ABOUT THE SPEAKER
Péter Fankhauser - Roboticist
Péter Fankhauser is the leader of a team of students working on Rezero, a robot that balances on a single sphere.

Why you should listen

Mechanical engineer Péter Fankhauser is leading a large team of student engineers and designers at the Swiss federal institute of technology in Zurich who are building a robot that balances and drives on a single sphere. Other roboticists have explored this idea, of stabilizing a robot on a ball, but what Fankhauser and his fellow students hoped to do was make it dance. “Adding dynamics was definitely one of our goals,” he says.

Working with researchers including Michael Neunert and Thomas Kammermann,  the team has produced Rezero, a ballbot prototype that can slalom around, resist toppling up to 17 degrees off vertical, and inspire myriad uses. Designed for high acceleration, it moves in an organic and even elegant way.  Fankhauser has started graduate studies in mechanical engineering this fall with a focus on robotics, control and construction.

He says of Rezero: "He wants to demonstrate what he can do, as if he was saying, ‘Backwards, forwards. I can do it all. Look at me!'"

More profile about the speaker
Péter Fankhauser | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2011

Péter Fankhauser: Meet Rezero, the dancing ballbot

Péter Fankhauser stelt voor: Rezero, de dansende balbot

Filmed:
599,850 views

Op het podium van TEDGlobel demonstreert Péter Fankhauser Rezero, een robot die op een bal balanceert. Rezero werd ontworpen door een groep ingenieursstudenten. Hij is de eerste balbot die snel en gracieus beweegt - en zelfs danst.
- Roboticist
Péter Fankhauser is the leader of a team of students working on Rezero, a robot that balances on a single sphere. Full bio

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

00:16
Let me introducevoorstellen to you RezeroRezero.
0
1000
3000
Ik stel jullie graag voor aan Rezero.
00:19
This little fellowkameraad was developedontwikkelde
1
4000
2000
Dit kereltje werd ontwikkeld
00:21
by a groupgroep of 10 undergraduateundergraduate studentsstudenten
2
6000
2000
door een groep van 10 bachelorstudenten
00:23
at the AutonomousAutonome SystemsSystemen LaboratoryLaboratorium
3
8000
2000
aan het Laboratorium voor Autonome Systemen
00:25
at ETH-ZurichETH-Zurich.
4
10000
2000
van ETH Zürich.
00:27
Our robotrobot belongsbehoort to a familyfamilie of robotsrobots
5
12000
2000
Onze robot behoort tot de robotfamilie
00:29
calledriep BallbotsBallbots.
6
14000
2000
van de balbots.
00:31
InsteadIn plaats daarvan of wheelswielen, a BallbotBallbot is balancingBalancing
7
16000
2000
Een balbot heeft geen wielen, maar balanceert
00:33
and movingin beweging on one singlesingle ballbal.
8
18000
2000
en beweegt op één enkele bal.
00:35
The mainhoofd characteristicskenmerken of suchzodanig a systemsysteem is
9
20000
2000
Het belangrijkste kenmerk van zo'n systeem is
00:37
that there's one solezool contactcontact pointpunt to the groundgrond.
10
22000
3000
dat er één enkel contactpunt met de grond is.
00:40
This meansmiddelen that the robotrobot
11
25000
2000
Dat betekent dat de robot
00:42
is inherentlyinherent unstableunstable.
12
27000
2000
wezenlijk onstabiel is.
00:44
It's like when I am tryingproberen to standstand
13
29000
2000
Het is alsof ik probeer te staan
00:46
on one footvoet.
14
31000
1000
op één voet.
00:47
You mightmacht askvragen yourselfjezelf, what's the usefulnessnut
15
32000
2000
Je kan je afvragen wat het nut is
00:49
of a robotrobot that's unstableunstable?
16
34000
2000
van een onstabiele robot.
00:51
Now we'llgoed explainuitleg geven that in a secondtweede.
17
36000
2000
Dat leg ik zometeen uit.
00:53
Let me first explainuitleg geven how RezeroRezero
18
38000
2000
Laat me eerst toelichten hoe Rezero
00:55
actuallywerkelijk keepshoudt his balancebalans.
19
40000
2000
zijn evenwicht bewaart.
00:57
RezeroRezero keepshoudt his balancebalans by constantlyvoortdurend
20
42000
2000
Rezero bewaart zijn evenwicht door constant
00:59
measuringmeten his pitchtoonhoogte anglehoek with a sensorsensor.
21
44000
3000
zijn steekkegelhoek te meten met een sensor.
01:02
He then counteractstegengaat and avoidsvermijdt topplingVal over
22
47000
3000
Hij stuurt dan bij en vermijdt omvallen
01:05
by turningdraaien the motorsmotoren appropriatelyop gepaste wijze.
23
50000
2000
door de motoren gepast te draaien.
01:07
This happensgebeurt 160 timestijden perper secondtweede,
24
52000
2000
Dit gebeurt 160 keer per seconde.
01:09
and if anything failsmislukt in this processwerkwijze,
25
54000
2000
Als er iets in dit proces verkeerd gaat,
01:11
RezeroRezero would immediatelyper direct fallvallen to the groundgrond.
26
56000
3000
dan zou Rezero onmiddellijk op de grond vallen.
01:14
Now to moveverhuizing and to balancebalans,
27
59000
2000
Om te bewegen en te balanceren,
01:16
RezeroRezero needsbehoefte aan to turnbeurt the ballbal.
28
61000
2000
moet Rezero de bal draaien.
01:18
The ballbal is drivenaangedreven by threedrie specialspeciaal wheelswielen
29
63000
2000
De bal wordt aangestuurd door drie speciale wielen
01:20
that allowtoestaan RezeroRezero to moveverhuizing into any directionrichting
30
65000
3000
waarmee Rezero in elke richting kan bewegen
01:23
and alsoook moveverhuizing around his owneigen axisas
31
68000
2000
en tegelijk ook om zijn eigen as
01:25
at the samedezelfde time.
32
70000
4000
kan draaien.
01:29
DueVerschuldigd to his instabilityonbestendigheid, RezeroRezero is always
33
74000
2000
Door zijn instabiliteit is Rezero altijd
01:31
in motionbeweging. Now here'shier is the tricktruc.
34
76000
2000
in beweging. Dit is de truc.
01:33
It's indeedinderdaad exactlyprecies this instabilityonbestendigheid that allowstoestaat
35
78000
3000
Het is net die instabiliteit waardoor een robot
01:36
a robotrobot to moveverhuizing very [dynamicallydynamisch].
36
81000
2000
erg dynamisch kan bewegen.
01:38
Let's playspelen a little.
37
83000
2000
Laten we wat spelen.
01:40
You maymei have wonderedvroeg me af what happensgebeurt
38
85000
2000
Je kan je afvragen wat er gebeurt
01:42
if I give the robotrobot a little pushDuwen.
39
87000
3000
als ik de robot een duwtje geef.
01:47
In this modemode, he's tryingproberen to maintainin stand houden
40
92000
2000
In deze modus probeert hij
01:49
his positionpositie.
41
94000
3000
zijn positie te handhaven.
01:52
For the nextvolgende demoDemo, I'd like you to introducevoorstellen
42
97000
3000
Voor de volgende demo stel ik jullie graag voor
01:55
to my colleaguescollega's MichaelMichael, on the computercomputer,
43
100000
3000
aan mijn collega's Michael, op de computer,
01:58
and ThomasThomas who'swie is helpinghelpen me onstageop het podium.
44
103000
3000
en Thomas, mijn assistent op het podium.
02:02
In the nextvolgende modemode, RezeroRezero is passivepassief,
45
107000
2000
In de volgende modus is Rezero passief
02:04
and we can moveverhuizing him around.
46
109000
3000
en kunnen we hem verplaatsen.
02:08
With almostbijna no forcedwingen I can controlcontrole
47
113000
2000
Haast zonder enige kracht kan ik
02:10
his positionpositie and his velocitysnelheid.
48
115000
3000
zijn positie en zijn snelheid controleren.
02:16
I can alsoook make him spinspinnen.
49
121000
3000
Ik kan hem ook doen tollen.
02:30
In the nextvolgende modemode, we can get RezeroRezero
50
135000
2000
In de volgende modus kunnen we Rezero
02:32
to followvolgen a personpersoon.
51
137000
3000
een persoon doen volgen.
02:35
He's now keepingbewaring a constantconstante distanceafstand to ThomasThomas.
52
140000
3000
Hij blijft nu op een vaste afstand van Thomas.
02:42
This workswerken with a laserlaser sensorsensor
53
147000
2000
Dit werkt met een lasersensor
02:44
that's mountedgemonteerd on toptop of RezeroRezero.
54
149000
2000
die boven op Rezero is bevestigd.
02:50
With the samedezelfde methodmethode, we can alsoook
55
155000
2000
Met dezelfde methode kunnen we hem ook
02:52
get him to circlecirkel a personpersoon.
56
157000
3000
rond een persoon doen draaien.
02:57
We call this the orbitingbaan modemode.
57
162000
4000
Dat noemen we de baanmodus.
03:10
All right, thank you, ThomasThomas.
58
175000
2000
Oké, dankjewel, Thomas.
03:12
(ApplauseApplaus)
59
177000
4000
(Applaus)
03:16
Now, what's the use of this technologytechnologie?
60
181000
3000
Wat is het nut van deze technologie?
03:22
For now, it's an experimentexperiment, but let me
61
187000
2000
Momenteel is het een experiment, maar laat me
03:24
showtonen you some possiblemogelijk futuretoekomst applicationstoepassingen.
62
189000
3000
enkele van de mogelijk toekomstige toepassingen tonen.
03:28
RezeroRezero could be used in exhibitionstentoonstellingen or parksparken.
63
193000
2000
Hij zou op tentoonstellingen of parken kunnen dienen.
03:30
With a screenscherm it could informinformeren people or showtonen
64
195000
2000
Met een scherm zou hij mensen kunnen informeren
03:32
them around in a funpret and entertainingonderhoudend way.
65
197000
3000
of de weg wijzen op een grappige manier.
03:35
In a hospitalziekenhuis, this deviceapparaat could be used to
66
200000
2000
In een ziekenhuis zou dit kunnen worden gebruikt
03:37
carrydragen around medicalmedisch equipmentuitrusting.
67
202000
2000
om medische instrumenten rond te brengen.
03:39
DueVerschuldigd to the BallbotBallbot systemsysteem, it has a very smallklein
68
204000
2000
Door het balbotsysteem heeft het een heel kleine
03:41
footprintvoetspoor and it's alsoook easygemakkelijk to moveverhuizing around.
69
206000
3000
voetafdruk en kan het gemakkelijk bewegen.
03:44
And of courseCursus, who wouldn'tzou het niet like
70
209000
2000
Uiteraard, wie zou hier geen
03:46
to take a riderijden on one of these.
71
211000
3000
ritje op willen maken?
03:49
And these are more practicalpraktisch applicationstoepassingen.
72
214000
2000
Dit zijn meer praktische toepassingen.
03:51
But there's alsoook a certainzeker beautyschoonheid
73
216000
2000
Er is ook een zekere schoonheid
03:53
withinbinnen this technologytechnologie.
74
218000
2000
aan deze technologie.
03:55
(MusicMuziek)
75
220000
9000
(Muziek)
04:58
(ApplauseApplaus)
76
283000
1000
(Applaus)
04:59
Thank you.
77
284000
2000
Dankuwel.
05:01
(ApplauseApplaus)
78
286000
4000
(Applaus)
05:05
Thank you.
79
290000
2000
Dankuwel.
Translated by Els De Keyser
Reviewed by Wouter Valvekens

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Péter Fankhauser - Roboticist
Péter Fankhauser is the leader of a team of students working on Rezero, a robot that balances on a single sphere.

Why you should listen

Mechanical engineer Péter Fankhauser is leading a large team of student engineers and designers at the Swiss federal institute of technology in Zurich who are building a robot that balances and drives on a single sphere. Other roboticists have explored this idea, of stabilizing a robot on a ball, but what Fankhauser and his fellow students hoped to do was make it dance. “Adding dynamics was definitely one of our goals,” he says.

Working with researchers including Michael Neunert and Thomas Kammermann,  the team has produced Rezero, a ballbot prototype that can slalom around, resist toppling up to 17 degrees off vertical, and inspire myriad uses. Designed for high acceleration, it moves in an organic and even elegant way.  Fankhauser has started graduate studies in mechanical engineering this fall with a focus on robotics, control and construction.

He says of Rezero: "He wants to demonstrate what he can do, as if he was saying, ‘Backwards, forwards. I can do it all. Look at me!'"

More profile about the speaker
Péter Fankhauser | Speaker | TED.com