσαμε
μαζί με νευροβιολόγους
μαζί με νευροβιολόγους
00:35
to understand how animals move,
8
23920
1896
για να κατανοήσουμε πώς κινούνται τα ζώα
00:37
and especially how the spinal cord
controls locomotion.
controls locomotion.
9
25840
2760
και ειδικά πώς ο νωτιαίος μυελός
ελέγχει τη μετακίνηση.
ελέγχει τη μετακίνηση.
Όσο περισσότερο εργάζομαι
στη βιορομποτική,
στη βιορομποτική,
00:41
But the more I work in biorobotics,
10
29560
1696
00:43
the more I'm really impressed
by animal locomotion.
by animal locomotion.
11
31280
2381
τόσο περισσότερο εντυπωσιάζομαι
με την κίνηση στα ζώα.
με την κίνηση στα ζώα.
00:45
If you think of a dolphin swimming
or a cat running or jumping around,
or a cat running or jumping around,
12
33920
4296
Αν το σκεφτείτε, το δελφίνι που κολύμπα
ή η γάτα που τρέχει ή κάνει άλματα
ή η γάτα που τρέχει ή κάνει άλματα
00:50
or even us as humans,
13
38240
1576
ή ακόμα και εμάς τους ανθρώπους
00:51
when you go jogging or play tennis,
14
39840
1816
όταν κάνουμε τζόκινγκ ή παίζουμε τένις,
00:53
we do amazing things.
15
41680
1240
κάνουμε καταπληκτικά πράγματα.
00:55
And in fact, our nervous system solves
a very, very complex control problem.
a very, very complex control problem.
16
43880
4136
Για την ακρίβεια, το νευρικό μας σύστημα
λύνει ένα πολύπλοκο πρόβλημα ελέγχου.
λύνει ένα πολύπλοκο πρόβλημα ελέγχου.
01:00
It has to coordinate
more or less 200 muscles perfectly,
more or less 200 muscles perfectly,
17
48040
3096
Πρέπει να συντονίσει
τέλεια περίπου 200 μύες,
τέλεια περίπου 200 μύες,
01:03
because if the coordination is bad,
we fall over or we do bad locomotion.
we fall over or we do bad locomotion.
18
51160
3680
γιατί αν ο συντονισμός είναι κακός,
πέφτουμε ή παραπατάμε.
πέφτουμε ή παραπατάμε.
01:07
And my goal is to understand
how this works.
how this works.
19
55560
2720
Στόχος μου είναι να καταλάβω
πώς λειτουργεί αυτό.
πώς λειτουργεί αυτό.
01:11
There are four main components
behind animal locomotion.
behind animal locomotion.
20
59160
2840
Υπάρχουν τέσσερα βασικά στοιχεία
στη μετακίνηση των ζώων.
στη μετακίνηση των ζώων.
01:14
The first component is just the body,
21
62800
1936
Το πρώτο στοιχείο είναι απλά το σώμα
01:16
and in fact we should never underestimate
22
64760
1976
και δεν πρέπει ποτέ να υποτιμούμε
01:18
to what extent the biomechanics
already simplify locomotion in animals.
already simplify locomotion in animals.
23
66760
3480
τον βαθμό που η βιο-μηχανική
απλοποιεί την κίνηση των ζώων.
απλοποιεί την κίνηση των ζώων.
01:22
Then you have the spinal cord,
24
70920
1456
Μετά, έχουμε τον νωτιαίο μυελό,
01:24
and in the spinal cord you find reflexes,
25
72400
1976
όπου θα βρούμε τα αντανακλαστικά,
πολλαπλά αντανακλαστικά φτιάχνουν
έναν βρόχο αισθητικο-κινητικού συντονισμού
έναν βρόχο αισθητικο-κινητικού συντονισμού
01:26
multiple reflexes that create
a sensorimotor coordination loop
a sensorimotor coordination loop
26
74400
3456
01:29
between neural activity in the spinal cord
and mechanical activity.
and mechanical activity.
27
77880
3480
μεταξύ νευρικής δραστηριότητας στο νωτιαίο
μυελό και μηχανικής δραστηριότητας.
μυελό και μηχανικής δραστηριότητας.
01:34
A third component
are central pattern generators.
are central pattern generators.
28
82000
2976
Το τρίτο στοιχείο είναι
οι κεντρικές γεννήτριες μοτίβων.
οι κεντρικές γεννήτριες μοτίβων.
01:37
These are very interesting circuits
in the spinal cord of vertebrate animals
in the spinal cord of vertebrate animals
29
85000
3896
Αυτές είναι πολύ ενδιαφέροντα κυκλώματα
στον νωτιαίο μυελό των σπονδυλωτών ζώων
στον νωτιαίο μυελό των σπονδυλωτών ζώων
01:40
that can generate, by themselves,
30
88920
1616
που αυτο-δημιουργούν,
01:42
very coordinated
rhythmic patterns of activity
rhythmic patterns of activity
31
90560
2736
πολύ συντονισμένα
ρυθμικά πρότυπα δραστηριότητας,
ρυθμικά πρότυπα δραστηριότητας,
01:45
while receiving
only very simple input signals.
only very simple input signals.
32
93320
2376
ενόσω λαμβάνουν πολύ απλά σήματα εισόδου.
01:47
And these input signals
33
95720
1216
Αυτά τα σήματα εισόδου
έρχονται απ' τη φθίνουσα διαμόρφωση
υψηλότερων μερών του εγκεφάλου,
υψηλότερων μερών του εγκεφάλου,
01:48
coming from descending modulation
from higher parts of the brain,
from higher parts of the brain,
34
96960
3056
01:52
like the motor cortex,
the cerebellum, the basal ganglia,
the cerebellum, the basal ganglia,
35
100040
2696
όπως ο κινητικός φλοιός,
η παρεγκεφαλίδα, τα βασικά γάγγλια,
η παρεγκεφαλίδα, τα βασικά γάγγλια,
01:54
will all modulate activity
of the spinal cord
of the spinal cord
36
102760
2136
ρυθμίζουν τη δραστηριότητα
στον νωτιαίο μυελό
στον νωτιαίο μυελό
01:56
while we do locomotion.
37
104920
1456
ενόσω μετακινούμαστε.
Το ενδιαφέρον είναι ο βαθμός και μόνο
ενός χαμηλού επιπέδου συστατικού,
ενός χαμηλού επιπέδου συστατικού,
01:58
But what's interesting is to what extent
just a low-level component,
just a low-level component,
38
106400
3216
02:01
the spinal cord, together with the body,
39
109640
1936
του νωτιαίου μυελού μαζί με το σώμα,
02:03
already solve a big part
of the locomotion problem.
of the locomotion problem.
40
111600
2456
που λύνει ένα μεγάλο μέρος
του προβλήματος κίνησης.
του προβλήματος κίνησης.
02:06
You probably know it by the fact
that you can cut the head off a chicken,
that you can cut the head off a chicken,
41
114080
3422
Πιθανότατα γνωρίζετε ότι αν
κόψετε το κεφάλι μιας κότας
κόψετε το κεφάλι μιας κότας
μπορεί να τρέξει για λίγο,
02:09
it can still run for a while,
42
117532
1381
αποδεικνύει ότι μόνο το κάτω μέρος,
νωτιαίος μυελός και σώμα,
νωτιαίος μυελός και σώμα,
02:10
showing that just the lower part,
spinal cord and body,
spinal cord and body,
43
118937
2539
έχει ήδη λύσει ένα μεγάλο
μέρος της μετακίνησης.
μέρος της μετακίνησης.
02:13
already solve a big part of locomotion.
44
121500
1873
02:15
Now, understanding how this works
is very complex,
is very complex,
45
123397
2459
Η κατανόηση αυτής της λειτουργίας
είναι περίπλοκη,
είναι περίπλοκη,
02:17
because first of all,
46
125880
1296
γιατί πρώτα απ' όλα
η καταγραφή δραστηριότητας
νωτιαίου μυελού είναι δύσκολη.
νωτιαίου μυελού είναι δύσκολη.
02:19
recording activity in the spinal cord
is very difficult.
is very difficult.
47
127200
2620
02:21
It's much easier to implant electrodes
in the motor cortex
in the motor cortex
48
129844
2772
Είναι πιο εύκολη η τοποθέτηση
ηλεκτρόδιου στον κινητικό φλοιό
ηλεκτρόδιου στον κινητικό φλοιό
02:24
than in the spinal cord,
because it's protected by the vertebrae.
because it's protected by the vertebrae.
49
132640
3056
από το νωτιαίο μυελό, επειδή
προστατεύεται από τους σπονδύλους.
προστατεύεται από τους σπονδύλους.
Ειδικά στον άνθρωπο, είναι δύσκολο.
02:27
Especially in humans, very hard to do.
50
135720
1816
02:29
A second difficulty is that locomotion
is really due to a very complex
is really due to a very complex
51
137560
3776
Η δεύτερη δυσκολία έγκειται
στην πολύ περίπλοκη
στην πολύ περίπλοκη
02:33
and very dynamic interaction
between these four components.
between these four components.
52
141360
3056
και δυναμική αλληλεπίδραση
μεταξύ αυτών των τεσσάρων στοιχείων.
μεταξύ αυτών των τεσσάρων στοιχείων.
02:36
So it's very hard to find out
what's the role of each over time.
what's the role of each over time.
53
144440
3240
Είναι πολύ δύσκολο να φανεί
ποιος είναι ο ρόλος καθενός χρονικά.
ποιος είναι ο ρόλος καθενός χρονικά.
02:40
This is where biorobots like Pleurobot
and mathematical models
and mathematical models
54
148880
3736
Σε αυτό το σημείο βιορομπότ, όπως
το Pleurobot, και μαθηματικά μοντέλα
το Pleurobot, και μαθηματικά μοντέλα
02:44
can really help.
55
152640
1200
μπορούν πραγματικά να μας βοηθήσουν.
02:47
So what's biorobotics?
56
155480
1256
Τι είναι τα βιορομπότ;
02:48
Biorobotics is a very active field
of research in robotics
of research in robotics
57
156760
2736
Τα βιορομπότ είναι ένα ενεργό πεδίο
έρευνας στη ρομποτική,
έρευνας στη ρομποτική,
02:51
where people want to
take inspiration from animals
take inspiration from animals
58
159520
2456
όπου ο άνθρωπος θέλει
να εμπνευστεί από τα ζώα
να εμπνευστεί από τα ζώα
02:54
to make robots to go outdoors,
59
162000
2456
για να περπατήσουν τα ρομπότ,
02:56
like service robots
or search and rescue robots
or search and rescue robots
60
164480
2656
όπως τα ρομπότ υπηρεσίας,
αναζήτησης και διάσωσης
αναζήτησης και διάσωσης
02:59
or field robots.
61
167160
1200
ή ρομπότ πεδίου.
03:00
And the big goal here
is to take inspiration from animals
is to take inspiration from animals
62
168880
2696
Εδώ ο μεγάλος στόχος
είναι η έμπνευση από τα ζώα,
είναι η έμπνευση από τα ζώα,
03:03
to make robots that can handle
complex terrain --
complex terrain --
63
171600
2336
ώστε να περπατούν τα ρομπότ
σε σύνθετο έδαφος --
σε σύνθετο έδαφος --
03:05
stairs, mountains, forests,
64
173960
1616
σκάλες, βουνά, δάση,
μέρη όπου τα ρομπότ
αντιμετωπίζουν δυσκολίες
αντιμετωπίζουν δυσκολίες
03:07
places where robots
still have difficulties
still have difficulties
65
175600
2016
και όπου τα ζώα κάνουν
πολύ καλύτερη δουλειά.
πολύ καλύτερη δουλειά.
03:09
and where animals
can do a much better job.
can do a much better job.
66
177640
2056
Το ρομπότ είναι ένα υπέροχο
επιστημονικό εργαλείο.
επιστημονικό εργαλείο.
03:11
The robot can be a wonderful
scientific tool as well.
scientific tool as well.
67
179720
2496
03:14
There are some very nice projects
where robots are used,
where robots are used,
68
182240
2620
Υπάρχουν μερικά ωραία έργα
όπου χρησιμοποιούνται ρομπότ,
όπου χρησιμοποιούνται ρομπότ,
03:16
like a scientific tool for neuroscience,
for biomechanics or for hydrodynamics.
for biomechanics or for hydrodynamics.
69
184884
3972
όπως στη νευροεπιστήμη,
στη βιο-μηχανική ή στην υδροδυναμική.
στη βιο-μηχανική ή στην υδροδυναμική.
03:20
And this is exactly
the purpose of Pleurobot.
the purpose of Pleurobot.
70
188880
2120
Αυτός είναι ακριβώς
ο σκοπός του Pleurobot.
ο σκοπός του Pleurobot.
03:23
So what we do in my lab
is to collaborate with neurobiologists
is to collaborate with neurobiologists
71
191600
2936
Στο εργαστήριό μου
συνεργαζόμαστε με νευροβιολόγους,
συνεργαζόμαστε με νευροβιολόγους,
03:26
like Jean-Marie Cabelguen,
a neurobiologist in Bordeaux in France,
a neurobiologist in Bordeaux in France,
72
194560
3216
όπως ο Ζαν-Μαρί Καμπελγκέν,
νευροβιολόγος στο Μπορντό της Γαλλίας,
νευροβιολόγος στο Μπορντό της Γαλλίας,
03:29
and we want to make spinal cord models
and validate them on robots.
and validate them on robots.
73
197800
4040
για τη δημιουργία μοντέλων νωτιαίου μυελού
και την εφαρμογή τους στα ρομπότ.
και την εφαρμογή τους στα ρομπότ.
03:34
And here we want to start simple.
74
202480
1616
Θέλουμε κάτι απλό.
03:36
So it's good to start with simple animals
75
204120
1976
Έτσι ξεκινάμε με απλά ζώα,
03:38
like lampreys, which are
very primitive fish,
very primitive fish,
76
206120
2256
όπως οι σμέρνες, που είναι
πολύ πρωτόγονα ψάρια,
πολύ πρωτόγονα ψάρια,
03:40
and then gradually
go toward more complex locomotion,
go toward more complex locomotion,
77
208400
2496
και προχωράμε σταδιακά
σε πιο περίπλοκη μετακίνηση,
σε πιο περίπλοκη μετακίνηση,
03:42
like in salamanders,
78
210920
1256
όπως της σαλαμάνδρας,
03:44
but also in cats and in humans,
79
212200
1496
αλλά και της γάτας και του ανθρώπου,
03:45
in mammals.
80
213720
1200
στα θηλαστικά.
03:47
And here, a robot becomes
an interesting tool
an interesting tool
81
215880
2376
Εδώ, το ρομπότ γίνεται
ένα ενδιαφέρον εργαλείο
ένα ενδιαφέρον εργαλείο
03:50
to validate our models.
82
218280
1936
για την επικύρωση των μοντέλων μας.
Για εμένα, το Pleurobot είναι ένα
όνειρο που έγινε πραγματικότητα.
όνειρο που έγινε πραγματικότητα.
03:52
And in fact, for me, Pleurobot
is a kind of dream becoming true.
is a kind of dream becoming true.
83
220240
3016
03:55
Like, more or less 20 years ago
I was already working on a computer
I was already working on a computer
84
223280
3256
Πριν από 20 χρόνια δούλευα
σε έναν υπολογιστή
σε έναν υπολογιστή
03:58
making simulations of lamprey
and salamander locomotion
and salamander locomotion
85
226560
2656
προσομοιώνοντας κινήσεις
σμέρνας και σαλαμάνδρας
σμέρνας και σαλαμάνδρας
04:01
during my PhD.
86
229240
1536
για το διδακτορικό μου.
04:02
But I always knew that my simulations
were just approximations.
were just approximations.
87
230800
3376
Αλλά πάντα ήξερα ότι οι προσομοιώσεις μου
ήταν μόνο προσεγγίσεις.
ήταν μόνο προσεγγίσεις.
04:06
Like, simulating the physics in water
or with mud or with complex ground,
or with mud or with complex ground,
88
234200
3976
Όπως, προσομοιάζοντας τη φυσική στο νερό
ή στη λάσπη ή στο σύνθετο έδαφος,
ή στη λάσπη ή στο σύνθετο έδαφος,
04:10
it's very hard to simulate that
properly on a computer.
properly on a computer.
89
238200
2656
είναι πολύ δύσκολο να προσομοιωθεί
σωστά στον υπολογιστή.
σωστά στον υπολογιστή.
04:12
Why not have a real robot
and real physics?
and real physics?
90
240880
2040
Γιατί να μην δοκιμάσουμε
με αληθινό ρομπότ;
με αληθινό ρομπότ;
04:15
So among all these animals,
one of my favorites is the salamander.
one of my favorites is the salamander.
91
243600
3136
Η σαλαμάνδρα είναι ένα
από τα αγαπημένα μου ζώα.
από τα αγαπημένα μου ζώα.
04:18
You might ask why,
and it's because as an amphibian,
and it's because as an amphibian,
92
246760
3456
Αν αναρωτηθείτε γιατί,
ο λόγος είναι ότι ως αμφίβιο,
ο λόγος είναι ότι ως αμφίβιο,
04:22
it's a really key animal
from an evolutionary point of view.
from an evolutionary point of view.
93
250240
2856
είναι πραγματικά ζωτικό
από εξελικτική άποψη.
από εξελικτική άποψη.
04:25
It makes a wonderful link
between swimming,
between swimming,
94
253120
2056
Συνδέει άψογα το κολύμπι,
04:27
as you find it in eels or fish,
95
255200
1896
όπως στα χέλια ή στα ψάρια,
04:29
and quadruped locomotion,
as you see in mammals, in cats and humans.
as you see in mammals, in cats and humans.
96
257120
4120
με την τετραπλούσα κίνηση που έχουν
τα θηλαστικά, γάτες και άνθρωποι.
τα θηλαστικά, γάτες και άνθρωποι.
Στην πραγματικότητα,
η νέα σαλαμάνδρα
η νέα σαλαμάνδρα
04:34
And in fact, the modern salamander
97
262160
1656
04:35
is very close to the first
terrestrial vertebrate,
terrestrial vertebrate,
98
263840
2376
μοιάζει στην αρχική
των χερσαίων σπονδυλωτών,
των χερσαίων σπονδυλωτών,
04:38
so it's almost a living fossil,
99
266240
1536
σχεδόν ένα ζωντανό απολίθωμα,
04:39
which gives us access to our ancestor,
100
267800
1936
που μας δίνει πρόσβαση στον πρόγονο,
04:41
the ancestor to all terrestrial tetrapods.
101
269760
2920
ο πρόγονος σε όλα τα επίγεια τετράποδα.
04:45
So the salamander swims
102
273240
1376
Λοιπόν, η σαλαμάνδρα κολυμπά
04:46
by doing what's called
an anguilliform swimming gait,
an anguilliform swimming gait,
103
274640
2496
κάνοντας χελιοειδής κίνηση,
04:49
so they propagate a nice traveling wave
of muscle activity from head to tail.
of muscle activity from head to tail.
104
277160
3640
διαδίδοντας ένα ωραίο κύμα μυϊκής
δραστηριότητας από το κεφάλι στην ουρά.
δραστηριότητας από το κεφάλι στην ουρά.
04:53
And if you place
the salamander on the ground,
the salamander on the ground,
105
281440
2176
Αν βάλετε τη σαλαμάνδρα στο έδαφος,
04:55
it switches to what's called
a walking trot gait.
a walking trot gait.
106
283640
2336
αλλάζει σε γρήγορο βάδισμα.
04:58
In this case, you have nice
periodic activation of the limbs
periodic activation of the limbs
107
286000
2863
Εδώ, έχουμε μια ωραία
περιοδική ενεργοποίηση των άκρων,
περιοδική ενεργοποίηση των άκρων,
05:00
which are very nicely coordinated
108
288887
1609
τα οποία συντονίζονται πολύ καλά
05:02
with this standing wave
undulation of the body,
undulation of the body,
109
290520
2656
με αυτόν τον σταθερό
κυματισμό του σώματος,
κυματισμό του σώματος,
05:05
and that's exactly the gait
that you are seeing here on Pleurobot.
that you are seeing here on Pleurobot.
110
293200
3656
και αυτό είναι ακριβώς το βάδισμα
που βλέπετε εδώ στο Pleurobot.
που βλέπετε εδώ στο Pleurobot.
05:08
Now, one thing which is very surprising
and fascinating in fact
and fascinating in fact
111
296880
2976
Τώρα, κάτι πολύ περίεργο
και πραγματικά συναρπαστικό
και πραγματικά συναρπαστικό
05:11
is the fact that all this can be generated
just by the spinal cord and the body.
just by the spinal cord and the body.
112
299880
4136
είναι το γεγονός ότι όλα αυτά γίνονται
μόνο από το νωτιαίο μυελό και το σώμα.
μόνο από το νωτιαίο μυελό και το σώμα.
05:16
So if you take
a decerebrated salamander --
a decerebrated salamander --
113
304040
2000
Στον εγκέφαλο μιας σαλαμάνδρας --
05:18
it's not so nice
but you remove the head --
but you remove the head --
114
306064
2016
καθόλου ωραίο,
αλλά αφαιρείτε το κεφάλι --
αλλά αφαιρείτε το κεφάλι --
05:20
and if you electrically
stimulate the spinal cord,
stimulate the spinal cord,
115
308104
2672
αν διεγείρετε ηλεκτρικά το νωτιαίο μυελό,
05:22
at low level of stimulation
this will induce a walking-like gait.
this will induce a walking-like gait.
116
310800
3256
σε χαμηλό επίπεδο αυτό προκαλεί βάδισμα.
05:26
If you stimulate a bit more,
the gait accelerates.
the gait accelerates.
117
314080
2456
Σε λίγο περισσότερο, επιταχύνει.
05:28
And at some point, there's a threshold,
118
316560
1896
Και σε κάποιο σημείο, υπάρχει ένα όριο,
05:30
and automatically,
the animal switches to swimming.
the animal switches to swimming.
119
318480
2536
όπου αυτόματα,
το ζώο μεταβαίνει σε κολύμπι.
το ζώο μεταβαίνει σε κολύμπι.
05:33
This is amazing.
120
321040
1376
Αυτό είναι καταπληκτικό.
05:34
Just changing the global drive,
121
322440
1496
Απλά αλλάζοντας τη διέγερση,
05:35
as if you are pressing the gas pedal
122
323960
1736
σαν να πιέζετε το πεντάλ γκαζιού
05:37
of descending modulation
to your spinal cord,
to your spinal cord,
123
325720
2136
στο νωτιαίο μυελό
05:39
makes a complete switch
between two very different gaits.
between two very different gaits.
124
327880
3000
εναλλάσσεται μεταξύ δύο
πολύ διαφορετικών κινήσεων.
πολύ διαφορετικών κινήσεων.
05:44
And in fact, the same
has been observed in cats.
has been observed in cats.
125
332440
2576
Στην πραγματικότητα, το ίδιο
έχει παρατηρηθεί σε γάτες.
έχει παρατηρηθεί σε γάτες.
Εάν διεγείρετε
το νωτιαίο μυελό μιας γάτας,
το νωτιαίο μυελό μιας γάτας,
05:47
If you stimulate the spinal cord of a cat,
126
335040
2016
05:49
you can switch between
walk, trot and gallop.
walk, trot and gallop.
127
337080
2216
εναλλάσσετε περπάτημα,
τρέξιμο και καλπασμό.
τρέξιμο και καλπασμό.
05:51
Or in birds, you can make a bird
switch between walking,
switch between walking,
128
339320
2736
Ή στα πουλιά, κάνετε
εναλλαγή μεταξύ περπατήματος,
εναλλαγή μεταξύ περπατήματος,
05:54
at a low level of stimulation,
129
342080
1456
σε χαμηλό επίπεδο διέγερσης,
05:55
and flapping its wings
at high-level stimulation.
at high-level stimulation.
130
343560
2816
και φτερουγίσματος
σε διέγερση υψηλού επιπέδου.
σε διέγερση υψηλού επιπέδου.
Αυτό δείχνει πραγματικά
ότι ο νωτιαίος μυελός
ότι ο νωτιαίος μυελός
05:58
And this really shows that the spinal cord
131
346400
2016
06:00
is a very sophisticated
locomotion controller.
locomotion controller.
132
348440
2416
είναι ένας πολύ εξελιγμένος
ελεγκτής μετακίνησης.
ελεγκτής μετακίνησης.
06:02
So we studied salamander locomotion
in more detail,
in more detail,
133
350880
2456
Μελετήσαμε την κίνηση
της σαλαμάνδρας λεπτομερώς,
της σαλαμάνδρας λεπτομερώς,
06:05
and we had in fact access
to a very nice X-ray video machine
to a very nice X-ray video machine
134
353360
3096
έχοντας πρόσβαση σε μια
συσκευή βίντεο με ακτίνες Χ
συσκευή βίντεο με ακτίνες Χ
06:08
from Professor Martin Fischer
in Jena University in Germany.
in Jena University in Germany.
135
356480
3576
του καθηγητή Μάρτιν Φίσερ
στο Πανεπιστήμιο Ιένα της Γερμανίας.
στο Πανεπιστήμιο Ιένα της Γερμανίας.
06:12
And thanks to that,
you really have an amazing machine
you really have an amazing machine
136
360080
2576
Χάρη σε αυτήν,
μία πραγματικά εκπληκτική μηχανή,
μία πραγματικά εκπληκτική μηχανή,
06:14
to record all the bone motion
in great detail.
in great detail.
137
362680
2456
καταγράψαμε όλες τις κινήσεις
με μεγάλη λεπτομέρεια.
με μεγάλη λεπτομέρεια.
06:17
That's what we did.
138
365160
1256
Αυτό και κάναμε.
06:18
So we basically figured out
which bones are important for us
which bones are important for us
139
366440
3176
Βασικά βρήκαμε ποια οστά
είναι σημαντικά για εμάς
είναι σημαντικά για εμάς
06:21
and collected their motion in 3D.
140
369640
3016
και συλλέξαμε
την τρισδιάσταση κίνησή τους.
την τρισδιάσταση κίνησή τους.
06:24
And what we did is collect
a whole database of motions,
a whole database of motions,
141
372680
2696
Συλλέξαμε μια βάση δεδομένων με κινήσεις,
06:27
both on ground and in water,
142
375400
1656
τόσο στο έδαφος όσο και στο νερό,
06:29
to really collect a whole database
of motor behaviors
of motor behaviors
143
377080
2484
μία μεγάλη βάση δεδομένων
όλων των κινήσεων
όλων των κινήσεων
που μπορεί να κάνει ένα ζώο.
06:31
that a real animal can do.
144
379589
1244
06:32
And then our job as roboticists
was to replicate that in our robot.
was to replicate that in our robot.
145
380858
3150
Στη συνέχεια τις επαναλάβαμε
στο ρομπότ μας.
στο ρομπότ μας.
06:36
So we did a whole optimization process
to find out the right structure,
to find out the right structure,
146
384033
3383
Κάναμε βελτιστοποίηση
για να μάθουμε τη σωστή δομή,
για να μάθουμε τη σωστή δομή,
πού να βάλουμε τους κινητήρες,
πώς να τους διασυνδέσουμε,
πώς να τους διασυνδέσουμε,
06:39
where to place the motors,
how to connect them together,
how to connect them together,
147
387440
2656
για να επαναλαμβάνονται όσο το δυνατόν
καλύτερα αυτές οι κινήσεις.
καλύτερα αυτές οι κινήσεις.
06:42
to be able to replay
these motions as well as possible.
these motions as well as possible.
148
390120
2880
06:45
And this is how Pleurobot came to life.
149
393680
2360
Και έτσι ξεκίνησε το Pleurobot.
06:49
So let's look at how close
it is to the real animal.
it is to the real animal.
150
397200
2416
Ας δούμε λοιπόν πόσο κοντά
είναι στο πραγματικό ζώο.
είναι στο πραγματικό ζώο.
06:52
So what you see here
is almost a direct comparison
is almost a direct comparison
151
400960
2496
Αυτό που βλέπετε εδώ
είναι σχεδόν άμεση σύγκριση
είναι σχεδόν άμεση σύγκριση
06:55
between the walking
of the real animal and the Pleurobot.
of the real animal and the Pleurobot.
152
403480
2696
στο περπάτημα του πραγματικού ζώου
και του Pleurobot.
και του Pleurobot.
06:58
You can see that we have
almost a one-to-one exact replay
almost a one-to-one exact replay
153
406200
2736
Έχουμε μία επανάληψη
σχεδόν ένα προς ένα
σχεδόν ένα προς ένα
07:00
of the walking gait.
154
408960
1256
στο βάδισμα.
07:02
If you go backwards and slowly,
you see it even better.
you see it even better.
155
410240
2600
Αργά και προς τα πίσω
φαίνεται ακόμα καλύτερα.
φαίνεται ακόμα καλύτερα.
07:07
But even better, we can do swimming.
156
415520
2376
Ακόμα καλύτερα, μπορεί να κολυμπήσει.
07:09
So for that we have a dry suit
that we put all over the robot --
that we put all over the robot --
157
417920
3016
Γι 'αυτό έχουμε μία στεγνή στολή
που φοράμε στο ρομπότ --
που φοράμε στο ρομπότ --
07:12
(Laughter)
158
420960
1096
(Γέλια)
07:14
and then we can go in water
and start replaying the swimming gaits.
and start replaying the swimming gaits.
159
422080
3176
και στη συνέχεια αναπαράγουμε
τις κινήσεις κολύμβησης.
τις κινήσεις κολύμβησης.
07:17
And here, we were very happy,
because this is difficult to do.
because this is difficult to do.
160
425280
3336
Και εδώ, ήμασταν πολύ χαρούμενοι,
γιατί αυτό είναι δύσκολο να γίνει.
γιατί αυτό είναι δύσκολο να γίνει.
07:20
The physics of interaction are complex.
161
428640
2216
Η φυσική της αλληλεπίδρασης
είναι περίπλοκη.
είναι περίπλοκη.
07:22
Our robot is much bigger
than a small animal,
than a small animal,
162
430880
2416
Το ρομπότ είναι πολύ μεγαλύτερο
από ένα μικρό ζώο,
από ένα μικρό ζώο,
07:25
so we had to do what's called
dynamic scaling of the frequencies
dynamic scaling of the frequencies
163
433320
3056
έτσι έπρεπε να κάνουμε
δυναμική κλιμάκωση συχνοτήτων
δυναμική κλιμάκωση συχνοτήτων
07:28
to make sure we had
the same interaction physics.
the same interaction physics.
164
436400
2336
για να επιβεβαιώσουμε
ίδια φυσική αλληλεπίδραση.
ίδια φυσική αλληλεπίδραση.
07:30
But you see at the end,
we have a very close match,
we have a very close match,
165
438760
2416
Αλλά βλέπετε στο τέλος
έχουμε μια μεγάλη ομοιότητα
έχουμε μια μεγάλη ομοιότητα
07:33
and we were very, very happy with this.
166
441200
1880
και ήμασταν πολύ χαρούμενοι με αυτό.
07:35
So let's go to the spinal cord.
167
443480
2216
Ας πάμε λοιπόν στο νωτιαίο μυελό.
Αυτό, λοιπόν, που κάναμε
με τον Ζαν-Μαρί Καμπελγκέν
με τον Ζαν-Μαρί Καμπελγκέν
07:37
So here what we did
with Jean-Marie Cabelguen
with Jean-Marie Cabelguen
168
445720
2296
είναι το μοντέλο κυκλωμάτων
του νωτιαίου μυελού.
του νωτιαίου μυελού.
07:40
is model the spinal cord circuits.
169
448040
2240
07:43
And what's interesting
is that the salamander
is that the salamander
170
451040
2136
Το ενδιαφέρον είναι ότι η σαλαμάνδρα
07:45
has kept a very primitive circuit,
171
453200
1620
έχει ένα πολύ πρωτόγονο κύκλωμα,
07:46
which is very similar
to the one we find in the lamprey,
to the one we find in the lamprey,
172
454844
2652
που είναι πολύ παρόμοιο
με αυτό της σμέρνας,
με αυτό της σμέρνας,
07:49
this primitive eel-like fish,
173
457520
1976
αυτό το πρωτόγονο ψάρι,
07:51
and it looks like during evolution,
174
459520
1736
και φαίνεται ότι με την εξέλιξη,
νέοι νευρωνικοί ταλαντωτές
προστέθηκαν για τον έλεγχο των άκρων,
προστέθηκαν για τον έλεγχο των άκρων,
07:53
new neural oscillators
have been added to control the limbs,
have been added to control the limbs,
175
461280
2936
07:56
to do the leg locomotion.
176
464240
1416
για την κίνηση των ποδιών.
Ξέρουμε πού είναι
αυτοί οι νευρωνικοί ταλαντωτές,
αυτοί οι νευρωνικοί ταλαντωτές,
07:57
And we know where
these neural oscillators are
these neural oscillators are
177
465680
2176
07:59
but what we did was to make
a mathematical model
a mathematical model
178
467880
2256
αλλά κάναμε ένα μαθηματικό μοντέλο
08:02
to see how they should be coupled
179
470160
1616
για τη σύνδεσή τους
ώστε να επιτραπεί η μετάβαση
μεταξύ των δύο διαφορετικών κινήσεων.
μεταξύ των δύο διαφορετικών κινήσεων.
08:03
to allow this transition
between the two very different gaits.
between the two very different gaits.
180
471800
2936
08:06
And we tested that on board of a robot.
181
474760
2560
Και το δοκιμάσαμε στο ρομπότ.
08:09
And this is how it looks.
182
477680
1200
Έτσι φαίνεται.
08:18
So what you see here
is a previous version of Pleurobot
is a previous version of Pleurobot
183
486920
3016
Εδώ βλέπετε μια προηγούμενη
έκδοση του Pleurobot
έκδοση του Pleurobot
08:21
that's completely controlled
by our spinal cord model
by our spinal cord model
184
489960
3096
πλήρως ελεγχόμενο από το
μοντέλο του νωτιαίου μυελού μας
μοντέλο του νωτιαίου μυελού μας
08:25
programmed on board of the robot.
185
493080
1600
προγραμματισμένο στο ρομπότ.
08:27
And the only thing we do
186
495280
1216
Το μόνο που κάνουμε
είναι η αποστολή στο ρομπότ
μέσω τηλεχειριστηρίου
μέσω τηλεχειριστηρίου
08:28
is send to the robot
through a remote control
through a remote control
187
496520
2176
08:30
the two descending signals
it normally should receive
it normally should receive
188
498720
2496
των δύο σημάτων που θα λάμβανε
08:33
from the upper part of the brain.
189
501240
1600
από το άνω μέρος του εγκεφάλου.
08:35
And what's interesting is,
by playing with these signals,
by playing with these signals,
190
503480
2696
Το ενδιαφέρον είναι ότι
παίζοντας με αυτά τα σήματα,
παίζοντας με αυτά τα σήματα,
08:38
we can completely control
speed, heading and type of gait.
speed, heading and type of gait.
191
506200
2800
ελέγχουμε πλήρως την ταχύτητα,
κατεύθυνση και τύπο βάδισης.
κατεύθυνση και τύπο βάδισης.
08:41
For instance,
192
509600
1216
Για παράδειγμα,
08:42
when we stimulate at a low level,
we have the walking gait,
we have the walking gait,
193
510840
3576
όταν διεγείρουμε σε χαμηλό επίπεδο
έχουμε βάδισμα
έχουμε βάδισμα
08:46
and at some point, if we stimulate a lot,
194
514440
1976
και σε κάποιο σημείο, αν διεγείρουμε πολύ,
08:48
very rapidly it switches
to the swimming gait.
to the swimming gait.
195
516440
2160
αλλάζει πολύ γρήγορα σε κολύμβηση.
08:51
And finally, we can also
do turning very nicely
do turning very nicely
196
519480
2216
Τέλος, μπορούμε να το στρέψουμε πολύ ωραία
08:53
by just stimulating more one side
of the spinal cord than the other.
of the spinal cord than the other.
197
521720
3520
διεγείροντας μόνο τη μια πλευρά
του νωτιαίου μυελού.
του νωτιαίου μυελού.
08:58
And I think it's really beautiful
198
526200
1616
Νομίζω ότι είναι πραγματικά όμορφο
08:59
how nature has distributed control
199
527840
2256
το πώς η φύση έχει κατανείμει τον έλεγχο
09:02
to really give a lot of responsibility
to the spinal cord
to the spinal cord
200
530120
2856
για να δώσει πραγματικά μεγάλη ευθύνη
στο νωτιαίο μυελό,
στο νωτιαίο μυελό,
09:05
so that the upper part of the brain
doesn't need to worry about every muscle.
doesn't need to worry about every muscle.
201
533000
3656
έτσι ώστε το άνω μέρος του εγκεφάλου
δεν χρειάζεται να ανησυχεί για κάθε μυ.
δεν χρειάζεται να ανησυχεί για κάθε μυ.
Απλά ανησυχεί για
τη διαμόρφωση υψηλού επιπέδου
τη διαμόρφωση υψηλού επιπέδου
09:08
It just has to worry
about this high-level modulation,
about this high-level modulation,
202
536680
2536
09:11
and it's really the job of the spinal cord
to coordinate all the muscles.
to coordinate all the muscles.
203
539240
3576
και ο νωτιαίος μυελός
συντονίζει όλους τους άλλους μύες.
συντονίζει όλους τους άλλους μύες.
09:14
So now let's go to cat locomotion
and the importance of biomechanics.
and the importance of biomechanics.
204
542840
3520
Ας δούμε την κίνηση της γάτας
και τη σημασία της βιο-μηχανικής.
και τη σημασία της βιο-μηχανικής.
09:19
So this is another project
205
547080
1256
Αυτό είναι ένα άλλο έργο
09:20
where we studied cat biomechanics,
206
548360
2416
όπου μελετήσαμε τη βιο-μηχανική της γάτας
09:22
and we wanted to see how much
the morphology helps locomotion.
the morphology helps locomotion.
207
550800
3896
και θέλαμε να δούμε πόσο
η μορφολογία βοηθά τη μετακίνηση.
η μορφολογία βοηθά τη μετακίνηση.
09:26
And we found three important
criteria in the properties,
criteria in the properties,
208
554720
3616
Βρήκαμε τρία σημαντικά
κριτήρια στις ιδιότητες,
κριτήρια στις ιδιότητες,
09:30
basically, of the limbs.
209
558360
1320
βασικά, των άκρων.
09:32
The first one is that a cat limb
210
560320
1976
Το πρώτο είναι ότι το άκρο της γάτας
09:34
more or less looks
like a pantograph-like structure.
like a pantograph-like structure.
211
562320
2696
ομοιάζει λίγο-πολύ με παντογράφο.
09:37
So a pantograph is a mechanical structure
212
565040
2216
Ο παντογράφος είναι μια μηχανική δομή
09:39
which keeps the upper segment
and the lower segments always parallel.
and the lower segments always parallel.
213
567280
3400
που κρατά το ανώτερο τμήμα
και τα κάτω τμήματα παράλληλα.
και τα κάτω τμήματα παράλληλα.
09:43
So a simple geometrical system
that kind of coordinates a bit
that kind of coordinates a bit
214
571600
3096
Έτσι ένα απλό
γεωμετρικό σύστημα συντονίζει
γεωμετρικό σύστημα συντονίζει
09:46
the internal movement of the segments.
215
574720
1816
την εσωτερική κίνηση των τμημάτων.
09:48
A second property of cat limbs
is that they are very lightweight.
is that they are very lightweight.
216
576560
3056
Μια δεύτερη ιδιότητα των άκρων
της γάτας είναι η ελαφρότητα.
της γάτας είναι η ελαφρότητα.
09:51
Most of the muscles are in the trunk,
217
579640
1856
Οι περισσότεροι μύες είναι στον κορμό,
09:53
which is a good idea,
because then the limbs have low inertia
because then the limbs have low inertia
218
581520
2896
μια καλή ιδέα, γιατί έτσι
τα άκρα έχουν χαμηλή αδράνεια
τα άκρα έχουν χαμηλή αδράνεια
09:56
and can be moved very rapidly.
219
584440
1776
και μετακινούνται πολύ γρήγορα.
09:58
The last final important property is this
very elastic behavior of the cat limb,
very elastic behavior of the cat limb,
220
586240
3816
Η τελευταία σημαντική ιδιότητα είναι η
πολύ ελαστική συμπεριφορά του άκρου,
πολύ ελαστική συμπεριφορά του άκρου,
10:02
so to handle impacts and forces.
221
590080
2656
ώστε να χειρίζεται
προσκρούσεις και δυνάμεις.
προσκρούσεις και δυνάμεις.
10:04
And this is how we designed Cheetah-Cub.
222
592760
2336
Έτσι σχεδιάσαμε το Cheetah-Cub.
10:07
So let's invite Cheetah-Cub onstage.
223
595120
2200
Ας προσκαλέσουμε λοιπόν
το Cheetah-Cub στη σκηνή.
το Cheetah-Cub στη σκηνή.
10:14
So this is Peter Eckert,
who does his PhD on this robot,
who does his PhD on this robot,
224
602160
3656
Αυτός είναι ο Πίτερ Έκαρτ, ο οποίος
κάνει διδακτορικό σε αυτό το ρομπότ,
κάνει διδακτορικό σε αυτό το ρομπότ,
10:17
and as you see, it's a cute little robot.
225
605840
2056
και είναι ένα μικρό χαριτωμένο ρομπότ.
10:19
It looks a bit like a toy,
226
607920
1256
Μοιάζει λίγο με παιχνίδι,
αλλά χρησιμοποιήθηκε
ως επιστημονικό εργαλείο
ως επιστημονικό εργαλείο
10:21
but it was really used
as a scientific tool
as a scientific tool
227
609200
2056
10:23
to investigate these properties
of the legs of the cat.
of the legs of the cat.
228
611280
3296
για να διερευνήσουν αυτές τις ιδιότητες
των ποδιών της γάτας.
των ποδιών της γάτας.
10:26
So you see, it's very compliant,
very lightweight,
very lightweight,
229
614600
2616
Βλέπετε, είναι πολύ συμβατό, πολύ ελαφρύ
10:29
and also very elastic,
230
617240
1256
και επίσης πολύ ελαστικό,
10:30
so you can easily press it down
and it will not break.
and it will not break.
231
618520
2776
τόσο που μπορείτε να το πιέσετε κάτω
και να μην σπάσει.
και να μην σπάσει.
Θα αναπηδήξει, για την ακρίβεια.
10:33
It will just jump, in fact.
232
621320
1456
10:34
And this very elastic property
is also very important.
is also very important.
233
622800
2880
Αυτή η πολύ ελαστική ιδιότητα
είναι επίσης πολύ σημαντική.
είναι επίσης πολύ σημαντική.
10:39
And you also see a bit these properties
234
627160
1896
Βλέπετε λίγο αυτές τις ιδιότητες
10:41
of these three segments
of the leg as pantograph.
of the leg as pantograph.
235
629080
2400
των τριών αυτών τμημάτων
του ποδιού ως παντογράφου.
του ποδιού ως παντογράφου.
10:44
Now, what's interesting
is that this quite dynamic gait
is that this quite dynamic gait
236
632280
2776
Τώρα, το ενδιαφέρον είναι ότι
αυτό το πολύ δυναμικό βάδισμα
αυτό το πολύ δυναμικό βάδισμα
10:47
is obtained purely in open loop,
237
635080
1896
λαμβάνεται καθαρά σε ανοικτό βρόχο,
10:49
meaning no sensors,
no complex feedback loops.
no complex feedback loops.
238
637000
3136
χωρίς αισθητήρες,
χωρίς πολύπλοκες ανατροφοδοτήσεις.
χωρίς πολύπλοκες ανατροφοδοτήσεις.
10:52
And that's interesting, because it means
239
640160
2416
Αυτό είναι ενδιαφέρον, γιατί σημαίνει
10:54
that just the mechanics
already stabilized this quite rapid gait,
already stabilized this quite rapid gait,
240
642600
4016
ότι η μαχανική και μόνο σταθεροποίησε
αυτό το αρκετά γρήγορο βάδισμα
αυτό το αρκετά γρήγορο βάδισμα
10:58
and that really good mechanics
already basically simplify locomotion.
already basically simplify locomotion.
241
646640
4176
και ότι πραγματικά η καλή μηχανική
ήδη ουσιαστικά απλοποιεί τη μετακίνηση
ήδη ουσιαστικά απλοποιεί τη μετακίνηση
11:02
To the extent that we can even
disturb a bit locomotion,
disturb a bit locomotion,
242
650840
3296
σε βαθμό που μπορούμε ακόμη
να διαταράξουμε μια μικρή μετακίνηση,
να διαταράξουμε μια μικρή μετακίνηση,
11:06
as you will see in the next video,
243
654160
1656
όπως θα δείτε στο επόμενο βίντεο,
11:07
where we can for instance do some exercise
where we have the robot go down a step,
where we have the robot go down a step,
244
655840
3896
όπου μπορούμε να κάνουμε μια άσκηση
όπου το ρομπότ κατεβαίνει μία κλίμακα
όπου το ρομπότ κατεβαίνει μία κλίμακα
11:11
and the robot will not fall over,
245
659760
1616
και το ρομπότ δεν θα πέσει,
11:13
which was a surprise for us.
246
661400
1576
που ήταν μια έκπληξη για εμάς.
11:15
This is a small perturbation.
247
663000
1416
Είναι μια μικρή διαταραχή.
11:16
I was expecting the robot
to immediately fall over,
to immediately fall over,
248
664440
2416
Περίμενα το ρομπότ να πέσει αμέσως,
11:18
because there are no sensors,
no fast feedback loop.
no fast feedback loop.
249
666880
2436
χωρίς αισθητήρες, ούτε
βρόγχο γρήγορης ανάδρασης.
βρόγχο γρήγορης ανάδρασης.
11:21
But no, just the mechanics
stabilized the gait,
stabilized the gait,
250
669340
2196
Μόνο η μηχανική σταθεροποίησε το βάδισμα,
11:23
and the robot doesn't fall over.
251
671560
1576
και το ρομπότ δεν πέφτει.
11:25
Obviously, if you make the step bigger,
and if you have obstacles,
and if you have obstacles,
252
673160
3136
Προφανώς, εάν κάνετε το σκαλί
μεγαλύτερο και αν έχετε εμπόδια,
μεγαλύτερο και αν έχετε εμπόδια,
11:28
you need the full control loops
and reflexes and everything.
and reflexes and everything.
253
676320
3656
χρειάζεστε τους πλήρεις βρόχους ελέγχου
και όλα τα αντανακλαστικά.
και όλα τα αντανακλαστικά.
11:32
But what's important here
is that just for small perturbation,
is that just for small perturbation,
254
680000
2936
Το σημαντικό εδώ είναι
ότι μόνο για μικρές διαταραχές,
ότι μόνο για μικρές διαταραχές,
11:34
the mechanics are right.
255
682960
1496
η μηχανική έχει δίκιο.
11:36
And I think this is
a very important message
a very important message
256
684480
2096
Αυτό είναι ένα σημαντικό
μήνυμα της βιο-μηχανικής
μήνυμα της βιο-μηχανικής
11:38
from biomechanics and robotics
to neuroscience,
to neuroscience,
257
686600
2191
και της ρομποτικής στους νευροεπιστήμες,
11:40
saying don't underestimate to what extent
the body already helps locomotion.
the body already helps locomotion.
258
688815
4680
που λέει να μην υποτιμάτε τον βαθμό
που το σώμα βοηθά στη μετακίνηση.
που το σώμα βοηθά στη μετακίνηση.
11:47
Now, how does this relate
to human locomotion?
to human locomotion?
259
695440
2160
Πώς σχετίζεται αυτό
με την ανθρώπινη μετακίνηση;
με την ανθρώπινη μετακίνηση;
11:49
Clearly, human locomotion is more complex
than cat and salamander locomotion,
than cat and salamander locomotion,
260
697960
3640
Σαφώς, αυτή είναι πιο περίπλοκη
από της γάτας και της σαλαμάνδρας,
από της γάτας και της σαλαμάνδρας,
11:54
but at the same time, the nervous system
of humans is very similar
of humans is very similar
261
702360
3136
αλλά το ανθρώπινο νευρικό σύστημα
είναι πολύ παρόμοιο
είναι πολύ παρόμοιο
11:57
to that of other vertebrates.
262
705520
1576
με αυτό των άλλων σπονδυλωτών.
11:59
And especially the spinal cord
263
707120
1456
Και ειδικά ο νωτιαίος μυελός
12:00
is also the key controller
for locomotion in humans.
for locomotion in humans.
264
708600
2640
είναι επίσης ο βασικός ελεγκτής
στη μετακίνηση του ανθρώπου.
στη μετακίνηση του ανθρώπου.
12:03
That's why, if there's a lesion
of the spinal cord,
of the spinal cord,
265
711760
2416
Γι' αυτό, αν υπάρχει μια βλάβη
στον νωτιαίο μυελό,
στον νωτιαίο μυελό,
12:06
this has dramatic effects.
266
714200
1496
έχει δραματικά αποτελέσματα.
12:07
The person can become
paraplegic or tetraplegic.
paraplegic or tetraplegic.
267
715720
2776
Το άτομο μπορεί να γίνει
παραπληγικό ή τετραπληγικό.
παραπληγικό ή τετραπληγικό.
12:10
This is because the brain
loses this communication
loses this communication
268
718520
2376
Αυτό γιατί ο εγκέφαλος
χάνει την επικοινωνία
χάνει την επικοινωνία
12:12
with the spinal cord.
269
720920
1256
με τον νωτιαίο μυελό.
12:14
Especially, it loses
this descending modulation
this descending modulation
270
722200
2216
Ειδικά, χάνει αυτή τη φθίνουσα διαμόρφωση
12:16
to initiate and modulate locomotion.
271
724440
1920
να ξεκινήσει και να ρυθμίσει
τη μετακίνηση.
τη μετακίνηση.
12:19
So a big goal of neuroprosthetics
272
727640
1696
Ένας στόχος της νευροπροστασίας
12:21
is to be able to reactivate
that communication
that communication
273
729360
2376
είναι η επανενεργοποίηση
αυτής της επικοινωνίας
αυτής της επικοινωνίας
12:23
using electrical or chemical stimulations.
274
731760
2440
χρησιμοποιώντας ηλεκτρικές
ή χημικές διεγέρσεις.
ή χημικές διεγέρσεις.
12:26
And there are several teams
in the world that do exactly that,
in the world that do exactly that,
275
734840
2936
Υπάρχουν αρκετές ομάδες
στον κόσμο που κάνουν ακριβώς αυτό,
στον κόσμο που κάνουν ακριβώς αυτό,
12:29
especially at EPFL.
276
737800
1216
ειδικά στο EPFL.
Οι συνάδελφοι Γκρεγκουάρ Κορτίν
και Σιλβέστρο Μιτσέρα,
και Σιλβέστρο Μιτσέρα,
12:31
My colleagues Grégoire Courtine
and Silvestro Micera,
and Silvestro Micera,
277
739040
2496
12:33
with whom I collaborate.
278
741560
1240
με τους οποίους συνεργάζομαι.
12:35
But to do this properly,
it's very important to understand
it's very important to understand
279
743960
3096
Αλλά για να γίνει αυτό σωστά,
είναι πολύ σημαντικό να καταλάβουμε
είναι πολύ σημαντικό να καταλάβουμε
12:39
how the spinal cord works,
280
747080
1736
πώς λειτουργεί ο νωτιαίος μυελός,
12:40
how it interacts with the body,
281
748840
1696
πώς αλληλεπιδρά με το σώμα
12:42
and how the brain
communicates with the spinal cord.
communicates with the spinal cord.
282
750560
2480
και πώς ο εγκέφαλος
επικοινωνεί με τον νωτιαίο μυελό.
επικοινωνεί με τον νωτιαίο μυελό.
12:45
This is where the robots
and models that I've presented today
and models that I've presented today
283
753800
2896
Εδώ είναι όπου τα ρομπότ
και τα μοντέλα που παρουσίασα σήμερα
και τα μοντέλα που παρουσίασα σήμερα
12:48
will hopefully play a key role
284
756720
1896
ελπίζω να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο
12:50
towards these very important goals.
285
758640
2656
προς αυτούς τους πολύ σημαντικούς στόχους.
12:53
Thank you.
286
761320
1216
Ευχαριστώ.
12:54
(Applause)
287
762560
4560
(Χειροκρότημα)
13:04
Bruno Giussani: Auke, I've seen
in your lab other robots
in your lab other robots
288
772100
2636
Μπρούνο Τζιουσάνι: Άουκε, είδα
στο εργαστήριο άλλα ρομπότ
στο εργαστήριο άλλα ρομπότ
13:06
that do things like swim in pollution
289
774760
2456
που κάνουν πράγματα
όπως κολύμπι σε ρύπανση
όπως κολύμπι σε ρύπανση
13:09
and measure the pollution while they swim.
290
777240
2456
και μέτρηση της ρύπανσης ενώ κολυμπούν.
13:11
But for this one,
291
779720
1216
Αλλά για αυτό,
13:12
you mentioned in your talk,
like a side project,
like a side project,
292
780960
3480
που αναφέρατε στη συζήτησή σας,
ως ένα πλευρικό έργο
ως ένα πλευρικό έργο
13:17
search and rescue,
293
785640
1216
έρευνας και διάσωσης,
13:18
and it does have a camera on its nose.
294
786880
2176
και έχει μια κάμερα στη μύτη του.
13:21
Auke Ijspeert: Absolutely. So the robot --
295
789080
2496
Άουκε Έισπιρτ: Απολύτως. Tο ρομπότ --
13:23
We have some spin-off projects
296
791600
1429
Έχουμε μερικά παράγωγα έργα,
13:25
where we would like to use the robots
to do search and rescue inspection,
to do search and rescue inspection,
297
793053
3443
όπου θα θέλαμε τα ρομπότ
να κάνουν έρευνα και διάσωση,
να κάνουν έρευνα και διάσωση,
13:28
so this robot is now seeing you.
298
796520
1576
έτσι το ρομπότ σάς βλέπει τώρα.
13:30
And the big dream is to,
if you have a difficult situation
if you have a difficult situation
299
798120
3176
Το μεγάλο όραμα είναι,
αν έχετε μια δύσκολη κατάσταση,
αν έχετε μια δύσκολη κατάσταση,
13:33
like a collapsed building
or a building that is flooded,
or a building that is flooded,
300
801320
3616
όπως ένα καταρρεύσαν κτίριο
ή ένα κτίριο που έχει πλημμυρίσει,
ή ένα κτίριο που έχει πλημμυρίσει,
13:36
and this is very dangerous
for a rescue team or even rescue dogs,
for a rescue team or even rescue dogs,
301
804960
3336
αυτό είναι πολύ επικίνδυνο για ομάδες
ή ακόμα και σκύλους διάσωσης,
ή ακόμα και σκύλους διάσωσης,
13:40
why not send in a robot
that can crawl around, swim, walk,
that can crawl around, swim, walk,
302
808320
2896
γιατί να μην πάει ένα έρπον ρομπότ,
που κολυμπά, περπατά,
που κολυμπά, περπατά,
με μια κάμερα για να διενεργήσει
επιθεώρηση και να εντοπίσει επιζώντες
επιθεώρηση και να εντοπίσει επιζώντες
13:43
with a camera onboard
to do inspection and identify survivors
to do inspection and identify survivors
303
811240
3176
13:46
and possibly create
a communication link with the survivor.
a communication link with the survivor.
304
814440
2776
και ενδεχομένως να αποκαταστήσει
μια επικοινωνιακή σύνδεση.
μια επικοινωνιακή σύνδεση.
13:49
BG: Of course, assuming the survivors
don't get scared by the shape of this.
don't get scared by the shape of this.
305
817240
3576
ΜΓ: Φυσικά, υποθέτοντας ότι οι επιζώντες
δεν θα φοβηθούν τη μορφή του.
δεν θα φοβηθούν τη μορφή του.
13:52
AI: Yeah, we should probably
change the appearance quite a bit,
change the appearance quite a bit,
306
820840
3296
AΕ: Ναι, θα πρέπει πιθανώς
να αλλάξουμε την εμφάνιση αρκετά,
να αλλάξουμε την εμφάνιση αρκετά,
13:56
because here I guess a survivor
might die of a heart attack
might die of a heart attack
307
824160
2816
γιατί εδώ ο επιζών μπορεί να
πεθάνει από καρδιακή προσβολή,
πεθάνει από καρδιακή προσβολή,
13:59
just of being worried
that this would feed on you.
that this would feed on you.
308
827000
2536
απλά ανησυχώντας ότι αυτό θα τον φάει.
14:01
But by changing the appearance
and it making it more robust,
and it making it more robust,
309
829560
2856
Αλλά, αλλάζοντας την εμφάνιση
και καθιστώντας την πιο ισχυρή,
και καθιστώντας την πιο ισχυρή,
14:04
I'm sure we can make
a good tool out of it.
a good tool out of it.
310
832440
2056
είμαι βέβαιος ότι θα βγει
ένα καλό εργαλείο.
ένα καλό εργαλείο.
14:06
BG: Thank you very much.
Thank you and your team.
Thank you and your team.
311
834520
2286
ΜΓ: Σας ευχαριστώ πολύ.
Εσάς και την ομάδα σας.
Εσάς και την ομάδα σας.
ABOUT THE SPEAKER
Auke Ijspeert - RoboticistAuke Ijspeert works at the intersection of robotics, biology and computational neuroscience.
Why you should listen
Auke Ijspeert is a professor at the EPFL (the Swiss Federal Institute of Technology at Lausanne), and head of the Biorobotics Laboratory (BioRob). He has a BSc/MSc in Physics from the EPFL and a PhD in artificial intelligence from the University of Edinburgh, with John Hallam and David Willshaw as advisors. He carried out postdocs at IDSIA and EPFL with Jean-Daniel Nicoud and Luca Gambardella, and at the University of Southern California, with Michael Arbib and Stefan Schaal.
Ijspeert is interested in using numerical simulations and robots to get a better understanding of animal locomotion and movement control, and in using inspiration from biology to design novel types of robots and locomotion controllers.
Auke Ijspeert | Speaker | TED.com