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Christoph Keplinger: The artificial muscles that will power robots of the future
Christoph Keplinger: Músculos artificiais para os robôs do futuro
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Os cérebros dos robôs estão ficando cada vez mais inteligentes, mas o corpo deles ainda é desajeitado e pesado. O engenheiro mecânico Christoph Keplinger está criando uma nova geração de robôs moles e ágeis inspirados em uma obra-prima da evolução: o músculo biológico. Observe esses "músculos artificiais" se expandirem e contraírem exatamente como os nossos e atingirem velocidades sobre-humanas, e descubra como eles podem proporcionar próteses mais fortes e eficientes que membros humanos.
Christoph Keplinger - Roboticist, mechanical engineer
Christoph Keplinger aims to fundamentally challenge current limitations of robotic hardware, combining soft matter physics and chemistry with advanced engineering technologies to create a new generation of lifelike robots. Full bio
Christoph Keplinger aims to fundamentally challenge current limitations of robotic hardware, combining soft matter physics and chemistry with advanced engineering technologies to create a new generation of lifelike robots. Full bio
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Em 2015,
00:13
In 2015, 25 teams from around the world
0
1125
3893
25 times do mundo inteiro
competiram para construir robôs
competiram para construir robôs
00:17
competed to build robots
for disaster response
for disaster response
1
5042
2726
que respondessem a desastres
e realizassem inúmeras tarefas,
e realizassem inúmeras tarefas,
00:19
that could perform a number of tasks,
2
7792
1851
como usar uma ferramenta elétrica,
trabalhar em um terreno irregular,
trabalhar em um terreno irregular,
00:21
such as using a power tool,
3
9667
1642
00:23
working on uneven terrain
4
11333
1685
00:25
and driving a car.
5
13042
1250
e dirigir um carro.
00:27
That all sounds impressive, and it is,
6
15292
2041
Isso tudo soa impressionante, e de fato é,
00:30
but look at the body
of the winning robot, HUBO.
of the winning robot, HUBO.
7
18458
2792
mas olhem para o corpo
do robô vencedor, HUBO.
do robô vencedor, HUBO.
00:34
Here, HUBO is trying to get out of a car,
8
22208
2310
Aqui, HUBO está tentando sair do carro,
mas fiquem sabendo
00:36
and keep in mind,
9
24542
1726
que o vídeo foi acelerado três vezes.
00:38
the video is sped up three times.
10
26292
1767
00:40
(Laughter)
11
28083
3625
(Risos)
00:44
HUBO, from team KAIST out of Korea,
is a state-of-the-art robot
is a state-of-the-art robot
12
32750
2976
HUBO, do time KAIST da Coreia,
é um robô de última geração
é um robô de última geração
com capacidades impressionantes,
00:47
with impressive capabilities,
13
35750
1768
mas o corpo dele não parece tão diferente
dos robôs que vimos há algumas décadas.
dos robôs que vimos há algumas décadas.
00:49
but this body doesn't look
all that different
all that different
14
37542
2142
00:51
from robots we've seen a few decades ago.
15
39708
1953
00:54
If you look at the other robots
in the competition,
in the competition,
16
42625
2417
Se observamos outros robôs da competição,
00:58
their movements also still look,
well, very robotic.
well, very robotic.
17
46000
3101
vemos que os movimentos deles
ainda parecem bem robóticos.
ainda parecem bem robóticos.
Seus corpos são estruturas
mecânicas complexas,
mecânicas complexas,
01:01
Their bodies are complex
mechanical structures
mechanical structures
18
49125
2226
feitas de materiais rígidos
01:03
using rigid materials
19
51375
1601
01:05
such as metal and traditional
rigid electric motors.
rigid electric motors.
20
53000
3601
como metal e motores
tradicionais, duros e elétricos.
tradicionais, duros e elétricos.
Eles com certeza não foram feitos
01:08
They certainly weren't designed
21
56625
1601
01:10
to be low-cost, safe near people
22
58250
3059
para serem de baixo custo,
seguros para as pessoas
seguros para as pessoas
e adaptáveis a desafios imprevisíveis.
01:13
and adaptable to unpredictable challenges.
23
61333
2851
Fizemos um bom progresso
no cérebro dos robôs,
no cérebro dos robôs,
01:16
We've made good progress
with the brains of robots,
with the brains of robots,
24
64208
2768
mas o corpo deles ainda é primitivo.
01:19
but their bodies are still primitive.
25
67000
1792
01:22
This is my daughter Nadia.
26
70625
2018
Essa é a minha filha Nadia.
Ela tem só cinco anos de idade
01:24
She's only five years old
27
72667
1726
e consegue sair do carro
muito mais rápido que o HUBO.
muito mais rápido que o HUBO.
01:26
and she can get out of the car
way faster than HUBO.
way faster than HUBO.
28
74417
2476
01:28
(Laughter)
29
76917
1767
(Risos)
Ela também se balança
facilmente em trepa-trepas,
facilmente em trepa-trepas,
01:30
She can also swing around
on monkey bars with ease,
on monkey bars with ease,
30
78708
2393
muito melhor do que qualquer
robô humanoide atual.
robô humanoide atual.
01:33
much better than any current
human-like robot could do.
human-like robot could do.
31
81125
3143
01:36
In contrast to HUBO,
32
84292
1351
Em contraste com o HUBO,
o corpo humano faz uso extensivo
de materiais moles e deformáveis
de materiais moles e deformáveis
01:37
the human body makes extensive use
of soft and deformable materials
of soft and deformable materials
33
85667
3726
como músculos e pele.
01:41
such as muscle and skin.
34
89417
1934
Precisamos de uma nova geração
de corpo de robôs
de corpo de robôs
01:43
We need a new generation of robot bodies
35
91375
2351
que sejam inspirados pela elegância,
eficiência e pelos materiais moles
eficiência e pelos materiais moles
01:45
that is inspired by the elegance,
efficiency and by the soft materials
efficiency and by the soft materials
36
93750
4101
dos designs que encontrados na natureza.
01:49
of the designs found in nature.
37
97875
1542
De fato,
01:52
And indeed, this has become
the key idea of a new field of research
the key idea of a new field of research
38
100292
4226
isso tem se transformado na ideia central
de um novo campo de pesquisa
chamado robótica mole.
chamado robótica mole.
01:56
called soft robotics.
39
104542
1934
Meu grupo de pesquisa
e colaboradores de todo o mundo
e colaboradores de todo o mundo
01:58
My research group
and collaborators around the world
and collaborators around the world
40
106500
2893
estão usando componentes leves
inspirados nos músculos e na pele
inspirados nos músculos e na pele
02:01
are using soft components
inspired by muscle and skin
inspired by muscle and skin
41
109417
3642
para construir robôs
com agilidade e destreza
com agilidade e destreza
02:05
to build robots with agility and dexterity
42
113083
2810
que se aproximem cada vez mais
02:07
that comes closer and closer
43
115917
1642
às maravilhosas capacidades
dos organismos encontrados na natureza.
dos organismos encontrados na natureza.
02:09
to the astonishing capabilities
of the organisms found in nature.
of the organisms found in nature.
44
117583
3292
02:14
I've always been particularly inspired
by biological muscle.
by biological muscle.
45
122458
3685
Sempre fui particularmente inspirado
pelo músculo biológico.
pelo músculo biológico.
Isso não é surpreendente.
02:18
Now, that's not surprising.
46
126167
2142
02:20
I'm also Austrian, and I know that I sound
a bit like Arnie, the Terminator.
a bit like Arnie, the Terminator.
47
128333
3601
Também sou austríaco, e sei que lembro
um pouco o Arnold, o Exterminador.
um pouco o Arnold, o Exterminador.
02:23
(Laughter)
48
131958
3018
(Risos)
O músculo biológico é uma verdadeira
obra-prima da evolução.
obra-prima da evolução.
02:27
Biological muscle
is a true masterpiece of evolution.
is a true masterpiece of evolution.
49
135000
2976
Ele se cura depois de dano
02:30
It can heal after damage
50
138000
1559
e é intrinsecamente integrado
aos neurônios sensoriais
aos neurônios sensoriais
02:31
and it's tightly integrated
with sensory neurons
with sensory neurons
51
139583
2435
02:34
for feedback on motion
and the environment.
and the environment.
52
142042
2125
para resposta aos movimentos
e ao ambiente.
e ao ambiente.
02:37
It can contract fast enough
to power the high-speed wings
to power the high-speed wings
53
145083
2893
Pode se contrair rápido o suficiente
para dar energia às rápidas asas
para dar energia às rápidas asas
02:40
of a hummingbird;
54
148000
1268
de um beija-flor;
02:41
it can grow strong enough
to move an elephant;
to move an elephant;
55
149292
2684
pode crescer forte o suficiente
para mover um elefante;
para mover um elefante;
02:44
and it's adaptable enough
to be used in the extremely versatile arms
to be used in the extremely versatile arms
56
152000
3559
e é suficientemente adaptável para ser
usado nos braços extremamente versáteis
usado nos braços extremamente versáteis
02:47
of an octopus,
57
155583
1310
de um polvo,
02:48
an animal that can squeeze
its entire body through tiny holes.
its entire body through tiny holes.
58
156917
3333
um animal que consegue espremer
seu corpo através de buracos apertados.
seu corpo através de buracos apertados.
02:53
Actuators are for robots
what muscles are for animals:
what muscles are for animals:
59
161250
3893
Atuadores são para os robôs
o que os músculos são para os animais:
o que os músculos são para os animais:
componentes-chaves para o corpo
02:57
key components of the body
60
165167
1851
que permitem movimentos
e interações com o mundo.
e interações com o mundo.
02:59
that enable movement
and interaction with the world.
and interaction with the world.
61
167042
2541
03:02
So if we could build soft actuators,
62
170667
2476
Se conseguimos construir atuadores moles,
ou músculos artificiais,
03:05
or artificial muscles,
63
173167
1434
que sejam tão versáteis, adaptáveis
com o mesmo desempenho que o autêntico,
com o mesmo desempenho que o autêntico,
03:06
that are as versatile, adaptable
64
174625
1601
03:08
and could have the same performance
as the real thing,
as the real thing,
65
176250
2559
poderemos construir quase
qualquer tipo de robô
qualquer tipo de robô
03:10
we could build almost any type of robot
66
178833
1935
03:12
for almost any type of use.
67
180792
1375
para quase todos os usos.
03:15
Not surprisingly,
people have tried for many decades
people have tried for many decades
68
183167
3184
Não é surpresa que pessoas
tenham tendado, por muitas décadas,
tenham tendado, por muitas décadas,
replicar as maravilhosas
capacidades dos músculos,
capacidades dos músculos,
03:18
to replicate the astonishing
capabilities of muscle,
capabilities of muscle,
69
186375
2893
03:21
but it's been really hard.
70
189292
1333
mas tem sido muito difícil.
03:24
About 10 years ago,
71
192583
1476
Dez anos atrás,
quando fiz meu pós-doutorado na Áustria,
03:26
when I did my PhD back in Austria,
72
194083
2726
eu e meus colegas redescobrimos
03:28
my colleagues and I rediscovered
73
196833
2101
o que é provavelmente uma das primeiras
publicações sobre músculos artificiais,
publicações sobre músculos artificiais,
03:30
what is likely one of the very first
publications on artificial muscle,
publications on artificial muscle,
74
198958
4143
publicada em 1880,
03:35
published in 1880.
75
203125
1851
sobre as mudanças no formato
e no volume de corpos dielétricos
e no volume de corpos dielétricos
03:37
"On the shape and volume changes
of dielectric bodies
of dielectric bodies
76
205000
3143
03:40
caused by electricity,"
77
208167
1517
causados pela eletricidade,
03:41
published by German physicist
Wilhelm Röntgen.
Wilhelm Röntgen.
78
209708
3101
escrita pelo físico alemão
Wilhelm Röntgen.
Wilhelm Röntgen.
A maioria de vocês o conhece
pela descoberta do raio-x.
pela descoberta do raio-x.
03:44
Most of you know him
as the discoverer of the X-ray.
as the discoverer of the X-ray.
79
212833
3042
Seguindo as suas instruções,
usamos um par de agulhas.
usamos um par de agulhas.
03:49
Following his instructions,
we used a pair of needles.
we used a pair of needles.
80
217292
2559
As conectamos a uma fonte de alta voltagem
03:51
We connected it to a high-voltage source,
81
219875
1954
03:53
and we placed it near
a transparent piece of rubber
a transparent piece of rubber
82
221833
2476
e pusemos perto de um pedaço
de borracha transparente,
de borracha transparente,
03:56
that was prestretched
onto a plastic frame.
onto a plastic frame.
83
224313
2084
previamente esticada
em uma moldura plástica.
em uma moldura plástica.
03:59
When we switched on the voltage,
84
227333
1685
Quando ligamos a voltagem,
a borracha deformou-se,
04:01
the rubber deformed,
85
229042
1309
e como no bíceps flexiona o nosso braço,
04:02
and just like our biceps flexes our arm,
86
230375
3184
a borracha flexionou a moldura plástica.
04:05
the rubber flexed the plastic frame.
87
233583
2643
Parece magia.
04:08
It looks like magic.
88
236250
1309
As agulhas nem tocam a borracha.
04:09
The needles don't even touch the rubber.
89
237583
2351
Ter duas agulhas dessas
não é um jeito prático
não é um jeito prático
04:11
Now, having two such needles
is not a practical way
is not a practical way
90
239958
2518
de operar músculos artificiais,
04:14
of operating artificial muscles,
91
242500
2143
mas esse maravilhoso experimento
me prendeu nesse tópico.
me prendeu nesse tópico.
04:16
but this amazing experiment
got me hooked on the topic.
got me hooked on the topic.
92
244667
3142
Eu queria criar novos jeitos
de construir músculos artificiais
de construir músculos artificiais
04:19
I wanted to create new ways
to build artificial muscles
to build artificial muscles
93
247833
3018
que funcionassem bem
em aplicações da vida real.
em aplicações da vida real.
04:22
that would work well
for real-world applications.
for real-world applications.
94
250875
2809
Nos anos seguintes, trabalhei
em várias tecnologias diferentes
em várias tecnologias diferentes
04:25
For the next years, I worked
on a number of different technologies
on a number of different technologies
95
253708
3726
que mostraram-se promissoras,
04:29
that all showed promise,
96
257458
1309
04:30
but they all had remaining challenges
that are hard to overcome.
that are hard to overcome.
97
258791
3042
mas todas ainda tinham desafios
pendentes difíceis de serem superados.
pendentes difíceis de serem superados.
04:34
In 2015,
98
262833
1601
Em 2015,
quando comecei a pesquisar
na Universidade do Colorado,
na Universidade do Colorado,
04:36
when I started my own lab at CU Boulder,
99
264458
2393
04:38
I wanted to try an entirely new idea.
100
266875
2226
eu queria experimentar uma nova área.
Eu queria combinar
a alta velocidade e a eficiência
a alta velocidade e a eficiência
04:41
I wanted to combine
the high speed and efficiency
the high speed and efficiency
101
269125
2893
04:44
of electrically driven actuators
102
272042
1976
de atuadores elétricos
com a versatilidade
de atuadores leves e fluidos.
de atuadores leves e fluidos.
04:46
with the versatility
of soft, fluidic actuators.
of soft, fluidic actuators.
103
274042
2750
04:49
Therefore, I thought,
104
277458
1310
Então, eu pensei que talvez pudesse tentar
usar ciência velha de uma maneira nova.
usar ciência velha de uma maneira nova.
04:50
maybe I can try using
really old science in a new way.
really old science in a new way.
105
278792
3351
O diagrama que veem aqui
04:54
The diagram you see here
106
282167
1767
mostra um experimento chamado
tensor de Maxwell.
tensor de Maxwell.
04:55
shows an effect called Maxwell stress.
107
283958
2560
Se usamos duas placas de metal
04:58
When you take two metal plates
108
286542
1476
05:00
and place them in a container
filled with oil,
filled with oil,
109
288042
2184
e as colocamos num contêiner
cheio de óleo,
cheio de óleo,
e ligamos alguma voltagem,
05:02
and then switch on a voltage,
110
290250
1643
o tensor de Maxwell força o óleo
para o meio das duas placas,
para o meio das duas placas,
05:03
the Maxwell stress forces the oil
up in between the two plates,
up in between the two plates,
111
291917
3934
e é isso que veem aqui.
05:07
and that's what you see here.
112
295875
1476
A ideia central era:
05:09
So the key idea was,
113
297375
1351
"Será que conseguimos usar esse efeito
para empurrar o óleo
para empurrar o óleo
05:10
can we use this effect to push around oil
114
298750
2934
contido em estruturas moles que esticam?"
05:13
contained in soft stretchy structures?
115
301708
2810
05:16
And indeed, this worked surprisingly well,
116
304542
2351
E sim, isso funcionou
surpreendentemente bem.
surpreendentemente bem.
05:18
quite honestly,
much better than I expected.
much better than I expected.
117
306917
2684
Honestamente, muito melhor
do que eu esperava.
do que eu esperava.
Com minha ótima equipe de alunos,
usamos essa ideia como ponto de partida
usamos essa ideia como ponto de partida
05:21
Together with my
outstanding team of students,
outstanding team of students,
118
309625
2184
05:23
we used this idea as a starting point
119
311833
1893
para criar uma nova tecnologia
chamada músculos artificiais HASEL.
chamada músculos artificiais HASEL.
05:25
to develop a new technology
called HASEL artificial muscles.
called HASEL artificial muscles.
120
313750
4143
HASELs são gentis o suficiente
para recolher framboesas
para recolher framboesas
05:29
HASELs are gentle enough
to pick up a raspberry
to pick up a raspberry
121
317917
3101
sem estragá-las.
05:33
without damaging it.
122
321042
1291
05:36
They can expand and contract
like real muscle.
like real muscle.
123
324542
3208
Eles podem se expandir e contrair
como um músculo real.
como um músculo real.
05:41
And they can be operated
faster than the real thing.
faster than the real thing.
124
329625
2458
E podem ser operados mais rápido que eles.
Também podem ser aumentados
para suportar maiores forças.
para suportar maiores forças.
05:44
They can also be scaled up
to deliver large forces.
to deliver large forces.
125
332958
2643
Aqui podemos vê-los levantando
um galão cheio de água.
um galão cheio de água.
05:47
Here you see them lifting
a gallon filled with water.
a gallon filled with water.
126
335625
3351
Eles podem ser usados
para dirigir um braço robótico,
para dirigir um braço robótico,
05:51
They can be used to drive a robotic arm,
127
339000
1934
05:52
and they can even
self-sense their position.
self-sense their position.
128
340958
2084
e até mesmo sentir sozinhos suas posições.
05:57
HASELs can be used
for very precise movement,
for very precise movement,
129
345292
2708
HASELs podem ser usados
para movimentos bastante precisos,
para movimentos bastante precisos,
06:01
but they can also deliver
very fluidic, muscle-like movement
very fluidic, muscle-like movement
130
349292
2851
mas também podem realizar
movimentos fluidos e musculares
movimentos fluidos e musculares
e impulsos de força
para arremessar uma bola ao ar.
para arremessar uma bola ao ar.
06:04
and bursts of power
to shoot up a ball into the air.
to shoot up a ball into the air.
131
352167
2875
06:09
When submerged in oil,
132
357375
1583
Quando submerso em óleo,
06:12
HASEL artificial muscles
can be made invisible.
can be made invisible.
133
360667
3541
os músculos artificiais HASEL
podem se tornar invisíveis.
podem se tornar invisíveis.
06:19
So how do HASEL artificial muscles work?
134
367875
1917
Então como o músculo artificial
HASEL funciona?
HASEL funciona?
06:22
You might be surprised.
135
370542
1684
Talvez fiquem surpresos.
Ele baseia-se em materiais
baratos e de fácil acesso.
baratos e de fácil acesso.
06:24
They're based on very inexpensive,
easily available materials.
easily available materials.
136
372250
3184
Vocês podem até testar, e recomendo,
06:27
You can even try, and I recommend it,
137
375458
2268
o princípio central em casa.
06:29
the main principle at home.
138
377750
1333
06:31
Take a few Ziploc bags
and fill them with olive oil.
and fill them with olive oil.
139
379875
2768
Peguem alguns sacos Ziploc
e encham com azeite de oliva.
e encham com azeite de oliva.
Tentem tirar o máximo
possível de bolhas de ar.
possível de bolhas de ar.
06:34
Try to push out air bubbles
as much as you can.
as much as you can.
140
382667
2208
06:37
Now take a glass plate
and place it on one side of the bag.
and place it on one side of the bag.
141
385583
3101
Então peguem um prato de vidro
e coloquem de um lado do saco.
e coloquem de um lado do saco.
Ao pressioná-lo, verão o saco flexionando.
06:40
When you press down,
you see the bag contract.
you see the bag contract.
142
388708
2209
06:43
Now the amount of contraction
is easy to control.
is easy to control.
143
391792
2666
O tamanho da flexão é fácil de controlar.
06:47
When you take a small weight,
you get a small contraction.
you get a small contraction.
144
395167
2809
Para algo que pesa pouco,
a flexão é pequena.
a flexão é pequena.
Com um peso médio,
temos uma flexão média.
temos uma flexão média.
06:50
With a medium weight,
we get a medium contraction.
we get a medium contraction.
145
398000
3125
06:54
And with a large weight,
you get a large contraction.
you get a large contraction.
146
402125
2893
Com algo pesado,
temos uma grande flexão.
temos uma grande flexão.
Para os HASELs, a única mudança é
substituir a força ou o peso de sua mão
substituir a força ou o peso de sua mão
06:57
Now for HASELs, the only change
is to replace the force of your hand
is to replace the force of your hand
147
405042
3434
07:00
or the weight with an electrical force.
148
408500
3018
por uma força elétrica.
HASEL significa "Hydraulically Amplified
Self-Healing Electrostatic Actuators".
Self-Healing Electrostatic Actuators".
07:03
HASEL stands for "hydraulically amplified
self-healing electrostatic actuators."
self-healing electrostatic actuators."
149
411542
5351
Aqui podemos ver a geometria
chamada atuadores Peano-HASEL,
chamada atuadores Peano-HASEL,
07:08
Here you see a geometry
called Peano-HASEL actuators,
called Peano-HASEL actuators,
150
416917
3184
um dos vários designs possíveis.
07:12
one of many possible designs.
151
420125
2292
07:15
Again, you take a flexible polymer
such as our Ziploc bag,
such as our Ziploc bag,
152
423083
3601
De novo, usamos um polímero flexível,
como o saco Ziploc,
como o saco Ziploc,
o enchemos com algum líquido isolante,
como azeite de oliva,
como azeite de oliva,
07:18
you fill it with an insulating liquid,
such as olive oil,
such as olive oil,
153
426708
2935
e agora, em vez de um prato de vidro,
07:21
and now, instead of the glass plate,
154
429667
1767
colocamos um condutor elétrico
de um lado do saco.
de um lado do saco.
07:23
you place an electrical conductor
on one side of the pouch.
on one side of the pouch.
155
431458
2792
07:26
To create something
that looks more like a muscle fiber,
that looks more like a muscle fiber,
156
434958
2643
Para criar algo mais semelhante
a uma fibra muscular,
a uma fibra muscular,
podemos conectar alguns sacos
07:29
you can connect a few pouches together
157
437625
1976
e anexar um peso em um dos lados.
07:31
and attached a weight on one side.
158
439625
2143
Depois, aplicamos voltagem.
07:33
Next, we apply voltage.
159
441792
1375
07:36
Now, the electric field
starts acting on the liquid.
starts acting on the liquid.
160
444083
3310
Agora, um campo elétrico começa
a agir sobre o líquido.
a agir sobre o líquido.
Ele desloca o líquido
07:39
It displaces the liquid,
161
447417
1684
07:41
and it forces the muscle to contract.
162
449125
2000
e força o músculo a contrair-se.
07:44
Here you see a completed
Peano-HASEL actuator
Peano-HASEL actuator
163
452708
2476
Aqui podemos ver um atuador
HASEL-Peano completo
HASEL-Peano completo
07:47
and how it expands and contracts
when voltage is applied.
when voltage is applied.
164
455208
3893
e como ele se expande e contrai
quando se aplica voltagem.
quando se aplica voltagem.
Visto de lado,
07:51
Viewed from the side,
165
459125
1309
podemos ver os sacos tomando
um formato mais cilíndrico
um formato mais cilíndrico
07:52
you can really see those pouches
take a more cylindrical shape,
take a more cylindrical shape,
166
460458
3226
como vimos com os sacos Ziploc.
07:55
such as we saw with the Ziploc bags.
167
463708
1792
07:58
We can also place a few
such muscle fibers next to each other
such muscle fibers next to each other
168
466500
3226
Também podemos colocar essas
fibras musculares do lado uma da outra
fibras musculares do lado uma da outra
para criar algo ainda mais
parecido com um músculo
parecido com um músculo
08:01
to create something that looks
even more like a muscle
even more like a muscle
169
469750
2559
08:04
that also contracts and expands
in cross section.
in cross section.
170
472333
2435
e que também se expande e contrai.
Estes HASELs estão levantando um peso
aproximadamente 200 vezes
aproximadamente 200 vezes
08:06
These HASELs here are lifting a weight
that's about 200 times heavier
that's about 200 times heavier
171
474792
3351
mais pesado que eles.
08:10
than their own weight.
172
478167
1291
08:12
Here you see one of our newest designs,
called quadrant donut HASELs
called quadrant donut HASELs
173
480667
3476
Aqui vemos um de nossos novos designs,
chamado HASEL donut quadrante
chamado HASEL donut quadrante
e como eles expandem e contraem.
08:16
and how they expand and contract.
174
484167
1601
Eles operados muito rapidamente,
atingindo velocidades super-humanas.
atingindo velocidades super-humanas.
08:17
They can be operated incredibly fast,
reaching superhuman speeds.
reaching superhuman speeds.
175
485792
3083
08:23
They are even powerful enough
to jump off the ground.
to jump off the ground.
176
491333
2976
Eles têm força até mesmo para pular.
(Risos)
08:26
(Laughter)
177
494333
1334
08:28
Overall, HASELs show promise
to become the first technology
to become the first technology
178
496917
3517
Sobretudo, HASEL promete
se tornar a primeira tecnologia
se tornar a primeira tecnologia
que supera o desempenho
do músculo biológico
do músculo biológico
08:32
that matches or exceeds the performance
of biological muscle
of biological muscle
179
500458
3518
sendo compatível com
a produção em larga escala.
a produção em larga escala.
08:36
while being compatible
with large-scale manufacturing.
with large-scale manufacturing.
180
504000
3143
É também uma tecnologia muito nova,
estamos apenas começando.
estamos apenas começando.
08:39
This is also a very young technology.
We are just getting started.
We are just getting started.
181
507167
3142
Temos muitas ideias de como
melhorar seu desempenho
melhorar seu desempenho
08:42
We have many ideas how to
drastically improve performance,
drastically improve performance,
182
510333
2768
usando novos materiais e designs
para atingir um nível de desempenho
para atingir um nível de desempenho
08:45
using new materials and new designs
to reach a level of performance
to reach a level of performance
183
513125
3851
além do músculo biológico e tradicionais
motores elétricos e rígidos.
motores elétricos e rígidos.
08:49
beyond biological muscle and also beyond
traditional rigid electric motors.
traditional rigid electric motors.
184
517000
4332
08:54
Moving towards more complex designs
of HASEL for bio-inspired robotics,
of HASEL for bio-inspired robotics,
185
522250
3393
Avançando para designs mais complexos
e inspirados na biologia,
e inspirados na biologia,
aqui vemos nosso escorpião artificial
08:57
here you see our artificial scorpion
186
525667
1767
que usa o rabo para caçar presas.
08:59
that can use its tail to hunt prey,
187
527458
1726
Nesse caso, um balão de borracha.
09:01
in this case, a rubber balloon.
188
529208
1518
09:02
(Laughter)
189
530750
1643
(Risos)
Voltando à nossa inspiração inicial,
09:04
Going back to our initial inspiration,
190
532417
2101
a versatilidade dos braços do polvo
e da tromba de elefantes,
e da tromba de elefantes,
09:06
the versatility of octopus arms
and elephant trunks,
and elephant trunks,
191
534542
2809
agora conseguimos construir
atuadores moles e contínuos
atuadores moles e contínuos
09:09
we are now able to build
soft continuum actuators
soft continuum actuators
192
537375
2768
que chegam cada vez mais perto
das capacidades reais de um músculo.
das capacidades reais de um músculo.
09:12
that come closer and closer
to the capabilities of the real thing.
to the capabilities of the real thing.
193
540167
3125
09:17
I am most excited
about the practical applications
about the practical applications
194
545833
2893
Estou muito animado
com as aplicações práticas
com as aplicações práticas
dos músculos artificiais HASEL.
09:20
of HASEL artificial muscles.
195
548750
1809
Eles proporcionarão
aparelhos robóticos moles
aparelhos robóticos moles
09:22
They'll enable soft robotic devices
196
550583
2393
09:25
that can improve the quality of life.
197
553000
2351
que podem melhorar a qualidade de vida.
A robótica mole possibilitará
uma nova geração de próteses realistas
uma nova geração de próteses realistas
09:27
Soft robotics will enable a new generation
of more lifelike prosthetics
of more lifelike prosthetics
198
555375
3809
para pessoas que sofreram amputações.
09:31
for people who have lost
parts of their bodies.
parts of their bodies.
199
559208
2226
Aqui vemos alguns HASELs
no meu laboratório
no meu laboratório
09:33
Here you see some HASELs in my lab,
200
561458
1810
09:35
early testing,
driving a prosthetic finger.
driving a prosthetic finger.
201
563292
2583
operando uma prótese de dedo
em testes iniciais.
em testes iniciais.
09:39
One day, we may even merge
our bodies with robotic parts.
our bodies with robotic parts.
202
567542
3875
Algum dia, poderemos talvez até fundir
o nosso corpo com partes robóticas.
o nosso corpo com partes robóticas.
09:45
I know that sounds very scary at first.
203
573125
2125
Pode parecer assustador à primeira vista.
09:48
But when I think about my grandparents
204
576917
1851
Mas quando penso nos meus avós
e em como eles ficaram dependentes
de outras pessoas
de outras pessoas
09:50
and the way they become
more dependent on others
more dependent on others
205
578792
2934
para realizar atividades diárias,
como ir ao banheiro,
como ir ao banheiro,
09:53
to perform simple everyday tasks
such as using the restroom alone,
such as using the restroom alone,
206
581750
4101
eles sentem com frequência que são fardos.
09:57
they often feel like
they're becoming a burden.
they're becoming a burden.
207
585875
2208
10:00
With soft robotics, we will be able
to enhance and restore
to enhance and restore
208
588958
3268
Com a robótica mole,
poderemos melhorar e reestabelecer
poderemos melhorar e reestabelecer
agilidade e destreza,
10:04
agility and dexterity,
209
592250
1601
e assim ajudar pessoas mais velhas
a manterem sua autonomia
a manterem sua autonomia
10:05
and thereby help older people
maintain autonomy
maintain autonomy
210
593875
2893
por mais tempo.
10:08
for longer parts of their lives.
211
596792
2267
Talvez dê para chamar isso
de "robótica anti-idade"
de "robótica anti-idade"
10:11
Maybe we can call that
"robotics for antiaging"
"robotics for antiaging"
212
599083
2500
10:15
or even a next stage of human evolution.
213
603000
2458
ou até mesmo do próximo passo
na evolução humana.
na evolução humana.
10:19
Unlike their traditional
rigid counterparts,
rigid counterparts,
214
607083
2851
Diferentemente da sua alternativa dura,
robôs moles poderão operar com segurança
perto de pessoas e nos ajudar em casa.
perto de pessoas e nos ajudar em casa.
10:21
soft life-like robots will safely operate
near people and help us at home.
near people and help us at home.
215
609958
4875
10:27
Soft robotics is a very young field.
We're just getting started.
We're just getting started.
216
615667
3392
A robótica mole é um campo muito novo,
estamos apenas começando.
estamos apenas começando.
Espero que jovens de diferentes contextos
se juntem a essa jornada emocionante
se juntem a essa jornada emocionante
10:31
I hope that many young people
from many different backgrounds
from many different backgrounds
217
619083
3101
10:34
join us on this exciting journey
218
622208
1851
e ajudem a moldar o futuro da robótica
10:36
and help shape the future of robotics
219
624083
2143
introduzindo novos conceitos
inspirados na natureza.
inspirados na natureza.
10:38
by introducing new concepts
inspired by nature.
inspired by nature.
220
626250
2583
10:42
If we do this right,
221
630708
1601
Se acertarmos,
podemos melhorar a qualidade
de vida de todos nós.
de vida de todos nós.
10:44
we can improve the quality of life
222
632333
1768
10:46
for all of us.
223
634125
1309
Obrigado.
10:47
Thank you.
224
635458
1268
(Aplausos)
10:48
(Applause)
225
636750
4167
ABOUT THE SPEAKER
Christoph Keplinger - Roboticist, mechanical engineerChristoph Keplinger aims to fundamentally challenge current limitations of robotic hardware, combining soft matter physics and chemistry with advanced engineering technologies to create a new generation of lifelike robots.
Why you should listen
Robots today rely on rigid components and electric motors that use metal and magnets, making them heavy, unsafe near humans, expensive and ill-suited for unpredictable environments. Nature, in contrast, makes extensive use of soft materials such as muscles and skin and has produced organisms that drastically outperform robots in terms of agility, dexterity and adaptability. Christoph Keplinger aims to fundamentally challenge current limitations of robotic hardware, using an interdisciplinary approach that synergizes concepts from soft matter physics and chemistry with advanced engineering technologies to introduce intelligent materials systems for a new generation of life-like robots.
A major theme of Keplinger's research is the development of new classes of actuators -- a key component of all robotic systems -- that replicate the sweeping success of biological muscle, a masterpiece of evolution. He is the principal inventor of HASEL artificial muscles, a new class of high-performance muscle-mimetic actuators for use in next-generation robots that replicate the vast capabilities of biological systems. In 2018 he cofounded Artimus Robotics to commercialize the technology.
Originally from Austria, Keplinger studied physics at the Johannes Kepler University Linz before moving to the US to research mechanics and chemistry at Harvard. He is an assistant professor of mechanical engineering and a fellow of the Materials Science and Engineering Program at the University of Colorado Boulder, where he leads a highly interdisciplinary research group that works on soft robotics, energy harvesting and functional polymers. His work has been published in Science Magazine, among others, and highlighted in popular outlets such as National Geographic. Keplinger he has received prestigious awards including a 2017 Packard Fellowship for Science and Engineering.
Christoph Keplinger | Speaker | TED.com