TEDGlobal 2013
Raffaello D'Andrea: The astounding athletic power of quadcopters
Raffaello D'Andrea: Het verbazende atletische vermogen van quadcopters
Filmed:
Readability: 4.7
12,409,728 views
In een robotlaboratorium bij TEDGlobal demonstreert Raffaelo D'Andrea zijn vliegende quadcopters: robots die denken zoals atleten. Ze lossen fysische problemen op met algoritmen die hen helpen te leren. In een reeks van slimme demo's toont D'Andrea drones die vangen, balanceren en samen beslissingen nemen. Let vooral op die ik-wil-hem-en-ik-wil-hem-nu demo van Kinect-gestuurde quads.
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneer
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs. Full bio
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 machine to be athletic?
0
11307
3184
Wat betekent het voor een machine
om atletisch te zijn?
om atletisch te zijn?
00:26
We will demonstrate the concept of machine athleticism
1
14491
3417
We zullen het concept
van machine-atletiek demonstreren
van machine-atletiek demonstreren
00:29
and the research to achieve it
2
17908
1720
evenals het onderzoek om het te bereiken
00:31
with the help of these flying machines called quadrocopters,
3
19628
2511
met behulp van deze vliegmachines,
00:34
or quads, for short.
4
22139
1887
quadrocopters of korter quads genaamd.
00:38
Quads have been around for a long time.
5
26034
2529
Quads zijn er al een hele tijd.
00:40
The reason that they're so popular these days
6
28563
1599
Hun tegenwoordige populariteit
00:42
is because they're mechanically simple.
7
30162
1965
hebben ze te danken
aan hun eenvoudige mechanica.
aan hun eenvoudige mechanica.
00:44
By controlling the speeds of these four propellers,
8
32127
2108
Door het controleren van de snelheden
van deze vier schroeven,
van deze vier schroeven,
00:46
these machines can roll, pitch, yaw,
9
34235
3048
kunnen deze machines
rollen, stampen, gieren
rollen, stampen, gieren
00:49
and accelerate along their common orientation.
10
37283
2825
en versnellen
langs hun gemeenschappelijke richting.
langs hun gemeenschappelijke richting.
00:52
On board are also a battery, a computer,
11
40108
3071
Ze hebben ook nog een batterij, een computer,
00:55
various sensors and wireless radios.
12
43179
3954
diverse sensoren
en radio's aan boord.
en radio's aan boord.
00:59
Quads are extremely agile, but this agility comes at a cost.
13
47133
4629
Quads zijn uiterst wendbaar,
maar deze flexibiliteit heeft haar prijs.
maar deze flexibiliteit heeft haar prijs.
01:03
They are inherently unstable, and they need some form
14
51762
2992
Ze zijn inherent instabiel
en een vorm van
en een vorm van
01:06
of automatic feedback control in order to be able to fly.
15
54754
3972
automatische terugkoppelingscontrole is nodig
om te kunnen vliegen.
om te kunnen vliegen.
01:16
So, how did it just do that?
16
64259
3238
Hoe deed hij dit?
01:19
Cameras on the ceiling and a laptop
17
67497
1818
Camera's op het plafond en een laptop
01:21
serve as an indoor global positioning system.
18
69315
2576
dienen als een overdekt global positioning system.
01:23
It's used to locate objects in the space
19
71891
2185
Het wordt gebruikt om objecten
te lokaliseren in de ruimte
te lokaliseren in de ruimte
01:26
that have these reflective markers on them.
20
74076
2527
door middel van die reflecterende merkpunten.
01:28
This data is then sent to another laptop
21
76603
2061
Deze gegevens wordt vervolgens verzonden
naar een andere laptop
naar een andere laptop
01:30
that is running estimation and control algorithms,
22
78664
2211
die schattings-
en controlealgoritmen uitvoert
en controlealgoritmen uitvoert
01:32
which in turn sends commands to the quad,
23
80875
1886
en op zijn beurt commando's
naar de quad stuurt
naar de quad stuurt
01:34
which is also running estimation and control algorithms.
24
82761
3485
die ook schattings-
en controlealgoritmen uitvoert.
en controlealgoritmen uitvoert.
01:41
The bulk of our research is algorithms.
25
89620
2510
Het grootste deel van ons onderzoek
gaat over algoritmen.
gaat over algoritmen.
01:44
It's the magic that brings these machines to life.
26
92130
4161
Dat is de magie
die deze machines tot leven brengt.
die deze machines tot leven brengt.
01:48
So how does one design the algorithms
27
96291
2043
Maar hoe ontwerp je algoritmen
01:50
that create a machine athlete?
28
98334
2277
om een machine-atleet te maken?
01:52
We use something broadly called model-based design.
29
100611
2880
In grote lijnen door
wat we modelgebaseerd ontwerp noemen.
wat we modelgebaseerd ontwerp noemen.
01:55
We first capture the physics with a mathematical model
30
103491
3154
Wij leggen eerst de fysica vast
in een wiskundig model
in een wiskundig model
01:58
of how the machines behave.
31
106645
2134
van hoe deze machines zich gedragen.
02:00
We then use a branch of mathematics
32
108779
2297
We gebruiken een deelgebied van de wiskunde,
02:03
called control theory to analyze these models
33
111076
2831
regeltechniek genoemd,
voor het analyseren van deze modellen
voor het analyseren van deze modellen
02:05
and also to synthesize algorithms for controlling them.
34
113907
3913
en ook voor het opstellen van algoritmen
om ze te controleren.
om ze te controleren.
02:09
For example, that's how we can make the quad hover.
35
117820
3048
Zo laten we de quad bijvoorbeeld zweven.
02:12
We first captured the dynamics
36
120868
1408
We leggen de dynamica vast
02:14
with a set of differential equations.
37
122276
1906
in een set differentiaalvergelijkingen.
02:16
We then manipulate these equations with the help
38
124182
2349
Dan manipuleren we deze vergelijkingen
02:18
of control theory to create algorithms that stabilize the quad.
39
126531
4640
met behulp van regeltechniek
om algoritmen te maken die de quad stabiliseren.
om algoritmen te maken die de quad stabiliseren.
02:23
Let me demonstrate the strength of this approach.
40
131171
2946
Ik toon even de mogelijkheden van deze aanpak.
02:29
Suppose that we want this quad to not only hover
41
137198
2549
Stel dat we deze quad
niet alleen willen laten zweven,
niet alleen willen laten zweven,
02:31
but to also balance this pole.
42
139747
2782
maar ook nog deze stok in evenwicht houden.
02:34
With a little bit of practice,
43
142529
1844
Met een beetje oefening
02:36
it's pretty straightforward for a human being to do this,
44
144373
2391
heeft een mens daar geen probleem mee.
02:38
although we do have the advantage of having
45
146764
1755
Maar wij hebben het voordeel
02:40
two feet on the ground
46
148519
1328
van twee voeten op de grond
02:41
and the use of our very versatile hands.
47
149847
2957
en zeer veelzijdige handen.
02:44
It becomes a little bit more difficult
48
152804
2469
Dit wordt een beetje moeilijker
02:47
when I only have one foot on the ground
49
155273
2296
Ik heb slechts één voet op de grond
02:49
and when I don't use my hands.
50
157569
2799
en ik gebruik mijn handen niet.
02:52
Notice how this pole has a reflective marker on top,
51
160368
2951
Let op de reflecterende markering
bovenaan de stok.
bovenaan de stok.
02:55
which means that it can be located in the space.
52
163319
3894
Daardoor wordt hij gelokaliseerd
in de ruimte.
in de ruimte.
03:04
(Applause)
53
172971
5976
(Applaus)
03:10
You can notice that this quad is making fine adjustments
54
178947
2826
Merk de fijne correcties op
03:13
to keep the pole balanced.
55
181773
2195
om de stok in evenwicht te houden.
03:15
How did we design the algorithms to do this?
56
183968
3059
Hoe ontwierpen we de algoritmen hiervoor?
03:19
We added the mathematical model of the pole
57
187027
2105
Wij combineerden het mathematisch model
van de stok met dat van de quad.
van de stok met dat van de quad.
03:21
to that of the quad.
58
189132
1519
Wij combineerden het mathematisch model
van de stok met dat van de quad.
van de stok met dat van de quad.
03:22
Once we have a model of the combined quad-pole system,
59
190651
2954
Zodra we een model hebben
van het gecombineerde quad-stok-systeem
van het gecombineerde quad-stok-systeem
03:25
we can use control theory to create algorithms for controlling it.
60
193605
4933
kunnen we met regeltechniek
algoritmen maken om te controleren.
algoritmen maken om te controleren.
03:30
Here, you see that it's stable,
61
198538
1588
Je kunt zien dat het stabiel is,
03:32
and even if I give it little nudges,
62
200126
2693
zelfs als ik er kleine duwtjes tegen geef,
03:34
it goes back to the nice, balanced position.
63
202819
5403
komt het terug naar de evenwichtspositie.
03:40
We can also augment the model to include
64
208222
1663
We kunnen het model ook uitbreiden
03:41
where we want the quad to be in space.
65
209885
2441
met waar we de quad
willen hebben in de ruimte.
willen hebben in de ruimte.
03:44
Using this pointer, made out of reflective markers,
66
212326
3069
Met behulp van deze aanwijzer
met reflecterende markeringen
met reflecterende markeringen
03:47
I can point to where I want the quad to be in space
67
215395
2224
kan ik aanwijzen
waar ik de quad wil hebben in de ruimte
waar ik de quad wil hebben in de ruimte
03:49
a fixed distance away from me.
68
217619
3367
op een vaste afstand van mij.
04:07
The key to these acrobatic maneuvers is algorithms,
69
235763
2902
De sleutel tot deze acrobatische manoeuvres
zijn algoritmen
zijn algoritmen
04:10
designed with the help of mathematical models
70
238665
2426
ontworpen met behulp
van wiskundige modellen
van wiskundige modellen
04:13
and control theory.
71
241091
1950
en regeltechniek.
04:15
Let's tell the quad to come back here
72
243041
2214
Laten we de quad terugroepen
04:17
and let the pole drop,
73
245255
1819
en de stok laten zakken.
04:19
and I will next demonstrate the importance
74
247074
1918
Vervolgens zal ik het belang aantonen
04:20
of understanding physical models
75
248992
2119
van het begrip van fysische modellen
04:23
and the workings of the physical world.
76
251111
4120
en de werking van de fysische wereld.
04:37
Notice how the quad lost altitude
77
265462
1770
Merk op hoe de quad hoogte verloor
04:39
when I put this glass of water on it.
78
267232
2082
toen ik dit glas water erop zette.
04:41
Unlike the balancing pole, I did not include
79
269314
2801
In tegenstelling tot de balanceerstok
04:44
the mathematical model of the glass in the system.
80
272115
2584
heb ik het wiskundige model van het glas
niet in het systeem opgenomen.
niet in het systeem opgenomen.
04:46
In fact, the system doesn't even know that the glass of water is there.
81
274699
2919
In feite weet het systeem niet eens
dat het glas water er is.
dat het glas water er is.
04:49
Like before, I could use the pointer to tell the quad
82
277618
3292
Net zoals daarstraks kan ik de aanwijzer
gebruiken om de quad te vertellen
gebruiken om de quad te vertellen
04:52
where I want it to be in space.
83
280910
2589
waar ik hem wil hebben in de ruimte.
04:55
(Applause)
84
283499
9597
(Applaus)
05:05
Okay, you should be asking yourself,
85
293096
2110
Je zou je moeten afvragen:
waarom valt het water niet uit het glas?
waarom valt het water niet uit het glas?
05:07
why doesn't the water fall out of the glass?
86
295206
2509
Je zou je moeten afvragen:
waarom valt het water niet uit het glas?
waarom valt het water niet uit het glas?
05:09
Two facts: The first is that gravity acts
87
297715
3211
Twee redenen: ten eerste werkt de zwaartekracht
05:12
on all objects in the same way.
88
300926
2125
op alle objecten op dezelfde manier.
05:15
The second is that the propellers are all pointing
89
303051
2464
Ten tweede wijzen alle schroeven
05:17
in the same direction of the glass, pointing up.
90
305515
3127
in dezelfde richting als het glas,
omhoog dus.
omhoog dus.
05:20
You put these two things together, the net result
91
308642
2377
Het netto resultaat
van deze twee dingen samen
van deze twee dingen samen
05:23
is that all side forces on the glass are small
92
311019
2287
is dat alle zijdelingse krachten
op het glas klein zijn
op het glas klein zijn
05:25
and are mainly dominated by aerodynamic effects,
93
313306
2785
en vooral gedomineerd worden
door aërodynamische effecten,
door aërodynamische effecten,
05:28
which as these speeds are negligible.
94
316091
3841
die bij deze snelheden te verwaarlozen zijn.
05:35
And that's why you don't need to model the glass.
95
323336
2071
Daarom hoef je het glas
niet in het model op te nemen.
niet in het model op te nemen.
05:37
It naturally doesn't spill no matter what the quad does.
96
325407
3848
Uit zichzelf morst het niet,
wat de quad ook doet.
wat de quad ook doet.
05:50
(Applause)
97
338651
7051
(Applaus)
05:57
The lesson here is that some high-performance tasks
98
345702
4016
De les hieruit
is dat sommige ingewikkelde taken
is dat sommige ingewikkelde taken
06:01
are easier than others,
99
349718
1397
gemakkelijker zijn dan andere,
06:03
and that understanding the physics of the problem
100
351115
2296
en dat het inzicht in de fysica
van het probleem
van het probleem
06:05
tells you which ones are easy and which ones are hard.
101
353411
2616
je vertelt welke gemakkelijk
en welke moeilijk zijn.
en welke moeilijk zijn.
06:08
In this instance, carrying a glass of water is easy.
102
356027
2359
In dit geval is het dragen
van een glas water eenvoudig.
van een glas water eenvoudig.
06:10
Balancing a pole is hard.
103
358386
3785
En een stok balanceren moeilijk.
06:14
We've all heard stories of athletes
104
362171
1802
We hebben allemaal al verhalen gehoord van atleten
06:15
performing feats while physically injured.
105
363973
2493
die prestaties verrichtten
nadat ze fysiek gewond waren geraakt.
nadat ze fysiek gewond waren geraakt.
06:18
Can a machine also perform
106
366466
1519
Kan een machine haar taak ook uitvoeren
06:19
with extreme physical damage?
107
367985
2651
met extreme fysieke schade?
06:22
Conventional wisdom says that you need
108
370636
1726
Conventionele wijsheid zegt je dat je
06:24
at least four fixed motor propeller pairs in order to fly,
109
372362
3690
ten minste vier vaste motor-propellerparen
nodig hebt om te vliegen,
nodig hebt om te vliegen,
06:28
because there are four degrees of freedom to control:
110
376052
2112
omdat er vier graden van vrijheid
gecontroleerd moeten worden:
gecontroleerd moeten worden:
06:30
roll, pitch, yaw and acceleration.
111
378164
3028
rollen, stampen, gieren en versnelling.
06:33
Hexacopters and octocopters, with six and eight propellers,
112
381192
3245
Hexacopters en octocopters,
met zes en acht schroeven,
met zes en acht schroeven,
06:36
can provide redundancy,
113
384437
1483
kunnen redundantie bieden,
06:37
but quadrocopters are much more popular
114
385920
1989
maar quadrocopters zijn veel meer in trek
06:39
because they have the minimum number
115
387909
1815
omdat ze het minimum aantal
06:41
of fixed motor propeller pairs: four.
116
389724
2476
vaste motor-propellerparen hebben: vier.
06:44
Or do they?
117
392200
1965
Is dat wel zo?
07:01
If we analyze the mathematical model of this machine
118
409476
2600
Als we het mathematisch model
van deze machine analyseren
van deze machine analyseren
07:04
with only two working propellers,
119
412076
2176
met slechts twee werkende schroeven
07:06
we discover that there's an unconventional way to fly it.
120
414252
6756
ontdekken we dat er een onconventionele
manier bestaat om te vliegen.
manier bestaat om te vliegen.
07:19
We relinquish control of yaw,
121
427980
1706
Gieren controleren lukt niet meer,
07:21
but roll, pitch and acceleration can still be controlled
122
429686
3070
maar rollen, stampen en versnelling
kunnen nog steeds worden gecontroleerd
kunnen nog steeds worden gecontroleerd
07:24
with algorithms that exploit this new configuration.
123
432756
5452
met algoritmes die gebruik maken
van deze nieuwe configuratie.
van deze nieuwe configuratie.
07:33
Mathematical models tell us exactly when
124
441668
2432
Wiskundige modellen vertellen ons precies
07:36
and why this is possible.
125
444100
2072
wanneer en waarom dit mogelijk is.
07:38
In this instance, this knowledge allows us to design
126
446172
2368
In dit geval laat deze kennis ons toe
07:40
novel machine architectures
127
448540
2256
nieuwe machinearchitecturen
07:42
or to design clever algorithms that gracefully handle damage,
128
450796
4176
of slimme algoritmen te ontwerpen
die elegant de schade kunnen ondervangen,
die elegant de schade kunnen ondervangen,
07:46
just like human athletes do,
129
454972
1724
net zoals menselijke atleten dat doen,
07:48
instead of building machines with redundancy.
130
456696
3823
in plaats van machines met redundantie te bouwen.
07:52
We can't help but hold our breath when we watch
131
460519
2112
Vanzelf houden we onze adem in wanneer we kijken
07:54
a diver somersaulting into the water,
132
462631
2437
naar een duiker die een dubbele schroef maakt
07:57
or when a vaulter is twisting in the air,
133
465068
1790
of wanneer een hoogspringer
een salto maakt in de lucht,
een salto maakt in de lucht,
07:58
the ground fast approaching.
134
466858
1718
terwijl de grond op hem af komt.
08:00
Will the diver be able to pull off a rip entry?
135
468576
2568
Zal de duiker mooi het water raken?
08:03
Will the vaulter stick the landing?
136
471144
2000
Zal de hoogspringer goed neerkomen?
08:05
Suppose we want this quad here
137
473144
1668
Stel dat we willen dat deze quad hier
08:06
to perform a triple flip and finish off
138
474812
2451
een drievoudige salto uitvoert en
08:09
at the exact same spot that it started.
139
477263
2269
op exact dezelfde plek neerkomt
als waarvan hij vertrok.
als waarvan hij vertrok.
08:11
This maneuver is going to happen so quickly
140
479532
2347
Deze manoeuvre gaat zo snel
08:13
that we can't use position feedback to correct the motion during execution.
141
481879
3629
dat we geen positiefeedback kunnen gebruiken
om de beweging tijdens de uitvoering te corrigeren.
om de beweging tijdens de uitvoering te corrigeren.
08:17
There simply isn't enough time.
142
485508
2274
Er is gewoon niet genoeg tijd.
08:19
Instead, what the quad can do is perform the maneuver blindly,
143
487782
3694
De quad kan dit manoeuvre blindelings uitvoeren,
08:23
observe how it finishes the maneuver,
144
491476
2232
observeren hoe hij eindigt
08:25
and then use that information to modify its behavior
145
493708
2424
en die informatie gebruiken om het gedrag aan te passen
08:28
so that the next flip is better.
146
496132
2289
zodat zijn volgende salto beter is.
08:30
Similar to the diver and the vaulter,
147
498421
1812
Vergelijkbaar met de duiker en de hoogspringer
08:32
it is only through repeated practice
148
500233
1919
kan de manoeuvre alleen
door middel van herhaalde praktijk
door middel van herhaalde praktijk
08:34
that the maneuver can be learned and executed
149
502152
1925
worden geleerd en uitgevoerd
08:36
to the highest standard.
150
504077
2133
tot de hoogste norm.
08:46
(Applause)
151
514412
4752
(Applaus)
08:51
Striking a moving ball is a necessary skill in many sports.
152
519164
3472
Een bewegende bal raken,
is een noodzakelijke vaardigheid in vele sporten.
is een noodzakelijke vaardigheid in vele sporten.
08:54
How do we make a machine do
153
522636
1795
Hoe laten we een machine doen
08:56
what an athlete does seemingly without effort?
154
524431
3753
wat een atleet schijnbaar zonder moeite kan?
09:15
(Applause)
155
543943
6599
(Applaus)
09:22
This quad has a racket strapped onto its head
156
550542
2650
Deze quad heeft een racket op zijn kop
09:25
with a sweet spot roughly the size of an apple, so not too large.
157
553192
3487
met een ‘sweet spot’ ongeveer ter grootte van een appel, niet al te groot dus.
09:28
The following calculations are made every 20 milliseconds,
158
556679
3167
De volgende berekeningen gebeuren
elke 20 milliseconden
elke 20 milliseconden
09:31
or 50 times per second.
159
559846
1756
of 50 keer per seconde.
09:33
We first figure out where the ball is going.
160
561602
2812
Eerst bepalen we waar de bal naartoe gaat.
09:36
We then next calculate how the quad should hit the ball
161
564414
2437
Dan berekenen we hoe de quad de bal moet raken
09:38
so that it flies to where it was thrown from.
162
566851
3099
zodat hij terugkeert naar zijn uitgangspunt.
09:41
Third, a trajectory is planned that carries the quad
163
569950
4456
Ten derde wordt een baan bepaald
09:46
from its current state to the impact point with the ball.
164
574406
3024
die de quad van zijn huidige positie
naar het raakpunt met de bal brengt.
naar het raakpunt met de bal brengt.
09:49
Fourth, we only execute 20 milliseconds' worth of that strategy.
165
577430
3809
Ten vierde voeren we alleen maar 20 milliseconden
van die strategie uit.
van die strategie uit.
09:53
Twenty milliseconds later, the whole process is repeated
166
581239
2807
Twintig milliseconden later
wordt het hele proces herhaald
wordt het hele proces herhaald
09:56
until the quad strikes the ball.
167
584046
2243
totdat de quad de bal raakt.
10:07
(Applause)
168
595560
2646
(Applaus)
10:10
Machines can not only perform dynamic maneuvers on their own,
169
598206
3372
Machines kunnen niet alleen op zichzelf
dynamische manoeuvres uitvoeren,
dynamische manoeuvres uitvoeren,
10:13
they can do it collectively.
170
601578
1863
ze kunnen het ook samen doen.
10:15
These three quads are cooperatively carrying a sky net.
171
603441
3587
Deze drie quads dragen coöperatief een vangnet.
10:28
(Applause)
172
616574
5411
(Applaus)
10:33
They perform an extremely dynamic
173
621985
2197
Zij voeren een uiterst dynamisch
10:36
and collective maneuver
174
624182
2168
en collectief manoeuvre uit
10:38
to launch the ball back to me.
175
626350
1692
om de bal terug naar mij te gooien.
10:40
Notice that, at full extension, these quads are vertical.
176
628042
3511
Merk op dat deze quads
bij volledige uitrekking verticaal staan.
bij volledige uitrekking verticaal staan.
10:48
(Applause)
177
636486
1772
(Applaus)
10:50
In fact, when fully extended,
178
638258
2287
In feite voelen ze bij volledige uitrekking
10:52
this is roughly five times greater than what a bungee jumper feels
179
640545
2685
een ongeveer vijf keer grotere kracht
10:55
at the end of their launch.
180
643230
4588
dan een bungeespringer
aan het einde van zijn val.
aan het einde van zijn val.
11:03
The algorithms to do this are very similar
181
651009
2677
Deze algoritmen zijn zeer vergelijkbaar
11:05
to what the single quad used to hit the ball back to me.
182
653686
3384
met die van de enkele quad
om de bal naar mij terug te slaan.
om de bal naar mij terug te slaan.
11:09
Mathematical models are used to continuously re-plan
183
657070
2864
Wiskundige modellen worden gebruikt
om continu 50 keer per seconde
om continu 50 keer per seconde
11:11
a cooperative strategy 50 times per second.
184
659934
4515
een coöperatieve strategie te herplannen.
11:16
Everything we have seen so far has been
185
664449
1877
Alles wat we tot nu toe hebben gezien,
11:18
about the machines and their capabilities.
186
666326
2463
ging over de machines en hun mogelijkheden.
11:20
What happens when we couple this machine athleticism
187
668789
3015
Wat gebeurt er als we deze machine-atletiek
11:23
with that of a human being?
188
671804
1776
met die van een mens koppelen?
11:25
What I have in front of me is a commercial gesture sensor
189
673580
3805
Ik heb hier een commerciële gebarensensor
11:29
mainly used in gaming.
190
677385
1309
voornamelijk gebruikt bij het gamen.
11:30
It can recognize what my various body parts
191
678694
1804
Hij herkent wat mijn verschillende lichaamsdelen
11:32
are doing in real time.
192
680498
2048
in real time doen.
11:34
Similar to the pointer that I used earlier,
193
682546
2116
Vergelijkbaar met de aanwijzer
die ik al eerder gebruikte,
die ik al eerder gebruikte,
11:36
we can use this as inputs to the system.
194
684662
2792
kunnen we dit gebruiken
als input voor het systeem.
als input voor het systeem.
11:39
We now have a natural way of interacting
195
687454
2396
We hebben nu een natuurlijke manier
van interactie
van interactie
11:41
with the raw athleticism of these quads with my gestures.
196
689850
4944
van de ruwe atletiek van deze quads
met mijn gebaren.
met mijn gebaren.
12:22
(Applause)
197
730453
4400
(Applaus)
12:35
Interaction doesn't have to be virtual. It can be physical.
198
743982
4007
Interactie hoeft niet virtueel te zijn.
Het kan ook fysiek.
Het kan ook fysiek.
12:39
Take this quad, for example.
199
747989
1725
Neem bijvoorbeeld deze quad.
12:41
It's trying to stay at a fixed point in space.
200
749714
2628
Hij probeert om op een vast punt
in de ruimte te blijven.
in de ruimte te blijven.
12:44
If I try to move it out of the way, it fights me,
201
752342
3837
Als ik hem probeer te verplaatsen,
vecht hij tegen
vecht hij tegen
12:48
and moves back to where it wants to be.
202
756179
4155
en gaat terug naar waar hij wil zijn.
12:52
We can change this behavior, however.
203
760334
3039
We kunnen dit gedrag echter wijzigen.
12:55
We can use mathematical models
204
763373
1699
Met wiskundige modellen kunnen we
12:57
to estimate the force that I'm applying to the quad.
205
765072
3133
de kracht schatten
die ik uitoefen op de quad.
die ik uitoefen op de quad.
13:00
Once we know this force, we can also change the laws of physics,
206
768205
3238
Zodra we deze kracht kennen,
kunnen we ook de wetten van de fysica veranderen.
kunnen we ook de wetten van de fysica veranderen.
13:03
as far as the quad is concerned, of course.
207
771443
4499
Die van de quad, natuurlijk.
13:07
Here the quad is behaving as if it were
208
775942
2263
Hier gedraagt de quad zich alsof hij
13:10
in a viscous fluid.
209
778205
4365
in een kleverige vloeistof zit.
13:14
We now have an intimate way
210
782570
2174
We hebben nu een intieme manier
13:16
of interacting with a machine.
211
784744
1849
van interactie met een machine.
13:18
I will use this new capability to position
212
786593
2506
Ik gebruik nu deze nieuwe mogelijkheid
13:21
this camera-carrying quad to the appropriate location
213
789099
2577
om deze quad-met-camera
op de juiste locatie te plaatsen
op de juiste locatie te plaatsen
13:23
for filming the remainder of this demonstration.
214
791676
3186
om de rest van deze demonstratie te filmen.
13:36
So we can physically interact with these quads
215
804222
2768
We kunnen nu fysiek met deze quads communiceren
13:38
and we can change the laws of physics.
216
806990
2403
en de wetten van de fysica veranderen.
13:41
Let's have a little bit of fun with this.
217
809393
2313
Laten we daar eens een beetje lol mee maken.
13:43
For what you will see next, these quads
218
811706
1704
Deze quads gaan zich gedragen
13:45
will initially behave as if they were on Pluto.
219
813410
3496
alsof ze op Pluto zijn.
13:48
As time goes on, gravity will be increased
220
816906
2312
Geleidelijk aan zal de zwaartekracht toenemen
13:51
until we're all back on planet Earth,
221
819218
2120
totdat we allemaal terug op de Aarde zijn.
13:53
but I assure you we won't get there.
222
821338
1719
Maar ik verzeker jullie
dat we er niet zullen geraken.
dat we er niet zullen geraken.
13:55
Okay, here goes.
223
823057
3501
Oké, hier gaan we.
14:05
(Laughter)
224
833667
3412
(Gelach)
14:34
(Laughter)
225
862778
3208
(Gelach)
14:37
(Applause)
226
865986
3386
(Applaus)
14:41
Whew!
227
869372
1207
Oef!
14:46
You're all thinking now,
228
874779
1517
Jullie denken nu allemaal zeker
14:48
these guys are having way too much fun,
229
876296
1975
dat deze jongens veel te veel plezier hebben.
14:50
and you're probably also asking yourself,
230
878271
2079
Waarschijnlijk vraag je jezelf ook af
14:52
why exactly are they building machine athletes?
231
880350
3936
waarom ze eigenlijk die machine-atleten maken.
14:56
Some conjecture that the role of play in the animal kingdom
232
884286
2652
Sommigen vermoeden dat
spelen in het dierenrijk
spelen in het dierenrijk
14:58
is to hone skills and develop capabilities.
233
886938
2752
dient om vaardigheden aan te scherpen
en vermogens te ontwikkelen.
en vermogens te ontwikkelen.
15:01
Others think that it has more of a social role,
234
889690
2066
Anderen zien er meer een sociale rol in
15:03
that it's used to bind the group.
235
891756
1674
voor het versterken van de groepsbinding.
15:05
Similarly, we use the analogy of sports and athleticism
236
893430
3533
Zo gebruiken wij de analogie
met sport en atletiek
met sport en atletiek
15:08
to create new algorithms for machines
237
896963
2079
voor het maken van nieuwe algoritmen
voor machines
voor machines
15:11
to push them to their limits.
238
899042
2147
om ze tot hun uiterste mogelijkheden
te dwingen.
te dwingen.
15:13
What impact will the speed of machines have on our way of life?
239
901189
3677
Welke gevolgen zal de snelheid van machines hebben
op onze manier van leven?
op onze manier van leven?
15:16
Like all our past creations and innovations,
240
904866
2389
Zoals onze vroegere creaties en innovaties
15:19
they may be used to improve the human condition
241
907255
2827
kunnen ze worden gebruikt ter verbetering
van het menselijk bestaan,
van het menselijk bestaan,
15:22
or they may be misused and abused.
242
910082
2501
maar ze kunnen ook worden misbruikt.
15:24
This is not a technical choice we are faced with;
243
912583
1923
Het is geen technische keuze
waar wij mee worden geconfronteerd,
waar wij mee worden geconfronteerd,
15:26
it's a social one.
244
914506
1755
maar een sociale keuze.
15:28
Let's make the right choice,
245
916261
1390
Laten we de juiste keuze maken,
15:29
the choice that brings out the best in the future of machines,
246
917651
2405
de keuze die het beste haalt
uit de toekomst van de machines,
uit de toekomst van de machines,
15:32
just like athleticism in sports
247
920056
1812
net zoals atletiek in de sport
15:33
can bring out the best in us.
248
921868
2161
het beste uit ons kan halen.
15:36
Let me introduce you to the wizards behind the green curtain.
249
924029
3450
Laat me jullie de tovenaars
achter de schermen voorstellen.
achter de schermen voorstellen.
15:39
They're the current members of the Flying Machine Arena research team.
250
927479
2900
Het zijn de huidige leden
van het onderzoeksteam Flying Machine Arena.
van het onderzoeksteam Flying Machine Arena.
15:42
(Applause)
251
930379
4769
(Applaus)
15:47
Federico Augugliaro, Dario Brescianini, Markus Hehn,
252
935148
3046
Federico Augugliaro, Dario Brescianini, Markus Hehn,
15:50
Sergei Lupashin, Mark Muller and Robin Ritz.
253
938194
2824
Sergei Lupashin, Mark Muller en Robin Ritz.
15:53
Look out for them. They're destined for great things.
254
941018
1932
Hou ze in de gaten.
Ze zijn voorbestemd voor grote dingen.
Ze zijn voorbestemd voor grote dingen.
15:54
Thank you.
255
942950
1178
Bedankt.
15:56
(Applause)
256
944128
6354
(Applaus)
ABOUT THE SPEAKER
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneerRaffaello 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.
Raffaello D'Andrea | Speaker | TED.com