ABOUT THE SPEAKER
Sarah Bergbreiter - Microroboticist
Sarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height.

Why you should listen

Sarah Bergbreiter runs the Maryland Microrobotics Laboratory at the University of Maryland, where she develops innovative technologies that could advance medicine, consumer electronics and other sciences. She joined the university in 2008 as an assistant professor of mechanical engineering.

Having received her B.S.E degree in electrical engineering from Princeton, she worked on her M.S. and Ph.D. at Berkeley, which is where she focused on microrobotics. She has received multiple awards for her work, including the DARPA Young Faculty Award in 2008 and the Presidential Early Career Award for Scientists in 2013.

More profile about the speaker
Sarah Bergbreiter | Speaker | TED.com
TEDYouth 2014

Sarah Bergbreiter: Why I make robots the size of a grain of rice

Sarah Bergbreiter: Tại sao tôi lại chế tạo rô bốt nhỏ bằng hạt gạo?

Filmed:
1,663,866 views

Thông qua nghiên cứu về hoạt động và cơ thể của những loài côn trùng như kiến, Sarah Bergbreiter và đội ngũ của mình đã chế tạo mô phỏng cơ học siêu nhỏ nhưng siêu mạnh của loài động vật biết bò rợn người này ... thêm vào cả tên lửa nữa. Cùng theo dõi quá trình phát triển đầy kinh ngạc của rô bốt siêu nhỏ và lắng nghe ba cách mà ta có thể khai thác nó trong tương lai.
- Microroboticist
Sarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height. Full bio

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

00:12
My studentssinh viên and I
work on very tinynhỏ bé robotsrobot.
0
564
3645
Sinh viên của tôi và tôi
đang làm những con rô bốt nhỏ xíu.
00:16
Now, you can think of these
as roboticrobot versionsphiên bản
1
4209
2217
Bạn có thể hình dung
chúng là thế hệ rô bốt
00:18
of something that you're all
very familiarquen with: an antkiến.
2
6426
3590
mô phỏng thứ mà tất cả các bạn
đều đã rất quen thuộc: kiến.
00:22
We all know that antskiến
and other insectscôn trùng at this sizekích thước scaletỉ lệ
3
10016
2760
Ta đều biết kiến hay côn trùng
ở kích thước này
00:24
can do some prettyđẹp incredibleđáng kinh ngạc things.
4
12776
2236
có thể làm những chuyện
ngoài sức tưởng tượng.
00:27
We'veChúng tôi đã all seenđã xem a groupnhóm of antskiến,
or some versionphiên bản of that,
5
15012
3185
Ta đều đã từng thấy một đàn kiến,
00:30
cartingcarting off your potatokhoai tây chipChip
at a picnicdã ngoại, for examplethí dụ.
6
18197
4270
kéo lê bịch snack khoai tây,
hay đại loại như thế, khi đi cắm trại.
00:34
But what are the realthực challengesthách thức
of engineeringkỹ thuật these antskiến?
7
22467
3443
Nhưng điều gì là khó
khi tạo ra những mô phỏng thế này?
00:38
Well, first of all, how do we get
the capabilitieskhả năng of an antkiến
8
25910
3951
Vâng, đầu tiên, làm thế nào giữ được
những khả năng của kiến
00:42
in a robotrobot at the sametương tự sizekích thước scaletỉ lệ?
9
29861
2048
trong một con rô bốt
có kích cỡ tương tự?
00:44
Well, first we need to figurenhân vật out
how to make them movedi chuyển
10
31909
2604
Đầu tiên, cần tìm cách khiến chúng
chuyển động khi quá nhỏ.
00:46
when they're so smallnhỏ bé.
11
34513
1410
Ta cần kết cấu như chân và
những mô tơ hiệu quả
00:48
We need mechanismscơ chế like legschân
and efficienthiệu quả motorsđộng cơ
12
35923
2300
00:50
in ordergọi món to supportủng hộ that locomotionkhi vận động,
13
38223
1849
giúp di chuyển,
00:52
and we need the sensorscảm biến,
powerquyền lực and controlđiều khiển
14
40072
2491
và cần những cảm biến,
nguồn điện và bộ điều khiển
00:54
in ordergọi món to pullkéo everything togethercùng với nhau
in a semi-intelligentbán thông minh antkiến robotrobot.
15
42563
3962
rồi gắn mọi thứ lại với nhau trong
một con rô bốt kiến bán thông minh.
00:58
And finallycuối cùng, to make
these things really functionalchức năng,
16
46525
2546
Cuối cùng, để giúp chúng
thật sự hữu ích,
01:01
we want a lot of them workingđang làm việc togethercùng với nhau
in ordergọi món to do biggerlớn hơn things.
17
49071
3948
chúng ta muốn nhiều con
làm việc với nhau.
01:05
So I'll startkhởi đầu with mobilitytính di động.
18
53019
2691
Tôi sẽ bắt đầu từ việc di chuyển.
01:07
InsectsCôn trùng movedi chuyển around amazinglyđáng kinh ngạc well.
19
55710
3161
Côn trùng di chuyển khắp nơi
nhịp nhàng một cách kinh ngạc.
01:11
This videovideo is from UCUC BerkeleyBerkeley.
20
58871
1688
Phim này từ Đại học UC Berkeley
01:12
It showstrình diễn a cockroachgián movingdi chuyển
over incrediblyvô cùng roughthô terrainbản đồ địa hình
21
60559
2783
cho thấy con gián chạy
trong địa hình cực kì gồ ghề
01:15
withoutkhông có tippingnhào lộn over,
22
63342
1853
mà không bị lật nhào,
01:17
and it's ablecó thể to do this because its legschân
are a combinationsự phối hợp of rigidcứng nhắc materialsnguyên vật liệu,
23
65195
3997
nó làm được điều này nhờ
chân là sự kết hợp của vật liệu cứng,
01:21
which is what we traditionallytheo truyền thống
use to make robotsrobot,
24
69192
2353
vật liệu truyền thống
dùng làm rô bốt ,
01:23
and softmềm mại materialsnguyên vật liệu.
25
71545
1599
và vật liệu mềm.
Phóng lên là một cách di chuyển
hấp dẫn khác khi bạn rất nhỏ.
01:26
JumpingNhảy is anotherkhác really interestinghấp dẫn way
to get around when you're very smallnhỏ bé.
26
74374
3827
01:30
So these insectscôn trùng storecửa hàng energynăng lượng in a springmùa xuân
and releasegiải phóng that really quicklyMau
27
78201
4069
Những côn trùng này nén năng lượng
trong một cái lò xo và xả ra rất nhanh
01:34
to get the highcao powerquyền lực they need
to jumpnhảy out of waterNước, for examplethí dụ.
28
82270
4011
để đạt chiều cao cần thiết
khi nhảy khỏi mặt nước, chẳng hạn.
01:38
So one of the biglớn
contributionsđóng góp from my labphòng thí nghiệm
29
86281
3122
Một trong những đóng góp lớn
cho phòng thí nghiệm của tôi
01:41
has been to combinephối hợp
rigidcứng nhắc and softmềm mại materialsnguyên vật liệu
30
89403
2750
là việc kết hợp vật liệu cứng
với vật liệu mềm
01:44
in very, very smallnhỏ bé mechanismscơ chế.
31
92153
2214
trong một kết cấu rất, rất nhỏ.
01:46
So this jumpingnhảy mechanismcơ chế
is about fourbốn millimetersmilimet on a sidebên,
32
94367
3165
Kết cấu nhảy này
độ bốn milimét,
nhỏ xíu.
01:49
so really tinynhỏ bé.
33
97532
1688
01:51
The hardcứng materialvật chất here is siliconsilicon,
and the softmềm mại materialvật chất is siliconeSilicone rubbercao su.
34
99220
3838
Vật liệu cứng ở đây là silicon,
vật liệu mềm là nhựa silicon
01:55
And the basiccăn bản ideaý kiến is that
we're going to compressnén this,
35
103058
2895
và ý tưởng là nén nó lại,
giữ năng lượng trong những lò xo
rồi xả ra để nó phóng lên.
01:58
storecửa hàng energynăng lượng in the springslò xo,
and then releasegiải phóng it to jumpnhảy.
36
105953
2701
02:00
So there's no motorsđộng cơ
on boardbảng this right now, no powerquyền lực.
37
108654
3383
Thế nên, không cần động cơ bên trong,
không cần điện.
02:04
This is actuatedactuated with a methodphương pháp
that we call in my labphòng thí nghiệm
38
112037
2763
Nó hoạt động bằng nguyên lý
phòng thí nghiệm gọi là
02:07
"graduatetốt nghiệp studentsinh viên with tweezerskẹp."
(LaughterTiếng cười)
39
114800
2672
"anh sinh viên tốt nghiệp
với cái nhíp".
02:09
So what you'llbạn sẽ see in the nextkế tiếp videovideo
40
117472
1834
những gì bạn thấy trong phim kế
02:11
is this guy doing
amazinglyđáng kinh ngạc well for its jumpsnhảy.
41
119306
3027
là anh chàng này thực hiện
những bước nhảy ngoạn mục.
02:14
So this is AaronAaron, the graduatetốt nghiệp studentsinh viên
in questioncâu hỏi, with the tweezerskẹp,
42
122333
3614
Đây là Aaron, chàng sinh viên
băn khoăn cùng những cái nhíp,
02:18
and what you see is this
four-millimeter-sized4 mm-Kích thước mechanismcơ chế
43
125947
2683
và những gì bạn thấy
là kết cấu kích thước bốn milimét
02:20
jumpingnhảy almosthầu hết 40 centimeterscm highcao.
44
128630
2211
nhảy cao khoảng 40 centimét.
02:23
That's almosthầu hết 100 timeslần its ownsở hữu lengthchiều dài.
45
130841
2424
Gấp 100 lần chiều cao của nó,
02:25
And it survivestồn tại, bouncestrả lại on the tablebàn,
46
133265
1956
nó vẫn còn sống, tưng tưng trên bàn.
02:27
it's incrediblyvô cùng robustmạnh mẽ, and of coursekhóa học
survivestồn tại quitekhá well untilcho đến we losethua it
47
135221
3514
Nó cực kỳ mạnh, và dĩ nhiên sống khá dai
cho đến khi ta làm mất nó
02:30
because it's very tinynhỏ bé.
48
138735
2626
bởi vì nó rất nhỏ.
02:33
UltimatelyCuối cùng, thoughTuy nhiên, we want
to addthêm vào motorsđộng cơ to this too,
49
141361
2609
Ban đầu, chúng tôi cũng tính thêm môtơ vào
02:36
and we have studentssinh viên in the labphòng thí nghiệm
workingđang làm việc on millimeter-sizedKích thước milimet motorsđộng cơ
50
143970
3116
chúng tôi để sinh viên
phòng thí nghiệm thử môtơ cỡ milimét
02:39
to eventuallycuối cùng integratetích hợp ontotrên
smallnhỏ bé, autonomoustự trị robotsrobot.
51
147086
3600
để gắng vào những rô bốt nhỏ tự động.
02:42
But in ordergọi món to look at mobilitytính di động and
locomotionkhi vận động at this sizekích thước scaletỉ lệ to startkhởi đầu,
52
150686
3581
Để làm nó chuyển động
với kích cỡ thế này,
02:46
we're cheatinggian lận and usingsử dụng magnetsNam châm.
53
154267
1974
chúng tôi ăn gian bằng cách
dùng nam châm.
02:48
So this showstrình diễn what would eventuallycuối cùng
be partphần of a micro-robotMicro-robot legchân,
54
156241
3076
Và nam châm trở thành một phần
chân của rô bốt siêu nhỏ,
02:51
and you can see the siliconeSilicone rubbercao su jointskhớp nối
55
159317
2017
bạn có thể thấy
những khớp nhựa silicon
02:53
and there's an embeddednhúng magnetNam châm
that's beingđang moveddi chuyển around
56
161334
2629
nối bằng nam châm chìm bên trong
di chuyển tới lui
02:56
by an externalbên ngoài magnetictừ tính fieldcánh đồng.
57
163963
2303
trong trường điện từ bên ngoài.
02:58
So this leadsdẫn to the robotrobot
that I showedcho thấy you earliersớm hơn.
58
166266
2683
Tất cả tạo thành con rô bốt
mà tôi cho bạn xem lúc nãy.
Điều thú vị là nó
giúp ta mường tượng
03:02
The really interestinghấp dẫn thing
that this robotrobot can help us figurenhân vật out
59
169959
3151
cách di chuyển của côn trùng
có kích cỡ tương tự.
03:05
is how insectscôn trùng movedi chuyển at this scaletỉ lệ.
60
173110
2007
03:07
We have a really good modelmô hình
for how everything
61
175117
2225
Ta có một mô hình rất tuyệt vời
về cách mọi thứ
03:09
from a cockroachgián up to an elephantcon voi movesdi chuyển.
62
177342
1962
từ con gián đến con voi di chuyển.
03:11
We all movedi chuyển in this
kindloại of bouncybouncy way when we runchạy.
63
179304
2924
Tất cả chúng ta đều di chuyển theo cách
đàn hồi này khi chạy.
03:14
But when I'm really smallnhỏ bé,
the forceslực lượng betweengiữa my feetđôi chân and the groundđất
64
182228
4285
Nhưng khi quá bé nhỏ,
lực giữa bàn chân và mặt đất
03:18
are going to affectcó ảnh hưởng đến my locomotionkhi vận động
a lot more than my masskhối lượng,
65
186513
2775
sẽ ảnh hưởng đến vận động
nhiều hơn là trọng lượng
03:21
which is what causesnguyên nhân that bouncybouncy motionchuyển động.
66
189288
2354
tạo ra chuyển động đàn hồi.
03:23
So this guy doesn't work quitekhá yetchưa,
67
191642
1675
Anh chàng này làm chưa tốt lắm,
03:25
but we do have slightlykhinh bỉ largerlớn hơn versionsphiên bản
that do runchạy around.
68
193317
3075
nhưng chúng tôi có phiên bản
lớn hơn chút cũng chạy được vòng vòng.
03:28
So this is about a centimeterxentimét cubedlập lát,
a centimeterxentimét on a sidebên, so very tinynhỏ bé,
69
196392
3885
Nó hình khối vuông khoảng 1 centimét,
1 centimét mỗi cạnh, bé xíu,
03:32
and we'vechúng tôi đã gottennhận this to runchạy
about 10 bodythân hình lengthsđộ dài permỗi secondthứ hai,
70
200277
2902
chúng tôi cho nó chạy gấp 10 lần
phần thân trong một giây,
03:35
so 10 centimeterscm permỗi secondthứ hai.
71
203179
1386
10 centimét trong một giây.
03:36
It's prettyđẹp quicknhanh chóng for a little, smallnhỏ bé guy,
72
204565
2033
Khá nhanh đối với một gã bé tí tẹo,
03:38
and that's really only limitedgiới hạn
by our testthử nghiệm setupthiết lập.
73
206598
2362
giới hạn ở phạm vị
thử nghiệm của chúng tôi.
03:41
But this givesđưa ra you some ideaý kiến
of how it workscông trinh right now.
74
208960
2647
Nhưng bạn có thể hình dung
cách nó hoạt động ngay tại đây.
Chúng tôi cũng có thể làm phiên bản in 3D
có thể vượt chướng ngại vật,
03:44
We can alsocũng thế make 3D-printedD-in. versionsphiên bản
of this that can climbleo over obstacleschướng ngại vật,
75
212027
3754
03:47
a lot like the cockroachgián
that you saw earliersớm hơn.
76
215781
3499
rất giống với con gián
mà bạn thấy lúc nãy.
03:51
But ultimatelycuối cùng we want to addthêm vào
everything onboardtrên tàu the robotrobot.
77
219280
2886
Để rồi cuối cùng,
gom mọi thứ vào trong rô bốt.
03:54
We want sensingcảm nhận, powerquyền lực, controlđiều khiển,
actuationđáp all togethercùng với nhau,
78
222166
3693
Chúng tôi muốn cảm ứng, điện,
điều khiển, dẫn động.. tất cả
03:58
and not everything
needsnhu cầu to be bio-inspiredLấy cảm hứng từ sinh học.
79
225859
2906
không cần mọi thứ phải
đều có nguồn gốc sinh học.
04:00
So this robot'scủa robot about
the sizekích thước of a TicTic TacTac.
80
228765
3135
Rô bốt cỡ bằng một viên kẹo Tic Tac.
04:04
And in this casetrường hợp, insteadthay thế of magnetsNam châm
or musclescơ bắp to movedi chuyển this around,
81
231900
3949
Trong trường hợp này, thay vì dùng
nam châm hay cơ bắp để di chuyển,
04:08
we use rocketstên lửa.
82
235849
2425
chúng tôi dùng hỏa tiễn.
04:10
So this is a micro-fabricatedvi chế tạo
energeticnăng lượng materialvật chất,
83
238274
2666
Nhờ chất liệu năng lượng
dễ gia công,
04:13
and we can createtạo nên tinynhỏ bé pixelsđiểm ảnh of this,
84
240940
2599
chúng tôi có thể
tạo ra thứ rất nhỏ cỡ pixel
04:15
and we can put one of these pixelsđiểm ảnh
on the bellybụng of this robotrobot,
85
243539
3787
và có thể gắn những pixel này
dưới bụng rô bốt
04:19
and this robotrobot, then, is going to jumpnhảy
when it sensesgiác quan an increasetăng in lightánh sáng.
86
247326
4396
và nó sẽ nhảy lên khi
cảm nhận được sự gia tăng ánh sáng.
Phim kế là một trong những phim
yêu thích của tôi.
04:24
So the nextkế tiếp videovideo is one of my favoritesyêu thích.
87
252645
1973
04:26
So you have this 300-milligram-miligam robotrobot
88
254618
3040
Bạn có con rô bốt 300 miligram này
04:29
jumpingnhảy about eighttám
centimeterscm in the airkhông khí.
89
257658
2406
nhảy cao khoảng tám centimét
trong không trung.
04:32
It's only fourbốn by fourbốn
by sevenbảy millimetersmilimet in sizekích thước.
90
260064
2910
Nó có kích cỡ chỉ
(4x4x7) milimét.
04:35
And you'llbạn sẽ see a biglớn flashđèn flash
at the beginningbắt đầu
91
262974
2156
Bạn sẽ thấy một tia sáng chói
lúc ban đầu
04:37
when the energeticnăng lượng is setbộ off,
92
265130
1492
khi động cơ được khởi động,
04:38
and the robotrobot tumblingđánh sạch bề mặt throughxuyên qua the airkhông khí.
93
266622
1908
và rô bốt nhào xuống.
04:40
So there was that biglớn flashđèn flash,
94
268530
1609
Lúc có tia sáng chói đó,
04:42
and you can see the robotrobot
jumpingnhảy up throughxuyên qua the airkhông khí.
95
270139
3197
bạn có thể thấy rô bốt vút lên
trong không trung.
04:45
So there's no tethersHeä on this,
no wiresDây điện connectingkết nối to this.
96
273336
3032
Không có dây giữ.
Không có dây nối.
04:48
Everything is onboardtrên tàu,
and it jumpednhảy lên in responsephản ứng
97
276368
2494
Tất cả mọi thứ đều nằm bên trong,
và nó nhảy vì
04:51
to the studentsinh viên just flickingflicking on
a deskbàn lampđèn nextkế tiếp to it.
98
278862
4381
bạn sinh viên bật đèn bàn kế bên nó.
04:55
So I think you can imaginetưởng tượng
all the coolmát mẻ things that we could do
99
283243
3654
Tôi nghĩ bạn có thể tưởng tượng tất cả
những điều thú vị có thể làm
04:59
with robotsrobot that can runchạy and crawlthu thập thông tin
and jumpnhảy and rollcuộn at this sizekích thước scaletỉ lệ.
100
286897
4707
với những rô bốt biết chạy, bò,
nhảy và lăn với kích thước này.
05:03
ImagineHãy tưởng tượng the rubbleđống đổ nát that you get after
a naturaltự nhiên disasterthảm họa like an earthquakeđộng đất.
101
291604
3790
Hãy nghĩ đến đống đổ nát
sau một thảm họa tự nhiên như động đất.
Tưởng tượng những rô bốt nhỏ
bò vào trong đó
05:07
ImagineHãy tưởng tượng these smallnhỏ bé robotsrobot
runningđang chạy throughxuyên qua that rubbleđống đổ nát
102
295394
2559
05:10
to look for survivorsngười sống sót.
103
297953
2218
để tìm kiếm người sống sót.
05:12
Or imaginetưởng tượng a lot of smallnhỏ bé robotsrobot
runningđang chạy around a bridgecầu
104
300171
2956
Hãy tưởng tượng nhiều rô bốt nhỏ
chạy vòng vòng trên cầu
05:15
in ordergọi món to inspectthanh tra it
and make sure it's safean toàn
105
303127
2159
để kiểm tra và
đảm bảo rằng nó an toàn
05:17
so you don't get collapsessụp đổ like this,
106
305286
2040
ngăn ngừa những vụ gãy cầu
như vụ
05:19
which happenedđã xảy ra outsideở ngoài of
MinneapolisMinneapolis in 2007.
107
307326
3907
xảy ra vùng ngoại ô Minneapolis
năm 2007.
05:23
Or just imaginetưởng tượng what you could do
108
311233
1762
Tưởng tượng điều bạn có thể làm
05:25
if you had robotsrobot that could
swimbơi throughxuyên qua your bloodmáu.
109
312995
2523
nếu cho rô bốt bơi
theo dòng máu.
05:27
Right? "FantasticTuyệt vời VoyageChuyến đi," IsaacIsaac AsimovAsimov.
110
315518
2333
Sao? “Chuyến du hành ngoạn mục”
Issac Asimov.
05:30
Or they could operatevận hành withoutkhông có havingđang có
to cutcắt tỉa you openmở in the first placeđịa điểm.
111
317851
4355
Ta có thể phẫu thuật
mà không cần phải mở toang cơ thể.
05:34
Or we could radicallytriệt để changethay đổi
the way we buildxây dựng things
112
322206
2730
Hay thay đổi
cách ta tạo mọi thứ
05:37
if we have our tinynhỏ bé robotsrobot
work the sametương tự way that termitesmối do,
113
324936
3407
nếu cho những rô bốt nhỏ xíu này
làm việc như những con mối,
05:40
and they buildxây dựng these incredibleđáng kinh ngạc
eight-meter-highTám mét, cao mounds,
114
328343
2765
dựng lên những gò mối 8 mét
cực kỳ cao như thế này,
05:43
effectivelycó hiệu quả well ventilatedthông gió
apartmentcăn hộ, chung cư buildingscác tòa nhà for other termitesmối
115
331108
4088
rất thoáng mát và hiệu quả
05:47
in AfricaAfrica and AustraliaÚc.
116
335196
2091
như ở Châu Phi và Châu Úc.
05:49
So I think I've givenđược you
some of the possibilitieskhả năng
117
337287
2430
Tất cả là tiềm năng
có thể được khai thác
05:51
of what we can do with these smallnhỏ bé robotsrobot.
118
339717
2437
Tới nay, dù đã có nhiều bước tiến,
con đường phía trước vẫn còn dài,
05:54
And we'vechúng tôi đã madethực hiện some advancesnhững tiến bộ so farxa,
but there's still a long way to go,
119
342154
4407
05:58
and hopefullyhy vọng some of you
can contributeGóp phần to that destinationNơi Đến.
120
346561
2858
hy vọng các bạn ở đây có thể
góp phần vào đích đến đó.
06:01
ThanksCảm ơn very much.
121
349419
1768
Cảm ơn rất nhiều.
06:03
(ApplauseVỗ tay)
122
351187
2204
(Vỗ tay)
Translated by Hanh Tran
Reviewed by Nhu PHAM

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Sarah Bergbreiter - Microroboticist
Sarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height.

Why you should listen

Sarah Bergbreiter runs the Maryland Microrobotics Laboratory at the University of Maryland, where she develops innovative technologies that could advance medicine, consumer electronics and other sciences. She joined the university in 2008 as an assistant professor of mechanical engineering.

Having received her B.S.E degree in electrical engineering from Princeton, she worked on her M.S. and Ph.D. at Berkeley, which is where she focused on microrobotics. She has received multiple awards for her work, including the DARPA Young Faculty Award in 2008 and the Presidential Early Career Award for Scientists in 2013.

More profile about the speaker
Sarah Bergbreiter | Speaker | TED.com