ABOUT THE SPEAKER
Vijay Kumar - Roboticist
As the dean of the University of Pennsylvania's School of Engineering and Applied Science, Vijay Kumar studies the control and coordination of multi-robot formations.

Why you should listen

At the General Robotics, Automation, Sensing and Perception (GRASP) Lab at the University of Pennsylvania, flying quadrotor robots move together in eerie formation, tightening themselves into perfect battalions, even filling in the gap when one of their own drops out. You might have seen viral videos of the quads zipping around the netting-draped GRASP Lab (they juggle! they fly through a hula hoop!). Vijay Kumar headed this lab from 1998-2004. He's now the dean of the School of Engineering and Applied Science at the University of Pennsylvania in Philadelphia, where he continues his work in robotics, blending computer science and mechanical engineering to create the next generation of robotic wonders.

More profile about the speaker
Vijay Kumar | Speaker | TED.com
TEDxPenn

Vijay Kumar: The future of flying robots

Vijay Kumar: Tương lai của những con robot bay

Filmed:
1,780,679 views

Tại phòng thí nghiệm ở trường đại học Pennsylvania, Vijay Kumar và nhóm của mình đã tạo ra những robot bay tự động lấy cảm hứng từ loài ong mật. Bước đột phá mới đây nhất của họ là "Nông nghiệp chính xác", trong đó một nhóm các robot sẽ lập bản đồ, tái hiện và phân tích từng cây trồng và quả trong vườn để cung cấp thông tin thiết yếu cho nông dân nhằm cải thiện sản lượng và giúp quản lý nguồn nước hợp lý hơn.
- Roboticist
As the dean of the University of Pennsylvania's School of Engineering and Applied Science, Vijay Kumar studies the control and coordination of multi-robot formations. Full bio

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

00:13
In my labphòng thí nghiệm, we buildxây dựng
autonomoustự trị aerialchụp từ trên không robotsrobot
0
1280
3656
Trong phòng thí nghiệm, chúng tôi chế tạo
những robot bay tự động
00:16
like the one you see flyingbay here.
1
4960
1880
như thiết bị bay mà bạn thấy ở đây.
00:20
UnlikeKhông giống như the commerciallythương mại availablecó sẵn dronesmục tiêu giả lập
that you can buymua todayhôm nay,
2
8720
3696
Không như những máy bay không người lái
thương mại bạn có thể mua hiện nay,
00:24
this robotrobot doesn't have any GPSGPS on boardbảng.
3
12440
2640
robot này không trang bị GPS.
00:28
So withoutkhông có GPSGPS,
4
16160
1216
Vì không có GPS,
00:29
it's hardcứng for robotsrobot like this
to determinemục đích theirhọ positionChức vụ.
5
17400
3280
rất khó để những robot như thế này
xác định được vị trí của chúng.
00:34
This robotrobot usessử dụng onboardtrên tàu sensorscảm biến,
camerasmáy ảnh and laserlaser scannersmáy quét,
6
22240
4736
Robot này sử dụng các bộ cảm biến tích hợp,
máy quay và thiết bị quét laser,
00:39
to scanquét the environmentmôi trường.
7
27000
1696
để quét môi trường xung quanh.
00:40
It detectsphát hiện featuresTính năng, đặc điểm from the environmentmôi trường,
8
28720
3056
Nó phát hiện ra những đặc điểm
của môi trường,
00:43
and it determinesquyết định where it is
relativequan hệ to those featuresTính năng, đặc điểm,
9
31800
2736
và xác định vị trí tương đối của nó so với
những đặc điểm đó,
00:46
usingsử dụng a methodphương pháp of triangulationtriangulation.
10
34560
2136
bằng phương pháp đối chiếu tam giác.
00:48
And then it can assembletập hợp
all these featuresTính năng, đặc điểm into a mapbản đồ,
11
36720
3456
Và sau đó nó có thể tập hợp
những đặc điểm đó lên trên bản đồ,
00:52
like you see behindphía sau me.
12
40200
1736
như cái các bạn thấy phía sau tôi.
00:53
And this mapbản đồ then allowscho phép the robotrobot
to understandhiểu không where the obstacleschướng ngại vật are
13
41960
3936
Bản đồ này cho phép robot
biết được vị trí các chướng ngại vật
00:57
and navigateđiều hướng in a collision-freeva chạm-miễn phí mannercách thức.
14
45920
2720
và di chuyển mà không va vào chúng.
01:01
What I want to showchỉ you nextkế tiếp
15
49160
2096
Điều tiếp theo tôi muốn chỉ cho các bạn
01:03
is a setbộ of experimentsthí nghiệm
we did insidephía trong our laboratoryphòng thí nghiệm,
16
51280
3216
là một loạt các thí nghiệm mà chúng tôi
đã thực hiện trong phòng thí nghiệm,
01:06
where this robotrobot was ablecó thể
to go for longerlâu hơn distanceskhoảng cách.
17
54520
3480
nơi mà robot này có khả năng
xa hơn thế nữa,
01:10
So here you'llbạn sẽ see, on the tophàng đầu right,
what the robotrobot seesnhìn with the cameraMáy ảnh.
18
58400
5016
Ở đây các bạn sẽ thấy, góc trên bên phải
là những gì robot thấy qua camera.
01:15
And on the mainchủ yếu screenmàn --
19
63440
1216
Và trên màn hình chính --
01:16
and of coursekhóa học this is spedtăng tốc up
by a factorhệ số of fourbốn --
20
64680
2456
hiển nhiên đây là hình ảnh
được tua nhanh 4 lần --
01:19
on the mainchủ yếu screenmàn you'llbạn sẽ see
the mapbản đồ that it's buildingTòa nhà.
21
67160
2667
trên màn hình chính các bạn sẽ thấy
tấm bản đồ mà nó đang tạo ra.
01:21
So this is a high-resolutionđộ phân giải cao mapbản đồ
of the corridorhành lang around our laboratoryphòng thí nghiệm.
22
69851
4285
Đây là một bản đồ có độ phân giải cao
của dãy hành lang quanh phòng thí nghiệm của chúng tôi.
01:26
And in a minutephút
you'llbạn sẽ see it enterđi vào our labphòng thí nghiệm,
23
74160
2336
Và sau đó quý vị sẽ thấy nó đi vào trong phòng thí nghiệm,
01:28
which is recognizablenhận biết
by the clutterlộn xộn that you see.
24
76520
2856
nơi rất dễ nhận biết bởi
sự lộn xộn các bạn đang thấy.
01:31
(LaughterTiếng cười)
25
79400
1016
(Cười)
01:32
But the mainchủ yếu pointđiểm I want to conveychuyên chở to you
26
80440
2007
Nhưng ý chính mà tôi muốn nói với các bạn
01:34
is that these robotsrobot are capablecó khả năng
of buildingTòa nhà high-resolutionđộ phân giải cao mapsbản đồ
27
82472
3584
đó là những robot này có khả năng vẽ
những tấm bản đồ có độ phân giải cao
01:38
at fivesố năm centimeterscm resolutionđộ phân giải,
28
86080
2496
với độ chính xác đến 5cm,
01:40
allowingcho phép somebodycó ai who is outsideở ngoài the labphòng thí nghiệm,
or outsideở ngoài the buildingTòa nhà
29
88600
4176
điều đó cho phép ai đó ở ngoài phòng,
hoặc bên ngoài tòa nhà
01:44
to deploytriển khai these
withoutkhông có actuallythực ra going insidephía trong,
30
92800
3216
có thể biết được tường tận mọi thứ
mà không cần vào bên trong,
01:48
and tryingcố gắng to infersuy ra
what happensxảy ra insidephía trong the buildingTòa nhà.
31
96040
3760
và cố sức suy đoán
điều gì xảy ra bên trong tòa nhà.
01:52
Now there's one problemvấn đề
with robotsrobot like this.
32
100400
2240
Hiện nay có một vấn đề
với loại robot như thế này.
01:55
The first problemvấn đề is it's prettyđẹp biglớn.
33
103600
2200
Vấn đề đầu tiên là nó tương đối lớn.
01:58
Because it's biglớn, it's heavynặng.
34
106120
1680
Vì lớn, nên nó nặng.
02:00
And these robotsrobot consumetiêu dùng
about 100 wattswatts permỗi poundpao.
35
108640
3040
Và những robot thế này
tiêu thụ khoảng 100 watt mỗi pound.
02:04
And this makeslàm cho for
a very shortngắn missionsứ mệnh life.
36
112360
2280
Và điều đó rút ngắn tuổi thọ
hoạt động của chúng.
02:08
The secondthứ hai problemvấn đề
37
116000
1456
Vấn đề thứ hai
02:09
is that these robotsrobot have onboardtrên tàu sensorscảm biến
that endkết thúc up beingđang very expensiveđắt --
38
117480
3896
là những robot này mang theo
những cảm biến rất đắt tiền --
02:13
a laserlaser scannermáy quét, a cameraMáy ảnh
and the processorsbộ vi xử lý.
39
121400
3440
bộ quét laser, camera
và các bộ vi xử lý.
02:17
That drivesổ đĩa up the costGiá cả of this robotrobot.
40
125280
3040
Điều này làm tăng giá thành của robot.
02:21
So we askedyêu cầu ourselveschúng ta a questioncâu hỏi:
41
129440
2656
Vì thế chúng tôi tự hỏi:
02:24
what consumerkhách hàng productsản phẩm
can you buymua in an electronicsthiết bị điện tử storecửa hàng
42
132120
3776
sản phẩm nào chúng ta có thể mua
trong một cửa hàng điện tử
02:27
that is inexpensivekhông tốn kém, that's lightweightnhẹ,
that has sensingcảm nhận onboardtrên tàu and computationtính toán?
43
135920
6280
không mắc tiền lại nhẹ mà
có trang bị cảm biến và chức năng tính toán?
02:36
And we inventedphát minh the flyingbay phoneđiện thoại.
44
144080
2656
Và chúng tôi phát minh ra điện thoại bay.
02:38
(LaughterTiếng cười)
45
146760
1936
(Cười)
02:40
So this robotrobot usessử dụng a SamsungSamsung GalaxyThiên Hà
smartphoneđiện thoại thông minh that you can buymua off the shelfkệ,
46
148720
6176
Robot này sử dụng một smartphone
Samsung Galaxy mà ai cũng có thể mua ở cửa hàng,
02:46
and all you need is an appứng dụng that you
can downloadtải về from our appứng dụng storecửa hàng.
47
154920
4016
và tất cả những thứ bạn cần chỉ là một app
mà bạn có thể tải về từ app store.
02:50
And you can see this robotrobot
readingđọc hiểu the lettersbức thư, "TEDTED" in this casetrường hợp,
48
158960
4216
Và bạn thấy đấy, robot này
đang đọc chữ "TED",
02:55
looking at the cornersgóc
of the "T" and the "E"
49
163200
2936
nhìn vào góc của chữ "T" và "E"
02:58
and then triangulatingtriangulating off of that,
flyingbay autonomouslytự trị.
50
166160
3480
và sau đó dùng phép đối chiếu tam giác,
bay một cách tự động.
03:02
That joystickphím điều khiển is just there
to make sure if the robotrobot goesđi crazykhùng,
51
170720
3256
Cần điều khiển ở ngay kia để bảo đảm
nếu robot trở nên bất thường.
03:06
GiuseppeGiuseppe can killgiết chết it.
52
174000
1416
Giuseppe có thể tiêu diệt nó.
03:07
(LaughterTiếng cười)
53
175440
1640
(Cười)
03:10
In additionthêm vào to buildingTòa nhà
these smallnhỏ bé robotsrobot,
54
178920
3816
Bên cạnh việc chế tạo
những con robot nhỏ này,
03:14
we alsocũng thế experimentthí nghiệm with aggressivexâm lược
behaviorshành vi, like you see here.
55
182760
4800
chúng tôi còn thực hiện thí nghiệm với các
động tác có phần dữ dội, như các bạn thấy đây.
03:19
So this robotrobot is now travelingđi du lịch
at two to threesố ba metersmét permỗi secondthứ hai,
56
187920
5296
Con robot này đang di chuyển với tốc độ
2-3 mét/giây,
03:25
pitchingbày and rollinglăn aggressivelytích cực
as it changesthay đổi directionphương hướng.
57
193240
3496
chao liệng và quay tròn liên tục
khi nó thay đổi hướng.
03:28
The mainchủ yếu pointđiểm is we can have
smallernhỏ hơn robotsrobot that can go fasternhanh hơn
58
196760
4256
Điểm mấu chốt ở đây là chúng ta có thể có
những con robot chạy nhanh hơn
03:33
and then traveldu lịch in these
very unstructuredkhông có cấu trúc environmentsmôi trường.
59
201040
2960
và di chuyển trong những môi trường
lộn xộn.
03:37
And in this nextkế tiếp videovideo,
60
205120
2056
Trong video tiếp theo này,
03:39
just like you see this birdchim, an eaglechim ưng,
gracefullymột cách duyên dáng coordinatingphối hợp its wingscánh,
61
207200
5896
như bạn thấy con chim này, một con
đại bàng, phối hợp duyên dáng đôi cánh,
03:45
its eyesmắt and feetđôi chân
to grabvồ lấy preycon mồi out of the waterNước,
62
213120
4296
mắt và chân để tóm lấy con mồi
ra khỏi mặt nước,
03:49
our robotrobot can go fishingCâu cá, too.
63
217440
1896
robot của chúng tôi cũng có thể đi câu.
03:51
(LaughterTiếng cười)
64
219360
1496
(Cười)
03:52
In this casetrường hợp, this is a PhillyPhilly cheesesteakCheesesteak
hoagieHoagie that it's grabbingnắm lấy out of thingầy airkhông khí.
65
220880
4056
Trong trường hợp này, đây là một miếng sandwich Philly
mà nó tóm lấy bất ngờ từ trên không.
03:56
(LaughterTiếng cười)
66
224960
2400
(Cười)
03:59
So you can see this robotrobot
going at about threesố ba metersmét permỗi secondthứ hai,
67
227680
3296
Thế nên bạn có thể thấy con robot này
đang di chuyển với tốc độ khoảng 3 mét/giây,
04:03
which is fasternhanh hơn than walkingđi dạo speedtốc độ,
coordinatingphối hợp its armscánh tay, its clawsmóng vuốt
68
231000
5136
nhanh hơn tốc độ đi bộ, nó phối hợp tay,
móng vuốt,
04:08
and its flightchuyến bay with split-secondSplit-Second timingthời gian
to achieveHoàn thành this maneuvercơ động.
69
236160
4120
và khả năng bay của nó trong thời gian
tính bằng giây để thực hiện được động tác này.
04:14
In anotherkhác experimentthí nghiệm,
70
242120
1216
Trong một thí nghiệm khác,
04:15
I want to showchỉ you
how the robotrobot adaptsthích nghi its flightchuyến bay
71
243360
3656
tôi muốn cho các bạn thấy làm thế nào để
robot điều chỉnh cách bay
04:19
to controlđiều khiển its suspendedđình chỉ payloadkhối hàng,
72
247040
2376
để kiểm soát gói hàng
treo bên dưới,
04:21
whose lengthchiều dài is actuallythực ra largerlớn hơn
than the widthchiều rộng of the windowcửa sổ.
73
249440
3800
khi chiều dài của nó
lớn hơn độ rộng của cửa sổ.
04:25
So in ordergọi món to accomplishhoàn thành this,
74
253680
1696
Để thực hiện được việc này,
04:27
it actuallythực ra has to pitchsân cỏ
and adjustđiều chỉnh the altitudeđộ cao
75
255400
3696
nó thật sự phải lao xuống,
điều chỉnh độ cao,
04:31
and swinglung lay the payloadkhối hàng throughxuyên qua.
76
259120
2320
và đưa gói hàng qua.
04:38
But of coursekhóa học we want
to make these even smallernhỏ hơn,
77
266920
2296
Nhưng tất nhiên chúng tôi muốn làm
chúng nhỏ hơn nữa,
04:41
and we're inspiredcảm hứng
in particularcụ thể by honeybeesong mật.
78
269240
3016
và chúng tôi đã lấy cảm hứng
từ loài ong mật.
04:44
So if you look at honeybeesong mật,
and this is a slowedchậm lại down videovideo,
79
272280
3256
Nếu các bạn quan sát loài ong mật,
và đây là một đoạn phim quay chậm
04:47
they're so smallnhỏ bé,
the inertiaquán tính is so lightweightnhẹ --
80
275560
3720
chúng rất nhỏ,
lực quán tính rất nhỏ --
04:51
(LaughterTiếng cười)
81
279960
1176
(Cười)
04:53
that they don't carequan tâm --
they bouncethư bị trả lại off my handtay, for examplethí dụ.
82
281160
3536
đến mức chúng chẳng cần bận tâm --
chúng bay vụt ra khỏi tay tôi, ví dụ vậy.
04:56
This is a little robotrobot
that mimicsbắt chước the honeybeeong mật behaviorhành vi.
83
284720
3160
Đây là một con robot nhỏ bắt chước
hành vi của loài ong mật.
05:00
And smallernhỏ hơn is better,
84
288600
1216
Và càng nhỏ thì càng tốt,
05:01
because alongdọc theo with the smallnhỏ bé sizekích thước
you get lowerthấp hơn inertiaquán tính.
85
289840
3536
vì kích thước nhỏ mang đến cho bạn
lực quán tính nhỏ hơn.
05:05
AlongDọc theo with lowerthấp hơn inertiaquán tính --
86
293400
1536
Cùng với lực quán tính nhỏ hơn --
05:06
(RobotRobot buzzingtiếng vo vo, laughtertiếng cười)
87
294960
2856
(Robot kêu vo vo, khán giả cười)
05:09
alongdọc theo with lowerthấp hơn inertiaquán tính,
you're resistantkháng cự to collisionsva chạm.
88
297840
2816
cùng với lực quán tính nhỏ hơn,
các bạn có thể tăng sức bền khi va chạm.
05:12
And that makeslàm cho you more robustmạnh mẽ.
89
300680
1720
Điều đó khiến bạn trở cứng cáp hơn.
05:15
So just like these honeybeesong mật,
we buildxây dựng smallnhỏ bé robotsrobot.
90
303800
2656
Dựa trên những con ong mật này,
chúng tôi tạo ra những con robot nhỏ.
05:18
And this particularcụ thể one
is only 25 gramsgram in weightcân nặng.
91
306480
3376
Và đây là một con đặc biệt
chỉ nặng 25 gram.
05:21
It consumestiêu thụ only sixsáu wattswatts of powerquyền lực.
92
309880
2160
Nó chỉ tiêu thụ 6 watt năng lượng.
05:24
And it can traveldu lịch
up to sixsáu metersmét permỗi secondthứ hai.
93
312440
2536
Và nó có thể di chuyển
với tốc độ lên tới 6 mét/giây.
05:27
So if I normalizebình thường hóa that to its sizekích thước,
94
315000
2336
Vậy nếu như căn tỉ lệ tốc độ
với kích thước của chúng,
05:29
it's like a BoeingMáy bay Boeing 787 travelingđi du lịch
tenmười timeslần the speedtốc độ of soundâm thanh.
95
317360
3640
nó giống như một chiếc Boeing 787 với
vận tốc gấp 10 lần vận tốc âm thanh.
05:36
(LaughterTiếng cười)
96
324000
2096
(Cười)
05:38
And I want to showchỉ you an examplethí dụ.
97
326120
1920
Tôi muốn cho các bạn xem một ví dụ.
05:40
This is probablycó lẽ the first plannedkế hoạch mid-airgiữa không trung
collisionva chạm, at one-twentiethmột hai mươi normalbình thường speedtốc độ.
98
328840
5256
Đây có lẽ là va chạm trên không có chủ đích đầu tiên, với tốc độ bằng 1/20 tốc độ thường
05:46
These are going at a relativequan hệ speedtốc độ
of two metersmét permỗi secondthứ hai,
99
334120
2858
Chúng đang bay với tốc độ tương đối
là 2 mét/giây
05:49
and this illustratesminh hoạ the basiccăn bản principlenguyên tắc.
100
337002
2480
và điều này minh họa cho
một nguyên tắc cơ bản.
05:52
The two-gramhai-gam carboncarbon fiberchất xơ cagelồng around it
preventsngăn ngừa the propellerscánh quạt from entanglinglíu,
101
340200
4976
Chiếc lồng nặng 2 gram bằng sợi carbon
giúp các cánh quạt không mắc vào nhau,
05:57
but essentiallybản chất the collisionva chạm is absorbedhấp thụ
and the robotrobot respondsđáp ứng to the collisionsva chạm.
102
345200
5296
nhưng quan trọng là cú va chạm được nhận biết và robot phản ứng lại sự va chạm ấy.
06:02
And so smallnhỏ bé alsocũng thế meanscó nghĩa safean toàn.
103
350520
2560
Thế nên nhỏ cũng đồng nghĩa với an toàn.
06:05
In my labphòng thí nghiệm, as we developedđã phát triển these robotsrobot,
104
353400
2016
Trong phòng thí nghiệm,
khi chúng tôi phát triển loại robot này,
06:07
we startkhởi đầu off with these biglớn robotsrobot
105
355440
1620
chúng tôi bắt đầu với những con robot lớn,
06:09
and then now we're down
to these smallnhỏ bé robotsrobot.
106
357084
2812
và sau đó giảm kích thước xuống thành
những con robot nhỏ này.
06:11
And if you plotâm mưu a histogrambiểu đồ
of the numbercon số of Band-AidsBand-viện trợ we'vechúng tôi đã orderedđặt hàng
107
359920
3456
Và nếu các bạn vẽ một biểu đồ về số lượng
băng cá nhân chúng tôi đã đặt mua
06:15
in the pastquá khứ, that sortsắp xếp of tailedđuôi off now.
108
363400
2576
thì nó sẽ giảm xuống thế này.
06:18
Because these robotsrobot are really safean toàn.
109
366000
1960
Bởi vì những con robot này rất an toàn.
06:20
The smallnhỏ bé sizekích thước has some disadvantagesNhược điểm,
110
368760
2456
Kích thước nhỏ có một số bất lợi,
06:23
and naturethiên nhiên has foundtìm a numbercon số of wayscách
to compensatebù lại for these disadvantagesNhược điểm.
111
371240
4080
và tạo hóa đã tìm ra một số cách để
bù đắp cho những bất lợi ấy.
06:27
The basiccăn bản ideaý kiến is they aggregatetổng hợp
to formhình thức largelớn groupscác nhóm, or swarmsđàn.
112
375960
4000
Ý tưởng cơ bản là chúng tập hợp lại thành
những nhóm lớn, hay bầy đàn.
06:32
So, similarlytương tự, in our labphòng thí nghiệm,
we try to createtạo nên artificialnhân tạo robotrobot swarmsđàn.
113
380320
3976
Tương tự như vậy, trong phòng thí nghiệm, chúng tôi cố gắng tạo ra những bầy robot nhân tạo.
06:36
And this is quitekhá challengingthách thức
114
384320
1381
Và điều này khá cam go
06:37
because now you have to think
about networksmạng lưới of robotsrobot.
115
385725
3320
bởi vì lúc này bạn phải nghĩ đến
mạng lưới các robot.
06:41
And withinbên trong eachmỗi robotrobot,
116
389360
1296
Và bên trong mỗi con robot,
06:42
you have to think about the interplaytương tác
of sensingcảm nhận, communicationgiao tiếp, computationtính toán --
117
390680
5616
bạn phải nghĩ về sự tương tác
của cảm biến, thông tin, khả năng tính toán --
06:48
and this networkmạng then becomestrở thành
quitekhá difficultkhó khăn to controlđiều khiển and managequản lý.
118
396320
4960
và hệ thống này trở nên khá khó
để kiểm soát và quản lý.
06:54
So from naturethiên nhiên we take away
threesố ba organizingtổ chức principlesnguyên lý
119
402160
3296
Thế nên, từ tự nhiên, chúng tôi
học được 3 nguyên tắc tổ chức
06:57
that essentiallybản chất allowcho phép us
to developphát triển, xây dựng our algorithmsthuật toán.
120
405480
3160
cần thiết để cho phép chúng tôi
phát triển thuật toán của mình.
07:01
The first ideaý kiến is that robotsrobot
need to be awareý thức of theirhọ neighborshàng xóm.
121
409640
4536
Ý tưởng đầu tiên là các robot cần phải
biết được những robot lân cận chúng.
07:06
They need to be ablecó thể to sensegiác quan
and communicategiao tiếp with theirhọ neighborshàng xóm.
122
414200
3440
Chúng cần phải có khả năng cảm nhận
và thông tin với các robot lân cận.
07:10
So this videovideo illustratesminh hoạ the basiccăn bản ideaý kiến.
123
418040
2656
Video này minh họa ý tưởng cơ bản này.
07:12
You have fourbốn robotsrobot --
124
420720
1296
Chúng tôi có 4 robot --
07:14
one of the robotsrobot has actuallythực ra been
hijackedbị tấn công by a humanNhân loại operatornhà điều hành, literallynghĩa đen.
125
422040
4240
một trong số chúng bị kiểm soát bởi
một người điều khiển.
07:19
But because the robotsrobot
interacttương tác with eachmỗi other,
126
427217
2239
Thế nhưng bởi vì các robot
tương tác với nhau,
07:21
they sensegiác quan theirhọ neighborshàng xóm,
127
429480
1656
chúng cảm nhận được nhau,
07:23
they essentiallybản chất followtheo.
128
431160
1296
nên chúng di chuyển theo.
07:24
And here there's a singleĐộc thân personngười
ablecó thể to leadchì this networkmạng of followersnhững người theo.
129
432480
5360
Và ở đây, có một người có khả năng dẫn dắt
mạng lưới các robot đi theo.
07:32
So again, it's not because all the robotsrobot
know where they're supposedgiả định to go.
130
440000
5056
Một lần nữa, không phải bởi vì tất cả
robot biết nơi chúng cần đi.
07:37
It's because they're just reactingphản ứng
to the positionsvị trí of theirhọ neighborshàng xóm.
131
445080
4320
Nhưng là bởi vì chúng phản ứng lại vị trí
của những robot lân cận.
07:43
(LaughterTiếng cười)
132
451720
4120
(Cười)
07:48
So the nextkế tiếp experimentthí nghiệm illustratesminh hoạ
the secondthứ hai organizingtổ chức principlenguyên tắc.
133
456280
5240
Thí nghiệm tiếp theo mô phỏng
nguyên tắc tổ chức thứ hai.
07:54
And this principlenguyên tắc has to do
with the principlenguyên tắc of anonymityẩn danh.
134
462920
3800
Và nguyên tắc này vận hành theo
nguyên tắc nặc danh.
07:59
Here the keyChìa khóa ideaý kiến is that
135
467400
4296
Ý tưởng chính ở đây là
08:03
the robotsrobot are agnosticthuyết bất khả tri
to the identitiesdanh tính of theirhọ neighborshàng xóm.
136
471720
4240
những con robot không biết được danh tính
của những con lân cận chúng.
08:08
They're askedyêu cầu to formhình thức a circulartròn shapehình dạng,
137
476440
2616
Chúng được yêu cầu thiết lập một
vòng tròn,
08:11
and no mattervấn đề how manynhiều robotsrobot
you introducegiới thiệu into the formationsự hình thành,
138
479080
3296
và bất kể bạn muốn có bao nhiêu con robot
cho việc thiết lập này,
08:14
or how manynhiều robotsrobot you pullkéo out,
139
482400
2576
hay có bao nhiêu con robot bạn lấy ra,
08:17
eachmỗi robotrobot is simplyđơn giản
reactingphản ứng to its neighborhàng xóm.
140
485000
3136
mỗi robot chỉ đơn thuần phản ứng lại với
những con lân cận.
08:20
It's awareý thức of the factthực tế that it needsnhu cầu
to formhình thức the circulartròn shapehình dạng,
141
488160
4976
Nó biết rằng nó cần phải thiết lập
một vòng tròn,
08:25
but collaboratingcộng tác with its neighborshàng xóm
142
493160
1776
và cộng tác với những con robot kế cận nó
08:26
it formscác hình thức the shapehình dạng
withoutkhông có centralTrung tâm coordinationphối hợp.
143
494960
3720
để tạo hình mà không cần đến
sự điều phối trung tâm.
08:31
Now if you put these ideasý tưởng togethercùng với nhau,
144
499520
2416
Giờ đây nếu các bạn kết hợp
những ý tưởng đó lại,
08:33
the thirdthứ ba ideaý kiến is that we
essentiallybản chất give these robotsrobot
145
501960
3896
ý tưởng thứ ba là chúng tôi đưa
cho những con robot này
08:37
mathematicaltoán học descriptionsMô tả
of the shapehình dạng they need to executethi hành.
146
505880
4296
những mô tả hình học của hình dạng
mà chúng cần thực hiện.
08:42
And these shapeshình dạng can be varyingkhác nhau
as a functionchức năng of time,
147
510200
3496
Và những hình dạng này có thể
thay đổi theo thời gian,
08:45
and you'llbạn sẽ see these robotsrobot
startkhởi đầu from a circulartròn formationsự hình thành,
148
513720
4496
và các bạn sẽ thấy những con robot này
bắt đầu từ việc tạo thành một vòng tròn,
08:50
changethay đổi into a rectangularhình chữ nhật formationsự hình thành,
stretchcăng ra into a straightthẳng linehàng,
149
518240
3256
rồi sau đó đổi thành hình tam giác,
kéo dài thành một đường thẳng,
08:53
back into an ellipsehình elip.
150
521520
1375
và trở lại hình ê-líp.
08:54
And they do this with the sametương tự
kindloại of split-secondSplit-Second coordinationphối hợp
151
522919
3617
Và chúng làm điều này với cùng
một kiểu phối hợp tính theo giây
08:58
that you see in naturaltự nhiên swarmsđàn, in naturethiên nhiên.
152
526560
3280
mà các bạn nhìn thấy ở những bầy đàn
trong tự nhiên.
09:03
So why work with swarmsđàn?
153
531080
2136
Tại sao phải nghiên cứu
những bầy đàn?
09:05
Let me tell you about two applicationscác ứng dụng
that we are very interestedquan tâm in.
154
533240
4120
Để tôi kể cho các bạn nghe hai ứng dụng
mà chúng tôi đang rất quan tâm.
09:10
The first one has to do with agriculturenông nghiệp,
155
538160
2376
Đầu tiên là thứ liên quan đến nông nghiệp,
09:12
which is probablycó lẽ the biggestlớn nhất problemvấn đề
that we're facingđối diện worldwidetrên toàn thế giới.
156
540560
3360
có thể là một vấn đề lớn nhất mà
chúng ta đang đối mặt khắp thế giới.
09:16
As you well know,
157
544760
1256
Như các bạn cũng biết,
09:18
one in everymỗi sevenbảy personsngười
in this earthtrái đất is malnourishedsuy dinh dưỡng.
158
546040
3520
trên trái đất, cứ 7 người thì có 1 người
bị suy dinh dưỡng.
09:21
MostHầu hết of the landđất đai that we can cultivatetrồng
has alreadyđã been cultivatedgieo trồng.
159
549920
3480
Hầu hết đất đai mà chúng ta có thể
trồng trọt đều đã được sử dụng.
09:25
And the efficiencyhiệu quả of mostphần lớn systemshệ thống
in the worldthế giới is improvingnâng cao,
160
553960
3216
Và độ hiệu quả của hầu hết các hệ thống
trên thế giới đang được cải thiện,
09:29
but our productionsản xuất systemhệ thống
efficiencyhiệu quả is actuallythực ra decliningtừ chối.
161
557200
3520
thế nhưng hiệu suất sản lượng thật sự
lại đi xuống.
09:33
And that's mostlychủ yếu because of waterNước
shortagethiếu hụt, cropmùa vụ diseasesbệnh tật, climatekhí hậu changethay đổi
162
561080
4216
Và hầu hết là bởi việc thiếu nước,
bệnh cây trồng, biến đổi khí hậu
09:37
and a couplevợ chồng of other things.
163
565320
1520
và một vài nguyên nhân khác.
09:39
So what can robotsrobot do?
164
567360
1480
Vậy các robot có thể làm được gì?
09:41
Well, we adoptthông qua an approachtiếp cận that's
calledgọi là PrecisionĐộ chính xác FarmingNông nghiệp in the communitycộng đồng.
165
569200
4616
À, chúng ta ứng dụng một phương pháp có
tên là Nông nghiệp Chính xác
trong cộng đồng.
09:45
And the basiccăn bản ideaý kiến is that we flybay
aerialchụp từ trên không robotsrobot throughxuyên qua orchardsvườn cây ăn trái,
166
573840
5376
Ý tưởng cơ bản là chúng ta cho các robot
bay qua các vườn cây,
09:51
and then we buildxây dựng
precisionđộ chính xác modelsmô hình of individualcá nhân plantscây.
167
579240
3120
và sau đó xây dựng những mô hình chính xác
của từng cây một.
09:54
So just like personalizedcá nhân hoá medicinedược phẩm,
168
582829
1667
Giống như một loại thuốc được cá nhân hóa,
09:56
while you mightcó thể imaginetưởng tượng wantingmong muốn
to treatđãi everymỗi patientbệnh nhân individuallycá nhân,
169
584520
4816
khi các bạn có thể tưởng tượng ra việc
chữa cho từng bệnh nhân một,
10:01
what we'dThứ Tư like to do is buildxây dựng
modelsmô hình of individualcá nhân plantscây
170
589360
3696
thì điều chúng tôi muốn làm là tạo ra
mô hình của từng cây một,
10:05
and then tell the farmernông phu
what kindloại of inputsđầu vào everymỗi plantthực vật needsnhu cầu --
171
593080
4136
và sau đó cho người nông dân biết
nhu cầu của từng cây --
10:09
the inputsđầu vào in this casetrường hợp beingđang waterNước,
fertilizerphân bón and pesticidethuốc trừ sâu.
172
597240
4440
có thể là nước, phân bón,
hay thuốc trừ sâu.
10:14
Here you'llbạn sẽ see robotsrobot
travelingđi du lịch throughxuyên qua an appletáo orchardvườn cây,
173
602640
3616
Ở đây, các bạn sẽ thấy những con robot
đang di chuyển qua một vườn táo
10:18
and in a minutephút you'llbạn sẽ see
two of its companionscompanions
174
606280
2256
và trong 1 phút bạn sẽ thấy
2 người bạn của nó
10:20
doing the sametương tự thing on the left sidebên.
175
608560
1810
cũng đang làm điều tương tự ở phía tay trái.
10:22
And what they're doing is essentiallybản chất
buildingTòa nhà a mapbản đồ of the orchardvườn cây.
176
610800
3656
Điều chúng đang làm là xây dựng
bản đồ của mảnh vườn.
10:26
WithinTrong vòng the mapbản đồ is a mapbản đồ
of everymỗi plantthực vật in this orchardvườn cây.
177
614480
2816
Và bên trong bản đồ đó là bản đồ của
từng cây trong vườn.
10:29
(RobotRobot buzzingtiếng vo vo)
178
617320
1656
(Tiếng robot kêu)
10:31
Let's see what those mapsbản đồ look like.
179
619000
1896
Hãy xem thử những bản đồ ấy
trông như thế nào.
10:32
In the nextkế tiếp videovideo, you'llbạn sẽ see the camerasmáy ảnh
that are beingđang used on this robotrobot.
180
620920
4296
Ở video tiếp theo, các bạn sẽ thấy
các camera đang được robot sử dụng.
10:37
On the top-lefttrên bên trái is essentiallybản chất
a standardTiêu chuẩn colormàu cameraMáy ảnh.
181
625240
3240
Bên phía góc trái bên trên là
một camera màu chuẩn.
10:41
On the left-centerbên trái Trung tâm is an infraredhồng ngoại cameraMáy ảnh.
182
629640
3296
Góc trái, ở giữa là một camera hồng ngoại.
10:44
And on the bottom-leftdưới cùng bên trái
is a thermalnhiệt cameraMáy ảnh.
183
632960
3776
Và góc trái dưới cùng là một camera nhiệt.
10:48
And on the mainchủ yếu panelbảng điều khiển, you're seeingthấy
a three-dimensionalba chiều reconstructionxây dựng lại
184
636760
3336
Và trên màn hình chính,
các bạn đang thấy một cấu trúc 3D tái lập
10:52
of everymỗi treecây in the orchardvườn cây
as the sensorscảm biến flybay right pastquá khứ the treescây.
185
640120
6120
mỗi cây trong vườn khi các cảm biến
bay ngang qua các cây.
10:59
ArmedTrang bị vũ khí with informationthông tin like this,
we can do severalmột số things.
186
647640
4040
Khi được trang bị những thông tin thế này,
chúng ta có thể làm được nhiều thứ.
11:04
The first and possiblycó thể the mostphần lớn importantquan trọng
thing we can do is very simpleđơn giản:
187
652200
4256
Đầu tiên và có thể là thứ quan trọng nhất
chúng ta có thể làm, rất đơn giản là
11:08
countđếm the numbercon số of fruitstrái cây on everymỗi treecây.
188
656480
2440
đếm số lượng quả trên mỗi cây.
11:11
By doing this, you tell the farmernông phu
how manynhiều fruitstrái cây she has in everymỗi treecây
189
659520
4536
Bằng cách này, chúng ta có thể cho người
nông dân biết số lượng trái trên từng cây,
11:16
and allowcho phép her to estimateước tính
the yieldnăng suất in the orchardvườn cây,
190
664080
4256
và cho phép họ ước tính
sản lượng của vườn,
11:20
optimizingtối ưu hóa the productionsản xuất
chainchuỗi downstreamhạ lưu.
191
668360
2840
tối ưu mạch sản xuất.
11:23
The secondthứ hai thing we can do
192
671640
1616
Điều thứ hai chúng ta có thể làm
11:25
is take modelsmô hình of plantscây, constructxây dựng
three-dimensionalba chiều reconstructionstái tạo,
193
673280
4496
là lấy mô hình của cây trồng,
thiết lập hình ảnh 3D,
11:29
and from that estimateước tính the canopytán cây sizekích thước,
194
677800
2536
từ đó ước tính kích thước vòm lá,
11:32
and then correlatetương quan the canopytán cây sizekích thước
to the amountsố lượng of leaf areakhu vực on everymỗi plantthực vật.
195
680360
3776
và độ tương quan giữa kích thước vòm lá
với diện tích lá của mỗi cây,
11:36
And this is calledgọi là the leaf areakhu vực indexmục lục.
196
684160
2176
Cái này được gọi là chỉ số diện tích lá.
11:38
So if you know this leaf areakhu vực indexmục lục,
197
686360
1936
Nếu các bạn biết chỉ số diện tích lá,
11:40
you essentiallybản chất have a measuređo of how much
photosynthesisquang hợp is possiblekhả thi in everymỗi plantthực vật,
198
688320
5456
về cơ bản bạn có thể tính được khả năng
quang hợp của mỗi cây,
11:45
which again tellsnói you
how healthykhỏe mạnh eachmỗi plantthực vật is.
199
693800
2880
từ đó bạn biết được sức khỏe của cây.
11:49
By combiningkết hợp visualtrực quan
and infraredhồng ngoại informationthông tin,
200
697520
4216
Bằng việc kết hợp thông tin hình ảnh
và hồng ngoại,
11:53
we can alsocũng thế computetính toán indiceschỉ số suchnhư là as NDVINDVI.
201
701760
3296
chúng ta cũng có thể tính được
các chỉ số như NDVI.
11:57
And in this particularcụ thể casetrường hợp,
you can essentiallybản chất see
202
705080
2816
Và trong trường hợp cụ thể này,
bạn có thể thấy được rằng
11:59
there are some cropscây trồng that are
not doing as well as other cropscây trồng.
203
707920
3016
có một số cây trồng hiện không phát triển tốt
như các cây khác.
12:02
This is easilydễ dàng discerniblenhận thấy from imageryhình ảnh,
204
710960
4056
Điều này có thể dễ dàng nhận ra từ
các hình ảnh,
12:07
not just visualtrực quan imageryhình ảnh but combiningkết hợp
205
715040
2216
không chỉ là hình ảnh trực quan,
nhưng còn là kết hợp
12:09
bothcả hai visualtrực quan imageryhình ảnh and infraredhồng ngoại imageryhình ảnh.
206
717280
2776
của cả hình ảnh trực quan và
hình ảnh hồng ngoại.
12:12
And then lastlycuối cùng,
207
720080
1336
Và cuối cùng,
12:13
one thing we're interestedquan tâm in doing is
detectingphát hiện the earlysớm onsetkhởi đầu of chlorosischlorosis --
208
721440
4016
có một thứ chúng tôi đang quan tâm là
việc phát hiện ra bệnh vàng lá giai đoạn đầu --
12:17
and this is an orangetrái cam treecây --
209
725480
1496
và đây là một cây cam --
12:19
which is essentiallybản chất seenđã xem
by yellowingvàng of leaves.
210
727000
2560
có thể nhận biết bởi độ vàng của lá.
12:21
But robotsrobot flyingbay overheadchi phí
can easilydễ dàng spotnơi this autonomouslytự trị
211
729880
3896
Tuy nhiên, các robot bay phía trên có thể
dễ dàng phát hiện ra chúng một cách tự động
12:25
and then reportbài báo cáo to the farmernông phu
that he or she has a problemvấn đề
212
733800
2936
và báo cho người nông dân rằng
họ đang gặp vấn đề
12:28
in this sectionphần of the orchardvườn cây.
213
736760
1520
ở khu vực này trong vườn cây.
12:30
SystemsHệ thống like this can really help,
214
738800
2696
Những hệ thống như thế này rất có ích,
12:33
and we're projectingchiếu yieldssản lượng
that can improvecải tiến by about tenmười percentphần trăm
215
741520
5816
và chúng tôi đang hướng đến mục tiêu
có thể tăng năng suất khoảng 10%
12:39
and, more importantlyquan trọng, decreasegiảm bớt
the amountsố lượng of inputsđầu vào suchnhư là as waterNước
216
747360
3216
và, quan trọng hơn, là giảm
các chỉ số đầu vào, như lượng nước
12:42
by 25 percentphần trăm by usingsử dụng
aerialchụp từ trên không robotrobot swarmsđàn.
217
750600
3280
xuống 25% bằng cách sử dụng
những đám robot bay.
12:47
LastlyCuối cùng, I want you to applaudhoan nghênh
the people who actuallythực ra createtạo nên the futureTương lai,
218
755200
5736
Cuối cùng, tôi muốn các bạn hoan nghênh
những người đã thật sự tạo ra tương lai,
12:52
YashĐức Sơn MulgaonkarMulgaonkar, SikangSikang LiuLiu
and GiuseppeGiuseppe LoiannoLoianno,
219
760960
4920
Yash Mulgaonkar, Sikang Liu
và Giuseppe Loianno,
12:57
who are responsiblechịu trách nhiệm for the threesố ba
demonstrationscuộc biểu tình that you saw.
220
765920
3496
những người phụ trách cho
ba màn minh họa mà các bạn đã xem.
13:01
Thank you.
221
769440
1176
Cảm ơn.
13:02
(ApplauseVỗ tay)
222
770640
5920
(Vỗ tay)
Translated by Tuan Mach
Reviewed by Trinh Tran

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Vijay Kumar - Roboticist
As the dean of the University of Pennsylvania's School of Engineering and Applied Science, Vijay Kumar studies the control and coordination of multi-robot formations.

Why you should listen

At the General Robotics, Automation, Sensing and Perception (GRASP) Lab at the University of Pennsylvania, flying quadrotor robots move together in eerie formation, tightening themselves into perfect battalions, even filling in the gap when one of their own drops out. You might have seen viral videos of the quads zipping around the netting-draped GRASP Lab (they juggle! they fly through a hula hoop!). Vijay Kumar headed this lab from 1998-2004. He's now the dean of the School of Engineering and Applied Science at the University of Pennsylvania in Philadelphia, where he continues his work in robotics, blending computer science and mechanical engineering to create the next generation of robotic wonders.

More profile about the speaker
Vijay Kumar | Speaker | TED.com