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

רפאלו דה-אנדריאה: העוצמה האתלטית המדהימה של מסוקי-ארבעה-רוטורים

Filmed:
12,409,728 views

במעבדת רובוטיקה של TEDGlobal, רפאלו דה-אנדריאה מציג את מסוקי-הרביעייה שלו: רובוטים שחושבים כמו אתלטים בעודם פותרים בעיות פיזיקליות בעזרת אלגוריתמים אשר מסייעים להם ללמוד. בסדרה של תצוגות מרהיבות, ד'אנדריאה מציג כלי-טיס אשר מתמסרים בכדור, שומרים על שיווי-משקל ומקבלים החלטות במשותף -- שימו לב לתצוגה הנחשקת של מסוקי-רביעייה הנשלטים באמצעות בקרת-קינקט.
- 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 machineמְכוֹנָה to be athleticאַתלֵטִי?
0
11307
3184
אז מה זה אומר שמכונה היא אתלטית?
00:26
We will demonstrateלְהַפְגִין the conceptמוּשָׂג of machineמְכוֹנָה athleticismאתלטיות
1
14491
3417
נציג כאן את התפיסה
לגבי אתלטיות של מכונה
00:29
and the researchמחקר to achieveלְהַשִׂיג it
2
17908
1720
ואת עבודת המחקר כדי להשיגה
00:31
with the help of these flyingעַף machinesמכונה calledשקוראים לו quadrocoptersמכפילים,
3
19628
2511
בעזרת המכונות המעופפות
הללו הנקראות מסוקי-קואד,
00:34
or quadsquads, for shortקצר.
4
22139
1887
או בקיצור, קואד.
00:38
QuadsQuads have been around for a long time.
5
26034
2529
המסוקים נמצאים איתנו כבר זמן רב.
הסיבה שהם כה פופולרים בימינו
היא היותן פשוטים מבחינה מיכנית.
00:40
The reasonסיבה that they're so popularפופולרי these daysימים
6
28563
1599
00:42
is because they're mechanicallyמכנית simpleפָּשׁוּט.
7
30162
1965
00:44
By controllingשליטה the speedsבמהירויות of these fourארבעה propellersמדחפים,
8
32127
2108
באמצעות שליטה על מהירות הסיבוב
ארבעת הרוטורים הללו,
00:46
these machinesמכונה can rollגָלִיל, pitchגובה הצליל, yawלְסַבְּסֵב,
9
34235
3048
הכלים יכולים להתגלגל, להיטות ולעלרד,
00:49
and accelerateלהאיץ alongלְאוֹרֶך theirשֶׁלָהֶם commonמשותף orientationנטייה.
10
37283
2825
לשנות כיוון ולהאיץ
בכיוון אחד משותף לכולם.
00:52
On boardלוּחַ are alsoגַם a batteryסוֹלְלָה, a computerמַחשֵׁב,
11
40108
3071
הם נושאים עליהם סוללה, מחשב,
00:55
variousשׁוֹנִים sensorsחיישנים and wirelessאַלחוּט radiosרדיו.
12
43179
3954
חיישנים שונים ורדיו אלחוטי.
00:59
QuadsQuads are extremelyמְאוֹד agileזָרִיז, but this agilityזְרִיזוּת comesבא at a costעֲלוּת.
13
47133
4629
המסוקים מאוד קלי תנועה,
אבל קלות זו גובה מחיר.
01:03
They are inherentlyמטבע הדברים unstableלֹא יַצִיב, and they need some formטופס
14
51762
2992
הם לא יציבים ביסודם
והם זקוקים לאיזה שהוא
משוב עם בקרה אוטומטית
01:06
of automaticאוֹטוֹמָטִי feedbackמָשׁוֹב controlלִשְׁלוֹט in orderלהזמין to be ableיכול to flyלטוס, זבוב.
15
54754
3972
כדי להיות מסוגלים לטוס.
01:16
So, how did it just do that?
16
64259
3238
אז כיצד עושים זאת?
01:19
Camerasמצלמות on the ceilingתִקרָה and a laptopמחשב נייד
17
67497
1818
מצלמות בתקרה ומחשב נייד
01:21
serveלְשָׁרֵת as an indoorמקורה globalגלוֹבָּלִי positioningמיקום systemמערכת.
18
69315
2576
משמשים כמערכת מיקום גלובלית במתחם סגור.
01:23
It's used to locateלְאַתֵר objectsחפצים in the spaceמֶרחָב
19
71891
2185
היא משמשת לאיתור עצמים במרחב
01:26
that have these reflectiveמחזיר אור markersסמנים on them.
20
74076
2527
שנושאים עליהם סמנים מחזירים אלה.
נתונים הללו משוגרים למחשב נייד אחר
01:28
This dataנתונים is then sentנשלח to anotherאַחֵר laptopמחשב נייד
21
76603
2061
שמריץ אלגוריתמים של אומדן ובקרה,
01:30
that is runningרץ estimationאוּמדָן and controlלִשְׁלוֹט algorithmsאלגוריתמים,
22
78664
2211
01:32
whichאיזה in turnלפנות sendsשולח commandsפקודות to the quadמְרוּבָּע,
23
80875
1886
שבתורו שולח פקודות לכלי-הטיס,
01:34
whichאיזה is alsoגַם runningרץ estimationאוּמדָן and controlלִשְׁלוֹט algorithmsאלגוריתמים.
24
82761
3485
שאף הוא מריץ אלגוריתמי אומדן ובקרה.
01:41
The bulkתִפזוֹרֶת of our researchמחקר is algorithmsאלגוריתמים.
25
89620
2510
הנתח העיקרי של המחקר
שלנו הוא אלגוריתמים.
01:44
It's the magicקֶסֶם that bringsמביא these machinesמכונה to life.
26
92130
4161
הם הקסם שמעורר לחיים את הכלים הללו.
01:48
So how does one designלְעַצֵב the algorithmsאלגוריתמים
27
96291
2043
אז כיצד בונים את האלגוריתמים
שיוצרים את האתלט המכני?
01:50
that createלִיצוֹר a machineמְכוֹנָה athleteאַתלֵט?
28
98334
2277
01:52
We use something broadlyבְּהַרְחָבָה calledשקוראים לו model-basedמבוסס מודל designלְעַצֵב.
29
100611
2880
אנו משתמשים במה שנקרא
בגדול תכנון מבוסס-מודלים.
01:55
We first captureלִלְכּוֹד the physicsפיזיקה with a mathematicalמָתֵימָטִי modelדֶגֶם
30
103491
3154
תחילה אנו מנתחים את הפיזיקה
בעזרת מודל מתמטי של איך המכונה מתנהגת.
01:58
of how the machinesמכונה behaveלְהִתְנַהֵג.
31
106645
2134
לאחר-מכן אנו משתמשים בענף מתמטי
שנקרא תאוריית בקרה
02:00
We then use a branchענף of mathematicsמָתֵימָטִיקָה
32
108779
2297
02:03
calledשקוראים לו controlלִשְׁלוֹט theoryתֵאוֹרִיָה to analyzeלְנַתֵחַ these modelsמודלים
33
111076
2831
כדי לנתח מודלים אלה
02:05
and alsoגַם to synthesizeלסנתז algorithmsאלגוריתמים for controllingשליטה them.
34
113907
3913
וגם כדי למזג אלגוריתמים בשביל לשלוט בהם.
02:09
For exampleדוגמא, that's how we can make the quadמְרוּבָּע hoverלְרַחֵף.
35
117820
3048
לדוגמא, כך אנו גורמים לכלי לרחף.
02:12
We first capturedשנתפסו the dynamicsדִינָמִיקָה
36
120868
1408
תחילה הכרנו את הכוחות והתנועות
בעזרת מערכת משוואות דיפרנציאליות.
02:14
with a setמַעֲרֶכֶת of differentialדִיפֵרֶנציִאָלִי equationsמשוואות.
37
122276
1906
02:16
We then manipulateלְתַפְעֵל these equationsמשוואות with the help
38
124182
2349
לאחר-מכן שינינו משוואות אלו
בעזרת תאוריית בקרה
02:18
of controlלִשְׁלוֹט theoryתֵאוֹרִיָה to createלִיצוֹר algorithmsאלגוריתמים that stabilizeלְיַצֵב the quadמְרוּבָּע.
39
126531
4640
כדי ליצור אלגוריתמים אשר מייצבים את הכלי.
אציג עכשיו את יתרונות הגישה הזו.
02:23
Let me demonstrateלְהַפְגִין the strengthכוח of this approachגִישָׁה.
40
131171
2946
02:29
Supposeלְהַנִיחַ that we want this quadמְרוּבָּע to not only hoverלְרַחֵף
41
137198
2549
נניח שאנו רוצים
שהכלי הזה לא רק ירחף
02:31
but to alsoגַם balanceאיזון this poleמוֹט.
42
139747
2782
אלא גם יחזיק מוט זה בשיווי-משקל.
עם קצת תרגול,
02:34
With a little bitbit of practiceלְתַרְגֵל,
43
142529
1844
זה די קל לאדם לבצע זאת,
02:36
it's prettyיפה straightforwardפָּשׁוּט for a humanבן אנוש beingלהיות to do this,
44
144373
2391
02:38
althoughלמרות ש we do have the advantageיתרון of havingשיש
45
146764
1755
גם בגין היתרון של שתי רגלינו על הקרקע
02:40
two feetרגל on the groundקרקע, אדמה
46
148519
1328
02:41
and the use of our very versatileמגוון handsידיים.
47
149847
2957
ובגין השימוש בידינו
בעלות היכולות הרב-גוניות.
02:44
It becomesהופך a little bitbit more difficultקָשֶׁה
48
152804
2469
זה הופך לקצת יותר קשה
02:47
when I only have one footכף רגל on the groundקרקע, אדמה
49
155273
2296
כאשר יש לי רק רגל אחת על הקרקע
02:49
and when I don't use my handsידיים.
50
157569
2799
ואיני משתמש בידיי.
02:52
Noticeהודעה how this poleמוֹט has a reflectiveמחזיר אור markerסַמָן on topחלק עליון,
51
160368
2951
שימו לב שלמוט זה מוצמד סמן למעלה,
02:55
whichאיזה meansאומר that it can be locatedממוקם in the spaceמֶרחָב.
52
163319
3894
שזה אומר שניתן לאתר את מיקומו במרחב.
(קהל) אוה!
03:04
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
53
172971
5976
(מחיאות כפיים)
(מחיאות כפיים מסתיימות)
03:10
You can noticeהודעה that this quadמְרוּבָּע is makingהֲכָנָה fine adjustmentsהתאמות
54
178947
2826
ניתן לראות שכלי זה
עושה תיקונים קלים
03:13
to keep the poleמוֹט balancedמְאוּזָן.
55
181773
2195
כדי לשמור על איזון המוט.
03:15
How did we designלְעַצֵב the algorithmsאלגוריתמים to do this?
56
183968
3059
כיצד בנינו את האלגוריתמים העושים זאת?
03:19
We addedהוסיף the mathematicalמָתֵימָטִי modelדֶגֶם of the poleמוֹט
57
187027
2105
הוספנו את המודל המתמטי של המוט
03:21
to that of the quadמְרוּבָּע.
58
189132
1519
לזה של המסוק.
ברגע שיש את המודל
המשולב של מערכת מסוק-מוט,
03:22
Onceפַּעַם we have a modelדֶגֶם of the combinedמְשׁוּלָב quad-poleמרובע systemמערכת,
59
190651
2954
03:25
we can use controlלִשְׁלוֹט theoryתֵאוֹרִיָה to createלִיצוֹר algorithmsאלגוריתמים for controllingשליטה it.
60
193605
4933
ניתן להשתמש בתיאוריית בקרה
כדי ליצור אלגוריתמים שישלטו בה.
03:30
Here, you see that it's stableיַצִיב,
61
198538
1588
הנה, ניתן לראות שהוא יציב,
03:32
and even if I give it little nudgesדחיפות,
62
200126
2693
ולמרות אני נותן לו מכות קלות,
03:34
it goesהולך back to the niceנֶחְמָד, balancedמְאוּזָן positionעמדה.
63
202819
5403
הוא חוזר
למצב של שיווי-משקל.
אנו גם יכולים להרחיב את המודל
03:40
We can alsoגַם augmentלְהַגדִיל the modelדֶגֶם to includeלִכלוֹל
64
208222
1663
שיכלול את מיקומו
הרצוי לנו של הכלי במרחב.
03:41
where we want the quadמְרוּבָּע to be in spaceמֶרחָב.
65
209885
2441
03:44
Usingשימוש this pointerמַצבִּיעַ, madeעָשׂוּי out of reflectiveמחזיר אור markersסמנים,
66
212326
3069
בעזרת מצביע זה שעשוי מסמנים מחזירים,
03:47
I can pointנְקוּדָה to where I want the quadמְרוּבָּע to be in spaceמֶרחָב
67
215395
2224
אפשר להצביע על המיקום
הרצוי לנו של הכלי במרחב,
03:49
a fixedתוקן distanceמֶרְחָק away from me.
68
217619
3367
במרחק הקבוע מראש ממני.
(צחוק)
04:07
The keyמַפְתֵחַ to these acrobaticאקרובטי maneuversתמרונים is algorithmsאלגוריתמים,
69
235763
2902
המפתח לתמרונים האקרובטיים
הללו הם אלגוריתמים,
04:10
designedמְעוּצָב with the help of mathematicalמָתֵימָטִי modelsמודלים
70
238665
2426
שנבנו בעזרת מודלים מתמטיים
04:13
and controlלִשְׁלוֹט theoryתֵאוֹרִיָה.
71
241091
1950
ותאוריית בקרה.
04:15
Let's tell the quadמְרוּבָּע to come back here
72
243041
2214
כעת נאמר למסוק לחזור לכאן
04:17
and let the poleמוֹט dropיְרִידָה,
73
245255
1819
ונתן למוט ליפול.
אתאר כעת את החשיבות
04:19
and I will nextהַבָּא demonstrateלְהַפְגִין the importanceחֲשִׁיבוּת
74
247074
1918
04:20
of understandingהֲבָנָה physicalגוּפָנִי modelsמודלים
75
248992
2119
שבהבנת המודלים הפיזיקליים
04:23
and the workingsעבודה of the physicalגוּפָנִי worldעוֹלָם.
76
251111
4120
ושל דרך-הפעולה של העולם הפיזי.
04:37
Noticeהודעה how the quadמְרוּבָּע lostאבד altitudeגוֹבַה
77
265462
1770
שימו לב איך הכלי איבד גובה
כשהנחתי עליו כוס מים.
04:39
when I put this glassזכוכית of waterמַיִם on it.
78
267232
2082
04:41
Unlikeבניגוד the balancingמְאַזֵן poleמוֹט, I did not includeלִכלוֹל
79
269314
2801
שלא כמו המוט המאוזן,
לא הכללתי
את המודל המתמטי של הכוס.
04:44
the mathematicalמָתֵימָטִי modelדֶגֶם of the glassזכוכית in the systemמערכת.
80
272115
2584
במערכת
04:46
In factעוּבדָה, the systemמערכת doesn't even know that the glassזכוכית of waterמַיִם is there.
81
274699
2919
למעשה, המערכת אפילו אינה יודעת
שכוס המים נמצאת עליה.
04:49
Like before, I could use the pointerמַצבִּיעַ to tell the quadמְרוּבָּע
82
277618
3292
כמו מקודם, יכולתי להשתמש
במצביע כדי לומר למסוק
04:52
where I want it to be in spaceמֶרחָב.
83
280910
2589
היכן אני רוצה שהוא ישהה במרחב.
04:55
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
84
283499
9597
(מחיאות כפיים)
(מחיאות כפיים מסתיימות)
05:05
Okay, you should be askingשואל yourselfעַצמְךָ,
85
293096
2110
אתם צריכים לשאול את עצמכם,
05:07
why doesn't the waterמַיִם fallנפילה out of the glassזכוכית?
86
295206
2509
כיצד המים לא נשפכים מהכוס?
05:09
Two factsעובדות: The first is that gravityכוח משיכה actsמעשי
87
297715
3211
שתי עובדות:
הראשונה היא שכוח-המשיכה פועל
על כל העצמים באותו אופן.
05:12
on all objectsחפצים in the sameאותו way.
88
300926
2125
05:15
The secondשְׁנִיָה is that the propellersמדחפים are all pointingמצביע
89
303051
2464
השנייה הוא שהרוטורים כולם מצביעים
באותו כיוון של הכוס, מכוונים מעלה.
05:17
in the sameאותו directionכיוון of the glassזכוכית, pointingמצביע up.
90
305515
3127
05:20
You put these two things togetherיַחַד, the netנֶטוֹ resultתוֹצָאָה
91
308642
2377
כאשר מחברים את שני הדברים,
התוצאה הסופית היא
שכל הכוחות המשניים על הכוס הם קטנים
05:23
is that all sideצַד forcesכוחות on the glassזכוכית are smallקָטָן
92
311019
2287
05:25
and are mainlyבעיקר dominatedנשלט by aerodynamicאווירודינמי effectsההשפעות,
93
313306
2785
ומושפעים בעיקר מאפקטים אווירודינמיים,
05:28
whichאיזה as these speedsבמהירויות are negligibleזניח.
94
316091
3841
שבמהירויות אלו הם זניחים.
05:35
And that's why you don't need to modelדֶגֶם the glassזכוכית.
95
323336
2071
וזו הסיבה מדוע אין צורך לבנות מודל לכוס.
05:37
It naturallyבאופן טבעי doesn't spillלשפוך no matterחוֹמֶר what the quadמְרוּבָּע does.
96
325407
3848
באופן טבעי המים לא נשפכים
ולא משנה מה המסוק עושה.
(קהל) אוה!
(מחיאות כפיים)
05:50
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
97
338651
7051
(מחיאות כפיים מסתיימות)
05:57
The lessonשיעור here is that some high-performanceביצועים גבוהים tasksמשימות
98
345702
4016
הלקח כאן
הוא שחלק מהמשימות הדורשות
ביצועים גבוהים הן קלות יותר מאחרות,
06:01
are easierקל יותר than othersאחרים,
99
349718
1397
06:03
and that understandingהֲבָנָה the physicsפיזיקה of the problemבְּעָיָה
100
351115
2296
ושההבנה הפיזיקלית של הבעיה
06:05
tellsאומר you whichאיזה onesיחידות are easyקַל and whichאיזה onesיחידות are hardקָשֶׁה.
101
353411
2616
אומרת לנו אלו בעיות
הן קלות ואלו קשות.
06:08
In this instanceלמשל, carryingנְשִׂיאָה a glassזכוכית of waterמַיִם is easyקַל.
102
356027
2359
במקרה זה, לשאת כוס מים זה קל.
06:10
Balancingמְאַזֵן a poleמוֹט is hardקָשֶׁה.
103
358386
3785
לשמור על שיווי-משקל של מוט זה קשה.
06:14
We'veללא שם: יש לנו all heardשמע storiesסיפורים of athletesספורטאים
104
362171
1802
כולנו שמענו סיפורים על ספורטאים
שמגיעים להישגים גבוהים בעודם פצועים.
06:15
performingמְבַצֵעַ featsמעשים while physicallyפיזית injuredנִפגָע.
105
363973
2493
06:18
Can a machineמְכוֹנָה alsoגַם performלְבַצֵעַ
106
366466
1519
האם גם מכונה מסוגלת
לביצועים כאשר יש לה נזק חמור?
06:19
with extremeקיצוני physicalגוּפָנִי damageנֵזֶק?
107
367985
2651
06:22
Conventionalמוּסכָּם wisdomחוכמה saysאומר that you need
108
370636
1726
הדעה המקובלת היא
שצריך לפחות 4 זוגות של רוטורים כדי לטוס,
06:24
at leastהכי פחות fourארבעה fixedתוקן motorמָנוֹעַ propellerמַדחֵף pairsזוגות in orderלהזמין to flyלטוס, זבוב,
109
372362
3690
06:28
because there are fourארבעה degreesמעלות of freedomחוֹפֶשׁ to controlלִשְׁלוֹט:
110
376052
2112
מכיוון שיש 4 דרגות חופש שצריך לשלוט בהן:
06:30
rollגָלִיל, pitchגובה הצליל, yawלְסַבְּסֵב and accelerationתְאוּצָה.
111
378164
3028
גלגול, עלרוד, סיבסוב ותאוצה.
06:33
Hexacoptersמשושים and octocoptersאוקטופופטרים, with sixשֵׁשׁ and eightשמונה propellersמדחפים,
112
381192
3245
למסוקים בעלי 6 ו-8 רוטורים,
06:36
can provideלְסַפֵּק redundancyיתירות,
113
384437
1483
יש יתירות,
06:37
but quadrocoptersמכפילים are much more popularפופולרי
114
385920
1989
אבל מסוקי-רביעייה הרבה יותר נפוצים
06:39
because they have the minimumמִינִימוּם numberמספר
115
387909
1815
כי יש להם את המספר המינימלי של רוטורים: 4
06:41
of fixedתוקן motorמָנוֹעַ propellerמַדחֵף pairsזוגות: fourארבעה.
116
389724
2476
האמנם?
06:44
Or do they?
117
392200
1965
(קהל) אןה!
(צחוק)
כאשר מנתחים את המודל המתמטי של מכונה זו
07:01
If we analyzeלְנַתֵחַ the mathematicalמָתֵימָטִי modelדֶגֶם of this machineמְכוֹנָה
118
409476
2600
07:04
with only two workingעובד propellersמדחפים,
119
412076
2176
עם שני רוטורים פועלים בלבד,
07:06
we discoverלְגַלוֹת that there's an unconventionalלא קונבנציונאלי way to flyלטוס, זבוב it.
120
414252
6756
מגלים שיש דרך יוצאת-דופן להטיסה.
07:19
We relinquishלִנְטוֹשׁ controlלִשְׁלוֹט of yawלְסַבְּסֵב,
121
427980
1706
מוותרים על השליטה בסיבסוב,
07:21
but rollגָלִיל, pitchגובה הצליל and accelerationתְאוּצָה can still be controlledמְבוּקָר
122
429686
3070
אבל עדיין ניתן לשלוט בגלגול, עלרוד ותאוצה
07:24
with algorithmsאלגוריתמים that exploitלְנַצֵל this newחָדָשׁ configurationתְצוּרָה.
123
432756
5452
באמצעות אלגוריתמים
המנצלים תצורה חדשה זו.
07:33
Mathematicalמָתֵימָטִי modelsמודלים tell us exactlyבְּדִיוּק when
124
441668
2432
מודלים מתמטיים אומרים לנו בדיוק
מתי וכיצד זה אפשרי.
07:36
and why this is possibleאפשרי.
125
444100
2072
במקרה זה, ידע כזה מאפשר לנו לתכנן
07:38
In this instanceלמשל, this knowledgeיֶדַע allowsמאפשרים us to designלְעַצֵב
126
446172
2368
07:40
novelרוֹמָן machineמְכוֹנָה architecturesארכיטקטורות
127
448540
2256
כלי-טיס בעלי צורות חדשניות
07:42
or to designלְעַצֵב cleverחכם algorithmsאלגוריתמים that gracefullyבחן handleידית damageנֵזֶק,
128
450796
4176
או לבנות אלגוריתמים חכמים
המתמודדים ביעילות עם נזק,
07:46
just like humanבן אנוש athletesספורטאים do,
129
454972
1724
ממש כמו ספורטאים אנושיים,
07:48
insteadבמקום זאת of buildingבִּניָן machinesמכונה with redundancyיתירות.
130
456696
3823
במקום לבנות כלי-טיס
עם מערכות כפולות לגיבוי.
07:52
We can't help but holdלְהַחזִיק our breathנְשִׁימָה when we watch
131
460519
2112
אין אנו יכולים שלא לעצור את נשימותינו
כאשר אנו צופים בקופץ
לבריכה עושה סלטות באויר,
07:54
a diverצוֹלְלָן somersaultingסומרסולינג into the waterמַיִם,
132
462631
2437
07:57
or when a vaulterמרכך is twistingהַעֲקָמָה in the airאוויר,
133
465068
1790
או כאשר קופץ במוט מסתחרר באויר,
07:58
the groundקרקע, אדמה fastמָהִיר approachingמִתקַרֵב.
134
466858
1718
בהתקרבם במהירות לקרקע.
08:00
Will the diverצוֹלְלָן be ableיכול to pullמְשׁוֹך off a ripז"ל entryכְּנִיסָה?
135
468576
2568
האם הקופץ לבריכה יימנע
מכניסה חזיתית למים?
08:03
Will the vaulterמרכך stickמקל the landingנְחִיתָה?
136
471144
2000
האם הקופץ במוט ינחת בשלום?
08:05
Supposeלְהַנִיחַ we want this quadמְרוּבָּע here
137
473144
1668
נניח שברצוננו שהכלי הזה יבצע גילגול משולש
08:06
to performלְבַצֵעַ a tripleלְשַׁלֵשׁ flipלְהַעִיף and finishסִיוּם off
138
474812
2451
ויסיים באותה נקודה שבה התחיל.
08:09
at the exactמְדוּיָק sameאותו spotלְזַהוֹת that it startedהתחיל.
139
477263
2269
08:11
This maneuverלְתַמְרֵן is going to happenלִקְרוֹת so quicklyבִּמְהִירוּת
140
479532
2347
תימרון זה יתבצע כה מהר
08:13
that we can't use positionעמדה feedbackמָשׁוֹב to correctנכון the motionתְנוּעָה duringבְּמַהֲלָך executionביצוע.
141
481879
3629
שאין אפשרות להשתמש במשוב לגבי מיקום
כדי לבצע תיקוני תנועה במהלך הטיסה.
08:17
There simplyבפשטות isn't enoughמספיק time.
142
485508
2274
פשוט אין מספיק זמן.
08:19
Insteadבמקום זאת, what the quadמְרוּבָּע can do is performלְבַצֵעַ the maneuverלְתַמְרֵן blindlyבעיוורון,
143
487782
3694
במקום זה, הכלי יכול
לבצע את התימרון על עיוור,
08:23
observeלצפות how it finishesמסיים the maneuverלְתַמְרֵן,
144
491476
2232
להבין כיצד התימרון מסתיים,
08:25
and then use that informationמֵידָע to modifyלְשַׁנוֹת its behaviorהִתְנַהֲגוּת
145
493708
2424
ואז להשתמש במידע כדי לתקן את התנהגותו
08:28
so that the nextהַבָּא flipלְהַעִיף is better.
146
496132
2289
כך שהגילגול הבא ישתפר.
08:30
Similarדוֹמֶה to the diverצוֹלְלָן and the vaulterמרכך,
147
498421
1812
בדומה לקופץ לבריכה או הקופץ במוט,
08:32
it is only throughדרך repeatedחוזר על עצמו practiceלְתַרְגֵל
148
500233
1919
רק באמצעות תירגולים חוזרים
08:34
that the maneuverלְתַמְרֵן can be learnedמְלוּמָד and executedיצא לפועל
149
502152
1925
ניתן ללמוד את התימרון
08:36
to the highestהכי גבוה standardתֶקֶן.
150
504077
2133
ולבצעו ברמה הגבוהה ביותר.
(צחוק)
(מחיאות כפיים)
08:46
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
151
514412
4752
08:51
Strikingמהמם a movingמעבר דירה ballכַּדוּר is a necessaryנחוץ skillמְיוּמָנוּת in manyרב sportsספורט.
152
519164
3472
היכולת לחבוט בכדור שנע
חיונית בענפי ספורט רבים.
08:54
How do we make a machineמְכוֹנָה do
153
522636
1795
כיצד ניתן לגרום למכונה
08:56
what an athleteאַתלֵט does seeminglyלִכאוֹרָה withoutלְלֹא effortמַאֲמָץ?
154
524431
3753
לעשות את מה שהספורטאים
עושים לכאורה ללא מאמץ?
(צחוק)
09:15
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
155
543943
6599
(מחיאות כפיים)
(מחיאות כפיים מסתיימות)
09:22
This quadמְרוּבָּע has a racketמחבט strappedקשור ontoעַל גַבֵּי its headרֹאשׁ
156
550542
2650
למסוק זה יש מחבט המוצמד לראשו,
09:25
with a sweetמתוק spotלְזַהוֹת roughlyבְּעֵרֶך the sizeגודל of an appleתפוח עץ, so not too largeגָדוֹל.
157
553192
3487
בעל משטח החזרה בערך בגודל תפוח,
שזה לא גדול במיוחד.
09:28
The followingהבא calculationsחישובים are madeעָשׂוּי everyכֹּל 20 millisecondsמיליונים,
158
556679
3167
החישובים הבאים נערכים כל 20 מילישניות,
09:31
or 50 timesפִּי perלְכָל secondשְׁנִיָה.
159
559846
1756
או 50 פעם בשניה.
09:33
We first figureדמות out where the ballכַּדוּר is going.
160
561602
2812
תחילה אנו מחשבים לאן הכדור נע.
09:36
We then nextהַבָּא calculateלחשב how the quadמְרוּבָּע should hitמכה the ballכַּדוּר
161
564414
2437
לאחר-מכן מחשבים כיצד
המסוק צריך לפגוע בכדור
09:38
so that it fliesזבובים to where it was thrownנזרק from.
162
566851
3099
כך שיעוף בחזרה
לאותו מקום שממנו יצא.
09:41
Thirdשְׁלִישִׁי, a trajectoryמַסלוּל is plannedמתוכנן that carriesנושא the quadמְרוּבָּע
163
569950
4456
שלישית, מחושב המסלול
שמוביל את המסוק מהמיקום
09:46
from its currentנוֹכְחִי stateמדינה to the impactפְּגִיעָה pointנְקוּדָה with the ballכַּדוּר.
164
574406
3024
הנוכחי שלו לנקודת המפגש עם הכדור.
09:49
Fourthרביעי, we only executeלבצע 20 milliseconds'milliseconds ' worthשִׁוּוּי of that strategyאִסטרָטֶגִיָה.
165
577430
3809
רביעית, אנו מוציאים לפועל
רק 20 מילישניות מתוך אותו חישוב.
09:53
Twentyעשרים millisecondsמיליונים laterיותר מאוחר, the wholeכֹּל processתהליך is repeatedחוזר על עצמו
166
581239
2807
בעוד 20 מילישניות, חוזרים על כל התהליך
09:56
untilעד the quadמְרוּבָּע strikesשביתות the ballכַּדוּר.
167
584046
2243
עד שהמסוק מכה את הכדור בחזרה.
(מחיאות כפיים)
10:07
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
168
595560
2646
הכלים לא רק מבצעים
תימרונים דינמיים באופן עצמאי,
10:10
Machinesמכונות can not only performלְבַצֵעַ dynamicדִינָמִי maneuversתמרונים on theirשֶׁלָהֶם ownשֶׁלוֹ,
169
598206
3372
10:13
they can do it collectivelyיַחַד.
170
601578
1863
הם אף יכולים לעשות זאת בצוותא.
10:15
These threeשְׁלוֹשָׁה quadsquads are cooperativelyבשיתוף פעולה carryingנְשִׂיאָה a skyשָׁמַיִם netנֶטוֹ.
171
603441
3587
שלושת המסוקים הללו נושאים בצוותא רשת.
(מחיאות כפיים)
10:28
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
172
616574
5411
(מחיאות כפיים מסתיימות)
10:33
They performלְבַצֵעַ an extremelyמְאוֹד dynamicדִינָמִי
173
621985
2197
הם מבצעים בצוותא
תימרון חד באופן קיצוני
10:36
and collectiveקולקטיבי maneuverלְתַמְרֵן
174
624182
2168
10:38
to launchלְהַשִׁיק the ballכַּדוּר back to me.
175
626350
1692
כדי לשגר את הכדור בחזרה אליי.
10:40
Noticeהודעה that, at fullמלא extensionסיומת, these quadsquads are verticalאֲנָכִי.
176
628042
3511
שימו לב שבמתיחה המכסימלית,
המסוקים במצב אנכי.
10:48
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
177
636486
1772
(מחיאות כפיים)
10:50
In factעוּבדָה, when fullyלְגַמרֵי extendedמורחב,
178
638258
2287
בעצם, במתיחה המכסימלית,
זה בערך פי-5 יותר חזק ממה שחש קופץ באנג'י
10:52
this is roughlyבְּעֵרֶך fiveחָמֵשׁ timesפִּי greaterגדול יותר than what a bungeeבנג'י jumperקַפצָן feelsמרגיש
179
640545
2685
10:55
at the endסוֹף of theirשֶׁלָהֶם launchלְהַשִׁיק.
180
643230
4588
בסוף קפיצתו.
11:03
The algorithmsאלגוריתמים to do this are very similarדוֹמֶה
181
651009
2677
האלגוריתמים שמבצעים זאת
11:05
to what the singleיחיד quadמְרוּבָּע used to hitמכה the ballכַּדוּר back to me.
182
653686
3384
דומים מאוד לאלו ששימשו
להכות בכדור בחזרה אליי.
11:09
Mathematicalמָתֵימָטִי modelsמודלים are used to continuouslyברציפות re-planלתכנן מחדש
183
657070
2864
מודלים מתמטיים משמשים לתיכנון
11:11
a cooperativeשיתופי strategyאִסטרָטֶגִיָה 50 timesפִּי perלְכָל secondשְׁנִיָה.
184
659934
4515
מחזורי ומתמשך של אסטרטגייה
משותפת 50 פעם בשניה.
11:16
Everything we have seenלראות so farרָחוֹק has been
185
664449
1877
כל מה שראינו עד עתה
היה קשור במכונות וביכולותיהן.
11:18
about the machinesמכונה and theirשֶׁלָהֶם capabilitiesיכולות.
186
666326
2463
11:20
What happensקורה when we coupleזוּג this machineמְכוֹנָה athleticismאתלטיות
187
668789
3015
מה קורה כאשר מזווגים את
היכולת הספורטיבית של מכונה זו
11:23
with that of a humanבן אנוש beingלהיות?
188
671804
1776
עם זו של האדם?
11:25
What I have in frontחֲזִית of me is a commercialמִסְחָרִי gestureמחווה sensorחיישן
189
673580
3805
מה שמונח לפניי זה חיישן
מסחרי של תנועות אנושיות
11:29
mainlyבעיקר used in gamingמשחקים.
190
677385
1309
אשר משמש בעיקר במשחקים.
11:30
It can recognizeלזהות what my variousשׁוֹנִים bodyגוּף partsחלקים
191
678694
1804
הוא מסוגל לזהות בזמן-אמת
מה האיברים השונים של גופי
11:32
are doing in realאמיתי time.
192
680498
2048
עושים בזמן אמת.
11:34
Similarדוֹמֶה to the pointerמַצבִּיעַ that I used earlierמוקדם יותר,
193
682546
2116
בדומה למצביע בו השתמשתי מקודם,
11:36
we can use this as inputsתשומות to the systemמערכת.
194
684662
2792
ניתן להשתמש בזה כקלט של המערכת.
11:39
We now have a naturalטִבעִי way of interactingאינטראקציה
195
687454
2396
כעת יש בידינו דרך טבעית לתקשר
11:41
with the rawגלם athleticismאתלטיות of these quadsquads with my gesturesמחוות.
196
689850
4944
עם היכולת האתלטית הגולמית
של המסוקים הללו לבין פעולות הגוף שלי.
12:22
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
197
730453
4400
(מחיאות כפיים)
12:35
Interactionאינטראקציה doesn't have to be virtualוירטואלי. It can be physicalגוּפָנִי.
198
743982
4007
המגע אינו חייב להיות וירטואלי.
הוא יכול להיות פיזי.
12:39
Take this quadמְרוּבָּע, for exampleדוגמא.
199
747989
1725
ניקח לדוגמא מסוק זה.
12:41
It's tryingמנסה to stayשָׁהוּת at a fixedתוקן pointנְקוּדָה in spaceמֶרחָב.
200
749714
2628
הוא מנסה להישאר בנקודה קבועה בחלל.
12:44
If I try to moveמהלך \ לזוז \ לעבור it out of the way, it fightsקרבות me,
201
752342
3837
אם אני מנסה להסיטו ממקומו, הוא מתנגד
12:48
and movesמהלכים back to where it wants to be.
202
756179
4155
ונע בחזרה להיכן שהוא רוצה להיות.
אבל ניתן לשנות התנהגות זו.
12:52
We can changeשינוי this behaviorהִתְנַהֲגוּת, howeverלמרות זאת.
203
760334
3039
12:55
We can use mathematicalמָתֵימָטִי modelsמודלים
204
763373
1699
אנו יכולים להשתמש במודלים מתמטיים
12:57
to estimateלְהַעֲרִיך the forceכּוֹחַ that I'm applyingיישום to the quadמְרוּבָּע.
205
765072
3133
כדי לאמוד את הכוח שאני מפעיל על המסוק.
13:00
Onceפַּעַם we know this forceכּוֹחַ, we can alsoגַם changeשינוי the lawsחוקי of physicsפיזיקה,
206
768205
3238
ברגע שיודעים את הכוח,
ניתן גם לשנות את
13:03
as farרָחוֹק as the quadמְרוּבָּע is concernedמודאג, of courseקוּרס.
207
771443
4499
חוקי הפיזיקה, ככל שזה נוגע למסוק כמובן.
13:07
Here the quadמְרוּבָּע is behavingמתנהג as if it were
208
775942
2263
כאן המסוק מתנהג כאילו
הוא נמצא בנוזל צמיג.
13:10
in a viscousצָמִיג fluidנוֹזֵל.
209
778205
4365
13:14
We now have an intimateאִינטִימִי way
210
782570
2174
כעת יש לנו יכולת ליצירת
מגע הדוק עם המכונה.
13:16
of interactingאינטראקציה with a machineמְכוֹנָה.
211
784744
1849
13:18
I will use this newחָדָשׁ capabilityיכולת to positionעמדה
212
786593
2506
אשתמש ביכולת חדשה זו כדי למקם
13:21
this camera-carryingנשיאת מצלמה quadמְרוּבָּע to the appropriateמתאים locationמקום
213
789099
2577
את המסוק הזה שנושא מצלמה במיקום מתאים
13:23
for filmingהַסרָטָה the remainderהיתרה of this demonstrationהפגנה.
214
791676
3186
כדי לצלם את מה שנותר מהתצוגה.
13:36
So we can physicallyפיזית interactאינטראקציה with these quadsquads
215
804222
2768
אנו מסוגלים לבוא במגע פיזי עם המסוקים
13:38
and we can changeשינוי the lawsחוקי of physicsפיזיקה.
216
806990
2403
ואנו מסוגלים לשנות את חוקי הפיזיקה.
13:41
Let's have a little bitbit of funכֵּיף with this.
217
809393
2313
הבה נהנה מזה קצת.
מה שתראו עכשיו, מסוקים הללו
13:43
For what you will see nextהַבָּא, these quadsquads
218
811706
1704
יתנהגו תחילה כאילו הם נמצאים על פלוטו.
13:45
will initiallyבהתחלה behaveלְהִתְנַהֵג as if they were on Plutoפלוטו.
219
813410
3496
13:48
As time goesהולך on, gravityכוח משיכה will be increasedמוּגדָל
220
816906
2312
עם חלוף הזמן, כוח-המשיכה יוגבר
13:51
untilעד we're all back on planetכוכב לכת Earthכדור הארץ,
221
819218
2120
עד שהם יהיו בחזרה על כדור-הארץ,
אבל אני מבטיחכם שלא נגיע לשם.
13:53
but I assureלְהַבטִיחַ you we won'tרָגִיל get there.
222
821338
1719
13:55
Okay, here goesהולך.
223
823057
3501
טוב, הנה זה מתחיל.
(צחוק)
14:05
(Laughterצחוק)
224
833667
3412
14:34
(Laughterצחוק)
225
862778
3208
(צחוק)
(מחיאות כפיים)
14:37
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
226
865986
3386
14:41
Whewוואו!
227
869372
1207
יו!
14:46
You're all thinkingחושב now,
228
874779
1517
כולכם ודאי חושבים עכשיו,
14:48
these guys are havingשיש way too much funכֵּיף,
229
876296
1975
אנשים אלה נהנים יותר מדי,
14:50
and you're probablyכנראה alsoגַם askingשואל yourselfעַצמְךָ,
230
878271
2079
וקרוב לודאי אתם שואלים את עצמכם,
14:52
why exactlyבְּדִיוּק are they buildingבִּניָן machineמְכוֹנָה athletesספורטאים?
231
880350
3936
מדוע הם בכלל בונים אתלטים מכניים?
14:56
Some conjectureלְשַׁעֵר that the roleתַפְקִיד of playלְשַׂחֵק in the animalבעל חיים kingdomמַלְכוּת
232
884286
2652
יש האומרים שתפקיד המשחק בממלכת החיות
14:58
is to honeלְחַדֵד skillsמיומנויות and developלְפַתֵחַ capabilitiesיכולות.
233
886938
2752
הוא להשחיז כישורים ולפתח יכולות.
15:01
Othersאחרים think that it has more of a socialחֶברָתִי roleתַפְקִיד,
234
889690
2066
אחרים סבורים שיש לו יותר תפקיד חברתי,
15:03
that it's used to bindלִקְשׁוֹר the groupקְבוּצָה.
235
891756
1674
שהוא משמש לגיבוש הקבוצה.
15:05
Similarlyבאופן דומה, we use the analogyאֲנָלוֹגִיָה of sportsספורט and athleticismאתלטיות
236
893430
3533
באופן דומה, אנו משתמשים
באנלוגיה של ספורט ואתלטיות
15:08
to createלִיצוֹר newחָדָשׁ algorithmsאלגוריתמים for machinesמכונה
237
896963
2079
כדי ליצור אלגוריתמים חדשים למכונות
15:11
to pushלִדחוֹף them to theirשֶׁלָהֶם limitsגבולות.
238
899042
2147
ולהביאן לקצה גבול יכולתן.
15:13
What impactפְּגִיעָה will the speedמְהִירוּת of machinesמכונה have on our way of life?
239
901189
3677
איזו השפעה תהיה למהירות
של המכונות על דרך חיינו?
15:16
Like all our pastעבר creationsיצירות and innovationsחידושים,
240
904866
2389
כמו כל יצירותינו והמצאותינו בעבר,
15:19
they mayמאי be used to improveלְשַׁפֵּר the humanבן אנוש conditionמַצָב
241
907255
2827
ניתן להשתמש בהן לשיפור התנאים האנושיים
15:22
or they mayמאי be misusedשימוש לרעה and abusedהתעללות.
242
910082
2501
או ניתן להשתמש בהן לרעה.
15:24
This is not a technicalטֶכנִי choiceבְּחִירָה we are facedפנים with;
243
912583
1923
אין זו בחירה טכנולוגית שאנו עומדים בפניה;
15:26
it's a socialחֶברָתִי one.
244
914506
1755
זוהי בחירה חברתית-מוסרית.
15:28
Let's make the right choiceבְּחִירָה,
245
916261
1390
הבה נעשה את הבחירה הנכונה,
15:29
the choiceבְּחִירָה that bringsמביא out the bestהטוב ביותר in the futureעתיד of machinesמכונה,
246
917651
2405
הבחירה שמוציאה את המיטב
מעתידן של המכונות הללו,
15:32
just like athleticismאתלטיות in sportsספורט
247
920056
1812
בדיוק כמו שאתלטיות בספורט
יכולה להוציא את המיטב מתוכנו.
15:33
can bringלְהָבִיא out the bestהטוב ביותר in us.
248
921868
2161
15:36
Let me introduceהצג you to the wizardsאשפים behindמֵאָחוֹר the greenירוק curtainוִילוֹן.
249
924029
3450
אציג בפניכם את אשפי
המחשב שמאחורי המסך הירוק.
15:39
They're the currentנוֹכְחִי membersחברים of the Flyingעַף Machineמְכוֹנָה Arenaזִירָה researchמחקר teamקְבוּצָה.
250
927479
2900
הם החברים הנוכחיים בקבוצת
המחקר "זירת המכונות המעופפות".
15:42
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
251
930379
4769
(מחיאות כפיים)
15:47
Federicoפדריקו Augugliaroאוגוגליארו, Darioדריו Brescianiniברסקיניני, Markusמרקוס HehnHehn,
252
935148
3046
פדריקו איוגוגליאריו, דאריו ברסיאניני,
מרכוס הן,
סרג'יי לופאשין, מארק מולר ורובין ריטס.
15:50
Sergeiסרגיי Lupashinלופשין, Markסימן Mullerמילר and Robinאָדוֹם הַחֲזֶה Ritzריץ.
253
938194
2824
15:53
Look out for them. They're destinedמְיוּעָד for great things.
254
941018
1932
הסתכלו עליהם. הם נועדו לגדולות.
15:54
Thank you.
255
942950
1178
תודה לכם.
15:56
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
256
944128
6354
(מחיאות כפיים)
Translated by Yubal Masalker
Reviewed by Ido Dekkers

▲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