TED2016
Raffaello D'Andrea: Meet the dazzling flying machines of the future
Рафаелло Д'Андреа: Зустрічайте сліпучі літальні апарати майбутнього
Filmed:
Readability: 5
8,053,974 views
Коли ви чуєте слово "дрон", ви, ймовірно, думаєте про щось дуже корисне чи дуже страшне. Та чи можуть вони мати естетичну цінність? Експерт з автономних систем Рафаелло Д'Андреа розробляє літаючі машини, і його останні проекти просувають кордони автономних польотів -- від літаючих крил, які можуть ширяти та відновлюватись після поштовхувань до восьмипропеллерного апарату, який може рухатись і взад, і вперед... до рою маленьких скоординованих мікроквадрокоптерів. Підготуйтесь бути шокованими від вервиці кружляючих у повітрі літаючих машин, коли вони танцюють, наче світлячки, на сцені TED.
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneer
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs. Full bio
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.
00:12
What started as a platform for hobbyists
0
920
1976
Те що почалось
як майданчик для любителів,
як майданчик для любителів,
має шанс стати
багатомільярдною промисловістю.
багатомільярдною промисловістю.
00:14
is poised to become
a multibillion-dollar industry.
a multibillion-dollar industry.
1
2920
2936
Огляд, моніторинг довкілля,
фотографія, кіно та журналістика:
фотографія, кіно та журналістика:
00:17
Inspection, environmental monitoring,
photography and film and journalism:
photography and film and journalism:
2
5880
4056
це лише деякі з потенційних
додатків для комерційних дронів,
додатків для комерційних дронів,
00:21
these are some of the potential
applications for commercial drones,
applications for commercial drones,
3
9960
3176
їх рушіями є функціональні вміння,
які розробляються
які розробляються
00:25
and their enablers
are the capabilities being developed
are the capabilities being developed
4
13160
2616
в лабораторіях по всьому світу.
00:27
at research facilities around the world.
5
15800
1936
Наприклад, коли повітряна пересилка
00:29
For example, before aerial
package delivery
package delivery
6
17760
2616
ще не увійшла в нашу
суспільну свідомість,
суспільну свідомість,
00:32
entered our social consciousness,
7
20400
1816
автономний флот літальних апаратів
спорудив шестиметрову вежу
спорудив шестиметрову вежу
00:34
an autonomous fleet of flying machines
built a six-meter-tall tower
built a six-meter-tall tower
8
22240
3976
із півтори тисячі цеглин
00:38
composed of 1,500 bricks
9
26240
1936
перед глядачами в Регіональному фонді
сучасного мистецтва у Франції,
сучасного мистецтва у Франції,
00:40
in front of a live audience
at the FRAC Centre in France,
at the FRAC Centre in France,
10
28200
2936
а кілька років тому
вони почали літати із мотузками.
вони почали літати із мотузками.
00:43
and several years ago,
they started to fly with ropes.
they started to fly with ropes.
11
31160
2576
Зв'язаними, апарати
00:45
By tethering flying machines,
12
33760
1416
досягали високої швидкості
та прискорення в обмеженому просторі.
та прискорення в обмеженому просторі.
00:47
they can achieve high speeds
and accelerations in very tight spaces.
and accelerations in very tight spaces.
13
35200
3776
Вони також можуть самостійно будувати
натяжні структури.
натяжні структури.
00:51
They can also autonomously build
tensile structures.
tensile structures.
14
39000
3096
Їх набуті навички включають
перенесення вантажів,
перенесення вантажів,
00:54
Skills learned include how to carry loads,
15
42120
2416
вміння справлятися з порушеннями,
00:56
how to cope with disturbances,
16
44560
1456
та й взагалі, взаємодіяти
з фізичним світом.
з фізичним світом.
00:58
and in general, how to interact
with the physical world.
with the physical world.
17
46040
3096
Сьогодні ми хочемо показати вам,
нові проекти, над якими працюємо.
нові проекти, над якими працюємо.
01:01
Today we want to show you some
new projects that we've been working on.
new projects that we've been working on.
18
49160
3336
Їх метою є розширення кордонів
того, що можна досягти
того, що можна досягти
01:04
Their aim is to push the boundary
of what can be achieved
of what can be achieved
19
52520
2936
завдяки автономним польотам.
01:07
with autonomous flight.
20
55480
1536
Щоб функціонувати автономно,
01:09
Now, for a system to function
autonomously,
autonomously,
21
57040
2456
системі необхідно знати сукупну локацію
своїх рухомих об'єктів у просторі.
своїх рухомих об'єктів у просторі.
01:11
it must collectively know the location
of its mobile objects in space.
of its mobile objects in space.
22
59520
4456
В університеті ETH в Цюриху
01:16
Back at our lab at ETH Zurich,
23
64000
1896
ми використовуємо зовнішні
камери, щоб засікати об'єкти,
камери, щоб засікати об'єкти,
01:17
we often use external cameras
to locate objects,
to locate objects,
24
65920
2856
що дозволяє нам зосередити зусилля
01:20
which then allows us to focus our efforts
25
68800
1976
на швидкому розвитку
високодинамічних задач.
високодинамічних задач.
01:22
on the rapid development
of highly dynamic tasks.
of highly dynamic tasks.
26
70800
2656
Однак, для сьогоднішньої демонстрації,
01:25
For the demos you will see today, however,
27
73480
2056
ми використовуємо нову технологію
локалізації, розроблену Verity Studios,
локалізації, розроблену Verity Studios,
01:27
we will use new localization technology
developed by Verity Studios,
developed by Verity Studios,
28
75560
3296
сайдсторі від нашої
лабораторії.
лабораторії.
01:30
a spin-off from our lab.
29
78880
1616
Там немає зовнішніх камер.
01:32
There are no external cameras.
30
80520
1616
Кожен літальний апарат має бортові датчики,
щоб визначити своє положення в просторі
щоб визначити своє положення в просторі
01:34
Each flying machine uses onboard sensors
to determine its location in space
to determine its location in space
31
82160
5056
та бортові обчислення,
щоб визначити свої подальші дії.
щоб визначити свої подальші дії.
01:39
and onboard computation
to determine what its actions should be.
to determine what its actions should be.
32
87240
3440
01:43
The only external commands
are high-level ones
are high-level ones
33
91280
2176
Єдині зовнішні команди -
команди високого рівня,
команди високого рівня,
такі як "зліт" та "приземлення."
01:45
such as "take off" and "land."
34
93480
1520
02:10
This is a so-called tail-sitter.
35
118560
1896
Це літак з вертикальною
посадкою.
посадкою.
Це літак, який намагається
не мати недоліків.
не мати недоліків.
02:12
It's an aircraft that tries
to have its cake and eat it.
to have its cake and eat it.
36
120480
3456
Як інші літаки з жорсткими крилами,
він ефективніший в польоті вперед,
він ефективніший в польоті вперед,
02:15
Like other fixed-wing aircraft,
it is efficient in forward flight,
it is efficient in forward flight,
37
123960
3256
ніж гелікоптери
та їх варіації.
та їх варіації.
02:19
much more so than helicopters
and variations thereof.
and variations thereof.
38
127240
3215
На відміну від інших літаків
із жорстким крилом,
із жорстким крилом,
02:22
Unlike most other
fixed-wing aircraft, however,
fixed-wing aircraft, however,
39
130479
2417
вони здатні зависати в повітрі,
02:24
it is capable of hovering,
40
132920
1496
що дає величезну перевагу
при зльоті, посадці
при зльоті, посадці
02:26
which has huge advantages
for takeoff, landing
for takeoff, landing
41
134440
3136
та повній нестабільності.
02:29
and general versatility.
42
137600
1240
02:31
There is no free lunch, unfortunately.
43
139480
2096
Безкоштовного сиру, на жаль, не буває..
Недоліком літаків
вертикальної посадки
вертикальної посадки
02:33
One of the limitations with tail-sitters
44
141600
1936
є те, що вони схильні до хитання
при поривах вітру.
при поривах вітру.
02:35
is that they're susceptible
to disturbances such as wind gusts.
to disturbances such as wind gusts.
45
143560
2976
Ми розробляємо нові елементи
контролю та алгоритми,
контролю та алгоритми,
02:38
We're developing new control
architectures and algorithms
architectures and algorithms
46
146560
2696
щоб вирішити цю проблему.
02:41
that address this limitation.
47
149280
1400
02:50
The idea is for the aircraft to recover
48
158560
2256
Ідея полягає в тому,
щоб відновити апарат,
щоб відновити апарат,
незалежно від того, в якому він стані,
02:52
no matter what state it finds itself in,
49
160840
2640
03:03
and through practice,
improve its performance over time.
improve its performance over time.
50
171400
2920
і, через практику, з часом
поліпшити їх роботу.
поліпшити їх роботу.
03:15
(Applause)
51
183600
4400
(Оплески)
03:22
OK.
52
190000
1200
Гаразд.
03:33
When doing research,
53
201480
1216
Роблячи дослідження,
ми часто ставимо собі
фундаментальні абстрактні питання,
фундаментальні абстрактні питання,
03:34
we often ask ourselves
fundamental abstract questions
fundamental abstract questions
54
202720
2976
намагаючись добратись
до суті справи.
до суті справи.
03:37
that try to get at the heart of a matter.
55
205720
2560
03:41
For example, one such question would be,
56
209240
2216
Наприклад, одним із таких питань буде,
якщо мінімальному числу рухомих частин
буде потрібний контроль над польотом?
буде потрібний контроль над польотом?
03:43
what is the minimum number of moving parts
needed for controlled flight?
needed for controlled flight?
57
211480
4016
Існують практичні причини,
03:47
Now, there are practical reasons
58
215520
1576
чому вам потрібно знати
відповідь на таке питання.
відповідь на таке питання.
03:49
why you may want to know
the answer to such a question.
the answer to such a question.
59
217120
2616
Гелікоптери, наприклад,
03:51
Helicopters, for example,
60
219760
1256
приязно називають
машинами із тисячею рухомих частин,
машинами із тисячею рухомих частин,
03:53
are affectionately known
as machines with a thousand moving parts
as machines with a thousand moving parts
61
221040
3856
які змовились, щоб завдати
вам тілесних ушкоджень.
вам тілесних ушкоджень.
03:56
all conspiring to do you bodily harm.
62
224920
2680
04:00
It turns out that decades ago,
63
228640
1856
Виявляється, що кілька десятиліть тому,
вмілі пілоти могли літати
на літаках з дистанційним керуванням,
на літаках з дистанційним керуванням,
04:02
skilled pilots were able to fly
remote-controlled aircraft
remote-controlled aircraft
64
230520
3176
у яких були лише дві рухомі частини:
04:05
that had only two moving parts:
65
233720
1896
пропеллер та хвостовий руль.
04:07
a propeller and a tail rudder.
66
235640
1840
04:10
We recently discovered
that it could be done with just one.
that it could be done with just one.
67
238000
3120
Нещодавно ми відкрили, що це
може бути зроблено лише із одним.
може бути зроблено лише із одним.
04:13
This is the monospinner,
68
241600
1256
Це моноспінер,
найпростіший керований
літальний апарат у світі,
літальний апарат у світі,
04:14
the world's mechanically simplest
controllable flying machine,
controllable flying machine,
69
242880
3256
винайдений кілька місяців тому.
04:18
invented just a few months ago.
70
246160
1776
У нього лише одна рухома частина:
пропеллер.
пропеллер.
04:19
It has only one moving part, a propeller.
71
247960
3136
У нього немає ні закрилок, ні завіс,
ні елеронів,
ні елеронів,
04:23
It has no flaps, no hinges, no ailerons,
72
251120
3576
ні інших приводів,
ні інших систем контролю,
ні інших систем контролю,
04:26
no other actuators,
no other control surfaces,
no other control surfaces,
73
254720
2535
лише простий пропеллер.
04:29
just a simple propeller.
74
257279
1281
04:31
Even though it's mechanically simple,
75
259320
2055
Хоча механічно це досить просто,
однак в електронному мозку
багато чого відбувається,
багато чого відбувається,
04:33
there's a lot going on
in its little electronic brain
in its little electronic brain
76
261399
2497
щоб дозволити стабільно літати,
і рухатись в просторі за бажанням.
і рухатись в просторі за бажанням.
04:35
to allow it to fly in a stable fashion
and to move anywhere it wants in space.
and to move anywhere it wants in space.
77
263920
4216
Хоча ще немає
04:40
Even so, it doesn't yet have
78
268160
1456
складних алгоритмів
для вертикальної посадки,
для вертикальної посадки,
04:41
the sophisticated algorithms
of the tail-sitter,
of the tail-sitter,
79
269640
2336
що означало б, що для польоту
04:44
which means that in order
to get it to fly,
to get it to fly,
80
272000
2000
потрібно їх правильно
викинути.
викинути.
04:46
I have to throw it just right.
81
274024
1720
04:48
And because the probability
of me throwing it just right is very low,
of me throwing it just right is very low,
82
276800
4016
А оскільки ймовірність того,
що я кидатиму їх дуже низька,
що я кидатиму їх дуже низька,
бо усі на мене дивляться,
04:52
given everybody watching me,
83
280840
1896
ми, натомість,
04:54
what we're going to do instead
84
282760
1456
покажемо відео,
яке зняли минулої ночі.
яке зняли минулої ночі.
04:56
is show you a video
that we shot last night.
that we shot last night.
85
284240
2176
(Сміх)
04:58
(Laughter)
86
286440
1560
05:10
(Applause)
87
298320
3320
(Оплески)
05:23
If the monospinner
is an exercise in frugality,
is an exercise in frugality,
88
311080
3736
Якщо моноспінер -
це вправа в економності,
це вправа в економності,
ця машина, омнікоптер,
із вісьмома пропеллерами,
із вісьмома пропеллерами,
05:26
this machine here, the omnicopter,
with its eight propellers,
with its eight propellers,
89
314840
3456
це вправа в надлишковості.
05:30
is an exercise in excess.
90
318320
2080
05:32
What can you do with all this surplus?
91
320920
2136
Що ви можете зробити із цим надлишком?
Варто помітити,
що він досить симетричний.
що він досить симетричний.
05:35
The thing to notice
is that it is highly symmetric.
is that it is highly symmetric.
92
323080
2381
05:37
As a result, it is ambivalent
to orientation.
to orientation.
93
325920
2856
І, в результаті,
працює в обох напрямках.
працює в обох напрямках.
Це дає надзвичайну можливість.
05:40
This gives it an extraordinary capability.
94
328800
2696
Ця машина може літати будь-де
в просторі,
в просторі,
05:43
It can move anywhere it wants in space
95
331520
2216
незалежно від того, де він
піднімається,
піднімається,
05:45
irrespective of where it is facing
96
333760
2736
та навіть від того,
як він обертається.
як він обертається.
05:48
and even of how it is rotating.
97
336520
1800
05:51
It has its own complexities,
98
339040
1376
У ньго є складнощі
із взаємодіючими потоками
05:52
mainly having to do
with the interacting flows
with the interacting flows
99
340440
2656
від восьми пропеллерів.
05:55
from its eight propellers.
100
343120
1240
05:56
Some of this can be modeled,
while the rest can be learned on the fly.
while the rest can be learned on the fly.
101
344680
3856
Деякі з них можна змоделювати,
в той час як інші можна вивчити в польоті.
в той час як інші можна вивчити в польоті.
Давайте поглянемо.
06:00
Let's take a look.
102
348560
1200
06:44
(Applause)
103
392760
3760
(Оплески)
06:52
If flying machines are going
to enter part of our daily lives,
to enter part of our daily lives,
104
400720
2905
Якщо літаючі машини стануть частиною
нашого життя,
нашого життя,
вони повинні стати
безпечними та надійними.
безпечними та надійними.
06:55
they will need to become
extremely safe and reliable.
extremely safe and reliable.
105
403649
2477
06:58
This machine over here
106
406760
1376
Цей пристрій,
власне дві окремі літаючі машини
із двома пропеллерами.
із двома пропеллерами.
07:00
is actually two separate
two-propeller flying machines.
two-propeller flying machines.
107
408160
3136
Цей крутиться за стрілкою годинника.
07:03
This one wants to spin clockwise.
108
411320
1736
Інший хоче крутитись
проти стрілки годинника.
проти стрілки годинника.
07:05
This other one wants
to spin counterclockwise.
to spin counterclockwise.
109
413080
2496
Коли ви складаєте їх разом,
07:07
When you put them together,
110
415600
1336
вони стають одним
високопродуктивним квадрокоптером.
високопродуктивним квадрокоптером.
07:08
they behave like one
high-performance quadrocopter.
high-performance quadrocopter.
111
416960
2600
07:23
If anything goes wrong, however --
112
431640
1656
Проте, якщо щось піде не так -
виходить з ладу двигун, пропеллер,
електроніка, акумулятрона батарея --
електроніка, акумулятрона батарея --
07:25
a motor fails, a propeller fails,
electronics, even a battery pack --
electronics, even a battery pack --
113
433320
4456
пристрої все ще літатимуть,
хоч і в гіршому стані.
хоч і в гіршому стані.
07:29
the machine can still fly,
albeit in a degraded fashion.
albeit in a degraded fashion.
114
437800
3336
Ми збираємось продемонструвати вам це
відключивши одну з його половин.
відключивши одну з його половин.
07:33
We're going to demonstrate this to you now
by disabling one of its halves.
by disabling one of its halves.
115
441160
3520
07:56
(Applause)
116
464240
3160
(Оплески)
08:03
This last demonstration
117
471320
1336
Остання демонстрація -
це дослідження синтетичних роїв.
08:04
is an exploration of synthetic swarms.
118
472680
2440
08:07
The large number of autonomous,
coordinated entities
coordinated entities
119
475560
2976
Велика кількість автономних
скоординованих одиниць
скоординованих одиниць
пропонує нову палітру
для естетичного вираження.
для естетичного вираження.
08:10
offers a new palette
for aesthetic expression.
for aesthetic expression.
120
478560
2736
Ми навіть пустили на продаж
мікроквадрокоптери,
мікроквадрокоптери,
08:13
We've taken commercially available
micro quadcopters,
micro quadcopters,
121
481320
2976
кожен з яких, до речі, важить
менше шматка хліба
менше шматка хліба
08:16
each weighing less
than a slice of bread, by the way,
than a slice of bread, by the way,
122
484320
2496
та оснастили їх нашою технологією
локалізації
локалізації
08:18
and outfitted them
with our localization technology
with our localization technology
123
486840
2416
та вибірковими алгоритмами.
08:21
and custom algorithms.
124
489280
1576
Кожна одиниця знає,
де вона знаходиться,
де вона знаходиться,
08:22
Because each unit
knows where it is in space
knows where it is in space
125
490880
2096
вона контролює саму себе,
08:25
and is self-controlled,
126
493000
1376
тому їх числу немає межі.
08:26
there is really no limit to their number.
127
494400
2200
08:55
(Applause)
128
523840
3440
(Оплески)
09:19
(Applause)
129
547360
4480
(Оплески)
10:18
(Applause)
130
606040
3640
(Оплески)
10:35
Hopefully, these demonstrations
will motivate you to dream up
will motivate you to dream up
131
623960
3096
Сподіваємось, ці демонстрації
спонукатимуть вас помріяти
спонукатимуть вас помріяти
над новими ролями
для літаючих машин.
для літаючих машин.
10:39
new revolutionary roles
for flying machines.
for flying machines.
132
627080
2400
10:42
That ultrasafe one over there for example
133
630560
2096
Ось цей надбезпечний, наприклад,
мріє стати літаючим абажуром
на Бродвеї.
на Бродвеї.
10:44
has aspirations to become
a flying lampshade on Broadway.
a flying lampshade on Broadway.
134
632680
3016
(Сміх)
10:47
(Laughter)
135
635720
2056
Реальність в тому,
що складно передбачити
що складно передбачити
10:49
The reality is that it is
difficult to predict
difficult to predict
136
637800
2176
вплив тільки-но створеної технології.
10:52
the impact of nascent technology.
137
640000
1640
10:54
And for folks like us, the real reward
is the journey and the act of creation.
is the journey and the act of creation.
138
642120
4856
Для нас, справжньою нагородою
є подорож та сам процес створення.
є подорож та сам процес створення.
Це постійне нагадування,
10:59
It's a continual reminder
139
647000
1416
яким чудовим та чарівним є всесвіт,
у якому ми живемо,
у якому ми живемо,
11:00
of how wonderful and magical
the universe we live in is,
the universe we live in is,
140
648440
2920
11:03
that it allows creative, clever creatures
141
651840
2936
що дозволяє творчим, розумним істотам
ліпити його такими ефектними способами.
11:06
to sculpt it in such spectacular ways.
142
654800
2520
11:09
The fact that this technology
143
657800
1776
Той факт, що ця технологія
має такий величезний комерційний
та економічний потенціал,
та економічний потенціал,
11:11
has such huge commercial
and economic potential
and economic potential
144
659600
3416
просто вишенька на торті.
11:15
is just icing on the cake.
145
663040
1416
Дякую вам.
11:16
Thank you.
146
664480
1216
(Оплески)
11:17
(Applause)
147
665720
3240
ABOUT THE SPEAKER
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneerRaffaello 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.
Raffaello D'Andrea | Speaker | TED.com