TED2016
Raffaello D'Andrea: Meet the dazzling flying machines of the future
Filmed:
Readability: 5
8,053,974 views
When you hear the word "drone," you probably think of something either very useful or very scary. But could they have aesthetic value? Autonomous systems expert Raffaello D'Andrea develops flying machines, and his latest projects are pushing the boundaries of autonomous flight -- from a flying wing that can hover and recover from disturbance to an eight-propeller craft that's ambivalent to orientation ... to a swarm of tiny coordinated micro-quadcopters. Prepare to be dazzled by a dreamy, swirling array of flying machines as they dance like fireflies above the TED stage.
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
Thứ ban đầu được coi là thú tiêu khiển,
00:14
is poised to become
a multibillion-dollar industry.
a multibillion-dollar industry.
1
2920
2936
Nay đang trên đà trở thành một nền
công nghiệp triệu đô.
công nghiệp triệu đô.
00:17
Inspection, environmental monitoring,
photography and film and journalism:
photography and film and journalism:
2
5880
4056
Hoạt động thanh tra, quan trắc môi trường,
nhiếp ảnh, quay phim và phục vụ báo chí:
nhiếp ảnh, quay phim và phục vụ báo chí:
00:21
these are some of the potential
applications for commercial drones,
applications for commercial drones,
3
9960
3176
Đó là vài ứng dụng tiềm năng của
máy bay không người lái thương mại
máy bay không người lái thương mại
00:25
and their enablers
are the capabilities being developed
are the capabilities being developed
4
13160
2616
và để làm được vậy,
các tính năng đang được phát triển
các tính năng đang được phát triển
00:27
at research facilities around the world.
5
15800
1936
tại nhiều cơ sở nghiên cứu khắp thế giới
00:29
For example, before aerial
package delivery
package delivery
6
17760
2616
Ví dụ, trước khi dịch vụ giao hàng
trên không
trên không
00:32
entered our social consciousness,
7
20400
1816
đi vào nhận thức xã hội thường ngày,
00:34
an autonomous fleet of flying machines
built a six-meter-tall tower
built a six-meter-tall tower
8
22240
3976
một "đội quân" máy bay tự động
đã xây một tòa tháp cao 6m
đã xây một tòa tháp cao 6m
00:38
composed of 1,500 bricks
9
26240
1936
được cấu thành từ 1,500 viên gạch
00:40
in front of a live audience
at the FRAC Centre in France,
at the FRAC Centre in France,
10
28200
2936
trước sự chứng kiến của khán giả
tại trung tâm FRAC ở Pháp,
tại trung tâm FRAC ở Pháp,
00:43
and several years ago,
they started to fly with ropes.
they started to fly with ropes.
11
31160
2576
và nhiều năm trước,
chúng đã bắt đầu bay với dây thừng.
chúng đã bắt đầu bay với dây thừng.
00:45
By tethering flying machines,
12
33760
1416
Được buộc bằng dây,
00:47
they can achieve high speeds
and accelerations in very tight spaces.
and accelerations in very tight spaces.
13
35200
3776
thiết bị có thể đạt được tốc độ cao
và gia tốc trong không gian rất hẹp.
và gia tốc trong không gian rất hẹp.
00:51
They can also autonomously build
tensile structures.
tensile structures.
14
39000
3096
Chúng còn có thể tự động xây dựng
những công trình căng dãn.
những công trình căng dãn.
00:54
Skills learned include how to carry loads,
15
42120
2416
Những kỹ năng hiện có bao gồm
cách để mang vật,
cách để mang vật,
00:56
how to cope with disturbances,
16
44560
1456
cách để xử lý sự nhiễu.
00:58
and in general, how to interact
with the physical world.
with the physical world.
17
46040
3096
nói một cách tổng thể là cách
để tương tác với thế giới vật chất.
để tương tác với thế giới vật chất.
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
Hôm nay, chúng tôi muốn các bạn thấy
vài dự án mới đang được thực hiện.
vài dự án mới đang được thực hiện.
01:04
Their aim is to push the boundary
of what can be achieved
of what can be achieved
19
52520
2936
Mục đích của chúng là để vượt qua
giới hạn có thể đạt được
giới hạn có thể đạt được
01:07
with autonomous flight.
20
55480
1536
với việc bay tự động.
01:09
Now, for a system to function
autonomously,
autonomously,
21
57040
2456
Bây giờ, để hệ thống có thể
làm việc tự động,
làm việc tự động,
01:11
it must collectively know the location
of its mobile objects in space.
of its mobile objects in space.
22
59520
4456
nó phải định hình tổng thể vị trí các
vật thể di động của nó trong không gian.
vật thể di động của nó trong không gian.
01:16
Back at our lab at ETH Zurich,
23
64000
1896
Tại phòng thí ngiệm tại ETH Zurich,
01:17
we often use external cameras
to locate objects,
to locate objects,
24
65920
2856
chúng tôi thường sử dụng máy quay ngoài
để định vị vật thể,
để định vị vật thể,
01:20
which then allows us to focus our efforts
25
68800
1976
để có thể tập trung vào những nỗ lực
01:22
on the rapid development
of highly dynamic tasks.
of highly dynamic tasks.
26
70800
2656
trong việc phát triển nhanh những nhiệm vụ
động lực cao.
động lực cao.
01:25
For the demos you will see today, however,
27
73480
2056
Với bản mẫu các bạn sẽ thấy hôm nay,
01:27
we will use new localization technology
developed by Verity Studios,
developed by Verity Studios,
28
75560
3296
chúng tôi sử dụng công nghệ định vị mới
phát triển bởi Verity Studio,
phát triển bởi Verity Studio,
01:30
a spin-off from our lab.
29
78880
1616
một nhánh của chúng tôi.
01:32
There are no external cameras.
30
80520
1616
Sẽ không có máy quay ngoài.
01:34
Each flying machine uses onboard sensors
to determine its location in space
to determine its location in space
31
82160
5056
Mỗi thiết bị bay sử dụng cảm biến gắn kèm
để xác định vị trí của nó trong không gian
để xác định vị trí của nó trong không gian
01:39
and onboard computation
to determine what its actions should be.
to determine what its actions should be.
32
87240
3440
và hệ thống tính toán đi kèm để xác định
hành động nào nên thực hiện.
hành động nào nên thực hiện.
01:43
The only external commands
are high-level ones
are high-level ones
33
91280
2176
Điều khiển ngoài chỉ là những lệnh cấp cao
01:45
such as "take off" and "land."
34
93480
1520
ví dụ như "cất cánh" hoặc "hạ"
02:10
This is a so-called tail-sitter.
35
118560
1896
Cái này được gọi ví von là "đuôi ngồi"
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
Đó là một chiếc máy bay đang cố
để đạt được sự hoàn hảo.
để đạt được sự hoàn hảo.
02:15
Like other fixed-wing aircraft,
it is efficient in forward flight,
it is efficient in forward flight,
37
123960
3256
Như những máy bay cánh cố định,
nó cũng hiệu quả với các chuyến bay
nó cũng hiệu quả với các chuyến bay
02:19
much more so than helicopters
and variations thereof.
and variations thereof.
38
127240
3215
còn hơn nhiều so với máy bay trực thăng
và những loại tương tự.
và những loại tương tự.
02:22
Unlike most other
fixed-wing aircraft, however,
fixed-wing aircraft, however,
39
130479
2417
Tuy nhiên, khác với những
loại cánh cố định,
loại cánh cố định,
02:24
it is capable of hovering,
40
132920
1496
Nó có khả năng lượn thăng bằng
02:26
which has huge advantages
for takeoff, landing
for takeoff, landing
41
134440
3136
điều này sẽ đem lại những lợi thế lớn
cho việc hạ và cất cánh
cho việc hạ và cất cánh
02:29
and general versatility.
42
137600
1240
và tính linh hoạt chung.
02:31
There is no free lunch, unfortunately.
43
139480
2096
Không may, điều này không hoàn toàn có lợi
02:33
One of the limitations with tail-sitters
44
141600
1936
Một trong những hạn chế của "đuôi ngồi"
02:35
is that they're susceptible
to disturbances such as wind gusts.
to disturbances such as wind gusts.
45
143560
2976
là chúng dễ bị ảnh hưởng bởi
sự nhiễu loạn ví dụ như gió giật.
sự nhiễu loạn ví dụ như gió giật.
02:38
We're developing new control
architectures and algorithms
architectures and algorithms
46
146560
2696
Chúng tôi đang phát triển
cách điều khiển mới
cách điều khiển mới
02:41
that address this limitation.
47
149280
1400
để xóa bỏ được hạn chế này.
02:50
The idea is for the aircraft to recover
48
158560
2256
Ý tưởng là sẽ để cho máy bay tự phục hồi
02:52
no matter what state it finds itself in,
49
160840
2640
trong bất cứ tình trạng nào mà nó gặp phải
03:03
and through practice,
improve its performance over time.
improve its performance over time.
50
171400
2920
và qua quá trình luyện tập,
sẽ cải thiện tính năng của nó.
sẽ cải thiện tính năng của nó.
03:15
(Applause)
51
183600
4400
(Vỗ tay)
03:22
OK.
52
190000
1200
Được rồi.
03:33
When doing research,
53
201480
1216
Khi nghiên cứu,
03:34
we often ask ourselves
fundamental abstract questions
fundamental abstract questions
54
202720
2976
chúng tôi thường tự đặt
những câu hỏi cơ bản chính yếu,
những câu hỏi cơ bản chính yếu,
03:37
that try to get at the heart of a matter.
55
205720
2560
để cố gắng nắm được cốt lõi vấn đề.
03:41
For example, one such question would be,
56
209240
2216
Ví dụ, một câu hỏi dạng như vậy thường là,
03:43
what is the minimum number of moving parts
needed for controlled flight?
needed for controlled flight?
57
211480
4016
Số lượng nhỏ nhất những phần phải di động
là bao nhiêu cho một chuyến bay điều khiển
là bao nhiêu cho một chuyến bay điều khiển
03:47
Now, there are practical reasons
58
215520
1576
Hiện tại, có những lý do thực
03:49
why you may want to know
the answer to such a question.
the answer to such a question.
59
217120
2616
để bạn muốn biết câu trả lời
cho câu hỏi như thế
cho câu hỏi như thế
03:51
Helicopters, for example,
60
219760
1256
Máy bay trực thăng, ví dụ,
03:53
are affectionately known
as machines with a thousand moving parts
as machines with a thousand moving parts
61
221040
3856
được biết đến một cách trìu mến
là cái máy với hàng ngàn bộ phận di động
là cái máy với hàng ngàn bộ phận di động
03:56
all conspiring to do you bodily harm.
62
224920
2680
kết hợp lại tất cả để làm hại cơ thể bạn
04:00
It turns out that decades ago,
63
228640
1856
Thật ra là cả thập kỷ trước
04:02
skilled pilots were able to fly
remote-controlled aircraft
remote-controlled aircraft
64
230520
3176
Những phi công lành nghề đã có thể
lái máy bay điều khiển từ xa
lái máy bay điều khiển từ xa
04:05
that had only two moving parts:
65
233720
1896
với chỉ 2 bộ phận di động:
04:07
a propeller and a tail rudder.
66
235640
1840
một cánh quạt và một bánh lái đuôi
04:10
We recently discovered
that it could be done with just one.
that it could be done with just one.
67
238000
3120
Chúng tôi vừa phát hiện ra rằng
có thể thực hiện chỉ với 1 bộ phận
có thể thực hiện chỉ với 1 bộ phận
04:13
This is the monospinner,
68
241600
1256
Đây là chong chóng đơn,
04:14
the world's mechanically simplest
controllable flying machine,
controllable flying machine,
69
242880
3256
dụng cụ bay có thể điều khiển đơn giản
nhất thế giới
nhất thế giới
04:18
invented just a few months ago.
70
246160
1776
được phát minh cách đây vài tháng
04:19
It has only one moving part, a propeller.
71
247960
3136
Nó chỉ có một bộ phận di dộng,
một cánh quạt.
một cánh quạt.
04:23
It has no flaps, no hinges, no ailerons,
72
251120
3576
Không cần cánh tà, không bản lề,
không cánh nhỏ,
không cánh nhỏ,
04:26
no other actuators,
no other control surfaces,
no other control surfaces,
73
254720
2535
không bộ phận dẫn động hay
mặt điều khiển nào khác
mặt điều khiển nào khác
04:29
just a simple propeller.
74
257279
1281
chỉ một cánh quạt.
04:31
Even though it's mechanically simple,
75
259320
2055
Mặc dù máy móc đơn giản,
04:33
there's a lot going on
in its little electronic brain
in its little electronic brain
76
261399
2497
có rất nhiều thứ diễn ra trong
bộ não điện tử
bộ não điện tử
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
để có thể bay với kiểu dáng ổn định và để
di chuyển đến bất cứ đâu trong không gian
di chuyển đến bất cứ đâu trong không gian
04:40
Even so, it doesn't yet have
78
268160
1456
Ngay cả vậy, nó vẫn chưa có
04:41
the sophisticated algorithms
of the tail-sitter,
of the tail-sitter,
79
269640
2336
những thuật toán phức tạp của "đuôi ngồi"
04:44
which means that in order
to get it to fly,
to get it to fly,
80
272000
2000
điều đó có nghĩa là để có thể bay được,
04:46
I have to throw it just right.
81
274024
1720
tôi phải ném nó đúng cách.
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
Và bởi vì xác suất để tôi ném nó
đúng cách là rất thấp
đúng cách là rất thấp
04:52
given everybody watching me,
83
280840
1896
tiện thể là mọi người đang nhìn tôi,
04:54
what we're going to do instead
84
282760
1456
điều chúng ta làm thay vào đó
04:56
is show you a video
that we shot last night.
that we shot last night.
85
284240
2176
là sẽ xem một video
được quay tối hôm qua
được quay tối hôm qua
04:58
(Laughter)
86
286440
1560
(cười)
05:10
(Applause)
87
298320
3320
(vỗ tay)
05:23
If the monospinner
is an exercise in frugality,
is an exercise in frugality,
88
311080
3736
Nếu chong chóng đơn là một điển hình
trong việc tiết kiệm
trong việc tiết kiệm
05:26
this machine here, the omnicopter,
with its eight propellers,
with its eight propellers,
89
314840
3456
thì chiếc máy này, máy bay "omnicopter",
với 8 cánh quạt
với 8 cánh quạt
05:30
is an exercise in excess.
90
318320
2080
lại là cho sự phung phí
05:32
What can you do with all this surplus?
91
320920
2136
Chúng ta có thể làm gì với sự dư thừa này?
05:35
The thing to notice
is that it is highly symmetric.
is that it is highly symmetric.
92
323080
2381
Một điểm đáng chú ý đó là,
nó có tính đối xứng cao
nó có tính đối xứng cao
05:37
As a result, it is ambivalent
to orientation.
to orientation.
93
325920
2856
Kết quả là, nó hai chiều trong
việc định hướng
việc định hướng
05:40
This gives it an extraordinary capability.
94
328800
2696
Điều này đem lại cho nó
một khả năng phi thường.
một khả năng phi thường.
05:43
It can move anywhere it wants in space
95
331520
2216
Nó có thể di chuyển bất cứ đâu nó muốn
05:45
irrespective of where it is facing
96
333760
2736
bất kể là nó đang ở nơi đâu
05:48
and even of how it is rotating.
97
336520
1800
thậm chí bất kể nó đang quay thế nào
05:51
It has its own complexities,
98
339040
1376
Nó có những phức tạp riêng
05:52
mainly having to do
with the interacting flows
with the interacting flows
99
340440
2656
chủ yếu là liên quan đến
những luồng tương tác
những luồng tương tác
05:55
from its eight propellers.
100
343120
1240
từ 8 cánh quạt.
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
Một vài trong đó có thể được chế tác,
số còn lại có thể biết được khi bay
số còn lại có thể biết được khi bay
06:00
Let's take a look.
102
348560
1200
Các bạn xem thử.
06:44
(Applause)
103
392760
3760
(Vỗ tay)
06:52
If flying machines are going
to enter part of our daily lives,
to enter part of our daily lives,
104
400720
2905
Nếu dụng cụ bay đang trở thành
một phần cuộc sống thường ngày,
một phần cuộc sống thường ngày,
06:55
they will need to become
extremely safe and reliable.
extremely safe and reliable.
105
403649
2477
chúng cần phải cực kỳ an toàn
và đáng tin cậy.
và đáng tin cậy.
06:58
This machine over here
106
406760
1376
Chiếc máy bên kia
07:00
is actually two separate
two-propeller flying machines.
two-propeller flying machines.
107
408160
3136
thực tế là 2 máy bay
2 cánh quạt riêng biệt.
2 cánh quạt riêng biệt.
Chiếc này theo chiều kim đồng hồ.
07:03
This one wants to spin clockwise.
108
411320
1736
Chiếc kia quay chiều ngược lại.
07:05
This other one wants
to spin counterclockwise.
to spin counterclockwise.
109
413080
2496
07:07
When you put them together,
110
415600
1336
Khi đặt chúng với nhau,
07:08
they behave like one
high-performance quadrocopter.
high-performance quadrocopter.
111
416960
2600
chúng hoạt động giống máy bay 4 cánh.
07:23
If anything goes wrong, however --
112
431640
1656
Tuy nhiên, nếu có gì đó không đúng,
07:25
a motor fails, a propeller fails,
electronics, even a battery pack --
electronics, even a battery pack --
113
433320
4456
1 động cơ hỏng, một cánh quạt hỏng,
điện, thậm chí là pin --
điện, thậm chí là pin --
07:29
the machine can still fly,
albeit in a degraded fashion.
albeit in a degraded fashion.
114
437800
3336
chiếc máy vẫn sẽ bay,
dù với kiểu dáng ít đẹp hơn.
dù với kiểu dáng ít đẹp hơn.
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
Chúng tôi sẽ cho các bạn thấy bây giờ
bằng cách vô hiệu hóa một nửa cánh quạt
bằng cách vô hiệu hóa một nửa cánh quạt
(vỗ tay)
07:56
(Applause)
116
464240
3160
08:03
This last demonstration
117
471320
1336
Lần trình diễn cuối cùng này
08:04
is an exploration of synthetic swarms.
118
472680
2440
là chuyến thám hiểm của đàn ong nhân tạo
08:07
The large number of autonomous,
coordinated entities
coordinated entities
119
475560
2976
Số lượng lớn các thực thế tự động
được phối hợp
được phối hợp
08:10
offers a new palette
for aesthetic expression.
for aesthetic expression.
120
478560
2736
đem đến một màu sắc mới
cho việc thể hiện tính thẩm mỹ.
cho việc thể hiện tính thẩm mỹ.
08:13
We've taken commercially available
micro quadcopters,
micro quadcopters,
121
481320
2976
Chúng tôi lấy những máy bay 4 cánh
thương mại nhỏ có sẵn,
thương mại nhỏ có sẵn,
Tiện thể, mỗi chiếc nhẹ hơn 1 lát bánh mì,
08:16
each weighing less
than a slice of bread, by the way,
than a slice of bread, by the way,
122
484320
2496
và trang bị cho nó với công nghệ định vị
08:18
and outfitted them
with our localization technology
with our localization technology
123
486840
2416
08:21
and custom algorithms.
124
489280
1576
và thuật toán tự chế.
08:22
Because each unit
knows where it is in space
knows where it is in space
125
490880
2096
Bởi vì mỗi đơn vị biết rõ vị trí của nó
08:25
and is self-controlled,
126
493000
1376
và tự điều khiển,
số lượng của chúng thật sự
không bị giới hạn.
không bị giới hạn.
08:26
there is really no limit to their number.
127
494400
2200
08:55
(Applause)
128
523840
3440
(Vỗ tay)
09:19
(Applause)
129
547360
4480
(Vỗ tay)
10:18
(Applause)
130
606040
3640
(Vỗ tay)
10:35
Hopefully, these demonstrations
will motivate you to dream up
will motivate you to dream up
131
623960
3096
Hy vọng rằng, những màn trình diễn này
sẽ thúc đẩy các bạn mơ về
sẽ thúc đẩy các bạn mơ về
10:39
new revolutionary roles
for flying machines.
for flying machines.
132
627080
2400
những vai trò cách mạng mới
cho thiết bị bay.
cho thiết bị bay.
10:42
That ultrasafe one over there for example
133
630560
2096
Thiết bị cực kì an toàn kia
là một ví dụ
là một ví dụ
10:44
has aspirations to become
a flying lampshade on Broadway.
a flying lampshade on Broadway.
134
632680
3016
được cảm hứng để trở thành
chao đèn bay ở Broadway.
chao đèn bay ở Broadway.
10:47
(Laughter)
135
635720
2056
(Cười)
10:49
The reality is that it is
difficult to predict
difficult to predict
136
637800
2176
Thực tế rằng là, rất khó để dự đoán
sự tác động của công nghệ mới hình thành.
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
Và với loài người chúng ta, hành trình
và việc chế tạo mới là phần thưởng thực sự
và việc chế tạo mới là phần thưởng thực sự
10:59
It's a continual reminder
139
647000
1416
Đó là lời nhắc nhở không ngừng
về sự tuyệt diệu và màu nhiệm
của vũ trụ mà ta đang sống,
của vũ trụ mà ta đang sống,
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
đã cho phép những tạo vật thông minh,
sáng tạo
sáng tạo
11:06
to sculpt it in such spectacular ways.
142
654800
2520
chế tác nên nó bằng những cách
đầy ngoạn mục.
đầy ngoạn mục.
11:09
The fact that this technology
143
657800
1776
Việc công nghệ này
có tiềm năng lớn về thương mại và kinh tế
11:11
has such huge commercial
and economic potential
and economic potential
144
659600
3416
chỉ mới là lớp phủ mặt bánh thôi.
11:15
is just icing on the cake.
145
663040
1416
11:16
Thank you.
146
664480
1216
Xin cảm ơn.
11:17
(Applause)
147
665720
3240
(Vỗ tay)
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