TEDGlobal 2013
Raffaello D'Andrea: The astounding athletic power of quadcopters
Raffaello D'Andrea: O formidável poder atlético dos quadricópteros
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Num laboratório robótico na TEDGlobal, Raffaelo D'Andrea apresenta os seus quadricópteros voadores: robôs que pensam como atletas, resolvendo problemas com algoritmos que os ajudam a aprender. Numa série de elegantes demonstrações, D'Andrea mostra "drones" que apanham bolas, equilibram bastões e tomam decisões em conjunto — e preparem-se para uma demonstração tipo “também quero” de "quads" controlados por 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
O que significa para uma máquina
ser atlética?
ser atlética?
00:26
We will demonstrate the concept of machine athleticism
1
14491
3417
Nós iremos demonstrar o conceito
de agilidade na máquina
de agilidade na máquina
00:29
and the research to achieve it
2
17908
1720
e a investigação para o conseguir
00:31
with the help of these flying machines called quadrocopters,
3
19628
2511
com a ajuda destas máquinas voadoras
chamadas quadricópteros,
chamadas quadricópteros,
00:34
or quads, for short.
4
22139
1887
ou "quads", abreviando.
00:38
Quads have been around for a long time.
5
26034
2529
Os "quads" já existem há bastante tempo.
00:40
The reason that they're so popular these days
6
28563
1599
A razão de serem tão populares hoje em dia
00:42
is because they're mechanically simple.
7
30162
1965
é serem mecanicamente simples.
00:44
By controlling the speeds of these four propellers,
8
32127
2108
Controlando a velocidade
destas quatro hélices,
destas quatro hélices,
00:46
these machines can roll, pitch, yaw,
9
34235
3048
estas máquinas podem
rodar, inclinar, guinar,
rodar, inclinar, guinar,
00:49
and accelerate along their common orientation.
10
37283
2825
e acelerar na orientação comum.
00:52
On board are also a battery, a computer,
11
40108
3071
A bordo estão 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 a sua agilidade tem um custo.
mas a sua agilidade tem um custo.
01:03
They are inherently unstable, and they need some form
14
51762
2992
Eles são naturalmente 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 um controlo automático de resposta
para poderem voar.
para poderem voar.
01:16
So, how did it just do that?
16
64259
3238
Então, como é que ele fez isto?
01:19
Cameras on the ceiling and a laptop
17
67497
1818
Câmaras no teto e um portátil
01:21
serve as an indoor global positioning system.
18
69315
2576
servem como um sistema
de posicionamento global de interior.
de posicionamento global de interior.
01:23
It's used to locate objects in the space
19
71891
2185
É usado para localizar objetos no espaço
01:26
that have these reflective markers on them.
20
74076
2527
que tenham marcas refletoras
Estes dados são então enviados
para outro portátil
para outro portátil
01:28
This data is then sent to another laptop
21
76603
2061
01:30
that is running estimation and control algorithms,
22
78664
2211
que está a executar algoritmos
de estimativa e controlo
de estimativa e controlo
01:32
which in turn sends commands to the quad,
23
80875
1886
que, 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 a executar
algoritmos de estimativa e controlo.
algoritmos de estimativa e controlo.
01:41
The bulk of our research is algorithms.
25
89620
2510
A maior parte da nossa investigação
são os algoritmos.
são os algoritmos.
01:44
It's the magic that brings these machines to life.
26
92130
4161
São a magia que dá vida
a estas máquinas.
a estas máquinas.
01:48
So how does one design the algorithms
27
96291
2043
Como desenhar algoritmos
01:50
that create a machine athlete?
28
98334
2277
que criam uma máquina-atleta?
01:52
We use something broadly called model-based design.
29
100611
2880
Usamos algo genericamente designado
por desenho baseado em modelos.
por desenho baseado em modelos.
01:55
We first capture the physics with a mathematical model
30
103491
3154
Primeiro, captamos a física
com um modelo matemático
com um modelo matemático
01:58
of how the machines behave.
31
106645
2134
de como a máquina se comporta.
02:00
We then use a branch of mathematics
32
108779
2297
Depois usamos um ramo da matemática
02:03
called control theory to analyze these models
33
111076
2831
designado "teoria de controlo"
para analisar estes modelos
para analisar estes modelos
02:05
and also to synthesize algorithms for controlling them.
34
113907
3913
e também para desenvolver
algoritmos para os controlar.
algoritmos para os controlar.
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.
fazer o "quad" pairar.
02:12
We first captured the dynamics
36
120868
1408
Primeiro captamos 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
Depois manipulamos essas equações
com a ajuda da teoria de controlo
com a ajuda da teoria de controlo
02:18
of control theory to create algorithms that stabilize the quad.
39
126531
4640
para criar algoritmos
que estabilizam o "quad".
que estabilizam o "quad".
02:23
Let me demonstrate the strength of this approach.
40
131171
2946
Deixem-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
Suponham que queremos
que este "quad" não paire apenas
que este "quad" não paire apenas
02:31
but to also balance this pole.
42
139747
2782
mas que balance este bastão.
02:34
With a little bit of practice,
43
142529
1844
Com alguma prática,
02:36
it's pretty straightforward for a human being to do this,
44
144373
2391
é muito simples
para um ser humano fazer isto,
para um ser humano fazer isto,
02:38
although we do have the advantage of having
45
146764
1755
embora tenhamos a vantagem
02:40
two feet on the ground
46
148519
1328
de ter os dois pés no chão
02:41
and the use of our very versatile hands.
47
149847
2957
e o uso das nossas mãos muito versáteis.
02:44
It becomes a little bit more difficult
48
152804
2469
Torna-se um pouco mais difícil
02:47
when I only have one foot on the ground
49
155273
2296
quando só tenho um pé no chão
02:49
and when I don't use my hands.
50
157569
2799
e quando não uso as minhas mãos.
02:52
Notice how this pole has a reflective marker on top,
51
160368
2951
Reparem que o bastão tem uma marca
refletora no topo,
refletora no topo,
02:55
which means that it can be located in the space.
52
163319
3894
que lhe permite ser localizado no espaço.
03:04
(Applause)
53
172971
5976
(Aplausos)
03:10
You can notice that this quad is making fine adjustments
54
178947
2826
Podem verificar que este "quad"
está a fazer ligeiros ajustes
está a fazer ligeiros ajustes
03:13
to keep the pole balanced.
55
181773
2195
para manter o bastão equilibrado.
03:15
How did we design the algorithms to do this?
56
183968
3059
Como desenhámos o algoritmo
para fazer isto?
para fazer isto?
03:19
We added the mathematical model of the pole
57
187027
2105
Acrescentámos o modelo
matemático do bastão ao do "quad".
matemático do bastão ao do "quad".
03:21
to that of the quad.
58
189132
1519
03:22
Once we have a model of the combined quad-pole system,
59
190651
2954
Depois de termos um modelo
do sistema "quad"-bastão
do sistema "quad"-bastão
03:25
we can use control theory to create algorithms for controlling it.
60
193605
4933
podemos usar a teoria de controlo
para criar algoritmos.
para criar algoritmos.
03:30
Here, you see that it's stable,
61
198538
1588
Aqui, veem que está estável,
03:32
and even if I give it little nudges,
62
200126
2693
e mesmo que dê alguns toques,
03:34
it goes back to the nice, balanced position.
63
202819
5403
ele regressa à posição equilibrada.
03:40
We can also augment the model to include
64
208222
1663
Também podemos aumentar
o modelo e incluir
o modelo e incluir
03:41
where we want the quad to be in space.
65
209885
2441
em que ponto do espaço
queremos o "quad".
queremos o "quad".
03:44
Using this pointer, made out of reflective markers,
66
212326
3069
Usando este ponteiro,
feito de marcas refletoras,
feito de marcas refletoras,
03:47
I can point to where I want the quad to be in space
67
215395
2224
posso indicar o ponto do espaço
onde quero que o "quad" esteja
onde quero que o "quad" esteja
03:49
a fixed distance away from me.
68
217619
3367
a uma dada distância 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
criados com a ajuda
de modelos matemáticos
de modelos matemáticos
04:13
and control theory.
71
241091
1950
e teoria de controlo.
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 cair o bastão
04:19
and I will next demonstrate the importance
74
247074
1918
e a seguir vou demonstrar a importância
04:20
of understanding physical models
75
248992
2119
de se perceberem os 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
Reparem como o "quad" perdeu altitude
04:39
when I put this glass of water on it.
78
267232
2082
quando lhe coloquei este copo de água.
04:41
Unlike the balancing pole, I did not include
79
269314
2801
Ao contrário do bastão,
eu não incluí o modelo matemático
do copo no sistema.
do copo no sistema.
04:44
the mathematical model of the glass in the system.
80
272115
2584
04:46
In fact, the system doesn't even know that the glass of water is there.
81
274699
2919
De facto, o sistema nem sabe
que o copo de água está lá.
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, posso usar o ponteiro
para dizer ao "quad"
para dizer ao "quad"
04:52
where I want it to be in space.
83
280910
2589
em que ponto do espaço
quero que esteja.
quero que esteja.
04:55
(Applause)
84
283499
9597
(Aplausos)
05:05
Okay, you should be asking yourself,
85
293096
2110
Bem, devem estar a questionar-se:
05:07
why doesn't the water fall out of the glass?
86
295206
2509
"Porque é que a água não cai do copo?"
05:09
Two facts: The first is that gravity acts
87
297715
3211
Dois factos: o primeiro, é que a gravidade
05:12
on all objects in the same way.
88
300926
2125
atua em todos os objetos
do mesmo modo.
do mesmo modo.
05:15
The second is that the propellers are all pointing
89
303051
2464
O segundo, é que as hélices apontam todas
05:17
in the same direction of the glass, pointing up.
90
305515
3127
na mesma direção do copo, para cima.
05:20
You put these two things together, the net result
91
308642
2377
Juntando estes dois factos,
o resultado é que
o resultado é que
05:23
is that all side forces on the glass are small
92
311019
2287
todas a forças laterais
no copo são reduzidas
no copo são reduzidas
05:25
and are mainly dominated by aerodynamic effects,
93
313306
2785
e são essencialmente controladas
pelos efeitos aerodinâmicos,
pelos efeitos aerodinâmicos,
05:28
which as these speeds are negligible.
94
316091
3841
que, a estas velocidades,
são menosprezáveis.
são menosprezáveis.
05:35
And that's why you don't need to model the glass.
95
323336
2071
E é por isso que não é preciso
o modelo do copo.
o modelo do copo.
05:37
It naturally doesn't spill no matter what the quad does.
96
325407
3848
Ele naturalmente não entorna,
faça o "quad" o que fizer.
faça o "quad" o que fizer.
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 que, percebendo
a física do problema,
a física do problema,
06:05
tells you which ones are easy and which ones are hard.
101
353411
2616
podemos saber 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 momento, transportar
um copo de água é fácil.
um copo de água é fácil.
06:10
Balancing a pole is hard.
103
358386
3785
Equilibrar um bastão é difícil.
06:14
We've all heard stories of athletes
104
362171
1802
Todos ouvimos histórias de atletas
06:15
performing feats while physically injured.
105
363973
2493
que realizam feitos estando lesionados.
06:18
Can a machine also perform
106
366466
1519
Pode uma máquina funcionar
06:19
with extreme physical damage?
107
367985
2651
com um dano físico extremo?
06:22
Conventional wisdom says that you need
108
370636
1726
O bom senso diz que são necessárias
06:24
at least four fixed motor propeller pairs in order to fly,
109
372362
3690
pelo menos quatro pares de hélices
fixas para se poder voar,
fixas para se poder voar,
06:28
because there are four degrees of freedom to control:
110
376052
2112
porque há quatro graus
de liberdade a controlar:
de liberdade a controlar:
06:30
roll, pitch, yaw and acceleration.
111
378164
3028
rotação, inclinação, guinada e aceleração.
06:33
Hexacopters and octocopters, with six and eight propellers,
112
381192
3245
Os hexacópteros e os octocópteros,
com seis e oito hélices,
com seis e oito hélices,
06:36
can provide redundancy,
113
384437
1483
podem ter redundância,
06:37
but quadrocopters are much more popular
114
385920
1989
mas os quadricópteros são
muito mais populares
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 pares de hélices fixas: quatro.
06:44
Or do they?
117
392200
1965
Ou não?
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 duas hélices a funcionar,
07:06
we discover that there's an unconventional way to fly it.
120
414252
6756
descobrimos que há uma forma
não convencional de ele voar.
não convencional de ele voar.
07:19
We relinquish control of yaw,
121
427980
1706
Prescindimos do controlo de guinada,
07:21
but roll, pitch and acceleration can still be controlled
122
429686
3070
mas a rotação, inclinação e aceleração
podem ainda ser controladas
podem ainda ser controladas
07:24
with algorithms that exploit this new configuration.
123
432756
5452
com algoritmos que exploram
esta nova configuração.
esta nova configuração.
07:33
Mathematical models tell us exactly when
124
441668
2432
Os modelos matemáticos
dizem-nos exatamente
dizem-nos exatamente
quando e porque é que isto é possível.
07:36
and why this is possible.
125
444100
2072
07:38
In this instance, this knowledge allows us to design
126
446172
2368
Neste momento, este conhecimento
permite-nos desenhar
permite-nos desenhar
07:40
novel machine architectures
127
448540
2256
novas arquiteturas para as máquinas
07:42
or to design clever algorithms that gracefully handle damage,
128
450796
4176
ou desenhar algoritmos mais espertos
que gerem graciosamente os estragos,
que gerem graciosamente os estragos,
07:46
just like human athletes do,
129
454972
1724
tal como fazem os atletas humanos,
07:48
instead of building machines with redundancy.
130
456696
3823
em vez de construirmos
máquinas com redundância.
máquinas com redundância.
07:52
We can't help but hold our breath when we watch
131
460519
2112
Não evitamos suster a respiração
quando observamos
quando observamos
07:54
a diver somersaulting into the water,
132
462631
2437
um mergulhador saltar para a água
07:57
or when a vaulter is twisting in the air,
133
465068
1790
ou quando um saltador rodopia no ar,
07:58
the ground fast approaching.
134
466858
1718
com o chão a aproximar-se
rapidamente.
rapidamente.
08:00
Will the diver be able to pull off a rip entry?
135
468576
2568
Conseguirá o mergulhador
fazer uma boa entrada?
fazer uma boa entrada?
08:03
Will the vaulter stick the landing?
136
471144
2000
Conseguirá o saltador
aterrar em pé?
aterrar em pé?
08:05
Suppose we want this quad here
137
473144
1668
Suponham que queremos
que este "quad"
que este "quad"
08:06
to perform a triple flip and finish off
138
474812
2451
execute uma cambalhota tripla
e termine exatamente
no ponto em que começou.
no ponto em que começou.
08:09
at the exact same spot that it started.
139
477263
2269
08:11
This maneuver is going to happen so quickly
140
479532
2347
Esta manobra será tão rápida
08:13
that we can't use position feedback to correct the motion during execution.
141
481879
3629
que não conseguimos
usar "feedback" de posição
usar "feedback" de posição
para corrigir o movimento
durante a execução.
durante a execução.
08:17
There simply isn't enough time.
142
485508
2274
Simplesmente não há tempo suficiente.
08:19
Instead, what the quad can do is perform the maneuver blindly,
143
487782
3694
Em vez disso, o que o "quad" pode fazer
é executar a manobra às cegas,
é executar a manobra às cegas,
08:23
observe how it finishes the maneuver,
144
491476
2232
verificar como termina a manobra,
08:25
and then use that information to modify its behavior
145
493708
2424
e usar essa informação para modificar
o seu comportamento
o seu comportamento
08:28
so that the next flip is better.
146
496132
2289
para que a próxima cambalhota
seja melhor.
seja melhor.
08:30
Similar to the diver and the vaulter,
147
498421
1812
Tal como o mergulhador e o saltador
08:32
it is only through repeated practice
148
500233
1919
é apenas através de 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
ao mais alto nível.
08:46
(Applause)
151
514412
4752
(Aplausos)
08:51
Striking a moving ball is a necessary skill in many sports.
152
519164
3472
Atingir uma bola em movimento
é uma habilidade
necessária em muitos desportos.
necessária em muitos desportos.
08:54
How do we make a machine do
153
522636
1795
Como conseguimos que uma máquina
08:56
what an athlete does seemingly without effort?
154
524431
3753
faça 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 raqueta
presa no topo
presa no topo
09:25
with a sweet spot roughly the size of an apple, so not too large.
157
553192
3487
com um ponto central quase do tamanho
de uma maçã, não muito grande.
de uma maçã, não muito grande.
09:28
The following calculations are made every 20 milliseconds,
158
556679
3167
Estes cálculos são feitos cada
20 milissegundos,
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
a trajetória da bola.
a trajetória da bola.
09:36
We then next calculate how the quad should hit the ball
161
564414
2437
Depois, calculamos como o "quad"
deve bater a bola
deve bater a bola
09:38
so that it flies to where it was thrown from.
162
566851
3099
para que ela voe para o local
de onde foi lançada.
de onde foi lançada.
09:41
Third, a trajectory is planned that carries the quad
163
569950
4456
Terceiro, é planeada uma trajetória
que leva o "quad"
que leva o "quad"
09:46
from its current state to the impact point with the ball.
164
574406
3024
do seu estado atual ao ponto
de impacto com a bola.
de impacto com a bola.
09:49
Fourth, we only execute 20 milliseconds' worth of that strategy.
165
577430
3809
Quarto, só executamos 20 milissegundos
dessa estratégia.
dessa estratégia.
09:53
Twenty milliseconds later, the whole process is repeated
166
581239
2807
Vinte milissegundos depois,
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 não executam apenas
manobras dinâmicas sozinhas,
manobras dinâmicas sozinhas,
10:13
they can do it collectively.
170
601578
1863
podem fazê-lo em conjunto.
10:15
These three quads are cooperatively carrying a sky net.
171
603441
3587
Estes três "quads" transportam
cooperativamente uma rede.
cooperativamente uma rede.
10:28
(Applause)
172
616574
5411
(Aplausos)
10:33
They perform an extremely dynamic
173
621985
2197
Eles executam uma manobra
10:36
and collective maneuver
174
624182
2168
extremamente dinâmica e coletiva
10:38
to launch the ball back to me.
175
626350
1692
para me devolverem a bola.
10:40
Notice that, at full extension, these quads are vertical.
176
628042
3511
Reparem que, na extensão máxima,
estes "quads" estão na vertical.
estes "quads" estão na vertical.
10:48
(Applause)
177
636486
1772
(Aplausos)
10:50
In fact, when fully extended,
178
638258
2287
De facto, na extensão máxima,
10:52
this is roughly five times greater than what a bungee jumper feels
179
640545
2685
é cerca de cinco vezes mais
do que um "bungee jumper" sente
do que um "bungee jumper" sente
10:55
at the end of their launch.
180
643230
4588
no fim do seu 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 usado por um único "quad"
para me devolver a bola.
para me devolver a bola.
11:09
Mathematical models are used to continuously re-plan
183
657070
2864
São usados modelos matemáticos
para replanear continuamente
para replanear continuamente
11:11
a cooperative strategy 50 times per second.
184
659934
4515
uma estratégia cooperativa
50 vezes por segundo.
50 vezes por segundo.
11:16
Everything we have seen so far has been
185
664449
1877
Tudo o que vimos até agora
11:18
about the machines and their capabilities.
186
666326
2463
foi sobre as máquinas
e suas capacidades.
e suas capacidades.
11:20
What happens when we couple this machine athleticism
187
668789
3015
O que sucede quando ligamos
a agilidade desta máquina
a agilidade desta máquina
11:23
with that of a human being?
188
671804
1776
à de um ser humano?
11:25
What I have in front of me is a commercial gesture sensor
189
673580
3805
O que tenho aqui é um sensor
comercial de gestos
comercial de gestos
11:29
mainly used in gaming.
190
677385
1309
usado essencialmente nos jogos.
11:30
It can recognize what my various body parts
191
678694
1804
Pode reconhecer o que as várias
partes do meu corpo
partes do meu corpo
11:32
are doing in real time.
192
680498
2048
fazem em tempo real.
11:34
Similar to the pointer that I used earlier,
193
682546
2116
Tal como o ponteiro que usei antes,
11:36
we can use this as inputs to the system.
194
684662
2792
podemos usar este
como entrada para o sistema.
como entrada para o sistema.
11:39
We now have a natural way of interacting
195
687454
2396
Temos assim uma forma natural de interagir
11:41
with the raw athleticism of these quads with my gestures.
196
689850
4944
com a agilidade destes "quads"
através dos meus gestos.
através dos meus gestos.
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.
Pode ser física.
Pode ser física.
12:39
Take this quad, for example.
199
747989
1725
Considerem este "quad", por exemplo.
12:41
It's trying to stay at a fixed point in space.
200
749714
2628
Está a tentar manter-se
num ponto fixo no espaço.
num ponto fixo no espaço.
12:44
If I try to move it out of the way, it fights me,
201
752342
3837
Se eu tentar deslocá-lo,
ele contraria-me.
ele contraria-me.
12:48
and moves back to where it wants to be.
202
756179
4155
e regressa ao ponto onde quer estar.
12:52
We can change this behavior, however.
203
760334
3039
Podemos, porém, alterar este 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 aplico a este "quad".
que aplico a este "quad".
13:00
Once we know this force, we can also change the laws of physics,
206
768205
3238
Uma vez conhecida esta força,
podemos alterar as leis da física
podemos alterar as leis da física
13:03
as far as the quad is concerned, of course.
207
771443
4499
no que diz respeito ao "quad", claro.
13:07
Here the quad is behaving as if it were
208
775942
2263
Agora o "quad" comporta-se
como se estivesse
como se estivesse
13:10
in a viscous fluid.
209
778205
4365
num fluido viscoso.
13:14
We now have an intimate way
210
782570
2174
Temos agora um modo profundo
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
Usarei esta nova capacidade
para posicionar
para posicionar
13:21
this camera-carrying quad to the appropriate location
213
789099
2577
este "quad" com câmara no local apropriado
13:23
for filming the remainder of this demonstration.
214
791676
3186
para filmar o resto desta demonstração.
13:36
So we can physically interact with these quads
215
804222
2768
Então 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 divertir-nos um pouco com isto.
13:43
For what you will see next, these quads
218
811706
1704
No que vão ver a seguir, estes "quads"
13:45
will initially behave as if they were on Pluto.
219
813410
3496
vão primeiro comportar-se
como se estivessem em Plutão.
como se estivessem em Plutão.
13:48
As time goes on, gravity will be increased
220
816906
2312
Ao longo do tempo, a gravidade
vai ser aumentada
vai ser aumentada
13:51
until we're all back on planet Earth,
221
819218
2120
até regressarmos todos ao planeta Terra.
13:53
but I assure you we won't get there.
222
821338
1719
mas garanto-vos que não chegaremos lá.
13:55
Okay, here goes.
223
823057
3501
Ok, aqui vai.
14:05
(Laughter)
224
833667
3412
(Risos)
14:34
(Laughter)
225
862778
3208
(Risos)
(Aplausos)
14:37
(Applause)
226
865986
3386
14:41
Whew!
227
869372
1207
Ufa!
14:46
You're all thinking now,
228
874779
1517
Neste momento, estão todos a pensar:
14:48
these guys are having way too much fun,
229
876296
1975
"Este tipos têm diversão a mais",
14:50
and you're probably also asking yourself,
230
878271
2079
e estão talvez a questionar-se:
14:52
why exactly are they building machine athletes?
231
880350
3936
"Porque estão a construir
máquinas-atletas?"
máquinas-atletas?"
14:56
Some conjecture that the role of play in the animal kingdom
232
884286
2652
Alguns conjeturam que o papel
do jogo no reino animal
do jogo no reino animal
14:58
is to hone skills and develop capabilities.
233
886938
2752
é aperfeiçoar habilidades
e desenvolver capacidades.
e desenvolver capacidades.
15:01
Others think that it has more of a social role,
234
889690
2066
Outros pensam que tem
uma função mais social,
uma função mais social,
15:03
that it's used to bind the group.
235
891756
1674
que é usada para unir o grupo.
15:05
Similarly, we use the analogy of sports and athleticism
236
893430
3533
De igual modo, usamos a analogia
do desporto e da agilidade
do desporto e da agilidade
15:08
to create new algorithms for machines
237
896963
2079
para criar algoritmos para as máquinas,
15:11
to push them to their limits.
238
899042
2147
para as levar aos seus limites.
15:13
What impact will the speed of machines have on our way of life?
239
901189
3677
Que impacto terá a rapidez das máquinas
no nosso modo de vida?
no nosso modo de vida?
15:16
Like all our past creations and innovations,
240
904866
2389
Tal como as nossas criações
e inovações do passado,
e inovações do passado,
15:19
they may be used to improve the human condition
241
907255
2827
podem ser usadas para melhorar
a condição humana
a condição humana
15:22
or they may be misused and abused.
242
910082
2501
ou podem ser usadas
de modo errado ou abusivo.
de modo errado ou abusivo.
15:24
This is not a technical choice we are faced with;
243
912583
1923
A escolha que enfrentamos
não é técnica, mas social.
não é técnica, mas social.
15:26
it's a social one.
244
914506
1755
15:28
Let's make the right choice,
245
916261
1390
Façamos a opção correta,
15:29
the choice that brings out the best in the future of machines,
246
917651
2405
a opção que revela o melhor
no futuro das máquinas,
no futuro das máquinas,
15:32
just like athleticism in sports
247
920056
1812
tal como a agilidade no desporto
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
Deixem-me apresentar-vos os feiticeiros
por detrás da cortina verde.
por detrás da cortina verde.
São os atuais membros da equipa
de investigação Arena das Máquinas Voadoras
de investigação Arena das Máquinas Voadoras
15:39
They're the current members of the Flying Machine Arena research team.
250
927479
2900
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
Olhem para eles.
Estão destinados a grandes feitos.
Estão destinados a grandes feitos.
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