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: Bí mật của các sinh vật dơ bẩn nhất dẫn đường cho công nghệ rô bốt

Filmed:
1,286,255 views

Làm cách nào robot biết cách cân bằng, ổn định trên địa hình gồ ghề, , đi lộn ngược, vận động trên không và tán vào tường mà không tự gây thương tích? Robert Full tìm hiểu cơ thể của gián, từ đó, rút ra kiến thức về thiết kế robot mà ta có thể học hỏi từ chúng.
- 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.

Ngay cả những sinh vật
gớm ghiếc nhất
00:12
Even nature'sthiên nhiên mostphần lớn disgustingghê tởm creaturessinh vật
0
930
2904
00:15
have importantquan trọng secretsbí mật,
1
3834
2567
cũng có những bí mật,
00:18
but who would want a swarmswarm of cockroachesgián
2
6401
1489
nhưng ai lại muốn một đám gián
bò về phía mình cơ chứ?
00:19
comingđang đến towardsvề hướng them?
3
7890
1594
00:21
YetNào được nêu ra one of the greatestvĩ đại nhất differencessự khác biệt
betweengiữa naturaltự nhiên and humanNhân loại technologiescông nghệ
4
9484
3012
Một trong những khác biệt lớn nhất
giữa tự nhiên
00:24
relatesliên quan to robustnessmạnh mẽ.
5
12496
2215
và nhân tạo
liên quan đến độ bền.
00:26
RobustMạnh mẽ systemshệ thống are stableổn định in complexphức tạp
6
14711
2573
Hệ thống bền vững
thì ổn định
trong môi trường mới
và phức tạp.
00:29
and newMới environmentsmôi trường.
7
17284
1721
00:31
RemarkablyĐáng chú ý, cockroachesgián can self-stabilizetự ổn định
8
19005
1795
Gián có thể tự ổn định
khi chạy trên địa hình gồ ghề.
00:32
runningđang chạy over roughthô terrainbản đồ địa hình.
9
20800
1679
Khi đặt lên lưng chúng
động cơ phản lực mini
00:34
When we put a jetmáy bay phản lực packđóng gói on them,
10
22479
1262
00:35
or give them a perturbationnhiễu loạn like an earthquakeđộng đất,
11
23741
2011
hay tạo ra nhiễu loạn, động đất,
00:37
we discoveredphát hiện ra that theirhọ wonderfullytuyệt vời tunedđiều chỉnh legschân
12
25752
2891
chúng tôi khám phá ra rằng
chúng dùng chân để tự cân bằng
00:40
allowcho phép them to self-stabilizetự ổn định
13
28643
1625
00:42
withoutkhông có usingsử dụng any of theirhọ brainpowertrí tuệ.
14
30268
3662
mà không cần động đến trí não.
00:45
They can go over complexphức tạp terrainbản đồ địa hình like grasscỏ,
15
33930
3130
Chúng có thể băng qua
địa hình phức tạp như cỏ,
- không thành vấn đề, .
00:49
no problemvấn đề, and not get destabilizeddestabilized.
16
37060
1952
Chúng tôi phát hiện ra
hành vi mới,
00:51
We discoveredphát hiện ra a newMới behaviorhành vi where,
17
39012
1514
00:52
because of theirhọ shapehình dạng,
18
40526
1164
vì có hình dạng đặc biệt,
chúng tự lăn sang một bên
00:53
they actuallythực ra rollcuộn automaticallytự động to theirhọ sidebên
19
41690
2078
00:55
to go throughxuyên qua this artificialnhân tạo testthử nghiệm bitbit of grasscỏ.
20
43768
3952
để vượt qua chướng ngại
là đám cỏ nhân tạo này.
00:59
RobustMạnh mẽ systemshệ thống can performbiểu diễn multiplenhiều tasksnhiệm vụ
21
47720
2437
Hệ thống bền vững này
có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ
01:02
with the sametương tự structurekết cấu.
22
50157
2138
với cùng một cấu trúc.
01:04
Here'sĐây là a newMới behaviorhành vi we'vechúng tôi đã discoveredphát hiện ra.
23
52295
1867
Đây là hành vi
vừa được phát hiện.
01:06
The animalsđộng vật rapidlynhanh chóng invertđảo ngược and disappearbiến mất
24
54162
1846
Nó nhanh chóng đảo ngược
và biến mất
01:08
in lessít hơn than 150 millisecondsmili giây — you never see them —
25
56008
2501
trong vòng 150 miligiây
- không nhìn thấy được-
01:10
usingsử dụng the sametương tự structurescấu trúc that
they use to runchạy, theirhọ legschân.
26
58509
2363
cũng dùng chân
như khi chạy.
Chúng có thể chạy lộn ngược
rất nhanh
01:12
They can runchạy upsidelộn ngược down
27
60872
1604
01:14
very rapidlynhanh chóng on rodsque, brancheschi nhánh and wiresDây điện,
28
62476
3132
trên các thanh que, nhánh và dây,
01:17
and if you perturbperturb one of those brancheschi nhánh,
29
65608
1479
nếu tác động vào nhánh này,
01:19
they can do this.
30
67087
1793
chúng có thể thực hiện
các động tác lộn nhào
01:20
They can performbiểu diễn gymnasticthể dục maneuversthao tác
31
68880
1530
mà chưa robot nào
của chúng tôi có thể làm được.
01:22
like no robotrobot we have yetchưa.
32
70410
2578
01:24
And they have nearlyGần unlimitedvô hạn
33
72988
1731
Chúng như
có độ cơ động không giới hạn
01:26
maneuverabilitykhả năng thao diễn with that sametương tự structurekết cấu
34
74719
2597
với cùng cấu trúc
và khả năng tiếp cận chưa từng có
01:29
and unprecedentedchưa từng có accesstruy cập to a varietyđa dạng
35
77316
3820
hàng loạt các loại
địa hình khác nhau.
01:33
of differentkhác nhau areaskhu vực.
36
81136
4270
01:37
They have wingscánh for flyingbay when they get warmấm áp,
37
85406
2623
Gián dùng cánh để bay
khi thấy ấm,
01:40
but they use those sametương tự wingscánh to fliplật over
38
88029
2614
nhưng thường dùng cánh để lật lại
khi thấy mất cân bằng.
01:42
if they get destabilizeddestabilized.
39
90643
3957
Rất hiệu quả!
01:46
Very effectivecó hiệu lực.
40
94600
1297
01:47
RobustMạnh mẽ systemshệ thống are alsocũng thế faultlỗi tolerantkhoan dung and fail-safekhông an toàn.
41
95897
3205
Hệ thống bền vững
cũng có lỗi dung sai và phòng hư.
01:51
This is the footchân of a cockroachgián.
42
99102
1140
Đây là chân gián
có gai, tấm đệm và móng vuốt,
01:52
It has spinesgai, glueygluey padsTấm lót and clawsmóng vuốt,
43
100242
3289
nhưng nếu bạn lấy chúng đi,
gián vẫn đi qua được địa hình gồ ghề
01:55
but if you take off those feetđôi chân,
44
103531
1591
01:57
they can still go over roughthô terrainbản đồ địa hình,
45
105122
1708
01:58
like the bottomđáy videovideo that you see,
46
106830
1897
bạn có thể xem góc dưới video,
02:00
withoutkhông có hardlykhó khăn slowinglàm chậm lại down. ExtraordinaryBất thường.
47
108727
3371
không bị chậm lại. Thật phi thường!
02:04
They can runchạy up meshlưới thép withoutkhông có theirhọ feetđôi chân.
48
112098
3173
Chúng có thể chạy
lên mắt lưới mà không cần chân.
Đây là cách động vật dùng
kiềng 3 bình thường
02:07
Here'sĐây là an animalthú vật usingsử dụng a normalbình thường, alternatingxen kẽ tripodgiá đỡ ba chân:
49
115271
2283
02:09
threesố ba legschân, threesố ba legschân, threesố ba legschân,
50
117554
1543
3 chân, 3 chân, 3 chân,
02:11
but in naturethiên nhiên, the insectscôn trùng oftenthường xuyên have lostmất đi theirhọ legschân.
51
119097
3692
nhưng trong tự nhiên,
côn trùng thường xuyên bị mất chân.
02:14
Here'sĐây là one movingdi chuyển with two middleở giữa legschân goneKhông còn.
52
122789
4010
Đây là một con
với 2 chân giữa bị mất.
02:18
It can even losethua threesố ba legschân, in a tripodgiá đỡ ba chân,
53
126799
2916
Nó có thể mất 3 chân,
theo dạng kiềng
02:21
and adoptthông qua a newMới gaitđi đường, a hoppinghopping gaitđi đường.
54
129715
3927
và thích nghi
với dáng đi mới, dáng đi nhảy.
Xin nói rằng tất cả video bạn xem đây
02:25
And I pointđiểm out that all of these videosvideo
55
133642
1958
02:27
are slowedchậm lại down 20 timeslần,
56
135600
1704
đều được làm chậm 20 lần,
02:29
so they're actuallythực ra really fastNhanh, when you see this.
57
137304
2015
trong thực tế,
chúng di chuyển cực nhanh.
02:31
RobustMạnh mẽ systemshệ thống are alsocũng thế damagehư hại resistantkháng cự.
58
139319
3511
Hệ thống bền vững
cũng chống hỏng hóc.
02:34
Here'sĐây là an animalthú vật climbingleo up a wallTường.
59
142830
1813
Đây là 1 con vật leo lên tường.
02:36
It looksnhìn like a rapidnhanh, smoothtrơn tru, verticaltheo chiều dọc climbleo,
60
144643
2496
Leo dựng đứng rất mượt và nhanh,
02:39
but when you slowchậm it down,
61
147139
1239
02:40
you see something very differentkhác nhau.
62
148378
2494
nhưng khi quay chậm
bạn sẽ thấy điều khác biệt
02:42
Here'sĐây là what they do.
63
150872
1648
Xem đây:
02:44
They intentionallycố ý have a
head-onHead-on collisionva chạm with the wallTường
64
152520
3007
Chúng đâm đầu vào tường
02:47
so they don't slowchậm down and can transitionquá trình chuyển đổi up it
65
155527
2114
để không bị chậm lại và có thể
chuyển tiếp trong 75 triệu giây.
02:49
in 75 millisecondsmili giây.
66
157641
2398
02:52
And they can do this in partphần because they have
67
160039
1861
Chúng làm điều này nhờ vào
khung xương phi thường.
02:53
extraordinarybất thường exoskeletonsExoskeletons.
68
161900
2057
02:55
And they're really just madethực hiện up of complianttuân thủ jointskhớp nối
69
163957
3809
Với các khớp nối linh hoạt, nơi
các ống và tấm xương kết với nhau.
02:59
that are tubesống and platestấm
70
167766
1733
03:01
connectedkết nối to one anotherkhác.
71
169499
1543
Sau đây là giải phẫu bụng của gián.
03:03
Here'sĐây là a dissectionmổ xẻ of an abdomenbụng of a cockroachgián.
72
171042
2947
03:05
You see these platestấm, and you
see the complianttuân thủ membranemàng.
73
173989
3961
Bạn có thể thấy những tấm xương,
và các tấm màng linh hoạt.
03:09
My engineeringkỹ thuật colleagueđồng nghiệp at BerkeleyBerkeley
74
177950
2816
Đồng nghiệp của tôi ở Berkeley
03:12
designedthiết kế with his studentssinh viên
75
180766
1124
đã cùng sinh viên thiết kế
một kỹ thuật sản xuất mới
03:13
a novelcuốn tiểu thuyết manufacturingchế tạo techniquekỹ thuật
76
181890
1481
03:15
where you essentiallybản chất origamiOrigami the exoskeletonexoskeleton,
77
183371
3611
có thể sắp xếp bộ xương
theo nghệ thuật sắp giấy Nhật Bản
03:18
you laserlaser cutcắt tỉa it, laminatelaminate it,
78
186982
1360
Bạn cắt bằng tia laser, cán
và gấp lại thành hình 1 robot,
03:20
and you foldgập lại it up into a robotrobot.
79
188342
2395
03:22
And you can do that now in lessít hơn than 15 minutesphút.
80
190737
5817
trong chưa đến 15 phút.
03:28
These robotsrobot, calledgọi là DASHDẤU GẠCH NGANG,
81
196554
1939
Những con robot này được gọi là DASH
nghĩa là Robot tự động trường
03:30
for DynamicNăng động AutonomousTự trị Sprawled HexapodHexapod,
82
198493
2610
03:33
are highlycao complianttuân thủ robotsrobot,
83
201103
3082
có 6 chân, có độ linh hoạt cao
và khá là mạnh mẽ,
03:36
and they're remarkablyđáng lưu ý robustmạnh mẽ as a resultkết quả
84
204185
3702
kết quả của những đặc điểm vừa nêu.
03:39
of these featuresTính năng, đặc điểm.
85
207887
1803
03:41
They're certainlychắc chắn incrediblyvô cùng damagehư hại resistantkháng cự.
86
209690
6058
Chắc chắn chúng là loại
chống hỏng hóc tuyệt vời
03:47
(LaughterTiếng cười)
87
215748
3353
(Cười)
03:51
They even have some of the
behaviorshành vi of the cockroachesgián.
88
219101
2469
Chúng cũng có
một số hành vi như gián
03:53
So they can use theirhọ smartthông minh, complianttuân thủ bodythân hình
89
221570
2273
như dùng thân linh hoạt và thông minh
03:55
to transitionquá trình chuyển đổi up a wallTường
90
223843
2517
để bò lên tường
một cách rất đơn giản.
03:58
in a very simpleđơn giản way.
91
226360
2892
04:01
They even have some of the beginningsbắt đầu
92
229252
1628
Chúng cũng có một số
04:02
of the rapidnhanh inversionđảo ngược behaviorhành vi
93
230880
1319
04:04
where they disappearbiến mất.
94
232199
2844
chuyển động đảo ngược và nhanh
khi biến mất.
04:07
Now we want to know why they can go anywhereở đâu.
95
235043
1477
Giờ thì, tìm hiểu xem chúng có thể
đi tới đâu.
04:08
We discoveredphát hiện ra that they can go throughxuyên qua
96
236520
1569
Chúng tôi phát hiện ra
chúng có thể đi qua lỗ rộng 3mm,
04:10
three-millimeterba-mm gapskhoảng trống,
97
238089
1788
04:11
the heightChiều cao of two penniesđồng xu, two stackedXếp chồng lên nhau penniesđồng xu,
98
239877
2361
tương đương chiều cao của 2 đồng xu
xếp chồng lên nhau.
04:14
and when they do this,
99
242238
1048
04:15
they can actuallythực ra runchạy throughxuyên qua those confinedhạn chế spaceskhông gian
100
243286
2575
Khi làm vậy, chúng có thể
chạy qua những địa hình hạn chế
04:17
at highcao speedstốc độ,
101
245861
1757
với tốc độ cao, dù bạn
chưa bao giờ nhìn thấy việc này.
04:19
althoughmặc dù you never see it.
102
247618
3182
04:22
To understandhiểu không it better,
103
250800
1062
Để giúp bạn hiểu hơn,
04:23
we did a CTCT scanquét of the exoskeletonexoskeleton
104
251862
2078
chúng tôi đã
CT scan trên khung xương
04:25
and showedcho thấy that they can compressnén theirhọ bodythân hình
105
253940
1474
và chứng minh chúng có thể
tự nén thân mình đến hơn 40%.
04:27
by over 40 percentphần trăm.
106
255414
2646
04:30
We put them in a materialsnguyên vật liệu testingthử nghiệm machinemáy móc
107
258060
1557
Chúng tôi đặt chúng
lên máy thử nghiệm vật liệu
04:31
to look at the stressnhấn mạnh strainsự căng thẳng, quá tải analysisphân tích
108
259617
2356
để xem xét ứng suất biến dạng
04:33
and showedcho thấy that they can withstandchịu được forceslực lượng
109
261973
2118
cho thấy chúng có thể
trụ lại các lực
04:36
800 timeslần theirhọ bodythân hình weightcân nặng,
110
264091
1904
lớn gấp 800 lần
trọng lượng cơ thể,
04:37
and after this they can flybay and runchạy
111
265995
1890
sau đó, bay và chạy nhảy
hoàn toàn bình thường
04:39
absolutelychắc chắn rồi normallybình thường.
112
267885
1990
04:41
So you never know where
113
269875
1723
Thế nên, không bao giờ biết được
04:43
curiosity-basedDựa trên sự tò mò researchnghiên cứu will leadchì,
114
271598
3074
nghiên cứu dựa trên sự tò mò
sẽ dẫn bạn tới đâu,
04:46
and somedaymột ngày nào đó you mayTháng Năm want a swarmswarm
115
274672
1539
ngày nào đó, bạn có thể muốn
04:48
of cockroach-inspiredLấy cảm hứng từ gián robotsrobot
116
276211
2194
một đám robot
lấy cảm hứng từ gián tiến đến mình
04:50
to come at you.
117
278405
2414
04:52
(LaughterTiếng cười)
118
280819
7121
(Cười)
Xin cảm ơn.
04:59
Thank you.
119
287940
1557
(Vỗ tay)
05:01
(ApplauseVỗ tay)
120
289497
1286
Translated by Duy Le
Reviewed by Vy ntk

▲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