ABOUT THE SPEAKER
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneer
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs.

Why you should listen

Raffaello D'Andrea combines academics, business, and the arts to explore the capabilities of autonomous systems. As part of his research as professor of dynamic systems and control at the Swiss Federal Institute of Technology (ETH Zürich), he and his collaborators enchant viewers with works like the self-destructing, self-assembling Robotic Chair, or the Balancing Cube that can perch itself on its corners.

D’Andrea and his team created the Flying Machine Arena to test the gravity-defying abilities of their athletic flying robots. Building on research in the Flying Machine Arena, ETH Zürich partnered with its spin-off company Verity Studios and with Cirque du Soleil to create “Sparked,” a short film showcasing the unexpected airborne dexterity of quadcopters. D’Andrea is the co-founder of Kiva Systems, a robotics company that develops intelligent automated warehouse systems and that was acquired by Amazon in 2012.

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

Raffaello D'Andrea: The astounding athletic power of quadcopters

Raffaello D'Andrea: Den utrolige atletiske kraften til quadcopters

Filmed:
12,409,728 views

I et robotlabaratorie på TEDGlobal demonstrerer Raffaelo D'Andrea sine flyvende helikoptre: roboter som tenker som atleter og løser fysiske utfordringer med algoritmer som hjelper dem å lære. I en serie av fiffige demoer viser D'Andrea droner som kaster ball, balanserer og tar kollektive avgjørelser -- og se opp for demoen av hans dette-må-jeg-ha-nå Kinect-kontrollerte helikoptre.
- 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 machinemaskin to be athleticatletisk?
0
11307
3184
Så hva vil det si at en maskin er atletisk?
00:26
We will demonstratedemonstrere the conceptkonsept of machinemaskin athleticismatletisk
1
14491
3417
Vi skal demonstrere konseptet atletiske maskiner
00:29
and the researchforskning to achieveoppnå it
2
17908
1720
og forskningen som står bak
00:31
with the help of these flyingflying machinesmaskiner calledkalt quadrocoptersquadrocopters,
3
19628
2511
ved hjelp av disse flyvemaskinene kalt quadracopters
00:34
or quadsquads, for shortkort.
4
22139
1887
ofte forkortet til quads.
00:38
QuadsQuads have been around for a long time.
5
26034
2529
Vi har hatt disse en god stund.
00:40
The reasongrunnen til that they're so popularpopulær these daysdager
6
28563
1599
Grunnen til at de er blitt så populære nå
00:42
is because they're mechanicallymekanisk simpleenkel.
7
30162
1965
er fordi de er mekanisk enkle.
00:44
By controllingkontrollerende the speedshastigheter of these fourfire propellersPropeller,
8
32127
2108
Ved å kontrollere hastigheten til disse fire propellene
00:46
these machinesmaskiner can rollrull, pitchtonehøyde, yawyaw,
9
34235
3048
kan maskinene rulle, pitche, dreie
00:49
and accelerateakselerere alonglangs theirderes commonfelles orientationretning.
10
37283
2825
og aksellerere rundt deres felles orientasjon.
00:52
On boardborde are alsoogså a batterybatteri, a computerdatamaskin,
11
40108
3071
Om bord finnes også et batteri, en datamaskin,
00:55
variousdiverse sensorssensorer and wirelesstrådløst radiosradioer.
12
43179
3954
forskjellige sensorer og trådløse radioer.
00:59
QuadsQuads are extremelyekstremt agilesmidig, but this agilityagility comeskommer at a costkoste.
13
47133
4629
De er ekstremt smidige, men denne smidigheten har sin pris.
01:03
They are inherentlyiboende unstableustabil, and they need some formskjema
14
51762
2992
De er inneboende ustabile, og trenger en eller annen form
01:06
of automaticautomatisk feedbacktilbakemeldinger controlkontroll in orderrekkefølge to be ablei stand to flyfly.
15
54754
3972
for automatisk tilbakemelding for å kunne fly.
01:16
So, how did it just do that?
16
64259
3238
Så hvordan fikk jeg til det?
01:19
CamerasKameraer on the ceilingtak and a laptoplaptop
17
67497
1818
I taket finnes det kameraer koblet til en bærbar PC
01:21
servetjene as an indoorinnendørs globalglobal positioningposisjonering systemsystem.
18
69315
2576
som fungerer som en innendørs GPS.
01:23
It's used to locateFinn objectsobjekter in the spacerom
19
71891
2185
Disse brukes for å lokalisere objekter i rommet
01:26
that have these reflectivereflekterende markersmarkører on them.
20
74076
2527
som har disse reflekterende markørene på seg.
01:28
This datadata is then sentsendt to anotheren annen laptoplaptop
21
76603
2061
Dataene blir deretter sendt til en annen bærbar datamaskin
01:30
that is runningløping estimationanslag and controlkontroll algorithmsalgoritmer,
22
78664
2211
som går igjennom estimering- og kontrollalgoritmer
01:32
whichhvilken in turnsving sendssender commandskommandoer to the quadQuad,
23
80875
1886
for igjen å sende kommandoer til helikopteret
01:34
whichhvilken is alsoogså runningløping estimationanslag and controlkontroll algorithmsalgoritmer.
24
82761
3485
som også kjører estimering- og kontrollalgoritmer.
01:41
The bulkbulk of our researchforskning is algorithmsalgoritmer.
25
89620
2510
Brorparten av vår forskning er algoritmer.
01:44
It's the magicmagi that bringsbringer these machinesmaskiner to life.
26
92130
4161
De står for magien som gjør maskinene levende.
01:48
So how does one designdesign the algorithmsalgoritmer
27
96291
2043
Så hvordan designer man algoritmer
01:50
that createskape a machinemaskin athleteidrettsutøver?
28
98334
2277
som skaper en atletisk maskin?
01:52
We use something broadlybredt calledkalt model-basedmodell-basert designdesign.
29
100611
2880
Vi bruker noe som utbredt kalles modellbasert design.
01:55
We first capturefangst the physicsfysikk with a mathematicalmatematisk modelmodell
30
103491
3154
Først finner vi ut av fysikken, med en matematisk modell,
01:58
of how the machinesmaskiner behaveoppfør deg.
31
106645
2134
for hvordan maskinene oppfører seg.
02:00
We then use a branchgren of mathematicsmatematikk
32
108779
2297
Deretter bruker vi en gren av matematikk
02:03
calledkalt controlkontroll theoryteori to analyzeanalysere these modelsmodeller
33
111076
2831
kalt kontrollteori for å analysere disse modellene
02:05
and alsoogså to synthesizesyntetisere algorithmsalgoritmer for controllingkontrollerende them.
34
113907
3913
samt komponere algoritmer for å kontrollere de.
02:09
For exampleeksempel, that's how we can make the quadQuad hoverhover.
35
117820
3048
Det er for eksempel slik vi kan la helikopteret sveve på samme plass i luften.
02:12
We first capturedfanget the dynamicsdynamikk
36
120868
1408
Først fant vi ut av dynamikken
02:14
with a setsett of differentialdifferensial equationsligninger.
37
122276
1906
ved hjelp av et sett differensialligninger.
02:16
We then manipulatemanipulere these equationsligninger with the help
38
124182
2349
Deretter manipulerte vi disse ligningende ved hjelp av
02:18
of controlkontroll theoryteori to createskape algorithmsalgoritmer that stabilizestabilisere the quadQuad.
39
126531
4640
kontrollteori for å skape algoritmer som stabliserer helikopteret.
02:23
Let me demonstratedemonstrere the strengthstyrke of this approachnærme seg.
40
131171
2946
La meg demonstrere styrken ved denne strategien.
02:29
SupposeAnta that we want this quadQuad to not only hoverhover
41
137198
2549
Hva om vi ikke bare vil at helikopteret skal stå stille,
02:31
but to alsoogså balancebalansere this polestang.
42
139747
2782
men også skal balansere denne pålen.
02:34
With a little bitbit of practiceøve på,
43
142529
1844
Ved hjelp av litt øving er det
02:36
it's prettyganske straightforwardrett fram for a humanmenneskelig beingå være to do this,
44
144373
2391
ganske lett for et menneske å lære seg dette,
02:38
althoughselv om we do have the advantagefordel of havingha
45
146764
1755
men vi har riktignok fordelene ved å ha
02:40
two feetføtter on the groundbakke
46
148519
1328
to bein i bakken
02:41
and the use of our very versatileallsidig handshender.
47
149847
2957
samt svært anvendelige hender.
02:44
It becomesblir a little bitbit more difficultvanskelig
48
152804
2469
Det blir litt vanskeligere
02:47
when I only have one footfot on the groundbakke
49
155273
2296
når jeg står på ett bein
02:49
and when I don't use my handshender.
50
157569
2799
og ikke bruker hendene.
02:52
NoticeVarsel how this polestang has a reflectivereflekterende markermarkør on toptopp,
51
160368
2951
Legg merke til at denne pålen har en reflektiv markør på toppen,
02:55
whichhvilken meansmidler that it can be locatedplassert in the spacerom.
52
163319
3894
noe som betyr at den kan lokaliseres i rommet.
03:04
(ApplauseApplaus)
53
172971
5976
(Applaus)
03:10
You can noticelegge merke til that this quadQuad is makinglager fine adjustmentsjusteringer
54
178947
2826
Du kan se at helikopteret gjør små justeringer
03:13
to keep the polestang balancedbalanserte.
55
181773
2195
for å holde pålen balansert.
03:15
How did we designdesign the algorithmsalgoritmer to do this?
56
183968
3059
Hvordan designet vi algoritmene til å gjøre dette?
03:19
We addedla til the mathematicalmatematisk modelmodell of the polestang
57
187027
2105
Vi la inn den matematiske modellen til pålen
03:21
to that of the quadQuad.
58
189132
1519
til helikopterets modell.
03:22
OnceEn gang we have a modelmodell of the combinedkombinert quad-poleQuad-polet systemsystem,
59
190651
2954
Så fort vi har en modell for det kombinerte quad-påle-systemet
03:25
we can use controlkontroll theoryteori to createskape algorithmsalgoritmer for controllingkontrollerende it.
60
193605
4933
kan vi bruke kontrollteori for å styre den.
03:30
Here, you see that it's stablestabil,
61
198538
1588
Her ser dere at den er stabil,
03:32
and even if I give it little nudgesknuff,
62
200126
2693
og selv om jeg gir den et lite dult,
03:34
it goesgår back to the nicehyggelig, balancedbalanserte positionposisjon.
63
202819
5403
går den tilbake til en rolig og balansert posisjon.
03:40
We can alsoogså augmentøke the modelmodell to includeinkludere
64
208222
1663
Vi kan også endre modellen til å inkludere
03:41
where we want the quadQuad to be in spacerom.
65
209885
2441
hvor vi ønsker å plassere helikopteret i rommet.
03:44
UsingBruke this pointerpekeren, madelaget out of reflectivereflekterende markersmarkører,
66
212326
3069
Ved hjelp av denne pekeren, laget av reflektive markører,
03:47
I can pointpunkt to where I want the quadQuad to be in spacerom
67
215395
2224
kan jeg peke på hvor jeg vil at den skal være i rommet
03:49
a fixedfast distanceavstand away from me.
68
217619
3367
en bestemt avstand ifra meg.
04:07
The keynøkkel to these acrobaticakrobatiske maneuversmanøvrer is algorithmsalgoritmer,
69
235763
2902
Nøkkelen til disse akrobatiske manøvrene er algoritmer
04:10
designedutformet with the help of mathematicalmatematisk modelsmodeller
70
238665
2426
designet ved hjelp av matematiske modeller
04:13
and controlkontroll theoryteori.
71
241091
1950
og kontrollteori.
04:15
Let's tell the quadQuad to come back here
72
243041
2214
La oss be helikopteret komme tilbake hit,
04:17
and let the polestang dropmiste,
73
245255
1819
legge fra seg pålen,
04:19
and I will nextneste demonstratedemonstrere the importancebetydning
74
247074
1918
så skal jeg videre demonstrere viktigheten av
04:20
of understandingforståelse physicalfysisk modelsmodeller
75
248992
2119
forståelse for fysiske modeller
04:23
and the workingshjemkomsten of the physicalfysisk worldverden.
76
251111
4120
og hvordan den fysiske verden fungerer.
04:37
NoticeVarsel how the quadQuad losttapt altitudehøyde
77
265462
1770
Legg merke til hvordan helikopteret mistet høyde
04:39
when I put this glassglass of watervann on it.
78
267232
2082
når jeg puttet dette vannglasset på den.
04:41
UnlikeI motsetning til the balancingbalansering polestang, I did not includeinkludere
79
269314
2801
Til forskjell fra når vi balanserte pålen, så har jeg
04:44
the mathematicalmatematisk modelmodell of the glassglass in the systemsystem.
80
272115
2584
ikke inkludert den matematiske modellen av glasset i systemet.
04:46
In factfaktum, the systemsystem doesn't even know that the glassglass of watervann is there.
81
274699
2919
Faktisk så er ikke systemet en gang klar over at glasset med vann er der.
04:49
Like before, I could use the pointerpekeren to tell the quadQuad
82
277618
3292
Som tidligere så kan jeg bruke pekeren for å si
04:52
where I want it to be in spacerom.
83
280910
2589
hvor jeg vil at helikopteret skal befinne seg.
04:55
(ApplauseApplaus)
84
283499
9597
(Applaus)
05:05
Okay, you should be askingspør yourselfdeg selv,
85
293096
2110
Ok, så du spør kanskje deg selv,
05:07
why doesn't the watervann fallfalle out of the glassglass?
86
295206
2509
hvorfor går ikke vannet ut av glasset?
05:09
Two factsfakta: The first is that gravitytyngdekraften actshandlinger
87
297715
3211
Det er to grunner: Først av alt så vil tyngdekraften
05:12
on all objectsobjekter in the samesamme way.
88
300926
2125
påvirke alle objekter på lik måte.
05:15
The secondsekund is that the propellersPropeller are all pointingpeker
89
303051
2464
For det andre peker alle propellene
05:17
in the samesamme directionretning of the glassglass, pointingpeker up.
90
305515
3127
i samme retning som glasset - oppover.
05:20
You put these two things togethersammen, the netnett resultresultat
91
308642
2377
Når man setter disse to tingene sammen er resulatet
05:23
is that all sideside forceskrefter on the glassglass are smallliten
92
311019
2287
at alle krefter fra sidene på glasset er små
05:25
and are mainlyhovedsakelig dominateddominert by aerodynamicaerodynamisk effectseffekter,
93
313306
2785
og er stort sett dominert av luftmotsand
05:28
whichhvilken as these speedshastigheter are negligibleubetydelig.
94
316091
3841
som er svært liten i denne hastigheten.
05:35
And that's why you don't need to modelmodell the glassglass.
95
323336
2071
Derfor trenger man ikke å modellere glasset.
05:37
It naturallynaturlig doesn't spilloljeutslipp no mattersaken what the quadQuad does.
96
325407
3848
Det vil på naturlig vis ikke renne over uansett hva helikopteret gjør.
05:50
(ApplauseApplaus)
97
338651
7051
(Applaus)
05:57
The lessonlekse here is that some high-performancehøy ytelse tasksoppgaver
98
345702
4016
Det vi kan lære av dette er at noen oppgaver som
06:01
are easierlettere than othersandre,
99
349718
1397
krever høy ytelse er enklere enn andre,
06:03
and that understandingforståelse the physicsfysikk of the problemproblem
100
351115
2296
og at forståelse for fysikken i et problem forteller
06:05
tellsforteller you whichhvilken onesseg are easylett and whichhvilken onesseg are hardhard.
101
353411
2616
noe om hvilke som er enkle og vanskelige
06:08
In this instanceforekomst, carryingfrakte a glassglass of watervann is easylett.
102
356027
2359
I dette tilfellet er det å balansere et glass enkelt.
06:10
BalancingBalansering a polestang is hardhard.
103
358386
3785
Å balansere en påle er vanskelig.
06:14
We'veVi har all heardhørt storieshistorier of athletesidrettsutøvere
104
362171
1802
Vi har alle hørt om atleter som
06:15
performingutfører featsbragder while physicallyfysisk injuredskadet.
105
363973
2493
yter selv når de er fysisk skadet.
06:18
Can a machinemaskin alsoogså performutføre
106
366466
1519
Er det mulig for en maskin også
06:19
with extremeekstrem physicalfysisk damageskader?
107
367985
2651
å yte med ekstreme fysiske skader?
06:22
ConventionalKonvensjonelle wisdomvisdom sayssier that you need
108
370636
1726
Sunn fornuft tilsier at du trenger minst
06:24
at leastminst fourfire fixedfast motormotor propellerpropell pairsparene in orderrekkefølge to flyfly,
109
372362
3690
fire fastmonterte propellerpar for å kunne fly,
06:28
because there are fourfire degreesgrader of freedomfrihet to controlkontroll:
110
376052
2112
fordi det er fire grader av frihet som kontrolleres:
06:30
rollrull, pitchtonehøyde, yawyaw and accelerationakselerasjon.
111
378164
3028
rulle, pitch, dreie og aksellerasjon.
06:33
HexacoptersHexacopters and octocoptersoctocopters, with sixseks and eightåtte propellersPropeller,
112
381192
3245
Hexakoptere og oktokoptere, med seks og åtte propeller
06:36
can providegi redundancyredundans,
113
384437
1483
kan tilby redundans,
06:37
but quadrocoptersquadrocopters are much more popularpopulær
114
385920
1989
men kvadrakoptere er langt mer populære
06:39
because they have the minimumminimum numberAntall
115
387909
1815
fordi de har det minste antallet
06:41
of fixedfast motormotor propellerpropell pairsparene: fourfire.
116
389724
2476
påkrevde fastmonterte propellpar: fire.
06:44
Or do they?
117
392200
1965
Eller?
07:01
If we analyzeanalysere the mathematicalmatematisk modelmodell of this machinemaskin
118
409476
2600
Dersom vi analyserer de matematiske modellene av denne maskinen
07:04
with only two workingarbeider propellersPropeller,
119
412076
2176
med kun to fungerende propeller,
07:06
we discoveroppdage that there's an unconventionalukonvensjonell way to flyfly it.
120
414252
6756
oppdater vi at det er en uordinær måte å fly den på.
07:19
We relinquishOppgi controlkontroll of yawyaw,
121
427980
1706
Vi kan ikke lenger dreie,
07:21
but rollrull, pitchtonehøyde and accelerationakselerasjon can still be controlledkontrollert
122
429686
3070
men det er fortsatt mulig å rulle, pitche og aksellerere
07:24
with algorithmsalgoritmer that exploitutnytte this newny configurationkonfigurasjon.
123
432756
5452
med algoritmer som utnytter den nye konfigurasjonen.
07:33
MathematicalMatematiske modelsmodeller tell us exactlynøyaktig when
124
441668
2432
Matematiske modeller forteller oss nøyaktig når
07:36
and why this is possiblemulig.
125
444100
2072
og hvorfor dette er mulig.
07:38
In this instanceforekomst, this knowledgekunnskap allowsmuliggjør us to designdesign
126
446172
2368
I dette tilfellet gjør denne kunnskapen det mulig for
07:40
novelroman machinemaskin architecturesarkitekturer
127
448540
2256
oss å designe nye maskinarkitekturer
07:42
or to designdesign cleverflink algorithmsalgoritmer that gracefullygrasiøst handlehåndtak damageskader,
128
450796
4176
eller smarte algoritmer som elegant håndterer skader,
07:46
just like humanmenneskelig athletesidrettsutøvere do,
129
454972
1724
på samme måte som menneskelige atleter,
07:48
insteadi stedet of buildingbygning machinesmaskiner with redundancyredundans.
130
456696
3823
i stedet for å bygge maskiner med redundans.
07:52
We can't help but holdholde our breathpust when we watch
131
460519
2112
Det er vanskelig å ikke holde pusten når vi ser
07:54
a diverdykker somersaultingsomersaulting into the watervann,
132
462631
2437
en stuper tar en saltomortale mot vannet,
07:57
or when a vaultervaulter is twistingvri in the airluft,
133
465068
1790
eller når en høydehopper snur seg i luften,
07:58
the groundbakke fastfort approachingnærmer seg.
134
466858
1718
og faller raskt mot bakken.
08:00
Will the diverdykker be ablei stand to pulldra off a riphvil i fred entryinngang?
135
468576
2568
Klarer stuperen en perfekt inngang?
08:03
Will the vaultervaulter stickpinne the landinglanding?
136
471144
2000
Vil høydehopperen lande riktig.
08:05
SupposeAnta we want this quadQuad here
137
473144
1668
La oss si at vi vil at dette helikopteret
08:06
to performutføre a tripletrippel flipflip and finishbli ferdig off
138
474812
2451
skal ta tre saltoer og avslutte på
08:09
at the exactnøyaktig samesamme spotfå øye på that it startedstartet.
139
477263
2269
nøyaktig det samme sted som det startet.
08:11
This maneuvermanøver is going to happenskje so quicklyraskt
140
479532
2347
Denne manøveren kommer til å skje så raskt
08:13
that we can't use positionposisjon feedbacktilbakemeldinger to correctriktig the motionbevegelse duringi løpet av executionhenrettelse.
141
481879
3629
at vi kan ikke bruke posisjonssystemet for å korrigere bevegelsene underveis.
08:17
There simplyganske enkelt isn't enoughnok time.
142
485508
2274
Det er rett og slett ikke nok tid.
08:19
InsteadI stedet, what the quadQuad can do is performutføre the maneuvermanøver blindlyblindt,
143
487782
3694
I stedet kan helikopteret få utføre manøveren blindt,
08:23
observeobservere how it finishesferdig the maneuvermanøver,
144
491476
2232
observere hvordan den avslutter,
08:25
and then use that informationinformasjon to modifymodifisere its behavioroppførsel
145
493708
2424
for deretter å bruke informasjonen til å endre sin
08:28
so that the nextneste flipflip is better.
146
496132
2289
oppførsel slik at det neste forsøket blir bedre.
08:30
SimilarLignende to the diverdykker and the vaultervaulter,
147
498421
1812
Til sammenligning med stuperen og høydehopperen
08:32
it is only throughgjennom repeatedgjentas practiceøve på
148
500233
1919
er det kun gjennom repetert øvelse
08:34
that the maneuvermanøver can be learnedlært and executedhenrettet
149
502152
1925
at manøveren kan bli lært og utført
08:36
to the highesthøyeste standardstandard.
150
504077
2133
til høyeste standard.
08:46
(ApplauseApplaus)
151
514412
4752
(Applaus)
08:51
StrikingSlående a movingflytting ballball is a necessarynødvendig skillferdighet in manymange sportssport.
152
519164
3472
I mange sporter er det å treffe en ball i bevegelse er en nødvendig ferdighet.
08:54
How do we make a machinemaskin do
153
522636
1795
Hvordan kan vi få en maskin til
08:56
what an athleteidrettsutøver does seeminglytilsynelatende withoututen effortanstrengelse?
154
524431
3753
å gjøre det en atlét gjør tilsynelatende enkelt?
09:15
(ApplauseApplaus)
155
543943
6599
(Applaus)
09:22
This quadQuad has a racketracketen strappedfastspent ontovidere til its headhode
156
550542
2650
Dette helikopteret har en racket festet til hodet
09:25
with a sweetsøt spotfå øye på roughlyomtrent the sizestørrelse of an appleeple, so not too largestor.
157
553192
3487
med et treffpunkt på omtrentlig størrelse med et eple. Altså ikke veldig stort.
09:28
The followingfølgende calculationsberegningene are madelaget everyhver 20 millisecondsmillisekunder,
158
556679
3167
De påfølgende kalkuleringene blir gjort hver 20. millisekund,
09:31
or 50 timesganger perper secondsekund.
159
559846
1756
eller 50 ganger per sekund.
09:33
We first figurefigur out where the ballball is going.
160
561602
2812
Først må vi finne ut hvor ballen skal hen.
09:36
We then nextneste calculateregne ut how the quadQuad should hittruffet the ballball
161
564414
2437
Deretter må vi kalkulere hvordan helikopteret skal treffe ballen
09:38
so that it fliesfluer to where it was thrownkastet from.
162
566851
3099
slik at den flyr tilbake der den kom fra.
09:41
ThirdTredje, a trajectorybane is plannedplanlagt that carriesbærer the quadQuad
163
569950
4456
Så planlegges en bane som helikopteret kan fly i fra
09:46
from its currentnåværende statestat to the impactinnvirkning pointpunkt with the ballball.
164
574406
3024
der den er nå til punktet der ballen treffer.
09:49
FourthFjerde, we only executehenrette 20 milliseconds'millisekunder' worthverdi of that strategystrategi.
165
577430
3809
Denne strategien kjøres kun 20 millisekunder av gangen.
09:53
TwentyTjue millisecondsmillisekunder laterseinere, the wholehel processprosess is repeatedgjentas
166
581239
2807
Tjue millisekunder senere så gjentas hele prosessen
09:56
untilfør the quadQuad strikesstreik the ballball.
167
584046
2243
på nytt til helikopteret treffer ballen.
10:07
(ApplauseApplaus)
168
595560
2646
(Applaus)
10:10
MachinesMaskiner can not only performutføre dynamicdynamisk maneuversmanøvrer on theirderes ownegen,
169
598206
3372
Maskiner kan ikke bare gjennomføre dynamiske
manøvre på egenhånd,
10:13
they can do it collectivelysamlet.
170
601578
1863
de kan også gjøre det kollektivt.
10:15
These threetre quadsquads are cooperativelyfellesskap carryingfrakte a skyhimmel netnett.
171
603441
3587
Disse tre helikopterne holder et nett sammen.
10:28
(ApplauseApplaus)
172
616574
5411
(Applaus)
10:33
They performutføre an extremelyekstremt dynamicdynamisk
173
621985
2197
De gjennomfører en ekstremt dynamisk
10:36
and collectivekollektive maneuvermanøver
174
624182
2168
og kollektiv manøver
10:38
to launchlanseringen the ballball back to me.
175
626350
1692
for å slå ballen tilbake til meg.
10:40
NoticeVarsel that, at fullfull extensionforlengelse, these quadsquads are verticalvertikal.
176
628042
3511
Legg merke til at når nettet er fullt utstrekt står helikoptrene vertikalt.
10:48
(ApplauseApplaus)
177
636486
1772
(Applaus)
10:50
In factfaktum, when fullyfullt extendedforlenget,
178
638258
2287
Faktisk er kraften som påføres
10:52
this is roughlyomtrent fivefem timesganger greaterstørre than what a bungeeStrikk jumpergenser feelsføles
179
640545
2685
helikopterne omtrent fem ganger så kraftig
10:55
at the endslutt of theirderes launchlanseringen.
180
643230
4588
sammenlignet med en strikkhopper.
11:03
The algorithmsalgoritmer to do this are very similarlignende
181
651009
2677
Algoritmene for å gjøre dette er veldig like
11:05
to what the singleenkelt quadQuad used to hittruffet the ballball back to me.
182
653686
3384
sammenlignet med det ene helikopteret som returnerte ballen til meg.
11:09
MathematicalMatematiske modelsmodeller are used to continuouslykontinuerlig re-planplanlegge
183
657070
2864
Matematiske modeller blir brukt kontinuerlig for å
11:11
a cooperativeKooperativ strategystrategi 50 timesganger perper secondsekund.
184
659934
4515
planlegge strategien for samarbeidet 50 ganger i sekunder.
11:16
Everything we have seensett so farlangt has been
185
664449
1877
Alt vi har sett så langt har handlet om
11:18
about the machinesmaskiner and theirderes capabilitiesevner.
186
666326
2463
maskiner og deres evner.
11:20
What happensskjer when we couplepar this machinemaskin athleticismatletisk
187
668789
3015
Hva skjer når vi kobler de atletiske evnene til maskinene
11:23
with that of a humanmenneskelig beingå være?
188
671804
1776
med menneskets evner?
11:25
What I have in frontfront of me is a commercialkommersiell gesturegest sensorsensor
189
673580
3805
Foran meg har jeg en kommersiell bevegelsessensor
11:29
mainlyhovedsakelig used in gamingspill.
190
677385
1309
som primært er brukt til videospill.
11:30
It can recognizegjenkjenne what my variousdiverse bodykropp partsdeler
191
678694
1804
Den kan gjenkjenne hva de forskjellige kroppsdelene
11:32
are doing in realekte time.
192
680498
2048
mine gjøre i sanntid.
11:34
SimilarLignende to the pointerpekeren that I used earlierTidligere,
193
682546
2116
Ikke ulikt hvordan jeg brukte
pekeren tidligere
11:36
we can use this as inputsinnganger to the systemsystem.
194
684662
2792
kan vi benytte dette som input til systemet.
11:39
We now have a naturalnaturlig way of interactingsamhandler
195
687454
2396
Vi har nå en naturlig måte å kombinere
11:41
with the raw athleticismatletisk of these quadsquads with my gesturesgester.
196
689850
4944
maskinenes atletiske ferdigheter med mine bevegelser.
12:22
(ApplauseApplaus)
197
730453
4400
(Applaus)
12:35
InteractionSamhandling doesn't have to be virtualvirtuell. It can be physicalfysisk.
198
743982
4007
Interaksjonen trenger ikke være virtuell.
Den kan også være fysisk.
12:39
Take this quadQuad, for exampleeksempel.
199
747989
1725
Ta for eksempel dette helikopteret.
12:41
It's tryingprøver to stayoppholde seg at a fixedfast pointpunkt in spacerom.
200
749714
2628
Det forsøker å sveve på et bestemt sted i rommet.
12:44
If I try to movebevege seg it out of the way, it fightskamper me,
201
752342
3837
Dersom jeg forsøker å flytte det vekk,
stritter den i mot.
12:48
and movesbeveger seg back to where it wants to be.
202
756179
4155
Det flytter seg tilbake der den vil være.
12:52
We can changeendring this behavioroppførsel, howeverderimot.
203
760334
3039
Vi kan riktignok forandre denne oppførselen.
12:55
We can use mathematicalmatematisk modelsmodeller
204
763373
1699
Vi kan benytte matematiske modeller
12:57
to estimateanslag the forcemakt that I'm applyingsøknad to the quadQuad.
205
765072
3133
for å anslå kraften som jeg påfører helikopteret.
13:00
OnceEn gang we know this forcemakt, we can alsoogså changeendring the lawslover of physicsfysikk,
206
768205
3238
Når vi vet om denne kraften kan vi også endre fysikkens lover,
13:03
as farlangt as the quadQuad is concernedbekymret, of coursekurs.
207
771443
4499
for alt helikopteret vet, naturligvis.
13:07
Here the quadQuad is behavingoppfører seg as if it were
208
775942
2263
Her oppfører helikopteret seg som om det
13:10
in a viscoustyktflytende fluidvæske.
209
778205
4365
flyter i en tjukk væske.
13:14
We now have an intimateintime way
210
782570
2174
Vi har nå en intim måte for
13:16
of interactingsamhandler with a machinemaskin.
211
784744
1849
å oppnå interaksjon med maskinen.
13:18
I will use this newny capabilityevne to positionposisjon
212
786593
2506
Jeg skal benytte denne muligheten for å
13:21
this camera-carryingkamera-bærer quadQuad to the appropriatepassende locationplassering
213
789099
2577
plassere dette kamera-helikopteret på
en passelig plass
13:23
for filmingfilming the remainderrest of this demonstrationdemonstrasjon.
214
791676
3186
slik at den kan filme resten av demonstrasjonen.
13:36
So we can physicallyfysisk interactsamhandle with these quadsquads
215
804222
2768
Vi kan altså fysisk påvirke disse maskinene
13:38
and we can changeendring the lawslover of physicsfysikk.
216
806990
2403
og vi kan endre fysikkens lover.
13:41
Let's have a little bitbit of funmoro with this.
217
809393
2313
La oss ha det litt moro med dette.
13:43
For what you will see nextneste, these quadsquads
218
811706
1704
I den neste delen vil disse helikopterne
13:45
will initiallyi utgangspunktet behaveoppfør deg as if they were on PlutoPluto.
219
813410
3496
opprinnelig oppføre seg som om de var på Pluto.
13:48
As time goesgår on, gravitytyngdekraften will be increasedøkt
220
816906
2312
Etter hvert som tiden går vil tyngdekraften økes
13:51
untilfør we're all back on planetplanet EarthJorden,
221
819218
2120
til vi er tilbake på jorden,
13:53
but I assureforsikrer you we won'tvil ikke get there.
222
821338
1719
men jeg kan garantere at vi ikke kommer dit.
13:55
Okay, here goesgår.
223
823057
3501
Okay, da prøver vi.
14:05
(LaughterLatter)
224
833667
3412
(Latter)
14:34
(LaughterLatter)
225
862778
3208
(Latter)
14:37
(ApplauseApplaus)
226
865986
3386
(Applaus)
14:41
WhewPuh!
227
869372
1207
Whew!
14:46
You're all thinkingtenker now,
228
874779
1517
Dere tenker sikkert nå at
14:48
these guys are havingha way too much funmoro,
229
876296
1975
disse gutta har det alt for moro.
14:50
and you're probablysannsynligvis alsoogså askingspør yourselfdeg selv,
230
878271
2079
Du spør sikkert også
14:52
why exactlynøyaktig are they buildingbygning machinemaskin athletesidrettsutøvere?
231
880350
3936
hvorfor bygger vi disse maskinatletene?
14:56
Some conjectureformodning that the rolerolle of playspille in the animaldyr kingdomkongedømme
232
884286
2652
Noen påstår at lekens rolle i dyreriket
14:58
is to honeBryne skillsferdigheter and developutvikle capabilitiesevner.
233
886938
2752
er å finpusse ferdigheter og utvikle evner.
15:01
OthersAndre think that it has more of a socialsosial rolerolle,
234
889690
2066
Andre mener at det har en sosial rolle,
15:03
that it's used to bindbinde the groupgruppe.
235
891756
1674
at det binder gruppen sammen.
15:05
SimilarlyTilsvarende, we use the analogyanalogi of sportssport and athleticismatletisk
236
893430
3533
På same måte bruker vi analogien med
sport og atleter
15:08
to createskape newny algorithmsalgoritmer for machinesmaskiner
237
896963
2079
for å skape nye algoritmer for maskiner
15:11
to pushtrykk them to theirderes limitsgrenser.
238
899042
2147
og presse de til grensene deres.
15:13
What impactinnvirkning will the speedhastighet of machinesmaskiner have on our way of life?
239
901189
3677
Hvor kraftig vil maskiners hurtighet
påvirke vår levemåte?
15:16
Like all our pastforbi creationskreasjoner and innovationsinnovasjoner,
240
904866
2389
På samme måte som tidligere
oppfinnelser og innovasjoner
15:19
they maykan be used to improveforbedre the humanmenneskelig conditionbetingelse
241
907255
2827
kan de brukes for å forbedre menneskets tilstand
15:22
or they maykan be misusedmisbrukt and abusedmisbrukt.
242
910082
2501
eller bli misbrukt og utnyttet.
15:24
This is not a technicalteknisk choicevalg we are facedmøtt with;
243
912583
1923
Det er ikke teknisk valg vi står ovenfor;
15:26
it's a socialsosial one.
244
914506
1755
det er et sosialt.
15:28
Let's make the right choicevalg,
245
916261
1390
La oss ta det riktige valget.
15:29
the choicevalg that bringsbringer out the bestbeste in the futureframtid of machinesmaskiner,
246
917651
2405
Valget som bringer det beste
ut av maskinenes fremtid
15:32
just like athleticismatletisk in sportssport
247
920056
1812
på samme måte som atletiske ferdigheter
15:33
can bringbringe out the bestbeste in us.
248
921868
2161
i sport bringer frem det beste i oss.
15:36
Let me introduceintrodusere you to the wizardsveivisere behindbak the greengrønn curtaingardin.
249
924029
3450
La meg introdusere dere for tryllemennene
bak det grønne teppet.
15:39
They're the currentnåværende membersmedlemmer of the FlyingFlying MachineMaskinen ArenaArena researchforskning teamteam.
250
927479
2900
De er nåværende medlemmer av forskningsteamet the Flying Machine Arena
15:42
(ApplauseApplaus)
251
930379
4769
(Applaus)
15:47
FedericoFederico AugugliaroAugugliaro, DarioDario BrescianiniBrescianini, MarkusMarkus HehnHehn,
252
935148
3046
Federico Augugliaro, Dario Brescianini , Markus Hehn,
15:50
SergeiSergej LupashinLupashin, MarkMerke MullerMuller and RobinRobin RitzRitz.
253
938194
2824
Sergei Lupashin, Mark Muller and Robin Ritz.
15:53
Look out for them. They're destinedskjebne for great things.
254
941018
1932
Hold et øye med dem. De er ment for store ting.
15:54
Thank you.
255
942950
1178
Takk.
15:56
(ApplauseApplaus)
256
944128
6354
(Applaus)
Translated by Theodor Tonum
Reviewed by Jon Arne Toft

▲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