ABOUT THE SPEAKER
Hod Lipson - Roboticist
Hod Lipson works at the intersection of engineering and biology, studying robots and the way they "behave" and evolve. His work has exciting implications for design and manufacturing -- and serves as a window to understand our own behavior and evolution.

Why you should listen

To say that Hod Lipson and his team at Cornell build robots is not completely accurate: They may simply set out a pile of virtual robot parts, devise some rules for assembly, and see what the parts build themselves into. They've created robots that decide for themselves how they want to walk; robots that develop a sense of what they look like; even robots that can, through trial and error, construct other robots just like themselves.

Working across disciplines -- physics, computer science, math, biology and several flavors of engineer -- the team studies techniques for self-assembly and evolution that have great implications for fields such as micro-manufacturing -- allowing tiny pieces to assemble themselves at scales heretofore impossible -- and extreme custom manufacturing (in other words, 3-D printers for the home).

His lab's Outreach page is a funhouse of tools and instructions, including the amazing Golem@Home -- a self-assembling virtual robot who lives in your screensaver.

More profile about the speaker
Hod Lipson | Speaker | TED.com
TED2007

Hod Lipson: Building "self-aware" robots

Hod Lipson stavia robotov, ktorí si uvedomujú sami seba

Filmed:
1,460,460 views

Hod Lipson ukazuje zopár svojich úžasných malých robotov, ktorí majú schopnosť učiť sa, chápať sami seba a dokonca sa sami replikovať.
- Roboticist
Hod Lipson works at the intersection of engineering and biology, studying robots and the way they "behave" and evolve. His work has exciting implications for design and manufacturing -- and serves as a window to understand our own behavior and evolution. Full bio

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

00:25
So, where are the robotsroboty?
0
0
2000
Takže, kde sú tí roboti?
00:27
We'veSme been told for 40 yearsleta already that they're comingPrichádza soončoskoro.
1
2000
3000
Už 40 rokov nám hovoria, že čoskoro prídu.
00:30
Very soončoskoro they'lloni budú be doing everything for us.
2
5000
3000
Čoskoro budú pre nás robiť čokoľvek:
00:33
They'llOni si be cookingvarenie, cleaningčistenie, buyingnákupy things, shoppingnakupovanie, buildingbudova. But they aren'tnie sú here.
3
8000
5000
variť, upratovať, kupovať veci, nakupovať, stavať. Ale nie sú tu.
00:38
MeanwhileMedzitým, we have illegalilegálne immigrantsprisťahovalcov doing all the work,
4
13000
4000
Na prácu máme nelegálnych prisťahovalcov,
00:42
but we don't have any robotsroboty.
5
17000
2000
ale žiadnych robotov.
00:44
So what can we do about that? What can we say?
6
19000
4000
Čo s tým môžeme urobiť? Čo môžeme povedať?
00:48
So I want to give a little bittrocha of a differentrozdielny perspectiveperspektíva
7
23000
4000
Chcel by som vám ukázať trochu iný uhol pohľadu na to,
00:52
of how we can perhapsmožno look at these things in a little bittrocha of a differentrozdielny way.
8
27000
6000
ako by sme sa mohli pozrieť na tieto veci.
00:58
And this is an x-rayröntgenový pictureobrázok
9
33000
2000
Toto je rontgenový snímok
01:00
of a realskutočný beetlechrobák, and a SwissŠvajčiarske watch, back from '88. You look at that --
10
35000
5000
skutočného chrobáka a hodiniek Swiss z roku 88. Pozrite sa na to --
01:05
what was truepravdivý then is certainlyiste truepravdivý todaydnes.
11
40000
2000
čo bola pravda vtedy je celkom určite pravda aj dnes.
01:07
We can still make the pieceskúsky. We can make the right pieceskúsky.
12
42000
3000
Vieme vyrobiť časti, vieme vyrobiť správne časti,
01:10
We can make the circuitryobvodov of the right computationalvýpočtovej powermoc,
13
45000
3000
vieme vyrobiť obvody správnej výpočtovej sily,
01:13
but we can't actuallyvlastne put them togetherspolu to make something
14
48000
3000
ale nevieme ich poskladať dokopy a vyrobiť niečo,
01:16
that will actuallyvlastne work and be as adaptiveadaptívne as these systemssystémy.
15
51000
5000
čo by naozaj fungovalo a vedelo sa prispôsobiť ako tieto systémy.
01:21
So let's try to look at it from a differentrozdielny perspectiveperspektíva.
16
56000
2000
Skúsme sa na to pozrieť z iného uhla pohľadu.
01:23
Let's summonprivolať the bestnajlepší designernávrhár, the mothermatka of all designerskonštruktéri.
17
58000
4000
Inšpirujme sa najlepšou návrhárkou, matkou všetkých návrhárov,
01:27
Let's see what evolutionvývoj can do for us.
18
62000
3000
pozrime sa, čo pre nás môže urobiť evolúcia.
01:30
So we threwodhodil in -- we createdvytvoril a primordialprvotné souppolievka
19
65000
4000
Tak sme sa do toho pustili. Vytvorili sme prvotnú kopu
01:34
with lots of pieceskúsky of robotsroboty -- with barstyče, with motorsmotory, with neuronsneuróny.
20
69000
4000
zo všetkých častí robotov - z tyčí, z motorov, z neurónov.
01:38
Put them all togetherspolu, and put all this underpod kinddruh of naturalprírodné selectionvýber,
21
73000
4000
Dali sme ich ku sebe, pustili sme na to prirodzený výber
01:42
underpod mutationmutácie, and rewardedodmenený things for how well they can movesťahovať forwardvpred.
22
77000
4000
pomocou mutácie a odmeňovali sme veci podľa toho, ako sa vedeli posúvať dopredu.
01:46
A very simpleprostý taskúloha, and it's interestingzaujímavý to see what kinddruh of things cameprišiel out of that.
23
81000
6000
Veľmi jednoduchá úloha a je zaujímavé, čo z toho vzišlo.
01:52
So if you look, you can see a lot of differentrozdielny machinesstroje
24
87000
3000
Ak sa pozriete, môžete vidieť množstvo rôznych strojov,
01:55
come out of this. They all movesťahovať around.
25
90000
2000
ktoré sa takto vytvorili. Pohybujú sa naokolo,
01:57
They all crawlkraul in differentrozdielny waysspôsoby, and you can see on the right,
26
92000
4000
plazia sa rôznymi spôsobmi a napravo vidíte,
02:01
that we actuallyvlastne madevyrobený a couplepár of these things,
27
96000
2000
že sme vyrobili niekoľko z týchto vecí
02:03
and they work in realityrealita. These are not very fantasticfantastický robotsroboty,
28
98000
3000
a fungujú aj v reálnom svete. Nie sú to fantastické roboty,
02:06
but they evolvedvyvinuli to do exactlypresne what we rewardodmena them for:
29
101000
4000
ale boli vyvinuté tak, aby robili presne to, za čo sme ich odmeňovali:
02:10
for movingpohyblivý forwardvpred. So that was all donehotový in simulationsimulácia,
30
105000
3000
pohybovali sa dopredu. Toto všetko sa dialo v simulácii,
02:13
but we can alsotaktiež do that on a realskutočný machinestroj.
31
108000
2000
ale vieme to urobiť aj na skutočnom stroji.
02:15
Here'sTu je a physicalfyzický robotrobot that we actuallyvlastne
32
110000
5000
Tu je skutočný robot, ktorý má
02:20
have a populationpopulácia of brainsmozgy,
33
115000
3000
niekoľko mozgov, ktoré
02:23
competingsúťažiť, or evolvingvyvíjajúci sa on the machinestroj.
34
118000
2000
v tomto stroji súťažia a vyvíjajú sa.
02:25
It's like a rodeorodeo showšou. They all get a ridejazda on the machinestroj,
35
120000
3000
Je to ako rodeo show, striedajú sa v tom, kto jazdí na stroji
02:28
and they get rewardedodmenený for how fastrýchly or how farďaleko
36
123000
3000
a dostávajú odmenu podľa toho, ako rýchlo alebo ako ďaleko
02:31
they can make the machinestroj movesťahovať forwardvpred.
37
126000
2000
s ním zájdu.
02:33
And you can see these robotsroboty are not readypripravený
38
128000
2000
A hoci títo roboti nie sú pripravení
02:35
to take over the worldsvet yetešte, but
39
130000
3000
prevziať vládu nad svetom,
02:38
they graduallypostupne learnučiť sa how to movesťahovať forwardvpred,
40
133000
2000
postupne sa učia, ako sa posúvať dopredu
02:40
and they do this autonomouslyautonómne.
41
135000
3000
a učia sa samostatne.
02:43
So in these two examplespríklady, we had basicallyv podstate
42
138000
4000
V týchto dvoch príkladoch sme mali
02:47
machinesstroje that learnedučený how to walkchôdza in simulationsimulácia,
43
142000
3000
stroje, ktoré sa naučili chodiť v simulácii
02:50
and alsotaktiež machinesstroje that learnedučený how to walkchôdza in realityrealita.
44
145000
2000
a tiež stroje, ktoré sa naučili chodiť v reálnom svete.
02:52
But I want to showšou you a differentrozdielny approachprístup,
45
147000
2000
Ale chcel by som vám ukázať iný prístup,
02:54
and this is this robotrobot over here, whichktorý has fourštyri legsnohy.
46
149000
6000
a to tohto robota, ktorý má štyri nohy,
03:00
It has eightosem motorsmotory, fourštyri on the kneeskolená and fourštyri on the hipbedro.
47
155000
2000
osem motorov, štyri na kolenách a štyri na bokoch.
03:02
It has alsotaktiež two tiltnáklon sensorssenzory that tell the machinestroj
48
157000
3000
Tiež má dva senzory sklonu, ktoré mu hovoria,
03:05
whichktorý way it's tiltingnaklápanie.
49
160000
3000
na ktorú stranu je naklonený.
03:08
But this machinestroj doesn't know what it looksvzhľad like.
50
163000
2000
Ale tento stroj nevie, ako vyzerá.
03:10
You look at it and you see it has fourštyri legsnohy,
51
165000
2000
Vy sa naňho pozriete a vidíte, že má štyri nohy,
03:12
the machinestroj doesn't know if it's a snakehad, if it's a treestrom,
52
167000
2000
ale on nevie, či vyzerá ako had alebo strom,
03:14
it doesn't have any ideanápad what it looksvzhľad like,
53
169000
3000
nemá predstavu o tom, ako vyzerá,
03:17
but it's going to try to find that out.
54
172000
2000
ale skúsi to zistiť.
03:19
InitiallySpočiatku, it does some randomnáhodný motionpohyb,
55
174000
2000
Najprv robí náhodné pohyby,
03:21
and then it triespokusy to figurefigúra out what it mightsila look like.
56
176000
3000
a potom sa snaží zistiť, ako by mohol vyzerať --
03:24
And you're seeingvidenie a lot of things passingpominuteľný throughskrz its mindsmyseľ,
57
179000
2000
a vidíte, že mu napadá veľa vecí,
03:26
a lot of self-modelsself-modely that try to explainvysvetliť the relationshipsúvislosť
58
181000
4000
veľa modelov seba samého, ktoré sa snažia vysvetliť vzťah
03:30
betweenmedzi actuationovládania splachovania and sensingsnímania. It then triespokusy to do
59
185000
3000
medzi podnetom a vnemom -- potom sa snaží urobiť
03:33
a seconddruhý actionakčné that createsvytvára the mostväčšina disagreementnesúhlas
60
188000
4000
druhú akciu, ktorá vytvára najväčšiu nezhodu
03:37
amongmedzi predictionspredpovede of these alternativealternatívne modelsmodely,
61
192000
2000
medzi predpoveďami týchto alternatívnych modelov,
03:39
like a scientistvedec in a lablaboratórium. Then it does that
62
194000
2000
tak ako vedec v laboratóriu. Potom to urobí
03:41
and triespokusy to explainvysvetliť that, and pruneprerezávať out its self-modelsself-modely.
63
196000
4000
a snaží sa to vysvetliť, a postupne vyraďuje modely.
03:45
This is the last cyclecyklus, and you can see it's prettypekný much
64
200000
3000
Toto je posledný cyklus a môžete vidieť, že celkom dobre
03:48
figuredFigurálna out what its selfsám looksvzhľad like. And onceakonáhle it has a self-modelself-vzor,
65
203000
4000
uhádol, ako vyzerá, a keď už má model seba samého,
03:52
it can use that to deriveodvodiť a patternvzor of locomotionhybnosti.
66
207000
4000
môže ho použiť na odvodenie systému premiestňovania.
03:56
So what you're seeingvidenie here are a couplepár of machinesstroje --
67
211000
2000
Tu vidíte niekoľko strojov --
03:58
a patternvzor of locomotionhybnosti.
68
213000
2000
systém premiestňovania.
04:00
We were hopingdúfať, that it wasswas going to have a kinddruh of evilzlo, spiderypavúkovitý walkchôdza,
69
215000
4000
Dúfali sme, že bude mať nejakú diabolskú, pavúčiu chôdzu,
04:04
but insteadnamiesto it createdvytvoril this prettypekný lameChromý way of movingpohyblivý forwardvpred.
70
219000
4000
ale namiesto toho vytvoril tento trochu trápny spôsob posúvania sa dopredu.
04:08
But when you look at that, you have to rememberpamätať
71
223000
3000
Ale keď sa na to pozeráte, nesmiete zabudnúť,
04:11
that this machinestroj did not do any physicalfyzický trialspokusy on how to movesťahovať forwardvpred,
72
226000
6000
že tento stroj nikdy predtým neskúšal, ako sa posúvať dopredu,
04:17
norani did it have a modelModel of itselfsám.
73
232000
2000
ani nemal model seba samého.
04:19
It kinddruh of figuredFigurálna out what it looksvzhľad like, and how to movesťahovať forwardvpred,
74
234000
3000
Sám zistil, ako vyzerá, a ako sa má posúvať,
04:22
and then actuallyvlastne triedskúšal that out.
75
237000
4000
a až potom to skúsil.
04:26
(ApplausePotlesk)
76
241000
5000
(Potlesk)
04:31
So, we'llmy budeme movesťahovať forwardvpred to a differentrozdielny ideanápad.
77
246000
4000
Tak, presuňme sa ďalej.
04:35
So that was what happenedStalo when we had a couplepár of --
78
250000
5000
Toto sa stalo, keď sme mali pár --
04:40
that's what happenedStalo when you had a couplepár of -- OK, OK, OK --
79
255000
4000
toto sa stalo, keď sme mali pár -- OK, OK, OK --
04:44
(LaughterSmiech)
80
259000
2000
(Smiech)
04:46
-- they don't like eachkaždý other. So
81
261000
2000
-- nemajú sa radi. Takže,
04:48
there's a differentrozdielny robotrobot.
82
263000
3000
toto je iný robot.
04:51
That's what happenedStalo when the robotsroboty actuallyvlastne
83
266000
2000
Toto sa stane, keď sú roboti
04:53
are rewardedodmenený for doing something.
84
268000
2000
odmeňovaní za to, že niečo robia.
04:55
What happensdeje if you don't rewardodmena them for anything, you just throwhodiť them in?
85
270000
3000
Čo sa stane, keď ich za nič neodmeníte, keď ich len tak necháte?
04:58
So we have these cubeskocky, like the diagramdiagram showedukázal here.
86
273000
3000
Mali sme tieto kocky, ako vidíte na diagrame.
05:01
The cubekocky can swivelOtočná, or flipflip on its sidebočné,
87
276000
2000
Kocka sa môže otáčať alebo sa prevrátiť na stranu.
05:04
and we just throwhodiť 1,000 of these cubeskocky into a souppolievka --
88
279000
4000
My sme dali 1000 týchto kociek na kopu --
05:08
this is in simulationsimulácia --and--a don't rewardodmena them for anything,
89
283000
2000
toto je simulácia -- a za nič sme ich neodmeňovali,
05:10
we just let them flipflip. We pumpčerpadlo energyenergie into this
90
285000
3000
len sme ich nechali prevracať sa. Napumpovali sme do toho energiu
05:13
and see what happensdeje in a couplepár of mutationsmutácie.
91
288000
3000
a čakali, čo sa stane po niekoľkých mutáciách.
05:16
So, initiallyspočiatku nothing happensdeje, they're just flippingobracející around there.
92
291000
3000
Na začiatku sa nič nedialo, len sa tam prevracali.
05:19
But after a very shortkrátky while, you can see these blueModrá things
93
294000
4000
Ale po krátkom čase, môžete vidieť, že tieto modré veci
05:23
on the right there beginzačať to take over.
94
298000
2000
napravo začínajú viesť.
05:25
They beginzačať to self-replicateself-kopírovať. So in absenceneprítomnosť of any rewardodmena,
95
300000
4000
Začali sa replikovať. Takže, ak chýba odmena,
05:29
the intrinsicvnútorné rewardodmena is self-replicationself-replikácie.
96
304000
3000
vrodenou odmenou je replikovanie.
05:32
And we'vemy máme actuallyvlastne builtpostavený a couplepár of these,
97
307000
1000
Vytvorili sme zopár takýchto robotov
05:33
and this is partčasť of a largerväčšia robotrobot madevyrobený out of these cubeskocky.
98
308000
4000
a toto je časť väčšieho robota vytvoreného z týchto kociek.
05:37
It's an acceleratedzrýchlený viewvyhliadka, where you can see the robotrobot actuallyvlastne
99
312000
3000
V tomto zrýchlenom pohľade môžete vidieť, že robot
05:40
carryingnesúci out some of its replicationreplikácie processproces.
100
315000
2000
vykonáva svoj proces reprodukcie.
05:42
So you're feedingkŕmenie it with more materialmateriál -- cubeskocky in this casepúzdro --
101
317000
4000
Takže ak mu dáte viac materiálu -- kociek v tomto prípade --
05:46
and more energyenergie, and it can make anotherďalší robotrobot.
102
321000
3000
a viac energie, môže urobiť ďalšieho robota.
05:49
So of coursekurz, this is a very crudesurový machinestroj,
103
324000
3000
Samozrejme, toto je veľmi hrubý návrh stroja,
05:52
but we're workingpracovný on a micro-scalestupnicou versionverzia of these,
104
327000
2000
ale pracujeme na mikroverzii takýchto,
05:54
and hopefullydúfajme the cubeskocky will be like a powderprášok that you pourliať in.
105
329000
3000
a snáď tieto kocky budú vo forme prášku, ktorý tam vsypete.
05:57
OK, so what can we learnučiť sa? These robotsroboty are of coursekurz
106
332000
5000
Takže, čo sa z tohto môžeme naučiť? Títo roboti nie sú
06:02
not very usefulužitočný in themselvessami, but they mightsila teachvyučovať us something
107
337000
3000
veľmi užitoční sami o sebe, ale môžu nás naučiť niečo o tom,
06:05
about how we can buildvybudovať better robotsroboty,
108
340000
3000
ako budovať lepších robotov,
06:08
and perhapsmožno how humansľudia, animalszver, createvytvoriť self-modelsself-modely and learnučiť sa.
109
343000
5000
a možno aj to, ako ľudia a zvieratá vytvárajú modely o sebe a učia sa.
06:13
And one of the things that I think is importantdôležitý
110
348000
2000
A jedna z vecí, ktorá je podľa mňa dôležitá, je,
06:15
is that we have to get away from this ideanápad
111
350000
2000
že musíme upustiť od myšlienky
06:17
of designingprojektovanie the machinesstroje manuallyručné,
112
352000
2000
navrhovania strojov ručne,
06:19
but actuallyvlastne let them evolvevyvinúť and learnučiť sa, like childrendeti,
113
354000
3000
ale namiesto toho im dovoliť vyvíjať sa a učiť sa, ako deti.
06:22
and perhapsmožno that's the way we'llmy budeme get there. Thank you.
114
357000
2000
Možno toto je spôsob, ako to dosiahnuť. Ďakujem.
06:24
(ApplausePotlesk)
115
359000
2000
(Potlesk)
Translated by Janka Pazurikova
Reviewed by Matej Badin

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Hod Lipson - Roboticist
Hod Lipson works at the intersection of engineering and biology, studying robots and the way they "behave" and evolve. His work has exciting implications for design and manufacturing -- and serves as a window to understand our own behavior and evolution.

Why you should listen

To say that Hod Lipson and his team at Cornell build robots is not completely accurate: They may simply set out a pile of virtual robot parts, devise some rules for assembly, and see what the parts build themselves into. They've created robots that decide for themselves how they want to walk; robots that develop a sense of what they look like; even robots that can, through trial and error, construct other robots just like themselves.

Working across disciplines -- physics, computer science, math, biology and several flavors of engineer -- the team studies techniques for self-assembly and evolution that have great implications for fields such as micro-manufacturing -- allowing tiny pieces to assemble themselves at scales heretofore impossible -- and extreme custom manufacturing (in other words, 3-D printers for the home).

His lab's Outreach page is a funhouse of tools and instructions, including the amazing Golem@Home -- a self-assembling virtual robot who lives in your screensaver.

More profile about the speaker
Hod Lipson | Speaker | TED.com