TEDGlobal 2013
Raffaello D'Andrea: The astounding athletic power of quadcopters
Raffaello D'Andrea: O assombroso poder atlético dos quadricópteros
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Em um laboratório de robôs no TEDGlobal, Raffaelo D'Andrea demonstra seus quadricópteros voadores: robôs que podem pensar como atletas, resolvendo problemas de física com algoritmos que os auxiliam a aprender. Em uma série de demonstrações, D'Andrea exibe drones que podem agarrar, equilibrar e tomar decisões juntos -- observe a apresentação 'quero isto agora' de quads controlados com o Kinect.
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
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00:23
So what does it mean for a machine to be athletic?
0
11307
3184
Bem, o que significa
para uma máquina ser atlética?
para uma máquina ser atlética?
00:26
We will demonstrate the concept of machine athleticism
1
14491
3417
Demonstraremos o conceito
de atletismo da máquina
de atletismo da máquina
00:29
and the research to achieve it
2
17908
1720
e a pesquisa para alcançá-lo
00:31
with the help of these flying machines called quadrocopters,
3
19628
2511
com o auxílio destas máquinas voadoras,
chamadas quadricópteros,
chamadas quadricópteros,
00:34
or quads, for short.
4
22139
1887
ou, na abreviação, 'quads'.
00:38
Quads have been around for a long time.
5
26034
2529
Os 'quads' têm estado por aí
durante um longo tempo.
durante um longo tempo.
00:40
The reason that they're so popular these days
6
28563
1599
A razão por que eles são tão populares hoje
00:42
is because they're mechanically simple.
7
30162
1965
é que são mecanicamente simples.
00:44
By controlling the speeds of these four propellers,
8
32127
2108
Controlando as velocidades
destes quatro propulsores,
destes quatro propulsores,
00:46
these machines can roll, pitch, yaw,
9
34235
3048
estas máquinas podem rolar, arfar, guinar
00:49
and accelerate along their common orientation.
10
37283
2825
e acelerar junto com uma orientação comum.
00:52
On board are also a battery, a computer,
11
40108
3071
A bordo, há também
uma bateria, um computador,
uma bateria, um computador,
00:55
various sensors and wireless radios.
12
43179
3954
vários sensores e rádios sem fio.
00:59
Quads are extremely agile, but this agility comes at a cost.
13
47133
4629
Os 'quads' são extremamente ágeis,
mas essa agilidade tem um custo.
mas essa agilidade tem um custo.
01:03
They are inherently unstable, and they need some form
14
51762
2992
Eles são inerentemente instáveis
e precisam de alguma forma
e precisam de alguma forma
01:06
of automatic feedback control in order to be able to fly.
15
54754
3972
de controle automático de retroalimentação
para que sejam capazes de voar.
para que sejam capazes de voar.
01:16
So, how did it just do that?
16
64259
3238
Então, como ele fez isso?
01:19
Cameras on the ceiling and a laptop
17
67497
1818
Câmeras no teto e um laptop
01:21
serve as an indoor global positioning system.
18
69315
2576
atuam como um sistema interno
de posicionamento global.
de posicionamento global.
01:23
It's used to locate objects in the space
19
71891
2185
É usado para localizar, no espaço, objetos
01:26
that have these reflective markers on them.
20
74076
2527
que têm estes marcadores refletivos neles.
01:28
This data is then sent to another laptop
21
76603
2061
Esses dados são enviados para outro laptop
01:30
that is running estimation and control algorithms,
22
78664
2211
que está calculando estimativas
e algoritmos de controle,
e algoritmos de controle,
01:32
which in turn sends commands to the quad,
23
80875
1886
e, por sua vez,
envia comandos para o 'quad',
envia comandos para o 'quad',
01:34
which is also running estimation and control algorithms.
24
82761
3485
que também está calculando estimativas
e algoritmos de controle.
e algoritmos de controle.
01:41
The bulk of our research is algorithms.
25
89620
2510
O foco de nossa pesquisa são os algoritmos.
01:44
It's the magic that brings these machines to life.
26
92130
4161
É a mágica que dá vida para estas máquinas.
01:48
So how does one design the algorithms
27
96291
2043
Então, como alguém projeta os algoritmos
01:50
that create a machine athlete?
28
98334
2277
que criam a máquina atleta?
01:52
We use something broadly called model-based design.
29
100611
2880
Usamos algo amplamente chamado
de projeto baseado no modelo.
de projeto baseado no modelo.
01:55
We first capture the physics with a mathematical model
30
103491
3154
Primeiro capturamos a física
com um modelo matemático
com um modelo matemático
01:58
of how the machines behave.
31
106645
2134
de como as máquinas se comportam.
02:00
We then use a branch of mathematics
32
108779
2297
A seguir, usamos um ramo da matemática
02:03
called control theory to analyze these models
33
111076
2831
chamado teoria do controle
para analisar esses modelos
para analisar esses modelos
02:05
and also to synthesize algorithms for controlling them.
34
113907
3913
e também para sintetizar
algoritmos para controlá-las.
algoritmos para controlá-las.
02:09
For example, that's how we can make the quad hover.
35
117820
3048
Por exemplo, é assim que
podemos fazer o 'quad' pairar.
podemos fazer o 'quad' pairar.
02:12
We first captured the dynamics
36
120868
1408
Primeiro capturamos a dinâmica
02:14
with a set of differential equations.
37
122276
1906
com um conjunto de equações diferenciais.
02:16
We then manipulate these equations with the help
38
124182
2349
Então, trabalhamos
essas equações com o auxílio
essas equações com o auxílio
02:18
of control theory to create algorithms that stabilize the quad.
39
126531
4640
da teoria do controle para criar
algoritmos que estabilizam o 'quad'.
algoritmos que estabilizam o 'quad'.
02:23
Let me demonstrate the strength of this approach.
40
131171
2946
Permitam-me demonstrar
o poder desta abordagem.
o poder desta abordagem.
02:29
Suppose that we want this quad to not only hover
41
137198
2549
Suponha que queiramos
que este 'quad' não só paire
que este 'quad' não só paire
02:31
but to also balance this pole.
42
139747
2782
mas também equilibre esta haste.
02:34
With a little bit of practice,
43
142529
1844
Com um pouco de prática,
02:36
it's pretty straightforward for a human being to do this,
44
144373
2391
é bem simples para um ser humano fazer isso,
02:38
although we do have the advantage of having
45
146764
1755
mesmo porque temos a vantagem de ter
02:40
two feet on the ground
46
148519
1328
dois pés no chão
02:41
and the use of our very versatile hands.
47
149847
2957
e usar nossas mãos muito versáteis.
02:44
It becomes a little bit more difficult
48
152804
2469
Fica um pouquinho mais difícil
02:47
when I only have one foot on the ground
49
155273
2296
quando eu tenho só um pé no chão
02:49
and when I don't use my hands.
50
157569
2799
e quando não uso minhas mãos.
02:52
Notice how this pole has a reflective marker on top,
51
160368
2951
Note que esta haste tem
um marcador refletivo no topo,
um marcador refletivo no topo,
02:55
which means that it can be located in the space.
52
163319
3894
o que significa que ela pode
ser localizada no espaço.
ser localizada no espaço.
03:04
(Applause)
53
172971
5976
(Aplausos)
03:10
You can notice that this quad is making fine adjustments
54
178947
2826
Vocês podem observar que este 'quad'
está fazendo ajustes mínimos
está fazendo ajustes mínimos
03:13
to keep the pole balanced.
55
181773
2195
para manter a haste equilibrada.
03:15
How did we design the algorithms to do this?
56
183968
3059
Como projetamos
os algoritmos para fazer isso?
os algoritmos para fazer isso?
03:19
We added the mathematical model of the pole
57
187027
2105
Acrescentamos o modelo matemático da haste
03:21
to that of the quad.
58
189132
1519
ao do 'quad'.
03:22
Once we have a model of the combined quad-pole system,
59
190651
2954
Quando temos um modelo do sistema
combinado da haste e do 'quad',
combinado da haste e do 'quad',
03:25
we can use control theory to create algorithms for controlling it.
60
193605
4933
podemos usar a teoria do controle
para criar algoritmos para controlá-lo.
para criar algoritmos para controlá-lo.
03:30
Here, you see that it's stable,
61
198538
1588
Aqui, você vê que ele está estável,
03:32
and even if I give it little nudges,
62
200126
2693
e, mesmo que haja pequenos deslocamentos,
03:34
it goes back to the nice, balanced position.
63
202819
5403
ele volta para a posição de equilíbrio.
03:40
We can also augment the model to include
64
208222
1663
Podemos também aumentar
o modelo para incluir
o modelo para incluir
03:41
where we want the quad to be in space.
65
209885
2441
onde queremos que o 'quad' esteja no espaço.
03:44
Using this pointer, made out of reflective markers,
66
212326
3069
Usando este ponteiro,
feito de marcadores refletivos,
feito de marcadores refletivos,
03:47
I can point to where I want the quad to be in space
67
215395
2224
posso apontar para onde quero
que o 'quad' esteja no espaço,
que o 'quad' esteja no espaço,
03:49
a fixed distance away from me.
68
217619
3367
a uma distância fixa de mim.
04:07
The key to these acrobatic maneuvers is algorithms,
69
235763
2902
A chave para estas manobras
acrobáticas são os algoritmos,
acrobáticas são os algoritmos,
04:10
designed with the help of mathematical models
70
238665
2426
projetados com a ajuda
de modelos matemáticos
de modelos matemáticos
04:13
and control theory.
71
241091
1950
e teoria do controle.
04:15
Let's tell the quad to come back here
72
243041
2214
Vamos dizer ao 'quad' que volte aqui
04:17
and let the pole drop,
73
245255
1819
e deixe a haste cair,
04:19
and I will next demonstrate the importance
74
247074
1918
e, a seguir, demonstrarei a importância
04:20
of understanding physical models
75
248992
2119
de entender modelos físicos
04:23
and the workings of the physical world.
76
251111
4120
e o funcionamento do mundo físico.
04:37
Notice how the quad lost altitude
77
265462
1770
Observem como o 'quad' perdeu altitude
04:39
when I put this glass of water on it.
78
267232
2082
quando coloquei este copo de água nele.
04:41
Unlike the balancing pole, I did not include
79
269314
2801
Diferente da haste equilibrada, não incluí
04:44
the mathematical model of the glass in the system.
80
272115
2584
o modelo matemático do copo no sistema.
04:46
In fact, the system doesn't even know that the glass of water is there.
81
274699
2919
De fato, o sistema nem mesmo
sabe que o copo de água está lá.
sabe que o copo de água está lá.
04:49
Like before, I could use the pointer to tell the quad
82
277618
3292
Como antes, eu posso usar
o ponteiro para dizer ao 'quad'
o ponteiro para dizer ao 'quad'
04:52
where I want it to be in space.
83
280910
2589
onde quero que ele esteja no espaço.
04:55
(Applause)
84
283499
9597
(Aplausos)
05:05
Okay, you should be asking yourself,
85
293096
2110
Ok, vocês devem estar se perguntando:
05:07
why doesn't the water fall out of the glass?
86
295206
2509
por que a água não cai do copo?
05:09
Two facts: The first is that gravity acts
87
297715
3211
Dois fatores: o primeiro
é que a gravidade age
é que a gravidade age
05:12
on all objects in the same way.
88
300926
2125
em todos os objetos da mesma maneira.
05:15
The second is that the propellers are all pointing
89
303051
2464
O segundo é que os propulsores
estão todos apontando
estão todos apontando
05:17
in the same direction of the glass, pointing up.
90
305515
3127
para a mesma direção que o copo,
apontando para cima.
apontando para cima.
05:20
You put these two things together, the net result
91
308642
2377
Você coloca essas duas coisas juntas,
o resultado líquido
o resultado líquido
05:23
is that all side forces on the glass are small
92
311019
2287
é que todas as forças laterais
no copo são pequenas
no copo são pequenas
05:25
and are mainly dominated by aerodynamic effects,
93
313306
2785
e estão dominadas principalmente
pelos efeitos aerodinâmicos,
pelos efeitos aerodinâmicos,
05:28
which as these speeds are negligible.
94
316091
3841
que nestas velocidades são insignificantes.
05:35
And that's why you don't need to model the glass.
95
323336
2071
E é por isso que você
não precisa modelar o copo.
não precisa modelar o copo.
05:37
It naturally doesn't spill no matter what the quad does.
96
325407
3848
Ele naturalmente não derrama,
não importa o que o 'quad' faça.
não importa o que o 'quad' faça.
05:50
(Applause)
97
338651
7051
(Aplausos)
05:57
The lesson here is that some high-performance tasks
98
345702
4016
A lição aqui é que algumas
tarefas de alto desempenho
tarefas de alto desempenho
06:01
are easier than others,
99
349718
1397
são mais fáceis que outras,
06:03
and that understanding the physics of the problem
100
351115
2296
e entender a física do problema
06:05
tells you which ones are easy and which ones are hard.
101
353411
2616
mostra quais são fáceis
e quais são difíceis.
e quais são difíceis.
06:08
In this instance, carrying a glass of water is easy.
102
356027
2359
Neste exemplo, carregar
um copo de água é fácil.
um copo de água é fácil.
06:10
Balancing a pole is hard.
103
358386
3785
Equilibrar uma haste é difícil.
06:14
We've all heard stories of athletes
104
362171
1802
Todos nós ouvimos histórias de atletas
06:15
performing feats while physically injured.
105
363973
2493
executando proezas quando
estão fisicamente machucados.
estão fisicamente machucados.
06:18
Can a machine also perform
106
366466
1519
Uma máquina também
pode manter o desempenho
pode manter o desempenho
06:19
with extreme physical damage?
107
367985
2651
com dano físico extremo?
06:22
Conventional wisdom says that you need
108
370636
1726
A sabedoria convencional
diz que você precisa de,
diz que você precisa de,
06:24
at least four fixed motor propeller pairs in order to fly,
109
372362
3690
no mínimo, quatro motores
propulsores para voar,
propulsores para voar,
06:28
because there are four degrees of freedom to control:
110
376052
2112
porque há quatro graus
de liberdade para controlar:
de liberdade para controlar:
06:30
roll, pitch, yaw and acceleration.
111
378164
3028
rolagem, arfagem, guinada e aceleração.
06:33
Hexacopters and octocopters, with six and eight propellers,
112
381192
3245
Hexacópteros e octocópteros,
com seis e oito propulsores,
com seis e oito propulsores,
06:36
can provide redundancy,
113
384437
1483
podem oferecer redundância,
06:37
but quadrocopters are much more popular
114
385920
1989
mas quadricópteros
são muito mais populares
são muito mais populares
06:39
because they have the minimum number
115
387909
1815
porque têm o número mínimo
06:41
of fixed motor propeller pairs: four.
116
389724
2476
de motores propulsores fixos: quatro.
06:44
Or do they?
117
392200
1965
Têm mesmo?
07:01
If we analyze the mathematical model of this machine
118
409476
2600
Se analisarmos o modelo
matemático desta máquina
matemático desta máquina
07:04
with only two working propellers,
119
412076
2176
com apenas dois propulsores funcionando,
07:06
we discover that there's an unconventional way to fly it.
120
414252
6756
descobriremos que há uma forma
não convencional de fazê-la voar.
não convencional de fazê-la voar.
07:19
We relinquish control of yaw,
121
427980
1706
Abandonamos o controle da guinada,
07:21
but roll, pitch and acceleration can still be controlled
122
429686
3070
mas rolagem, arfagem e aceleração
ainda podem ser controladas
ainda podem ser controladas
07:24
with algorithms that exploit this new configuration.
123
432756
5452
com algoritmos que exploram
essa nova configuração.
essa nova configuração.
07:33
Mathematical models tell us exactly when
124
441668
2432
Os modelos matemáticos
nos dizem exatamente quando
nos dizem exatamente quando
07:36
and why this is possible.
125
444100
2072
e por que isso é possível.
07:38
In this instance, this knowledge allows us to design
126
446172
2368
Neste exemplo, este conhecimento
nos permite projetar
nos permite projetar
07:40
novel machine architectures
127
448540
2256
novas arquiteturas da máquina
07:42
or to design clever algorithms that gracefully handle damage,
128
450796
4176
ou projetar algoritmos espertos
que sutilmente lidam com o dano,
que sutilmente lidam com o dano,
07:46
just like human athletes do,
129
454972
1724
exatamente como os atletas humanos fazem,
07:48
instead of building machines with redundancy.
130
456696
3823
em vez de construir
máquinas com redundância.
máquinas com redundância.
07:52
We can't help but hold our breath when we watch
131
460519
2112
Não conseguimos deixar de prender
a respiração quando vemos
a respiração quando vemos
07:54
a diver somersaulting into the water,
132
462631
2437
um mergulhador
dar saltos mortais rumo à água,
dar saltos mortais rumo à água,
07:57
or when a vaulter is twisting in the air,
133
465068
1790
ou quando o saltador está girando no ar,
07:58
the ground fast approaching.
134
466858
1718
o chão se aproximando rápido.
08:00
Will the diver be able to pull off a rip entry?
135
468576
2568
O nadador conseguirá fazer
uma boa entrada na água?
uma boa entrada na água?
08:03
Will the vaulter stick the landing?
136
471144
2000
O saltador cairá em pé?
08:05
Suppose we want this quad here
137
473144
1668
Suponha que queiramos que este 'quad' aqui
08:06
to perform a triple flip and finish off
138
474812
2451
dê três voltas e termine
08:09
at the exact same spot that it started.
139
477263
2269
no exato local em que estava.
08:11
This maneuver is going to happen so quickly
140
479532
2347
Esta manobra vai acontecer tão rapidamente
08:13
that we can't use position feedback to correct the motion during execution.
141
481879
3629
que não dá para usar 'feedback' para corrigir
o movimento durante a execução.
o movimento durante a execução.
08:17
There simply isn't enough time.
142
485508
2274
Simplesmente não há tempo bastante.
08:19
Instead, what the quad can do is perform the maneuver blindly,
143
487782
3694
Assim, o que o 'quad' pode fazer
é realizar a manobra cegamente,
é realizar a manobra cegamente,
08:23
observe how it finishes the maneuver,
144
491476
2232
observe como ele finaliza a manobra,
08:25
and then use that information to modify its behavior
145
493708
2424
e então usa essa informação
para modificar seu comportamento
para modificar seu comportamento
08:28
so that the next flip is better.
146
496132
2289
para que a próxima volta seja melhor.
08:30
Similar to the diver and the vaulter,
147
498421
1812
Parecido com o nadador e o saltador,
08:32
it is only through repeated practice
148
500233
1919
é apenas através da prática repetida
08:34
that the maneuver can be learned and executed
149
502152
1925
que a manobra pode ser
aprendida e executada
aprendida e executada
08:36
to the highest standard.
150
504077
2133
no mais alto padrão.
08:46
(Applause)
151
514412
4752
(Aplausos)
08:51
Striking a moving ball is a necessary skill in many sports.
152
519164
3472
Bater numa bola em movimento é uma
habilidade necessária em muitos esportes.
habilidade necessária em muitos esportes.
08:54
How do we make a machine do
153
522636
1795
Como fazemos uma máquina desempenhar
08:56
what an athlete does seemingly without effort?
154
524431
3753
o que um atleta faz
aparentemente sem esforço?
aparentemente sem esforço?
09:15
(Applause)
155
543943
6599
(Aplausos)
09:22
This quad has a racket strapped onto its head
156
550542
2650
Este 'quad' tem uma raquete
presa em seu topo
presa em seu topo
09:25
with a sweet spot roughly the size of an apple, so not too large.
157
553192
3487
com um ponto ideal do tamanho de
uma maçã, portanto não muito grande.
uma maçã, portanto não muito grande.
09:28
The following calculations are made every 20 milliseconds,
158
556679
3167
Os cálculos a seguir são feitos
a cada 20 milissegundos,
a cada 20 milissegundos,
09:31
or 50 times per second.
159
559846
1756
ou 50 vezes por segundo.
09:33
We first figure out where the ball is going.
160
561602
2812
Primeiro descobrimos
aonde a bola está indo.
aonde a bola está indo.
09:36
We then next calculate how the quad should hit the ball
161
564414
2437
Então, a seguir, calculamos
como o 'quad' deve atingir a bola
como o 'quad' deve atingir a bola
09:38
so that it flies to where it was thrown from.
162
566851
3099
para que ela volte para
onde ela foi atirada.
onde ela foi atirada.
09:41
Third, a trajectory is planned that carries the quad
163
569950
4456
Terceiro, é calculada
uma trajetória que leve o 'quad'
uma trajetória que leve o 'quad'
09:46
from its current state to the impact point with the ball.
164
574406
3024
de seu ponto atual até
o ponto de impacto com a bola.
o ponto de impacto com a bola.
09:49
Fourth, we only execute 20 milliseconds' worth of that strategy.
165
577430
3809
Quatro, executamos somente
20 milissegundos dessa estratégia.
20 milissegundos dessa estratégia.
09:53
Twenty milliseconds later, the whole process is repeated
166
581239
2807
20 milissegundos mais tarde,
todo o processo é repetido
todo o processo é repetido
09:56
until the quad strikes the ball.
167
584046
2243
até que o 'quad' atinja a bola.
10:07
(Applause)
168
595560
2646
(Aplausos)
10:10
Machines can not only perform dynamic maneuvers on their own,
169
598206
3372
As máquinas podem realizar manobras
dinâmicas não apenas sozinhas
dinâmicas não apenas sozinhas
10:13
they can do it collectively.
170
601578
1863
mas também coletivamente.
10:15
These three quads are cooperatively carrying a sky net.
171
603441
3587
Estes três 'quads' estão carregando
em conjunto uma rede.
em conjunto uma rede.
10:28
(Applause)
172
616574
5411
(Aplausos)
10:33
They perform an extremely dynamic
173
621985
2197
Eles realizam uma manobra
10:36
and collective maneuver
174
624182
2168
extremamente dinâmica e em conjunto
10:38
to launch the ball back to me.
175
626350
1692
para lançar a bola de volta para mim.
10:40
Notice that, at full extension, these quads are vertical.
176
628042
3511
Observem que, com a rede completamente
estendida, estes 'quads' estão na vertical.
estendida, estes 'quads' estão na vertical.
10:48
(Applause)
177
636486
1772
(Aplausos)
10:50
In fact, when fully extended,
178
638258
2287
De fato, quando completamente estendida,
10:52
this is roughly five times greater than what a bungee jumper feels
179
640545
2685
isso é cerca de cinco vezes maior
do que a sensação de um 'bungee jump'
do que a sensação de um 'bungee jump'
10:55
at the end of their launch.
180
643230
4588
no final do salto.
11:03
The algorithms to do this are very similar
181
651009
2677
Os algoritmos para fazer isto
são muito semelhantes
são muito semelhantes
11:05
to what the single quad used to hit the ball back to me.
182
653686
3384
ao que um único 'quad' usaria
para mandar a bola de volta para mim.
para mandar a bola de volta para mim.
11:09
Mathematical models are used to continuously re-plan
183
657070
2864
Modelos matemáticos são usados
para replanejar continuamente
para replanejar continuamente
11:11
a cooperative strategy 50 times per second.
184
659934
4515
uma estratégia conjunta
50 vezes por segundo.
50 vezes por segundo.
11:16
Everything we have seen so far has been
185
664449
1877
Tudo que vimos até agora foi
11:18
about the machines and their capabilities.
186
666326
2463
sobre as máquinas e suas capacidades.
11:20
What happens when we couple this machine athleticism
187
668789
3015
O que acontece quando emparelhamos
o atletismo desta máquina
o atletismo desta máquina
11:23
with that of a human being?
188
671804
1776
com aquele do ser humano?
11:25
What I have in front of me is a commercial gesture sensor
189
673580
3805
O que tenho diante de mim
é um sensor de movimentos comercial,
é um sensor de movimentos comercial,
11:29
mainly used in gaming.
190
677385
1309
usado principalmente em jogos.
11:30
It can recognize what my various body parts
191
678694
1804
Ele pode reconhecer
o que várias partes do meu corpo
o que várias partes do meu corpo
11:32
are doing in real time.
192
680498
2048
estão fazendo em tempo real.
11:34
Similar to the pointer that I used earlier,
193
682546
2116
Parecido com o ponteiro que usei antes,
11:36
we can use this as inputs to the system.
194
684662
2792
podemos usar isso para
enviar informações ao sistema.
enviar informações ao sistema.
11:39
We now have a natural way of interacting
195
687454
2396
Agora temos uma forma natural de interagir
11:41
with the raw athleticism of these quads with my gestures.
196
689850
4944
com o atletismo destes 'quads'
com meus movimentos.
com meus movimentos.
12:22
(Applause)
197
730453
4400
(Aplausos)
12:35
Interaction doesn't have to be virtual. It can be physical.
198
743982
4007
A interação não tem que ser virtual.
Ela pode ser física.
Ela pode ser física.
12:39
Take this quad, for example.
199
747989
1725
Veja este 'quad', por exemplo.
12:41
It's trying to stay at a fixed point in space.
200
749714
2628
Está tentando permanecer
em um ponto fixo no espaço.
em um ponto fixo no espaço.
12:44
If I try to move it out of the way, it fights me,
201
752342
3837
Se tento tirá-lo do caminho,
ele compete comigo,
ele compete comigo,
12:48
and moves back to where it wants to be.
202
756179
4155
e se move de volta para onde quer estar.
12:52
We can change this behavior, however.
203
760334
3039
Entretanto, podemos modificar
esse comportamento.
esse comportamento.
12:55
We can use mathematical models
204
763373
1699
Podemos usar modelos matemáticos
12:57
to estimate the force that I'm applying to the quad.
205
765072
3133
para estimar a força
que estou aplicando no 'quad'.
que estou aplicando no 'quad'.
13:00
Once we know this force, we can also change the laws of physics,
206
768205
3238
Quando conhecemos essa força,
podemos também mudar as leis da física,
podemos também mudar as leis da física,
13:03
as far as the quad is concerned, of course.
207
771443
4499
no que toca ao 'quad', claro.
13:07
Here the quad is behaving as if it were
208
775942
2263
Aqui o 'quad' está se comportando
como se estivesse
como se estivesse
13:10
in a viscous fluid.
209
778205
4365
em um fluido viscoso.
13:14
We now have an intimate way
210
782570
2174
Agora temos uma maneira familiar
13:16
of interacting with a machine.
211
784744
1849
de interagir com uma máquina.
13:18
I will use this new capability to position
212
786593
2506
Vou usar essa nova
capacidade para posicionar
capacidade para posicionar
13:21
this camera-carrying quad to the appropriate location
213
789099
2577
este 'quad', que carrega
uma câmera, no local adequado
uma câmera, no local adequado
13:23
for filming the remainder of this demonstration.
214
791676
3186
para filmar o restante desta demonstração.
13:36
So we can physically interact with these quads
215
804222
2768
Assim podemos interagir
fisicamente com estes 'quads'
fisicamente com estes 'quads'
13:38
and we can change the laws of physics.
216
806990
2403
e podemos alterar as leis da física.
13:41
Let's have a little bit of fun with this.
217
809393
2313
Vamos nos divertir um pouquinho com isto.
13:43
For what you will see next, these quads
218
811706
1704
Para o que verão a seguir, estes 'quads'
13:45
will initially behave as if they were on Pluto.
219
813410
3496
inicialmente vão se comportar
como se estivessem em Plutão.
como se estivessem em Plutão.
13:48
As time goes on, gravity will be increased
220
816906
2312
À medida que o tempo passa,
a gravidade será aumentada
a gravidade será aumentada
13:51
until we're all back on planet Earth,
221
819218
2120
até que estejamos de volta ao planeta Terra,
13:53
but I assure you we won't get there.
222
821338
1719
mas asseguro que não chegaremos lá.
13:55
Okay, here goes.
223
823057
3501
Ok, lá vai.
14:05
(Laughter)
224
833667
3412
(Risadas)
14:34
(Laughter)
225
862778
3208
(Risadas)
14:37
(Applause)
226
865986
3386
(Aplausos)
14:41
Whew!
227
869372
1207
Ufa!
14:46
You're all thinking now,
228
874779
1517
Agora estão todos pensando:
14:48
these guys are having way too much fun,
229
876296
1975
esses caras estão se divertindo demais,
14:50
and you're probably also asking yourself,
230
878271
2079
e também, provavelmente,
estão se perguntando:
estão se perguntando:
14:52
why exactly are they building machine athletes?
231
880350
3936
exatamente por que estão
construindo máquinas atletas?
construindo máquinas atletas?
14:56
Some conjecture that the role of play in the animal kingdom
232
884286
2652
Alguns presumem que o papel
dos jogos no mundo animal
dos jogos no mundo animal
14:58
is to hone skills and develop capabilities.
233
886938
2752
é aprimorar habilidades
e desenvolver capacidades.
e desenvolver capacidades.
15:01
Others think that it has more of a social role,
234
889690
2066
Outros acham que tem mais
a ver com o papel social,
a ver com o papel social,
15:03
that it's used to bind the group.
235
891756
1674
que são usados para unir o grupo.
15:05
Similarly, we use the analogy of sports and athleticism
236
893430
3533
De forma similar, usamos a analogia
dos esportes e do atletismo
dos esportes e do atletismo
15:08
to create new algorithms for machines
237
896963
2079
para criar novos algoritmos para máquinas
15:11
to push them to their limits.
238
899042
2147
a fim de levá-las ao limite.
15:13
What impact will the speed of machines have on our way of life?
239
901189
3677
Que impacto terá a velocidade
das máquinas em nosso modo de vida?
das máquinas em nosso modo de vida?
15:16
Like all our past creations and innovations,
240
904866
2389
Como todas nossas criações
e inovações passadas,
e inovações passadas,
15:19
they may be used to improve the human condition
241
907255
2827
elas podem ser usadas
para melhorar a condição humana
para melhorar a condição humana
15:22
or they may be misused and abused.
242
910082
2501
ou podem ser mal usadas
ou se tornar abusos.
ou se tornar abusos.
15:24
This is not a technical choice we are faced with;
243
912583
1923
Esta não é uma escolha
técnica que enfrentamos;
técnica que enfrentamos;
15:26
it's a social one.
244
914506
1755
é uma escolha social.
15:28
Let's make the right choice,
245
916261
1390
Façamos a escolha certa,
15:29
the choice that brings out the best in the future of machines,
246
917651
2405
a escolha que traga o melhor
no futuro das máquinas,
no futuro das máquinas,
15:32
just like athleticism in sports
247
920056
1812
exatamente como, nos esportes, o atletismo
15:33
can bring out the best in us.
248
921868
2161
pode revelar o melhor em nós.
15:36
Let me introduce you to the wizards behind the green curtain.
249
924029
3450
Permitam-me apresentar
os magos atrás da cortina verde.
os magos atrás da cortina verde.
15:39
They're the current members of the Flying Machine Arena research team.
250
927479
2900
Eles são os membros atuais da equipe
de pesquisa Flying Machine Arena.
de pesquisa Flying Machine Arena.
15:42
(Applause)
251
930379
4769
(Aplausos)
15:47
Federico Augugliaro, Dario Brescianini, Markus Hehn,
252
935148
3046
Federico Augugliaro,
Dario Brescianini, Markus Hehn,
Dario Brescianini, Markus Hehn,
15:50
Sergei Lupashin, Mark Muller and Robin Ritz.
253
938194
2824
Sergei Lupashin, Mark Muller e Robin Ritz.
15:53
Look out for them. They're destined for great things.
254
941018
1932
Olho neles. Estão destinados
a grandes coisas.
a grandes coisas.
15:54
Thank you.
255
942950
1178
Obrigado.
15:56
(Applause)
256
944128
6354
(Aplausos)
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