ABOUT THE SPEAKER
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneer
Raffaello 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.

More profile about the speaker
Raffaello D'Andrea | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2013

Raffaello D'Andrea: The astounding athletic power of quadcopters

Raffaello D'Andrea: Osupljiva atletska moč kvadkopterjev

Filmed:
12,409,728 views

V robotskem laboratoriju na TEDGlobal, Raffaelo D'Andrea pokaže svoje leteče kvadkopterje: roboti, ki razmišljajo kot atleti, rešujejo fizikalne probleme, ki jim pomagajo pri učenju. V seriji spretnih predstavitev D'Andrea pokaže drone, ki lovijo žogo, ravnotežje in se skupaj odločajo - bodite pozorni na to-hočem-zdaj predstavitev kvadov, ki jih nadzorujemo s Kinectom.
- Autonomous systems pioneer
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs. Full bio

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

00:23
So what does it mean for a machinestroj to be athleticatletske?
0
11307
3184
Kaj pomeni, da je neka naprava atletska?
00:26
We will demonstratedokazati the conceptkoncept of machinestroj athleticismšportnega
1
14491
3417
Pokazali vam bomo koncept
atletskosti naprav
00:29
and the researchraziskave to achievedoseči it
2
17908
1720
in raziskave, potrebne za to,
00:31
with the help of these flyingletenje machinesstroji calledpozval quadrocoptersquadrocopters,
3
19628
2511
s pomočjo teh letečih naprav,
imenovanih kvadkopterji
00:34
or quadsštirikolesniki, for shortkratek.
4
22139
1887
ali kvadi na kratko.
00:38
QuadsŠtirikolesniki have been around for a long time.
5
26034
2529
Kvadi so tu že dolgo časa.
Te dni so tako priljubljeni,
ker so mehansko preprosti.
00:40
The reasonrazlog that they're so popularpriljubljena these daysdnevi
6
28563
1599
00:42
is because they're mechanicallymehansko simplepreprosto.
7
30162
1965
00:44
By controllingnadzor the speedshitrosti of these fourštiri propellerspropelerji,
8
32127
2108
Z nadzorovanjem hitrosti
teh štirih propelerjev,
00:46
these machinesstroji can rollroll, pitchvišina tona, yawnihanja,
9
34235
3048
se te naprave lahko obračajo,
nagnejo, zavijajo
00:49
and acceleratepospešiti alongskupaj theirnjihovi commonpogosti orientationusmerjenost.
10
37283
2825
in pospešujejo v isti smeri.
00:52
On boardtabla are alsotudi a batterybaterijo, a computerračunalnik,
11
40108
3071
Nameščeni so tudi baterija, računalnik,
00:55
variousrazlično sensorssenzorji and wirelessbrezžično radiosradii.
12
43179
3954
različni senzorji in brezžični radii.
00:59
QuadsŠtirikolesniki are extremelyizredno agileAgile, but this agilityagility comesprihaja at a coststroški.
13
47133
4629
Kvadi so izjemno spretni,
a ta spretnost ima svojo ceno.
01:03
They are inherentlypo naravi unstablenestabilen, and they need some formobrazec
14
51762
2992
So neizogibno nestabilni
in potrebujejo neke vrste
avtomatično povratno kontrolo,
01:06
of automaticsamodejno feedbackpovratne informacije controlnadzor in orderred to be ablesposoben to flyletenje.
15
54754
3972
da lahko letijo.
01:16
So, how did it just do that?
16
64259
3238
Torej, kako je pravkar naredil to?
01:19
CamerasKamere on the ceilingstrop and a laptoplaptop
17
67497
1818
Kamere na stropu in prenosnik
01:21
serveslužijo as an indoorv zaprtih prostorih globalglobalno positioningpozicioniranje systemsistem.
18
69315
2576
služijo kot notranji
globalni sistem določanja položaja.
01:23
It's used to locatePoiščite objectspredmetov in the spaceprostor
19
71891
2185
Uporablja se za lociranje
predmetov v prostoru,
01:26
that have these reflectiveodsevna markersoznačevalci on them.
20
74076
2527
ki imajo na sebi te odbojne oznake.
Ti podatki so poslani na drugi prenosnik,
01:28
This datapodatkov is then sentposlano to anotherdrugo laptoplaptop
21
76603
2061
ki poganja algoritme za ocene in nadzor,
01:30
that is runningteče estimationocena and controlnadzor algorithmsalgoritmi,
22
78664
2211
01:32
whichki in turnobrat sendspošilja commandsukazi to the quadquad,
23
80875
1886
ki nato pošilja ukaze kvadu,
01:34
whichki is alsotudi runningteče estimationocena and controlnadzor algorithmsalgoritmi.
24
82761
3485
ki prav tako poganja
algoritme za ocene in nadzor.
01:41
The bulkv razsutem stanju of our researchraziskave is algorithmsalgoritmi.
25
89620
2510
Večina našega raziskovanja so algoritmi.
01:44
It's the magicmagija that bringsprinaša these machinesstroji to life.
26
92130
4161
To je čarovnija, ki oživi te naprave.
01:48
So how does one designoblikovanje the algorithmsalgoritmi
27
96291
2043
Kako torej narediš algoritme,
ki ustvarijo mehanskega atleta?
01:50
that createustvarite a machinestroj athletešportnik?
28
98334
2277
01:52
We use something broadlysplošno calledpozval model-basedmodel, ki temelji designoblikovanje.
29
100611
2880
Uporabimo nekaj, čemur pravimo
na modelih temelječ dizajn.
01:55
We first capturezajemanje the physicsfizika with a mathematicalmatematično modelmodel
30
103491
3154
Najprej ujamemo fiziko
z matematičnim modelom,
ki zajame obnašanje naprav.
01:58
of how the machinesstroji behaveObnašajte se.
31
106645
2134
Uporabimo vejo matematike,
ki ji pravimo teorija nadzora,
02:00
We then use a branchpodružnica of mathematicsmatematika
32
108779
2297
02:03
calledpozval controlnadzor theoryteorija to analyzeanalizirati these modelsmodeli
33
111076
2831
da analiziramo te modele,
02:05
and alsotudi to synthesizesintetizirati algorithmsalgoritmi for controllingnadzor them.
34
113907
3913
in da sintetiziramo algoritme
za njihov nadzor.
02:09
For exampleprimer, that's how we can make the quadquad hoverhover.
35
117820
3048
Naprimer, s tem kvad lebdi.
02:12
We first capturedujet the dynamicsdinamika
36
120868
1408
Najprej smo zajeli dinamiko
s setom diferencialnih enačb.
02:14
with a setnastavite of differentialrazlika equationsenačbe.
37
122276
1906
02:16
We then manipulatemanipulirati these equationsenačbe with the help
38
124182
2349
Nato smo manipulirali te enačbe
s pomočjo teorije nadzora,
02:18
of controlnadzor theoryteorija to createustvarite algorithmsalgoritmi that stabilizestabilizirati the quadquad.
39
126531
4640
da bi ustvarili algoritme,
ki stabilizirajo kvad.
Naj vam prikažem moč tega pristopa.
02:23
Let me demonstratedokazati the strengthmoč of this approachpristop.
40
131171
2946
02:29
SupposeRecimo, da that we want this quadquad to not only hoverhover
41
137198
2549
Recimo, da želimo, da kvad ne samo lebdi,
02:31
but to alsotudi balanceravnovesje this polepol.
42
139747
2782
ampak tudi uravnoteži to palico.
Z malo vaje
02:34
With a little bitbit of practicepraksa,
43
142529
1844
je precej enostavno za človeka,
02:36
it's prettylepa straightforwardpreprosto for a humančlovek beingbiti to do this,
44
144373
2391
a mi imamo prednost
dveh nog na tleh
02:38
althoughčeprav we do have the advantageprednost of havingimeti
45
146764
1755
02:40
two feetstopala on the groundtla
46
148519
1328
in uporabo naših zelo vsestranskih rok.
02:41
and the use of our very versatilevsestranski handsroke.
47
149847
2957
02:44
It becomespostane a little bitbit more difficulttežko
48
152804
2469
Postane malo težje,
02:47
when I only have one footstopalo on the groundtla
49
155273
2296
ko imam na tleh samo en nogo
02:49
and when I don't use my handsroke.
50
157569
2799
in ko ne uporabljam rok.
02:52
NoticeObvestilo how this polepol has a reflectiveodsevna markeroznačevalec on topna vrh,
51
160368
2951
Vidite, da ima ta palica na vrhu
svetlečo oznako,
02:55
whichki meanssredstva that it can be locatednahaja in the spaceprostor.
52
163319
3894
kar pomeni, da jo lahko
lociramo v prostoru.
(občinstvo) Oh!
03:04
(ApplauseAplavz)
53
172971
5976
(aplavz)
(konec aplavza)
03:10
You can noticeopaziti that this quadquad is makingizdelavo fine adjustmentsprilagoditve
54
178947
2826
Lahko vidite,
da kvad dela rahle prilagoditve,
03:13
to keep the polepol balanceduravnotežen.
55
181773
2195
da bi palico uravnotežil.
03:15
How did we designoblikovanje the algorithmsalgoritmi to do this?
56
183968
3059
Kako smo oblikovali algoritme za to?
03:19
We addeddodano the mathematicalmatematično modelmodel of the polepol
57
187027
2105
Modelu kvada smo dodali
matematični model palice.
03:21
to that of the quadquad.
58
189132
1519
Ko imamo enkrat model
kombiniranega sistema palica-kvad,
03:22
OnceEnkrat we have a modelmodel of the combinedskupaj quad-polequad-pole systemsistem,
59
190651
2954
03:25
we can use controlnadzor theoryteorija to createustvarite algorithmsalgoritmi for controllingnadzor it.
60
193605
4933
lahko uporabimo teorijo nadzora,
da ustvarimo algoritme za njun nadzor.
03:30
Here, you see that it's stablestabilen,
61
198538
1588
Vidite, kako je stabilna
03:32
and even if I give it little nudgesdregljaj s komolcem,
62
200126
2693
in tudi če jo malo potisnem,
03:34
it goesgre back to the nicelepo, balanceduravnotežen positionpoložaj.
63
202819
5403
gre nazaj -
na lepo, uravnoteženo pozicijo.
Lahko tudi nadgradimo model,
03:40
We can alsotudi augmentbogatenje the modelmodel to includevključi
64
208222
1663
da vključimo, kje v prostoru želimo kvad.
03:41
where we want the quadquad to be in spaceprostor.
65
209885
2441
03:44
UsingZ uporabo this pointerkazalec, madeizdelane out of reflectiveodsevna markersoznačevalci,
66
212326
3069
S tem kazalcem, narejenim
iz odsevnih oznak,
03:47
I can pointtočka to where I want the quadquad to be in spaceprostor
67
215395
2224
lahko pokažem, kje v prostoru želim kvad,
03:49
a fixeddoločen distancerazdalja away from me.
68
217619
3367
na določeni distanci od mene.
(Smeh)
04:07
The keyključ to these acrobaticakrobatskih maneuversmanevri is algorithmsalgoritmi,
69
235763
2902
Ključ do teh akrobatskih
manevrov so algoritmi,
04:10
designedzasnovan with the help of mathematicalmatematično modelsmodeli
70
238665
2426
oblikovani s pomočjo matematičnih modelov
04:13
and controlnadzor theoryteorija.
71
241091
1950
in teorije nadzora.
04:15
Let's tell the quadquad to come back here
72
243041
2214
Povejmo kvadu, naj pride nazaj sem
04:17
and let the polepol droppadec,
73
245255
1819
in naj pusti palico, da pade,
in pokazal vam bom, kako pomembno
04:19
and I will nextNaslednji demonstratedokazati the importancepomembnost
74
247074
1918
04:20
of understandingrazumevanje physicalfizično modelsmodeli
75
248992
2119
je razumeti fizikalne modele
04:23
and the workingsdelo of the physicalfizično worldsvet.
76
251111
4120
in delovanje fizičnega sveta.
04:37
NoticeObvestilo how the quadquad lostizgubljen altitudeNadmorska višina
77
265462
1770
Opazite, kako je kvad izgubil višino,
ko sem nanj postavil kozarec vode.
04:39
when I put this glasssteklo of watervoda on it.
78
267232
2082
04:41
UnlikeZa razliko od the balancinguravnoteženje polepol, I did not includevključi
79
269314
2801
Za razliko od palice,
nisem vključil
matematičnega modela kozarca
04:44
the mathematicalmatematično modelmodel of the glasssteklo in the systemsistem.
80
272115
2584
v sistem.
04:46
In factdejstvo, the systemsistem doesn't even know that the glasssteklo of watervoda is there.
81
274699
2919
Pravzaprav, sistem sploh ne ve,
da je kozarec tam.
04:49
Like before, I could use the pointerkazalec to tell the quadquad
82
277618
3292
Kot prej, lahko uporabim kazalec,
da povem kvadu,
04:52
where I want it to be in spaceprostor.
83
280910
2589
kje v prostoru želim, da je.
04:55
(ApplauseAplavz)
84
283499
9597
(Aplavz)
(konec aplavza)
05:05
Okay, you should be askingsprašujem yourselfsami,
85
293096
2110
Ok, sedaj bi se morali vprašati,
05:07
why doesn't the watervoda fallpadec out of the glasssteklo?
86
295206
2509
zakaj voda ne steče iz kozarca?
05:09
Two factsdejstva: The first is that gravitygravitacije actsdejanja
87
297715
3211
Dve dejstvi.
Prvo je, da gravitacija vpliva
na vse objekte enako.
05:12
on all objectspredmetov in the sameenako way.
88
300926
2125
05:15
The seconddrugič is that the propellerspropelerji are all pointingobrnjena
89
303051
2464
Drugo je, da so propelerji
vsi obrnjeni v isto smer kozarca, gor.
05:17
in the sameenako directionsmer of the glasssteklo, pointingobrnjena up.
90
305515
3127
05:20
You put these two things togetherskupaj, the netmreža resultrezultat
91
308642
2377
Ko združiš ti dve stvari,
je skupni rezultat, da so vse
stranske sile na kozarec majhne
05:23
is that all sidestran forcessile on the glasssteklo are smallmajhna
92
311019
2287
05:25
and are mainlypredvsem dominatedprevladujejo by aerodynamicaerodinamični effectsučinke,
93
313306
2785
in jim dominirajo aerodinamični učinki,
05:28
whichki as these speedshitrosti are negligiblezanemarljiv.
94
316091
3841
ki so ob teh hitrostih zanemarljivi.
05:35
And that's why you don't need to modelmodel the glasssteklo.
95
323336
2071
In zato vam ni treba
narediti modela za kozarec.
05:37
It naturallynaravno doesn't spillrazlitje no matterzadevo what the quadquad does.
96
325407
3848
Naravno se ne polije,
ne glede na to, kaj naredi kvad.
(občinstvo) Oh!
(aplavz)
05:50
(ApplauseAplavz)
97
338651
7051
(konec aplavza)
05:57
The lessonlekcijo here is that some high-performancevrhoven-predstava tasksnaloge
98
345702
4016
Lekcija tu je,
da so nekatere visoko zmogljivostne
naloge lažje od drugih
06:01
are easierlažje than othersdrugi,
99
349718
1397
06:03
and that understandingrazumevanje the physicsfizika of the problemproblem
100
351115
2296
in da ti razumevanje fizikalnosti problema
06:05
tellspove you whichki onestiste are easyenostavno and whichki onestiste are hardtežko.
101
353411
2616
pove, katere so lahke in katere težke.
06:08
In this instanceprimer, carryingprenašanje a glasssteklo of watervoda is easyenostavno.
102
356027
2359
V tem primeru je nošenje kozarca lahko.
06:10
BalancingUravnoteženje a polepol is hardtežko.
103
358386
3785
Uravnotežiti palico je težko.
06:14
We'veSmo all heardslišal storieszgodbe of athletesšportniki
104
362171
1802
Vsi smo slišali zgodbe o atletih, ki so
izvajali podvige med fizično poškodbo.
06:15
performingizvajati featspodvige while physicallyfizično injuredranjenih.
105
363973
2493
06:18
Can a machinestroj alsotudi performopraviti
106
366466
1519
Lahko naprava še vedno deluje,
kljub hudi poškodbi?
06:19
with extremeekstremno physicalfizično damageškoda?
107
367985
2651
06:22
ConventionalKonvencionalne wisdommodrost sayspravi that you need
108
370636
1726
Konvencionalna modrost pravi,
da potrebuješ vsaj štiri fiksne motorne
propelerske pare, da lahko leti,
06:24
at leastvsaj fourštiri fixeddoločen motormotor propellerpropeler pairspari in orderred to flyletenje,
109
372362
3690
06:28
because there are fourštiri degreesstopinj of freedomsvobodo to controlnadzor:
110
376052
2112
ker nadzorujemo štiri stopnje prostosti:
06:30
rollroll, pitchvišina tona, yawnihanja and accelerationpospešek.
111
378164
3028
obračanje, nagibanje,
zavijanje in pospeševanje.
06:33
HexacoptersHexacopters and octocoptersoctocopters, with sixšest and eightosem propellerspropelerji,
112
381192
3245
Heksakopterji in oktokopterji,
s šestimi in osmimi propelerji,
06:36
can providezagotoviti redundancyRedundanca,
113
384437
1483
lahko nudijo več moči, kot je potrebujejo,
ampak kvadkopterji so bolj popularni,
06:37
but quadrocoptersquadrocopters are much more popularpriljubljena
114
385920
1989
06:39
because they have the minimumnajmanj numberštevilka
115
387909
1815
ker imajo minimalno število fiksnih
motornih propelerskih parov: štiri.
06:41
of fixeddoločen motormotor propellerpropeler pairspari: fourštiri.
116
389724
2476
Ali pač?
06:44
Or do they?
117
392200
1965
(občinstvo) Oh!
(smeh)
Če analiziramo
matematični model te naprave
07:01
If we analyzeanalizirati the mathematicalmatematično modelmodel of this machinestroj
118
409476
2600
07:04
with only two workingdelo propellerspropelerji,
119
412076
2176
s samo dvema delujočima propelerjema,
07:06
we discoverodkrijte that there's an unconventionalnekonvencionalno way to flyletenje it.
120
414252
6756
odkrijemo, da obstaja
neobičajen način letenja.
07:19
We relinquishodreči controlnadzor of yawnihanja,
121
427980
1706
Izgubimo zavijanje,
07:21
but rollroll, pitchvišina tona and accelerationpospešek can still be controlledpod nadzorom
122
429686
3070
ampak obračanje, nagibanje
in pospeševanje lahko še vedno nadzorujemo
07:24
with algorithmsalgoritmi that exploitizkoriščati this newnovo configurationKonfiguracija.
123
432756
5452
z algoritmi, ki uporabijo
to novo konfiguracijo.
07:33
MathematicalMatematičnih modelsmodeli tell us exactlytočno when
124
441668
2432
Matematični modeli nam povedo,
točno zakaj in kdaj je to možno.
07:36
and why this is possiblemogoče.
125
444100
2072
V tem primeru nam to znanje
omogoča, da oblikujemo
07:38
In this instanceprimer, this knowledgeznanje allowsdovoljuje us to designoblikovanje
126
446172
2368
07:40
novelroman machinestroj architecturesarhitekture
127
448540
2256
izvirne načrte naprav
07:42
or to designoblikovanje cleverpameten algorithmsalgoritmi that gracefullyelegantno handleročaj damageškoda,
128
450796
4176
ali oblikovanje pametnih algoritmov,
ki elegantno obvladajo poškodbe,
07:46
just like humančlovek athletesšportniki do,
129
454972
1724
tako kot človeški atleti,
07:48
insteadnamesto tega of buildingstavbe machinesstroji with redundancyRedundanca.
130
456696
3823
namesto da bi gradili naprave
z več moči, kot je potrebujejo.
07:52
We can't help but holddržite our breathsapo when we watch
131
460519
2112
Ne moremo, da ne bi zajeli sape,
ko gledamo potapljača,
kako se požene v vodo,
07:54
a diverpotapljač somersaultingSomersaulting into the watervoda,
132
462631
2437
07:57
or when a vaulteratletinja is twistingzvijanje in the airzrak,
133
465068
1790
ali ko se skakalec vrti v zraku,
07:58
the groundtla fasthitro approachingpribližuje.
134
466858
1718
tla pa se mu hitro približujejo.
08:00
Will the diverpotapljač be ablesposoben to pullpotegnite off a rippočivaj v miru entryvstop?
135
468576
2568
Bo potapljaču uspel skok?
08:03
Will the vaulteratletinja stickpalico the landingpristanek?
136
471144
2000
Bo skakalcu uspel pristanek?
08:05
SupposeRecimo, da we want this quadquad here
137
473144
1668
Recimo da želimo,
da se ta kvad trikrat obrne
08:06
to performopraviti a tripletrojni flipflip and finishkonča off
138
474812
2451
in konča na istem mestu, kot je začel.
08:09
at the exacttočno sameenako spotspot that it startedzačel.
139
477263
2269
08:11
This maneuvermanever is going to happense zgodi so quicklyhitro
140
479532
2347
Ta manever se bo zgodil tako hitro,
08:13
that we can't use positionpoložaj feedbackpovratne informacije to correctpravilno the motiongibanje duringmed executionizvedba.
141
481879
3629
da ne moremo uporabiti pozicijske
povratne informacije.
08:17
There simplypreprosto isn't enoughdovolj time.
142
485508
2274
Preprosto ni dovolj časa.
08:19
InsteadNamesto, what the quadquad can do is performopraviti the maneuvermanever blindlyslepo,
143
487782
3694
Namesto tega lahko kvad
slepo izvede manever,
08:23
observeopazujejo how it finisheskonča the maneuvermanever,
144
491476
2232
opazuje, kako konča manever,
08:25
and then use that informationinformacije to modifyspremenite its behaviorvedenje
145
493708
2424
in potem uporabi te informacije,
da popravi to gibanje,
08:28
so that the nextNaslednji flipflip is better.
146
496132
2289
tako, da je naslednjič boljše.
08:30
SimilarPodobno to the diverpotapljač and the vaulteratletinja,
147
498421
1812
Podobno kot potapljač ali skakalec,
08:32
it is only throughskozi repeatedponovi practicepraksa
148
500233
1919
samo skozi vajo
08:34
that the maneuvermanever can be learnednaučili and executedizvajajo
149
502152
1925
se lahko ta manever nauči in izvede
08:36
to the highestnajvišji standardstandard.
150
504077
2133
po najvišjih standardih.
(smeh)
(aplavz)
08:46
(ApplauseAplavz)
151
514412
4752
08:51
StrikingPresenetljivo a movingpremikanje ballžoga is a necessarypotrebno skillspretnost in manyveliko sportsšport.
152
519164
3472
Zadeti premikajočo se žogo,
je nujna sposobnost v mnogih športih.
08:54
How do we make a machinestroj do
153
522636
1795
Kako naprava naredi nekaj,
08:56
what an athletešportnik does seeminglynavidez withoutbrez efforttrud?
154
524431
3753
kot naredi atlet navidez brez truda?
(smeh)
09:15
(ApplauseAplavz)
155
543943
6599
(aplavz)
(konec aplavza)
09:22
This quadquad has a racketlopar strappedprivezan ontona its headglava
156
550542
2650
Ta kvad ima lopar na glavi
09:25
with a sweetsladko spotspot roughlygrobo the sizevelikost of an applejabolka, so not too largevelik.
157
553192
3487
z optimalno točko v velikosti jabolka,
torej ne preveliko.
09:28
The followingsledi calculationsizračuni are madeizdelane everyvsak 20 millisecondsmilisekundah,
158
556679
3167
Naslednji izračuni
so narejeni vsakih 20 milisekund
09:31
or 50 timeskrat perna seconddrugič.
159
559846
1756
ali 50-krat na sekundo.
09:33
We first figureštevilka out where the ballžoga is going.
160
561602
2812
Najprej ugotovimo, kam gre žoga.
09:36
We then nextNaslednji calculateizračunati how the quadquad should hitudaril the ballžoga
161
564414
2437
Nato izračunamo, kako naj kvad udari žogo,
09:38
so that it fliesmuhe to where it was thrownvržen from.
162
566851
3099
da leti tja, od koder je bila vržena.
09:41
ThirdTretje, a trajectorytrajektorija is plannednačrtovano that carriesnosi the quadquad
163
569950
4456
tretjič načrtujemo tirnico, ki ponese kvad
09:46
from its currenttok statedržava to the impactvpliv pointtočka with the ballžoga.
164
574406
3024
od trenutnega mesta
na točko udarca z žogo.
09:49
FourthČetrti, we only executeIzvedi 20 milliseconds'milisekundah worthvredno of that strategystrategijo.
165
577430
3809
Četrtič, izvedemo samo 20 milisekund
te strategije.
09:53
TwentyDvajset millisecondsmilisekundah laterpozneje, the wholeceloto processproces is repeatedponovi
166
581239
2807
Dvajset milisekund kasneje
se celoten proces ponovi,
09:56
untildo the quadquad strikesstavke the ballžoga.
167
584046
2243
dokler kvad ne udari žoge.
(aplavz)
10:07
(ApplauseAplavz)
168
595560
2646
Naprave ne samo da same
izvedejo dinamične manevre,
10:10
MachinesStroji can not only performopraviti dynamicdinamično maneuversmanevri on theirnjihovi ownlastno,
169
598206
3372
10:13
they can do it collectivelyskupaj.
170
601578
1863
to lahko počnejo v skupinah.
10:15
These threetri quadsštirikolesniki are cooperativelypriobalnem carryingprenašanje a skynebo netmreža.
171
603441
3587
Ti trije kvadi skupaj nosijo mrežo.
(aplavz)
10:28
(ApplauseAplavz)
172
616574
5411
(konec aplavza)
10:33
They performopraviti an extremelyizredno dynamicdinamično
173
621985
2197
Izvajajo neverjetno
dinamičen in kolektiven manever,
10:36
and collectivekolektiv maneuvermanever
174
624182
2168
10:38
to launchkosilo the ballžoga back to me.
175
626350
1692
da bi mi prinesli žogo nazaj.
10:40
NoticeObvestilo that, at fullpolno extensionrazširitev, these quadsštirikolesniki are verticalnavpično.
176
628042
3511
Vidite, ob popolni raztegnitvi
so ti kvadi vertikalno.
10:48
(ApplauseAplavz)
177
636486
1772
(aplavz)
10:50
In factdejstvo, when fullyv celoti extendedpodaljšan,
178
638258
2287
Ob popolni iztegnitvi
je to petkrat več kot to,
kar čuti bungee skakalec
10:52
this is roughlygrobo fivepet timeskrat greatervečje than what a bungeebungee jumperskakalec feelspočuti
179
640545
2685
10:55
at the endkonec of theirnjihovi launchkosilo.
180
643230
4588
na koncu skoka.
11:03
The algorithmsalgoritmi to do this are very similarpodobno
181
651009
2677
Algoritmi za to so zelo podobni
11:05
to what the singlesamski quadquad used to hitudaril the ballžoga back to me.
182
653686
3384
tistim, ki jih je uporabil en kvad,
da mi je odbil žogo nazaj.
11:09
MathematicalMatematičnih modelsmodeli are used to continuouslystalno re-plandrugi ton oktave-načrt
183
657070
2864
Matematično modeli so uporabljeni
za neprestano re-planiranje
11:11
a cooperativezadruge strategystrategijo 50 timeskrat perna seconddrugič.
184
659934
4515
kooperativne strategije
50-krat na sekundo.
11:16
Everything we have seenvidel so fardaleč has been
185
664449
1877
Vse, kar smo videli do zdaj,
so bile naprave in njihove sposobnosti.
11:18
about the machinesstroji and theirnjihovi capabilitieszmogljivosti.
186
666326
2463
11:20
What happensse zgodi when we couplepar this machinestroj athleticismšportnega
187
668789
3015
Kaj se zgodi, ko združimo
atletskost teh naprav
11:23
with that of a humančlovek beingbiti?
188
671804
1776
s človeško?
11:25
What I have in frontspredaj of me is a commercialkomercialni gesturegesta sensorsenzor
189
673580
3805
Pred seboj imam komercialni
senzor gibanja,
11:29
mainlypredvsem used in gamingigre na srečo.
190
677385
1309
ki se uporablja pri igrah.
11:30
It can recognizeprepoznati what my variousrazlično bodytelo partsdeli
191
678694
1804
Lahko prepozna, kaj počnejo
deli mojega telesa v realnem času.
11:32
are doing in realresnično time.
192
680498
2048
11:34
SimilarPodobno to the pointerkazalec that I used earlierprej,
193
682546
2116
Podobno kot kazalec,
ki sem ga uporabil prej.
11:36
we can use this as inputsvložki to the systemsistem.
194
684662
2792
lahko vstavimo te vhodne podatke v sistem.
11:39
We now have a naturalnaravno way of interactinginteraktivno
195
687454
2396
Sedaj imamo naraven način sodelovanja
11:41
with the rawsurov athleticismšportnega of these quadsštirikolesniki with my gesturesgeste.
196
689850
4944
surove atletskosti tega kvada
z mojimi kretnjami.
12:22
(ApplauseAplavz)
197
730453
4400
(aplavz)
12:35
InteractionInterakcije doesn't have to be virtualvirtualno. It can be physicalfizično.
198
743982
4007
Interakcija ni nujno virtualna.
Lahko je fizična.
12:39
Take this quadquad, for exampleprimer.
199
747989
1725
Poglejmo naprimer tale kvad.
12:41
It's tryingposkušam to stayostani at a fixeddoločen pointtočka in spaceprostor.
200
749714
2628
Poskuša obstati
na določeni točki v prostoru.
12:44
If I try to movePremakni se it out of the way, it fightsbori me,
201
752342
3837
Če ga poskušam premakniti, se upira
12:48
and movespremakne back to where it wants to be.
202
756179
4155
in se premakne tja, kjer želi biti.
A to obnašanje lahko spremenimo.
12:52
We can changesprememba this behaviorvedenje, howeverVendar.
203
760334
3039
12:55
We can use mathematicalmatematično modelsmodeli
204
763373
1699
Lahko uporabimo matematične modele,
12:57
to estimateoceniti the forcesila that I'm applyinguporaba to the quadquad.
205
765072
3133
ki ocenijo silo, ki jo uporabim na kvadu.
13:00
OnceEnkrat we know this forcesila, we can alsotudi changesprememba the lawszakoni of physicsfizika,
206
768205
3238
Ko poznamo to silo,
lahko spremenimo zakone fizike,
13:03
as fardaleč as the quadquad is concernedzadevnega, of courseseveda.
207
771443
4499
vsaj kar se tiče kvada.
13:07
Here the quadquad is behavingobnaša as if it were
208
775942
2263
Tu se kvad obnaša,
kot da bi bil v viskozni tekočini.
13:10
in a viscousviskozne fluidtekočine.
209
778205
4365
13:14
We now have an intimateintimno way
210
782570
2174
Sedaj imamo intimen način
sodelovanja z napravo.
13:16
of interactinginteraktivno with a machinestroj.
211
784744
1849
13:18
I will use this newnovo capabilityzmogljivosti to positionpoložaj
212
786593
2506
To novo sposobnost bom uporabil,
da namestim
13:21
this camera-carryingfotoaparat, ki quadquad to the appropriateprimerno locationlokacija
213
789099
2577
ta kvad s kamero na primerno lokacijo
13:23
for filmingsnemanje the remainderpreostanek of this demonstrationpredstavitev.
214
791676
3186
za snemanje preostanka te predstavitve.
13:36
So we can physicallyfizično interactinterakcijo with these quadsštirikolesniki
215
804222
2768
Tako lahko fizično komuniciramo
s temi kvadi
13:38
and we can changesprememba the lawszakoni of physicsfizika.
216
806990
2403
in lahko spremenimo zakone fizike.
13:41
Let's have a little bitbit of funzabavno with this.
217
809393
2313
Pozabavajmo se.
Zdaj boste videli
13:43
For what you will see nextNaslednji, these quadsštirikolesniki
218
811706
1704
kvade, ki se bodo obnašali,
kot bi bili na Plutonu.
13:45
will initiallyna začetku behaveObnašajte se as if they were on PlutoPluton.
219
813410
3496
13:48
As time goesgre on, gravitygravitacije will be increasedpovečal
220
816906
2312
Čez čas se bo gravitacija povečevala,
13:51
untildo we're all back on planetplanet EarthZemlja,
221
819218
2120
dokler ne bomo nazaj na Zemlji,
a zagotavljam, da ne bomo prišli tja.
13:53
but I assureZagotavljam you we won'tne bo get there.
222
821338
1719
13:55
Okay, here goesgre.
223
823057
3501
No, gremo.
(smeh)
14:05
(LaughterSmeh)
224
833667
3412
14:34
(LaughterSmeh)
225
862778
3208
(smeh)
(aplavz)
14:37
(ApplauseAplavz)
226
865986
3386
14:41
WhewUh!
227
869372
1207
Uf!
14:46
You're all thinkingrazmišljanje now,
228
874779
1517
Sedaj si mislite,
14:48
these guys are havingimeti way too much funzabavno,
229
876296
1975
tile se preveč zabavajo
14:50
and you're probablyverjetno alsotudi askingsprašujem yourselfsami,
230
878271
2079
in najbrž se sprašujete,
14:52
why exactlytočno are they buildingstavbe machinestroj athletesšportniki?
231
880350
3936
zakaj sploh gradijo mehanične atlete?
14:56
Some conjecturedomneva that the rolevloga of playigraj in the animalživali kingdomkraljestvo
232
884286
2652
Nekateri domnevajo,
da je vloga igre v živalskem kraljestvu,
14:58
is to honeBrusimo skillsspretnosti and developrazviti capabilitieszmogljivosti.
233
886938
2752
izboljšane spretnosti
in razvijanje sposobnosti.
15:01
OthersDrugi think that it has more of a socialsocialno rolevloga,
234
889690
2066
Drugi mislijo, da ima socialno vlogo,
15:03
that it's used to bindzavezujoče the groupskupina.
235
891756
1674
da poveže skupino.
15:05
SimilarlyPodobno, we use the analogyanalogija of sportsšport and athleticismšportnega
236
893430
3533
Podobno uporabljamo
analogijo športa in atletskosti,
15:08
to createustvarite newnovo algorithmsalgoritmi for machinesstroji
237
896963
2079
da ustvarimo nove algoritme za naprave,
15:11
to pushpush them to theirnjihovi limitsomejitve.
238
899042
2147
da jih potisnemo do meja.
15:13
What impactvpliv will the speedhitrost of machinesstroji have on our way of life?
239
901189
3677
Kakšen vpliv bo imela hitrost
teh naprav na naša življenja?
15:16
Like all our pastpreteklost creationskreacije and innovationsinovacije,
240
904866
2389
Kot vsi naši pretekli izumi in inovacije,
15:19
they maylahko be used to improveizboljšati the humančlovek conditionstanje
241
907255
2827
jih lahko uporabimo
za izboljšanje kvalitete življenja
15:22
or they maylahko be misusedzlorabljena and abusedzlorabljena.
242
910082
2501
ali pa bodo zlorabljeni.
15:24
This is not a technicaltehnično choiceizbira we are faceds katerimi se srečujejo with;
243
912583
1923
To ni tehnična izbira,
15:26
it's a socialsocialno one.
244
914506
1755
socialna je.
15:28
Let's make the right choiceizbira,
245
916261
1390
Odločimo se prav,
15:29
the choiceizbira that bringsprinaša out the bestnajboljši in the futureprihodnost of machinesstroji,
246
917651
2405
za odločitev, ki potegne najboljše
iz prihodnosti naprav,
15:32
just like athleticismšportnega in sportsšport
247
920056
1812
tako kot atletskost v športu
potegne najboljše iz nas.
15:33
can bringprinesi out the bestnajboljši in us.
248
921868
2161
15:36
Let me introduceuvesti you to the wizardsčarovniki behindzadaj the greenzelena curtainzavese.
249
924029
3450
Naj vam predstavim čarovnike
za zeleno zaveso.
15:39
They're the currenttok membersčlanov of the FlyingKi plujejo pod MachineStroj ArenaArena researchraziskave teamekipa.
250
927479
2900
To so trenutni člani raziskovalne ekipe
Flying Machine Arena.
15:42
(ApplauseAplavz)
251
930379
4769
(aplavz)
15:47
FedericoFederico AugugliaroAugugliaro, DarioDario BrescianiniBrescianini, MarkusMarkus HehnHehn,
252
935148
3046
Federico Augugliaro, Dario Brescianini,
Markus Hehn, Sergei Lupashin,
Mark Muller in Robin Ritz.
15:50
SergeiSergej LupashinLupashin, MarkMark MullerMuller and RobinRobin RitzRitz.
253
938194
2824
15:53
Look out for them. They're destinednamenjen for great things.
254
941018
1932
Bodite pozorni nanje.
Dosegli bodo velike stvari.
15:54
Thank you.
255
942950
1178
Hvala.
15:56
(ApplauseAplavz)
256
944128
6354
(aplavz)
Translated by Nika Kotnik
Reviewed by Matej Divjak

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneer
Raffaello 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.

More profile about the speaker
Raffaello D'Andrea | Speaker | TED.com