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

Why you should listen

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

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

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

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Péter Fankhauser | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2011

Péter Fankhauser: Meet Rezero, the dancing ballbot

Péter Fankhauser: Eis Rezero, o ballbot dançarino

Filmed:
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No palco da TEDGlobal, Péter Fankhauser faz a demonstração do Rezero, um robô que se equilibra numa bola. Desenhado e construído por um grupo de estudantes de engenharia, Rezero é o primeiro ballbot feito para se mover rápida e graciosamente -- e até para dançar.
- Roboticist
Péter Fankhauser is the leader of a team of students working on Rezero, a robot that balances on a single sphere. Full bio

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

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Let me introduceintroduzir to you RezeroReZero.
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Deixem-me apresentar-vos o Rezero.
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This little fellowcompanheiro was developeddesenvolvido
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4000
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Este pequenote foi desenvolvido
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by a groupgrupo of 10 undergraduatecursos de graduação studentsalunos
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por um grupo de 10 estudantes de licenciatura
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at the AutonomousAutónoma SystemsSistemas de LaboratoryLaboratório
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no Autonomous Systems Laboratory
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at ETH-ZurichETH Zurich.
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na ETH-Zurich.
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Our robotrobô belongspertence to a familyfamília of robotsrobôs
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O nosso robô pertence a uma família de robôs
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calledchamado BallbotsBallbots.
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chamada Ballbots.
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InsteadEm vez disso of wheelsrodas, a BallbotBallBot is balancingbalanceamento de
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Em vez de rodas, um Ballbot equilibra-se
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and movingmovendo-se on one singlesolteiro ballbola.
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e move-se numa única bola.
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The maina Principal characteristicscaracterísticas of suchtal a systemsistema is
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A principal característica de um sistema destes
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that there's one soleúnico contactcontato pointponto to the groundchão.
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é que há um único ponto de contacto com o solo.
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This meanssignifica that the robotrobô
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Isto significa que o robô
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is inherentlyinerentemente unstableinstável.
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27000
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é instável por natureza.
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It's like when I am tryingtentando to standficar de pé
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29000
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É como quando tento apoiar-me
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on one foot.
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num só pé.
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You mightpoderia askpergunte yourselfvocê mesmo, what's the usefulnessutilidade
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Podem perguntar-se, qual é a utilidade
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of a robotrobô that's unstableinstável?
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de um robô que é instável?
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Now we'llbem explainexplicar that in a secondsegundo.
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Bem, iremos explicar isso num segundo.
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Let me first explainexplicar how RezeroReZero
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Primeiro deixem-me explicar como é que o Rezero,
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actuallyna realidade keepsmantém his balanceequilibrar.
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de facto, mantém o equilíbrio.
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RezeroReZero keepsmantém his balanceequilibrar by constantlyconstantemente
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O Rezero mantém o equilíbrio medindo
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measuringmedindo his pitchpitch angleângulo with a sensorsensor.
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constantemente o seu ângulo de inclinação com um sensor.
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He then counteractsneutraliza a and avoidsevita topplingderrubar over
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E então ele compensa e evita tombar
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by turninggiro the motorsmotores appropriatelyadequadamente.
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rodando os motores de forma adequada.
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This happensacontece 160 timesvezes perpor secondsegundo,
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Isto acontece 160 vezes por segundo,
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and if anything failsfalha in this processprocesso,
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54000
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e se algo falha neste processo,
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RezeroReZero would immediatelyimediatamente fallcair to the groundchão.
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56000
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o Rezero cai imediatamente ao chão.
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Now to movemover and to balanceequilibrar,
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Ora, para se mover e manter o equilíbrio,
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RezeroReZero needsprecisa to turnvirar the ballbola.
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61000
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o Rezero tem de girar a bola.
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The ballbola is drivendirigido by threetrês specialespecial wheelsrodas
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A bola é conduzida por três rodas especiais
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that allowpermitir RezeroReZero to movemover into any directiondireção
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que permitem que o Rezero se mova em qualquer direcção
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and alsoAlém disso movemover around his ownpróprio axiseixo
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e também se mova à volta do seu próprio eixo
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at the samemesmo time.
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4000
ao mesmo tempo.
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DueDevido to his instabilityinstabilidade, RezeroReZero is always
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Devido à sua instabilidade, o Rezero está sempre
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in motionmovimento. Now here'saqui está the tricktruque.
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em movimento. Ora, aqui está o truque.
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It's indeedde fato exactlyexatamente this instabilityinstabilidade that allowspermite
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É de facto esta instabilidade que permite
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a robotrobô to movemover very [dynamicallydinamicamente].
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que um robô se mova muito dinamicamente.
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Let's playToque a little.
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83000
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Vamos brincar um pouco.
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You maypode have wonderedme perguntei what happensacontece
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Talvez se tenham perguntado o que acontece
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if I give the robotrobô a little pushempurrar.
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se eu der um pequeno empurrão ao robô.
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In this modemodo, he's tryingtentando to maintainmanter
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Neste modo, ele está a tentar manter
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his positionposição.
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a sua posição.
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For the nextPróximo demodemo, I'd like you to introduceintroduzir
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Para a próxima demonstração, gostaria de vos apresentar
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to my colleaguescolegas MichaelMichael, on the computercomputador,
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100000
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os meus colegas Michael, no computador,
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and ThomasThomas who'squem é helpingajudando me onstageno palco.
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103000
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e Thomas, que me está a ajudar no palco.
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In the nextPróximo modemodo, RezeroReZero is passivepassiva,
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2000
No próximo modo, o Rezero está passivo,
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and we can movemover him around.
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e podemos movê-lo de um lado para o outro.
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With almostquase no forceforça I can controlao controle
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Quase sem esforço posso controlar
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his positionposição and his velocityvelocidade.
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a sua posição e a sua velocidade.
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I can alsoAlém disso make him spingirar.
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Posso também fazê-lo girar.
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In the nextPróximo modemodo, we can get RezeroReZero
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No próximo modo, conseguimos fazer o Rezero
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to followSegue a personpessoa.
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seguir uma pessoa.
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He's now keepingguardando a constantconstante distancedistância to ThomasThomas.
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Ele agora mantém uma distância constante em relação ao Thomas.
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This workstrabalho with a laserlaser sensorsensor
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Isto funciona com um sensor laser
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that's mountedmontado on toptopo of RezeroReZero.
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montado no topo do Rezero.
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With the samemesmo methodmétodo, we can alsoAlém disso
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Com o mesmo método, podemos também
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get him to circlecírculo a personpessoa.
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3000
fazê-lo dar círculos à volta de uma pessoa.
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We call this the orbitingórbita modemodo.
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4000
Chamamos a isto o modo orbital.
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All right, thank you, ThomasThomas.
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Certo, obrigado, Thomas.
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(ApplauseAplausos)
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4000
(Aplausos)
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Now, what's the use of this technologytecnologia?
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Agora, para que serve esta tecnologia?
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For now, it's an experimentexperimentar, but let me
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Por enquanto, é uma experiência, mas deixem-me
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showexposição you some possiblepossível futurefuturo applicationsaplicações.
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mostrar-vos algumas possíveis aplicações futuras.
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RezeroReZero could be used in exhibitionsexposições or parksparques.
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O Rezero pode ser usado em exposições ou parques.
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With a screentela it could informinformar people or showexposição
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Com um ecrã pode informar pessoas ou
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them around in a funDiversão and entertainingdivertido way.
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guiá-las de uma forma divertida.
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In a hospitalhospital, this devicedispositivo could be used to
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Num hospital, este aparelho pode ser usado para
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carrylevar around medicalmédico equipmentequipamento.
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transportar equipamento médico.
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DueDevido to the BallbotBallBot systemsistema, it has a very smallpequeno
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Graças ao sistema Ballbot, tem uma pegada muito pequena
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footprintpegada and it's alsoAlém disso easyfácil to movemover around.
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e é também muito fácil de transportar.
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And of coursecurso, who wouldn'tnão seria like
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E claro, quem não gostaria
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to take a ridepasseio on one of these.
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de dar uma volta com uma coisa destas?
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And these are more practicalprático applicationsaplicações.
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E estas são aplicações mais práticas.
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But there's alsoAlém disso a certaincerto beautybeleza
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Mas há também uma certa beleza
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withindentro this technologytecnologia.
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218000
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contida nesta tecnologia.
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(MusicMúsica)
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220000
9000
(Música)
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(ApplauseAplausos)
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1000
(Aplausos)
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Thank you.
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284000
2000
Obrigado.
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(ApplauseAplausos)
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286000
4000
(Aplausos)
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Thank you.
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290000
2000
Obrigado.

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

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

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