Auke Ijspeert: A robot that runs and swims like a salamander
Auke Ijspeert: Semender gibi koşabilen ve yüzebilen bir robot
Auke Ijspeert works at the intersection of robotics, biology and computational neuroscience. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
to closely mimic a salamander species
semender ırkına çok benzeyecek şekilde
Pleurobot yürüyebiliyor
aynı zamanda yüzüyor.
why did we design this robot?
tasarladığımızı sorabilirsiniz.
as a scientific tool for neuroscience.
için bilimsel bir araç olarak tasarlandı.
together with neurobiologists
sinirbilimcilerle birlikte tasarladık.
ettiğini anlamak ve
controls locomotion.
kontrol ettiğini anlamak için tasarlandı.
daha çok etkileniyorum.
by animal locomotion.
koşmasını veya etrafta zıplamasını
or a cat running or jumping around,
insanlar olarak bile
a very, very complex control problem.
olan bir kontrol problemini çözüyor.
more or less 200 muscles perfectly,
bir şekilde koordine etmek zorunda.
we fall over or we do bad locomotion.
düşer veya kötü bir hareket yapmış oluruz.
nasıl çalıştığını anlamak.
how this works.
behind animal locomotion.
dört ana bileşen vardır
hareketi
kapsayan bedendir
already simplify locomotion in animals.
a sensorimotor coordination loop
mekanik aktivite arasında
and mechanical activity.
yaratan çoklu refleksler gelir.
are central pattern generators.
desen jeneratörleridir.
in the spinal cord of vertebrate animals
omuriliklerinde bulunan,
sinyallerini alarak,
rhythmic patterns of activity
desenleri yaratabilen
only very simple input signals.
from higher parts of the brain,
korteks, beyincik, bazal gangliyon
the cerebellum, the basal ganglia,
of the spinal cord
just a low-level component,
alt seviye bir bileşen,
hareket probleminin
of the locomotion problem.
halde halen koşabilen
that you can cut the head off a chicken,
spinal cord and body,
ve vücutla birilikte,
is very complex,
anlamak çok karmaşıktır
is very difficult.
in the motor cortex
yerleştirilmesi, omuriliğe
because it's protected by the vertebrae.
çünkü omurga tarafından korunur.
bu çok daha zordur.
bu dört bileşen
is really due to a very complex
between these four components.
dinamik bir etkileşim olmasıdır.
what's the role of each over time.
rolünü bulmak çok zordur.
and mathematical models
matematiksel modeller, bize bu noktada
of research in robotics
take inspiration from animals
or search and rescue robots
robot araştırmalarının
is to take inspiration from animals
complex terrain --
still have difficulties
gibi arazilerle
can do a much better job.
scientific tool as well.
bilimsel araç da olabilir.
where robots are used,
alanlarında, robotların
for biomechanics or for hydrodynamics.
kullanıldığı çok güzel projeler vardır.
the purpose of Pleurobot.
varoluş amacıdır.
is to collaborate with neurobiologists
Fransa Bordeaux'dan bir
a neurobiologist in Bordeaux in France,
gibi nörobiyologlar ile omurilik modelleri
and validate them on robots.
üzerinde doğrulamak istiyoruz.
balık olan bofa
very primitive fish,
başlamak ve sonrasında
go toward more complex locomotion,
sahip semender, kedi
an interesting tool
modelimizi doğrulayacak
is a kind of dream becoming true.
benim için bir hayalin
I was already working on a computer
Bundan yaklaşık 20 yıl önce,
and salamander locomotion
semender hareketi üzerine
were just approximations.
sadece yaklaşımlar olduğunu biliyordum.
or with mud or with complex ground,
komplike arazide simüle
properly on a computer.
simüle etmek çok zor.
and real physics?
gerçek fizik olmasın?
one of my favorites is the salamander.
en favori olanlarımdan biridir.
and it's because as an amphibian,
evrimsel bakış açısından,
from an evolutionary point of view.
anahtar bir hayvandır.
between swimming,
veya balıklardaki
memeliler, kediler
as you see in mammals, in cats and humans.
arasında mükemmel bir bağlantı kurar.
terrestrial vertebrate,
an anguilliform swimming gait,
kuyruğa kadar olan kas
of muscle activity from head to tail.
the salamander on the ground,
a walking trot gait.
periodic activation of the limbs
undulation of the body,
that you are seeing here on Pleurobot.
and fascinating in fact
büyüleyici olan şey
just by the spinal cord and the body.
tarafından yapılıyor olmasıdır.
a decerebrated salamander --
güzel değil fakat
but you remove the head --
stimulate the spinal cord,
uyarıda bulunursanız,
this will induce a walking-like gait.
yürüme hareketini elde edersiniz.
the gait accelerates.
bulunursanız, yürüyüşü hızlanır.
the animal switches to swimming.
yüzme hareketine geçiş yapar.
to your spinal cord,
between two very different gaits.
arasında geçiş yapmış oluruz.
has been observed in cats.
kedilerde de gözlenmiştir.
walk, trot and gallop.
arasında geçiş yapabilirsiniz.
switch between walking,
seviyelerinde yürüyüş,
at high-level stimulation.
locomotion controller.
olduğunu gösterir.
in more detail,
daha detaylı inceledik ve
to a very nice X-ray video machine
Profesör Martin Fischer'in
in Jena University in Germany.
you really have an amazing machine
in great detail.
which bones are important for us
bizim için önemli olduğunu belirledik
3 boyutlu olarak topladık.
a whole database of motions,
of motor behaviors
yapabileceği tüm davranışların
was to replicate that in our robot.
kendi robotumuza eklemekti.
to find out the right structure,
motorları nereye yerleştireceğimizi,
how to connect them together,
hareketlerin mümkün olan en iyi
these motions as well as possible.
tam bir optimizasyon işlemi yaptık.
it is to the real animal.
ne kadar yakın olduğuna bakalım.
is almost a direct comparison
gerçek bir hayvan ile
of the real animal and the Pleurobot.
direkt karşılaştırmasıdır.
almost a one-to-one exact replay
neredeyse birebir tekrarı
you see it even better.
daha iyi göreceksiniz.
yüzebiliyoruz.
that we put all over the robot --
giydirdiğimiz bir takım elbisemiz var.
and start replaying the swimming gaits.
ve yüzme şekilllerini tekrarlayabiliyoruz.
because this is difficult to do.
çünkü bunu yapmak çok zor.
than a small animal,
hayvandan çok daha büyüktür.
dynamic scaling of the frequencies
etkileşimlerden emin olmak için
the same interaction physics.
ölçeklemesini yapmalıydık.
we have a very close match,
yaklaştığımızı ve bizim ne kadar
with Jean-Marie Cabelguen
ile modellediğimiz
is that the salamander
aynı yılanımsı balık olan
to the one we find in the lamprey,
have been added to control the limbs,
these neural oscillators are
nerede olduğunu biliyoruz
a mathematical model
bu birbirinden çok farklı
izin veren sinirsel osilatörlerin
between the two very different gaits.
matematiksel bir model oluşturmaktı.
üzerinde test ettik.
is a previous version of Pleurobot
Pleurobot'un
by our spinal cord model
tarafından kontrol edilen
through a remote control
üst bölgesinden
it normally should receive
by playing with these signals,
hareket şeklinin tipini,
speed, heading and type of gait.
tamamen kontrol edebiliyoruz.
we have the walking gait,
yürüyüş şeklini elde ederiz
to the swimming gait.
yüzme şekline geçiş yapar.
do turning very nicely
bir tarafını diğer tarafa
of the spinal cord than the other.
çok güzel yapabiliyoruz.
sorumlu olması yerine,
to the spinal cord
doesn't need to worry about every muscle.
about this high-level modulation,
seviyeli modülasyonlardan
to coordinate all the muscles.
gerçekten omuriliğin işidir.
and the importance of biomechanics.
ve biomekaniğin önemine gidelim.
ve biz morfolojinin
the morphology helps locomotion.
ettiğini görmek istedik.
criteria in the properties,
like a pantograph-like structure.
and the lower segments always parallel.
that kind of coordinates a bit
geometrik sistem, segmentlerin
is that they are very lightweight.
bir özelliği ise hafif olmalarıdır.
because then the limbs have low inertia
bacakların ataleti düşük olur
very elastic behavior of the cat limb,
çok esnek bir yapıda olmasıdır.
dış güçlere dayanaklıdır.
sahneye davet edelim.
who does his PhD on this robot,
bu robot üzerine yapıyor
o küçük sevimli bir robot.
as a scientific tool
of the legs of the cat.
bir araç olarak kullanıldı.
very lightweight,
and it will not break.
fakat kırılmıyor.
is also very important.
gerçekten çok önemli.
of the leg as pantograph.
görüyorsunuz.
is that this quite dynamic gait
dinamik yürüyüş şekli, tamamen
no complex feedback loops.
already stabilized this quite rapid gait,
zaten sabitlediği ve iyi mekaniğin
already basically simplify locomotion.
kolaylaştırdığı anlamına geliyor.
disturb a bit locomotion,
müdahale de edebiliyoruz.
where we have the robot go down a step,
veya bir basamak inmesini sağlayabiliriz.
to immediately fall over,
no fast feedback loop.
stabilized the gait,
yürüyüş şeklini
and if you have obstacles,
ve engeller varsa,
and reflexes and everything.
reflekslere ihtiyacınız var.
is that just for small perturbation,
sadece küçük pertübrasyon için
a very important message
robotikten, nörobilime
to neuroscience,
yardımı
the body already helps locomotion.
çok önemli olduğunu düşünüyorum.
to human locomotion?
nasıl ilişkili?
than cat and salamander locomotion,
hareketinden çok daha karmaşıktır.
of humans is very similar
diğer omurgalılarla çok
for locomotion in humans.
kontrolcüdür.
of the spinal cord,
bir lezyon varsa
paraplegic or tetraplegic.
loses this communication
this descending modulation
ve devam ettiren
that communication
uyarılar kullanarak
in the world that do exactly that,
tam olarak bu işle uğraşan
and Silvestro Micera,
ve Silvestro Micera.
it's very important to understand
omuriliğin nasıl çalıştığını,
communicates with the spinal cord.
anlamak çok önemlidir.
and models that I've presented today
modellerin, bu hedeflere ulaşmak için
in your lab other robots
laboratuvarınızda kirli su içinde
like a side project,
Böylece robot --
to do search and rescue inspection,
projelerimiz var.
if you have a difficult situation
sel altında kalmış bir bina
or a building that is flooded,
ekipleri ve kurtarma köpekleri
for a rescue team or even rescue dogs,
that can crawl around, swim, walk,
yüzerek gezebilen, hayatta
to do inspection and identify survivors
iletişimi sağlayabilecek
a communication link with the survivor.
don't get scared by the shape of this.
kazazedeleri korkutmaması gerekiyor.
change the appearance quite a bit,
biraz değiştirmemiz gerekiyor.
might die of a heart attack
bunun kendini yiyeceğini
that this would feed on you.
and it making it more robust,
onu daha sağlam yaparak,
a good tool out of it.
yaratabileceğimize eminim.
Size ve takımınıza teşekkürler.
Thank you and your team.
ABOUT THE SPEAKER
Auke Ijspeert - RoboticistAuke Ijspeert works at the intersection of robotics, biology and computational neuroscience.
Why you should listen
Auke Ijspeert is a professor at the EPFL (the Swiss Federal Institute of Technology at Lausanne), and head of the Biorobotics Laboratory (BioRob). He has a BSc/MSc in Physics from the EPFL and a PhD in artificial intelligence from the University of Edinburgh, with John Hallam and David Willshaw as advisors. He carried out postdocs at IDSIA and EPFL with Jean-Daniel Nicoud and Luca Gambardella, and at the University of Southern California, with Michael Arbib and Stefan Schaal.
Ijspeert is interested in using numerical simulations and robots to get a better understanding of animal locomotion and movement control, and in using inspiration from biology to design novel types of robots and locomotion controllers.
Auke Ijspeert | Speaker | TED.com