ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

More profile about the speaker
Robert Full | Speaker | TED.com
TED2014

Robert Full: The secrets of nature's grossest creatures, channeled into robots

Robert Full: Tajomstvá najprotivnejších bytostí prírody prevedené do robotov

Filmed:
1,286,255 views

Ako sa vedia roboty naučiť udržať rovnováhu na drsnom teréne, kráčať hore nohami, robiť gymnastické manévre vo vzduchu a nabehnúť do steny bez toho, aby si ublížili? Robert Full sa pozrie na neskutočné telo švába, aby predviedol, čo dokáže naučiť robotických inžinierov.
- 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

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

00:12
Even nature'spríroda mostväčšina disgustingodporný creaturesbytosti
0
930
2904
Dokonca aj najodpornejšie bytosti prírody
00:15
have importantdôležitý secretstajomstvo,
1
3834
2567
majú dôležité tajomstvá.
00:18
but who would want a swarmroj of cockroachesšváby
2
6401
1489
Ale kto by chcel,
aby sa k nemu priblížil roj švábov?
00:19
comingPrichádza towardsvoči them?
3
7890
1594
00:21
YetZatiaľ one of the greatestnajväčší differencesrozdiely
betweenmedzi naturalprírodné and humančlovek technologiestechnológie
4
9484
3012
Avšak, jeden z najväčších rozdielov
medzi prírodnými a ľudskými technológiami
sa týka robustnosti.
00:24
relatessa týka to robustnessrobustnosť.
5
12496
2215
00:26
RobustRobustný systemssystémy are stablestabilný in complexkomplexné
6
14711
2573
Robustné systémy sú stabilné v komplexnom
00:29
and newNový environmentsprostredie.
7
17284
1721
a novom prostredí.
Pozoruhodné je, že šváby
si dokážu sami udržať rovnováhu
00:31
RemarkablyPozoruhodne, cockroachesšváby can self-stabilizeself-stabilizovať
8
19005
1795
00:32
runningbezat over roughhrubý terrainterén.
9
20800
1679
bežiac cez drsný terén.
00:34
When we put a jettryska packbalenie on them,
10
22479
1262
Keď na ne položíme raketový batoh
00:35
or give them a perturbationnarušenia like an earthquakezemetrasenie,
11
23741
2011
alebo ich vystavíme rušivým vplyvom,
napr. zemetraseniu,
00:37
we discoveredobjavené that theirich wonderfullybáječne tunednaladený legsnohy
12
25752
2891
zistíme, že ich úžasne nastavené nohy
00:40
allowdovoliť them to self-stabilizeself-stabilizovať
13
28643
1625
im umožňujú udržať rovnováhu
00:42
withoutbez usingpoužitím any of theirich brainpowervzdelanosti.
14
30268
3662
bez použitia akejkoľvek inteligencie.
00:45
They can go over complexkomplexné terrainterén like grasstráva,
15
33930
3130
Dokážu ísť cez komplikovaný terén,
ako je tráva,
00:49
no problemproblém, and not get destabilizeddestabilizoval.
16
37060
1952
a bez problému si udržia rovnováhu.
00:51
We discoveredobjavené a newNový behaviorsprávanie where,
17
39012
1514
Objavili sme nové správanie,
pri ktorom sa vďaka ich tvaru
00:52
because of theirich shapetvar,
18
40526
1164
00:53
they actuallyvlastne rollrožok automaticallyautomaticky to theirich sidebočné
19
41690
2078
automaticky obrátia na stranu,
00:55
to go throughskrz this artificialumelý testtest bittrocha of grasstráva.
20
43768
3952
aby prešli cez tento
umelý terén podobný tráve.
00:59
RobustRobustný systemssystémy can performhrať multiplenásobok tasksúlohy
21
47720
2437
Mohutné systémy
môžu vykonávať viac úloh naraz
01:02
with the samerovnaký structureštruktúra.
22
50157
2138
s rovnakou štruktúrou.
01:04
Here'sTu je a newNový behaviorsprávanie we'vemy máme discoveredobjavené.
23
52295
1867
Tu je nové správanie, ktoré sme objavili.
01:06
The animalszver rapidlyrýchlo invertInvertovať and disappearmiznúť
24
54162
1846
Zvieratá sa rýchlo obrátia a zmiznú
01:08
in lessmenej than 150 millisecondsmilisekúnd — you never see them —
25
56008
2501
za menej ako 150 milisekúnd
– nikdy ich neuvidíte –
s použitím rovnakej štruktúry,
ktorú použili na beh – nohy.
01:10
usingpoužitím the samerovnaký structuresštruktúry that
they use to runbeh, theirich legsnohy.
26
58509
2363
01:12
They can runbeh upsidenahor down
27
60872
1604
Vedia veľmi rýchlo bežať hore nohami
01:14
very rapidlyrýchlo on rodstyče, branchespobočky and wiresdrôty,
28
62476
3132
na tyči, vetve a drôte,
ak zatrasiete jednou z tých vetiev,
01:17
and if you perturbznepokojovať one of those branchespobočky,
29
65608
1479
01:19
they can do this.
30
67087
1793
vedia urobiť toto.
Dokážu urobiť také gymnastické manévre,
01:20
They can performhrať gymnasticgymnastické maneuversmanévre
31
68880
1530
01:22
like no robotrobot we have yetešte.
32
70410
2578
aké žiadny robot,
ktorého máme, doteraz nedokázal.
01:24
And they have nearlytakmer unlimitedneobmedzený
33
72988
1731
A majú takmer neobmedzenú
01:26
maneuverabilitymanévrovateľnosť with that samerovnaký structureštruktúra
34
74719
2597
schopnosť manévrovať
pomocou rovnakej štruktúry
01:29
and unprecedentedbezprecedentné accessprístup to a varietyodroda
35
77316
3820
a majú bezpríkladný prístup k množstvu
01:33
of differentrozdielny areasoblasti.
36
81136
4270
rôznych terénov.
01:37
They have wingskrídla for flyinglietanie when they get warmteplý,
37
85406
2623
Majú krídla, ktoré používajú,
keď im je teplo,
01:40
but they use those samerovnaký wingskrídla to flipflip over
38
88029
2614
ale tie isté krídla
im slúžia aj na prevrátenie sa,
01:42
if they get destabilizeddestabilizoval.
39
90643
3957
ak stratia rovnováhu.
01:46
Very effectiveefektívna.
40
94600
1297
Veľmi efektívne.
01:47
RobustRobustný systemssystémy are alsotaktiež faultporuchy toleranttolerantný and fail-safeFail-Safe.
41
95897
3205
Robustné systémy sú tiež
odolné proti chybám a zlyhaniu.
01:51
This is the footnoha of a cockroachŠváb.
42
99102
1140
Toto je noha švába.
01:52
It has spinestŕne, glueylepkavý padspodložky and clawspazúry,
43
100242
3289
Má ostne, lepkavé vankúšiky a pazúry.
01:55
but if you take off those feetchodidlá,
44
103531
1591
Ale ak odstránite tieto nohy,
01:57
they can still go over roughhrubý terrainterén,
45
105122
1708
stále dokážu prejsť cez drsný terén,
01:58
like the bottomdno videovideo that you see,
46
106830
1897
ako môžete vidieť na dolnom videu,
02:00
withoutbez hardlyťažko slowingspomaľuje down. ExtraordinaryMimoriadne.
47
108727
3371
takmer bez toho, aby spomalili.
Pozoruhodné.
02:04
They can runbeh up meshpletivo withoutbez theirich feetchodidlá.
48
112098
3173
Vedia vybehnúť po sieti bez nôh.
Toto je zviera, ktoré používa
bežnú striedavú trojnožku:
02:07
Here'sTu je an animalzviera usingpoužitím a normalnormálne, alternatingstriedavý tripodstatív:
49
115271
2283
02:09
threetri legsnohy, threetri legsnohy, threetri legsnohy,
50
117554
1543
tri nohy, tri nohy, tri nohy,
02:11
but in naturepríroda, the insectshmyz oftenčasto have loststratený theirich legsnohy.
51
119097
3692
ale v prírode hmyz
často stratí svoje nohy.
02:14
Here'sTu je one movingpohyblivý with two middleprostredný legsnohy gonepreč.
52
122789
4010
Tu je jedno pohybujúce sa
bez dvoch stredných nôh.
02:18
It can even losestratiť threetri legsnohy, in a tripodstatív,
53
126799
2916
Môže dokonca stratiť tri nohy
02:21
and adoptprijať a newNový gaitchôdza, a hoppingposkakovanie gaitchôdza.
54
129715
3927
a osvojí si skackavú chôdzu.
02:25
And I pointbod out that all of these videosvideá
55
133642
1958
A zdôrazňujem, že všetky tieto videá
02:27
are slowedspomalil down 20 timesdoba,
56
135600
1704
sú 20-násobne spomalené,
02:29
so they're actuallyvlastne really fastrýchly, when you see this.
57
137304
2015
takže keď ich vidíte,
sú vlastne veľmi rýchle.
02:31
RobustRobustný systemssystémy are alsotaktiež damagepoškodenie resistantodolný.
58
139319
3511
Robustné systémy sú taktiež
odolné proti poškodeniu.
02:34
Here'sTu je an animalzviera climbingšplhanie up a wallstena.
59
142830
1813
Tu je zviera šplhajúce sa po stene.
02:36
It looksvzhľad like a rapidrýchly, smoothhladký, verticalvertikálne climbšplhať,
60
144643
2496
Vyzerá to ako rýchly,
hladký, vertikálny výstup,
02:39
but when you slowpomalý it down,
61
147139
1239
ale keď to spomalíte,
02:40
you see something very differentrozdielny.
62
148378
2494
uvidíte niečo veľmi odlišné.
02:42
Here'sTu je what they do.
63
150872
1648
Vyzerá to takto.
02:44
They intentionallyzámerne have a
head-onnasmerovanie collisionkolízie with the wallstena
64
152520
3007
Úmyselne narazia hlavou do steny,
02:47
so they don't slowpomalý down and can transitionprechod up it
65
155527
2114
takže nespomalia a môžu prejsť hore
02:49
in 75 millisecondsmilisekúnd.
66
157641
2398
za 75 milisekúnd.
A dokážu to urobiť sčasti preto, lebo majú
02:52
And they can do this in partčasť because they have
67
160039
1861
02:53
extraordinaryneobyčajný exoskeletonsexoskeletonov.
68
161900
2057
mimoriadne exoskeletony
(vonkajšie kostry).
02:55
And they're really just madevyrobený up of compliantkompatibilné s jointskĺby
69
163957
3809
Sú skutočne vytvorené
iba z poddajných spojení
02:59
that are tubesskúmavky and platesdosky
70
167766
1733
rúrok a doštičiek,
03:01
connectedspojený to one anotherďalší.
71
169499
1543
ktoré sú vzájomne poprepájané.
03:03
Here'sTu je a dissectionpitva of an abdomenbrucho of a cockroachŠváb.
72
171042
2947
Tu je pitva brucha švába.
03:05
You see these platesdosky, and you
see the compliantkompatibilné s membranemembrána.
73
173989
3961
Vidíte tieto doštičky a poddajnú membránu.
03:09
My engineeringstrojárstvo colleaguekolega at BerkeleyBerkeley
74
177950
2816
Môj kolega inžinier v Berkeley
navrhol so svojimi študentmi
03:12
designednavrhol with his studentsštudentov
75
180766
1124
03:13
a novelnový manufacturingvýrobné techniquetechnika
76
181890
1481
novú výrobnú techniku,
03:15
where you essentiallyv podstate origamiOrigami the exoskeletonpancier,
77
183371
3611
pri ktorej v podstate poskladáte
exoskeleton ako origami.
03:18
you laserlaser cutrez it, laminateLaminát it,
78
186982
1360
Narežete ho laserom, zlaminujete
03:20
and you foldzložiť it up into a robotrobot.
79
188342
2395
a zložíte robota.
03:22
And you can do that now in lessmenej than 15 minutesminúty.
80
190737
5817
Toto môžete teraz urobiť
za menej ako 15 minút.
03:28
These robotsroboty, calledvolal DASHDASH,
81
196554
1939
Tieto roboty, nazývané DASH,
03:30
for DynamicDynamické AutonomousAutonómne SprawledLežal HexapodHexapod,
82
198493
2610
teda dynamický samostatný
roztiahnutý hexapod,
03:33
are highlyvysoko compliantkompatibilné s robotsroboty,
83
201103
3082
sú vysoko poddajné roboty
03:36
and they're remarkablypozoruhodne robustrobustný as a resultvýsledok
84
204185
3702
a výsledkom týchto vlastností je,
03:39
of these featuresVlastnosti.
85
207887
1803
že sú pozoruhodne pevné.
03:41
They're certainlyiste incrediblyneuveriteľne damagepoškodenie resistantodolný.
86
209690
6058
Sú samozrejme neskutočne odolné
proti poškodeniu.
03:47
(LaughterSmiech)
87
215748
3353
(smiech)
03:51
They even have some of the
behaviorssprávanie of the cockroachesšváby.
88
219101
2469
Dokonca majú niektoré spôsoby
správania ako šváby.
03:53
So they can use theirich smartšikovný, compliantkompatibilné s bodytelo
89
221570
2273
Takže môžu použiť
svoje šikovné, poddajné telo
03:55
to transitionprechod up a wallstena
90
223843
2517
na výstup po stene
03:58
in a very simpleprostý way.
91
226360
2892
veľmi jednoduchým spôsobom.
04:01
They even have some of the beginningszačiatky
92
229252
1628
Vykazujú dokonca počiatky
04:02
of the rapidrýchly inversioninverzia behaviorsprávanie
93
230880
1319
správania rýchleho obratu,
04:04
where they disappearmiznúť.
94
232199
2844
pri ktorom zmiznú.
04:07
Now we want to know why they can go anywherekdekoľvek.
95
235043
1477
Teraz chceme vedieť,
prečo dokážu ísť kdekoľvek.
04:08
We discoveredobjavené that they can go throughskrz
96
236520
1569
Zistili sme, že vedia prejsť cez
04:10
three-millimetertri-milimeter gapsmedzery,
97
238089
1788
trojmilimetrové štrbiny
04:11
the heightvýška of two pennieshalierov, two stackedSkladaný pennieshalierov,
98
239877
2361
– výška dvoch mincí na sebe.
04:14
and when they do this,
99
242238
1048
A keď to robia,
04:15
they can actuallyvlastne runbeh throughskrz those confinedobmedzená spacespriestory
100
243286
2575
vedia v podstate prebehnúť
cez tento stiesnený priestor
04:17
at highvysoký speedsrýchlosti,
101
245861
1757
vysokou rýchlosťou,
04:19
althoughhoci you never see it.
102
247618
3182
aj keď to nikdy neuvidíte.
04:22
To understandrozumieť it better,
103
250800
1062
Pre lepšie pochopenie
04:23
we did a CTCT scanskenovať of the exoskeletonpancier
104
251862
2078
sme urobili CT snímku exoskeletonu
04:25
and showedukázal that they can compresskomprimovať theirich bodytelo
105
253940
1474
a ukázali sme,
že dokážu stlačiť svoje telo
04:27
by over 40 percentpercento.
106
255414
2646
o viac ako 40 percent.
04:30
We put them in a materialsmateriály testingtestovanie machinestroj
107
258060
1557
Položili sme ich
do prístroja na testovanie látok,
04:31
to look at the stressstres strainkmeň analysisanalýza
108
259617
2356
aby sme sa pozreli
na analýzu tlakového vypätia
04:33
and showedukázal that they can withstandvydržať forcessily
109
261973
2118
a ukázali sme, že vedia vydržať sily
04:36
800 timesdoba theirich bodytelo weightzávažia,
110
264091
1904
800 násobku ich telesnej hmotnosti
04:37
and after this they can flylietať and runbeh
111
265995
1890
a po tomto dokážu lietať a bežať
04:39
absolutelyabsolútne normallynormálne.
112
267885
1990
úplne normálne,
04:41
So you never know where
113
269875
1723
takže nikdy neviete,
04:43
curiosity-basedZvedavosť-založené researchvýskum will leadolovo,
114
271598
3074
kam výskum založený na zvedavosti povedie,
04:46
and somedayraz you maysmieť want a swarmroj
115
274672
1539
a raz možno budete chcieť,
04:48
of cockroach-inspiredŠváb-inšpiroval robotsroboty
116
276211
2194
aby k vám prišiel roj
04:50
to come at you.
117
278405
2414
robotov inšpirovaných švábmi.
04:52
(LaughterSmiech)
118
280819
7121
(smiech)
04:59
Thank you.
119
287940
1557
Ďakujem.
05:01
(ApplausePotlesk)
120
289497
1286
(potlesk)
Translated by Daniela Vargová
Reviewed by Ivana Kopisova

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
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.

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.

More profile about the speaker
Robert Full | Speaker | TED.com