TED2014
Robert Full: The secrets of nature's grossest creatures, channeled into robots
Robert Full: Secretele celor mai hidoase creaturi folosite pentru fabricarea roboţilor
Filmed:
Readability: 4.7
1,286,255 views
Cum pot roboţii să înveţe să îşi menţină poziţia pe terenuri denivelate, răsturnaţi, să facă manevre gimnastice în aer şi să se lovească de pereţi fără să se strice? Robert Full prezintă incredibilul corp al gândacului ca să arate ce învâţâminte pot trage inginerii de robotică.
Robert Full - Biologist
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering. Full bio
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
Even nature's most disgusting creatures
0
930
2904
Chiar şi cele mai dezgustătoare creaturi
00:15
have important secrets,
1
3834
2567
au secrete importante,
00:18
but who would want a swarm of cockroaches
2
6401
1489
dar cine şi-ar dori un nor de gândaci
00:19
coming towards them?
3
7890
1594
să vină spre el?
00:21
Yet one of the greatest differences
between natural and human technologies
between natural and human technologies
4
9484
3012
Deosebirea dintre tehnologia
din natură şi cea creată de om
din natură şi cea creată de om
00:24
relates to robustness.
5
12496
2215
e legată de robusteţe.
00:26
Robust systems are stable in complex
6
14711
2573
Sistemele robuste sunt stabile
00:29
and new environments.
7
17284
1721
în medii complexe şi noi.
00:31
Remarkably, cockroaches can self-stabilize
8
19005
1795
Gândacii îşi menţin poziţia stabilă
00:32
running over rough terrain.
9
20800
1679
când străbat un teren denivelat.
00:34
When we put a jet pack on them,
10
22479
1262
Dacă le punem un jetpack
00:35
or give them a perturbation like an earthquake,
11
23741
2011
sau îi perturbăm ca la un cutremur,
00:37
we discovered that their wonderfully tuned legs
12
25752
2891
vedem că picioarele lor, armonios acordate
00:40
allow them to self-stabilize
13
28643
1625
le permit să îşi menţină poziţia
00:42
without using any of their brainpower.
14
30268
3662
fără să-şi folosească creierul.
00:45
They can go over complex terrain like grass,
15
33930
3130
Se pot deplasa prin iarbă
00:49
no problem, and not get destabilized.
16
37060
1952
fără probleme, fără să se răstoarne.
00:51
We discovered a new behavior where,
17
39012
1514
Am descoperit un nou comportament.
00:52
because of their shape,
18
40526
1164
Datorită formei lor,
00:53
they actually roll automatically to their side
19
41690
2078
se rostogolesc automat pe o parte
00:55
to go through this artificial test bit of grass.
20
43768
3952
ca să străbată
acest obstacol artificial de iarbă.
acest obstacol artificial de iarbă.
00:59
Robust systems can perform multiple tasks
21
47720
2437
Sistemele robuste pot executa sarcini multiple
01:02
with the same structure.
22
50157
2138
cu aceeaşi structură.
01:04
Here's a new behavior we've discovered.
23
52295
1867
Iată un nou comportament descoperit de noi.
01:06
The animals rapidly invert and disappear
24
54162
1846
Animalele se întorc rapid şi dispar
01:08
in less than 150 milliseconds — you never see them —
25
56008
2501
în nici 150 de milisecunde -
nu le vezi -
nu le vezi -
01:10
using the same structures that
they use to run, their legs.
they use to run, their legs.
26
58509
2363
folosind aceleaşi structuri
folosite la fugă, picioarele.
folosite la fugă, picioarele.
01:12
They can run upside down
27
60872
1604
Pot fugi răsturnaţi
01:14
very rapidly on rods, branches and wires,
28
62476
3132
pe ramuri şi sârme,
01:17
and if you perturb one of those branches,
29
65608
1479
iar dacă mişti vreo ramură,
01:19
they can do this.
30
67087
1793
pot face asta.
01:20
They can perform gymnastic maneuvers
31
68880
1530
Pot face manevre gimnastice
01:22
like no robot we have yet.
32
70410
2578
cum niciun robot nu poate încă.
01:24
And they have nearly unlimited
33
72988
1731
Au o manevrabilitate nelimitată
01:26
maneuverability with that same structure
34
74719
2597
cu aceleaşi structuri
01:29
and unprecedented access to a variety
35
77316
3820
şi acces fără precedent
01:33
of different areas.
36
81136
4270
la areale foarte variate.
01:37
They have wings for flying when they get warm,
37
85406
2623
Au aripi să zboare când le e cald,
01:40
but they use those same wings to flip over
38
88029
2614
şi tot pe ele le folosesc dacă se răstoarnă
01:42
if they get destabilized.
39
90643
3957
ca să-şi recapete poziţia.
01:46
Very effective.
40
94600
1297
Foarte eficient.
01:47
Robust systems are also fault tolerant and fail-safe.
41
95897
3205
SIstemele robuste au toleranţă la defecte
şi previn eşecurile.
şi previn eşecurile.
Acesta e piciorul unui gândac.
01:51
This is the foot of a cockroach.
42
99102
1140
01:52
It has spines, gluey pads and claws,
43
100242
3289
Are spini, tălpi lipiciose şi gheare,
01:55
but if you take off those feet,
44
103531
1591
şi dacă le îndepărtezi,
01:57
they can still go over rough terrain,
45
105122
1708
ei se pot totuşi deplasa pe teren denivelat,
01:58
like the bottom video that you see,
46
106830
1897
ca în filmul de mai jos,
02:00
without hardly slowing down. Extraordinary.
47
108727
3371
fără să încetinească. Extraordinar.
02:04
They can run up mesh without their feet.
48
112098
3173
Se pot căţăra pe plase fără tălpi.
02:07
Here's an animal using a normal, alternating tripod:
49
115271
2283
Iată-l folosind un tripod alternativ:
02:09
three legs, three legs, three legs,
50
117554
1543
3 picioare, 3 picioare, 3 picioare,
02:11
but in nature, the insects often have lost their legs.
51
119097
3692
dar în natură,
insectele îşi pierd deseori picioarele.
insectele îşi pierd deseori picioarele.
02:14
Here's one moving with two middle legs gone.
52
122789
4010
Acesta se deplasează
fără picioarele din mijloc.
fără picioarele din mijloc.
02:18
It can even lose three legs, in a tripod,
53
126799
2916
Poate să-şi piardă chiar 3 picioare, un tripod,
02:21
and adopt a new gait, a hopping gait.
54
129715
3927
şi să adopte un stil nou, săltat.
02:25
And I point out that all of these videos
55
133642
1958
Subliniez că toate aceste filme
02:27
are slowed down 20 times,
56
135600
1704
sunt încetinite de 20 de ori.
02:29
so they're actually really fast, when you see this.
57
137304
2015
Sunt, de fapt, foarte rapizi.
02:31
Robust systems are also damage resistant.
58
139319
3511
Sistemele robuste rezistă la deteriorări.
02:34
Here's an animal climbing up a wall.
59
142830
1813
O vietate se urcă pe un perete.
02:36
It looks like a rapid, smooth, vertical climb,
60
144643
2496
E o căţărare rapidă, lină, verticală,
02:39
but when you slow it down,
61
147139
1239
dar când încetinim, obsevăm altceva.
02:40
you see something very different.
62
148378
2494
02:42
Here's what they do.
63
150872
1648
Iată ce face.
02:44
They intentionally have a
head-on collision with the wall
head-on collision with the wall
64
152520
3007
Se loveşte intenţionat cu capul de perete
02:47
so they don't slow down and can transition up it
65
155527
2114
aşa că nu încetineşte şi,
02:49
in 75 milliseconds.
66
157641
2398
în 75 de milisecunde e în urcare.
02:52
And they can do this in part because they have
67
160039
1861
Poate să facă asta
02:53
extraordinary exoskeletons.
68
161900
2057
datorită exoscheletului extraordinar.
02:55
And they're really just made up of compliant joints
69
163957
3809
Şi are articulaţii elastice
02:59
that are tubes and plates
70
167766
1733
formate din tuburi şi plăci
03:01
connected to one another.
71
169499
1543
conectate între ele.
03:03
Here's a dissection of an abdomen of a cockroach.
72
171042
2947
Iată abdomenul disecat al unui gândac.
03:05
You see these plates, and you
see the compliant membrane.
see the compliant membrane.
73
173989
3961
Observaţi plăcuţele şi membranele elastice.
03:09
My engineering colleague at Berkeley
74
177950
2816
Colegul meu inginer de la Berkley
03:12
designed with his students
75
180766
1124
a creat cu studenţii lui
o metodă nouă de realizare tehnică
o metodă nouă de realizare tehnică
03:13
a novel manufacturing technique
76
181890
1481
03:15
where you essentially origami the exoskeleton,
77
183371
3611
în care faci origami din exoschelet,
03:18
you laser cut it, laminate it,
78
186982
1360
îl tai cu laser, îl laminezi,
03:20
and you fold it up into a robot.
79
188342
2395
şi îl împătureşti într-un robot.
03:22
And you can do that now in less than 15 minutes.
80
190737
5817
Ei pot face asta în mai puţin de 15 minute.
03:28
These robots, called DASH,
81
196554
1939
Aceşti roboţi, numiţi DASH,
03:30
for Dynamic Autonomous Sprawled Hexapod,
82
198493
2610
Dynamic Autonomous Sprawled Hexapod,
03:33
are highly compliant robots,
83
201103
3082
sunt roboţi foarte manevrabili,
03:36
and they're remarkably robust as a result
84
204185
3702
şi deosebit de robuşti
03:39
of these features.
85
207887
1803
datorită acestor caracteristici.
03:41
They're certainly incredibly damage resistant.
86
209690
6058
Sunt incredibil de rezistenţi la deteriorare.
03:47
(Laughter)
87
215748
3353
(Râsete)
03:51
They even have some of the
behaviors of the cockroaches.
behaviors of the cockroaches.
88
219101
2469
Şi au şi comportamente similare gândacilor.
03:53
So they can use their smart, compliant body
89
221570
2273
Îşi pot folosi corpul adaptabil
03:55
to transition up a wall
90
223843
2517
ca să urce pe pereţi
03:58
in a very simple way.
91
226360
2892
foarte simplu.
04:01
They even have some of the beginnings
92
229252
1628
Au chiar începutul
04:02
of the rapid inversion behavior
93
230880
1319
unui comportament de inversiune rapidă
04:04
where they disappear.
94
232199
2844
prin care dispar.
04:07
Now we want to know why they can go anywhere.
95
235043
1477
Vrem să ştim de ce ei pot ajunge oriunde.
04:08
We discovered that they can go through
96
236520
1569
Am desporerit că pot trece
04:10
three-millimeter gaps,
97
238089
1788
prin găuri de 3 mm,
04:11
the height of two pennies, two stacked pennies,
98
239877
2361
grosimea a două monezi suprapuse,
04:14
and when they do this,
99
242238
1048
când fac asta,
04:15
they can actually run through those confined spaces
100
243286
2575
pot să treacă prin spaţiile strâmte
04:17
at high speeds,
101
245861
1757
cu viteză,
04:19
although you never see it.
102
247618
3182
aproape că nu-i vezi.
04:22
To understand it better,
103
250800
1062
Ca să înţelegem mai bine,
am scanat exoscheletul
am scanat exoscheletul
04:23
we did a CT scan of the exoskeleton
104
251862
2078
04:25
and showed that they can compress their body
105
253940
1474
şi am văzut că îşi pot comprima corpul
04:27
by over 40 percent.
106
255414
2646
cu peste 40%.
04:30
We put them in a materials testing machine
107
258060
1557
I-am testat cu aparate pentru maeriale
04:31
to look at the stress strain analysis
108
259617
2356
să vedem rezistenţa la forţe aplicate
04:33
and showed that they can withstand forces
109
261973
2118
şi am văzut că pot suporta forţe
04:36
800 times their body weight,
110
264091
1904
de 800 de ori mai mari decât greutatea lor,
04:37
and after this they can fly and run
111
265995
1890
apoi pot să fugă şi să zboare
04:39
absolutely normally.
112
267885
1990
absolut normal.
04:41
So you never know where
113
269875
1723
Aşa că nu ştim niciodată
04:43
curiosity-based research will lead,
114
271598
3074
unde duce cercetarea de curiozitate,
04:46
and someday you may want a swarm
115
274672
1539
şi s-ar putea să vrei un roi de roboţi
04:48
of cockroach-inspired robots
116
276211
2194
inspiraţi din gândaci
04:50
to come at you.
117
278405
2414
să vină spre tine.
04:52
(Laughter)
118
280819
7121
(Râsete)
04:59
Thank you.
119
287940
1557
Vă mulţumesc.
05:01
(Applause)
120
289497
1286
(Aplauze)
ABOUT THE SPEAKER
Robert Full - BiologistRobert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering.
Why you should listen
UC Berkeley biologist Robert Full is fascinated by the motion of creatures like cockroaches, crabs and geckos having many legs, unusual feet or talented tails. He has led an effort to demonstrate the value of learning from Nature by the creating interdisciplinary collaborations of biologists, engineers, mathematicians and computer scientists from academia and industry. He founded CiBER, the Center for interdisciplinary Bio-inspiration in Education and Research, and the Poly-PEDAL Laboratory, which studies the Performance, Energetics and Dynamics of Animal Locomotion (PEDAL) in many-footed creatures (Poly).
His research shows how studying a diversity of animals leads to the discovery of general principles which inspire the design of novel circuits, artificial muscles, exoskeletons, versatile scampering legged search-and-rescue robots and synthetic self-cleaning dry adhesives based on gecko feet. He is passionate about discovery-based education leading to innovation -- and he even helped Pixar’s insect animations in the film A Bug's Life.
Robert Full | Speaker | TED.com