ABOUT THE SPEAKER
Dennis Hong - Roboticist
Dennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering.

Why you should listen

As director of a groundbreaking robotics lab, Dennis Hong guides his team of students through projects on robot locomotion and mechanism design, creating award-winning humanoid robots like DARwIn (Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence). His team is known as RoMeLa (Robotics & Mechanisms Laboratory) and operates at Virginia Tech.

Hong has also pioneered various innovations in soft-body robots, using a “whole-skin locomotion” as inspired by amoebae. Marrying robotics with biochemistry, he has been able to generate new types of motion with these ingenious forms. For his contributions to the field, Hong was selected as a NASA Summer Faculty Fellow in 2005, given the CAREER award by the National Science Foundation in 2007 and in 2009, named as one of Popular Science's Brilliant 10. He is also a gourmet chef and a magician, performing shows for charity and lecturing on the science of magic.

More profile about the speaker
Dennis Hong | Speaker | TED.com
TEDxNASA

Dennis Hong: My seven species of robot -- and how we created them

Dennis Hong:我的七種機器人

Filmed:
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在 TEDxNASA,Dennis Hong 介紹了七個獲獎的全地形機器人,例如:人形化的足球機器人 DARwin 和攀岩機器人 CLIMBeR。全都由他的團隊在維吉尼亞理工的 RoMeLa 實驗室所研製出來。請耐心看下去,聆聽那五個讓他的實驗室取得如此驚人成功的創意秘訣。
- Roboticist
Dennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering. Full bio

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00:15
So, the first robot機器人 to talk about is called STriDER.
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我們首先談到的機器人叫 STriDER,
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It stands站立 for Self-excited自激
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它的意思是
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TripedalTripedal Dynamic動態 Experimental試驗 Robot機器人.
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三腳動力實驗性機器人。
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It's a robot機器人 that has three legs,
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這是一個有三隻腳的機器人,
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which哪一個 is inspired啟發 by nature性質.
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它的靈感是從自然界中所獲得的。
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But have you seen看到 anything in nature性質,
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但是,你可曾看過自然界中
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an animal動物 that has three legs?
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有三隻腳的生物嗎?
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Probably大概 not. So, why do I call this
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大概沒有,那爲什麽我稱這機器人為
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a biologically生物 inspired啟發 robot機器人? How would it work?
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被生物所啓發的機器人?這機器人是怎麼運作的呢?
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But before that, let's look at pop流行的 culture文化.
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在我解釋之前,讓我們先來看看流行文化,
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So, you know H.G. Wells'威爾斯 "War戰爭 of the Worlds世界," novel小說 and movie電影.
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都聽過 H.G.Wells 的世界大戰小說和電影吧。
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And what you see over here is a very popular流行
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你們現在在這邊所看到的是一個很熱門的
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video視頻 game遊戲,
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電腦遊戲。
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and in this fiction小說 they describe描述 these alien外僑 creatures生物 that
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在小說裏面,他們把這些襲擊地球的
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are robots機器人 that have three legs that terrorize威懾 Earth地球.
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外星生物描述成有三隻腳的機器人。
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But my robot機器人, STriDER, does not move移動 like this.
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但是我的機器人 STriDER,不是這樣移動的。
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So, this is an actual實際 dynamic動態 simulation模擬 animation動畫.
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這是一個真正的動力學模擬動畫。
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I'm just going to show顯示 you how the robot機器人 works作品.
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我將會向你們展示這個機器人是如何運作的。
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It flips翻轉 its body身體 180 degrees
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它把自己翻了180度,
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and it swings波動 its leg between之間 the two legs and catches漁獲 the fall秋季.
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它通過甩動兩條腿中間的腿來防止自己跌倒。
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So, that's how it walks散步. But when you look at us
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看,它就是這樣走路的。但是,我們再看看自己,
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human人的 being存在, bipedal雙足 walking步行,
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人類 — 靠雙腿行走的生物,
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what you're doing is you're not really using運用 a muscle肌肉
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我們並沒有用肌肉
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to lift電梯 your leg and walk步行 like a robot機器人. Right?
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抬起自己的腿,然後走得像個機器人,對吧?
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What you're doing is you really swing搖擺 your leg and catch抓住 the fall秋季,
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你做的實際上是甩開你的腿來止住自己跌倒的趨勢,
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stand up again, swing搖擺 your leg and catch抓住 the fall秋季.
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重新站穩,并再次甩開腿。
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You're using運用 your built-in內建的 dynamics動力學, the physics物理 of your body身體,
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通過運用我們身體內置的動力機制 — 身體的物理構造,
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just like a pendulum.
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就像個鐘擺一般,
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We call that the concept概念 of passive被動 dynamic動態 locomotion運動.
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我們把這概念叫做消極動力運動。
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What you're doing is, when you stand up,
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你做的是,當你站立的時候,
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potential潛在 energy能源 to kinetic動能 energy能源,
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位能轉化
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potential潛在 energy能源 to kinetic動能 energy能源.
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為動能,
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It's a constantly經常 falling落下 process處理.
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這是一個普通的下落過程。
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So, even though雖然 there is nothing in nature性質 that looks容貌 like this,
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所以,儘管自然界中沒有生物長成這樣,
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really, we were inspired啟發 by biology生物學
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我們仍然從生物學中受到啓發,
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and applying應用 the principles原則 of walking步行
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并製造出機器人的這種行走模式。
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to this robot機器人. Thus從而 it's a biologically生物 inspired啟發 robot機器人.
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所以,這是一個受生物所啓發的機器人。
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What you see over here, this is what we want to do next下一個.
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你們現在所看到的這個,則是我們接下來想要做的。
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We want to fold up the legs and shoot射擊 it up for long-range長距離 motion運動.
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我們想把腿折起來,然後把它射出去以做長距離的移動。
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And it deploys展開時 legs -- it looks容貌 almost幾乎 like "Star Wars戰爭" --
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它叉開它的腿,這讓它看起來像電影星際大戰裡面的角色。
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when it lands土地, it absorbs吸收 the shock休克 and starts啟動 walking步行.
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當它降落的時候,它能吸收震盪,并開始行走。
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What you see over here, this yellow黃色 thing, this is not a death死亡 ray射線. (Laughter笑聲)
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你們在這邊所看到的這個,這黃色的東西,這不是死光。
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This is just to show顯示 you that if you have cameras相機
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這只是用來告訴你,機器人上是否具備相機,
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or different不同 types類型 of sensors傳感器 --
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或別種感測器,
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because it is tall, it's 1.8 meters tall --
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因為它很高,它有 1.8 公尺高,
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you can see over obstacles障礙 like bushes灌木叢 and those kinds of things.
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所以你可以穿過像灌木叢這樣的障礙物來觀察前方。
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So we have two prototypes原型.
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我們做了兩個原型機,
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The first version, in the back, that's STriDER I.
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第一版,後面的那個,這是 STriDER I,
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The one in front面前, the smaller, is STriDER IIII.
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這在前面的,更小的,是 STriDER II.
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The problem問題 that we had with STriDER I is
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STriDER I 的問題是
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it was just too heavy in the body身體. We had so many許多 motors馬達,
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身體過重。因為你知道,我們要
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you know, aligning調心 the joints關節, and those kinds of things.
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連接許多關節,所以安裝上很多馬達一類的東西。
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So, we decided決定 to synthesize合成 a mechanical機械 mechanism機制
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所以,我們決定想出一種機械原理,
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so we could get rid擺脫 of all the motors馬達, and with a single motor發動機
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以擺脫所有的馬達,只需使用單一馬達,
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we can coordinate坐標 all the motions運動.
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我們就可以連貫所有動作。
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It's a mechanical機械 solution to a problem問題, instead代替 of using運用 mechatronics機電一體化.
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我們運用了機械原理來解決問題,而不是使用電子機械。
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So, with this now the top最佳 body身體 is light enough足夠. So, it's walking步行 in our lab實驗室;
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現在,機器人的上身輕得足夠讓它在實驗室行走。
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this was the very first successful成功 step.
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這只是邁向成功的第一步。
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It's still not perfected完善 -- its coffee咖啡 falls下降 down --
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它仍然是不完美的。它拿著的咖啡掉了,
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so we still have a lot of work to do.
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所以,我們仍然有很多工作要做。
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The second第二 robot機器人 I want to talk about is called IMPASSIMPASS.
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我要介紹的第二個機器人叫 IMPASS。
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It stands站立 for Intelligent智能 Mobility流動性 Platform平台 with Actuated觸動 Spoke System系統.
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4000
它的意思是輪輻驅動系統的智慧型移動平臺,
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So, it's a wheel-leg輪腿 hybrid混合動力 robot機器人.
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3000
這是個輪、腳混合的機器人。
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So, think of a rimless無框 wheel
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試著想像一個沒輪框的輪子,
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or a spoke wheel,
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或者一個有輻條的輪子,
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but the spokes輻條 individually個別地 move移動 in and out of the hub樞紐;
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3000
但是輪輻獨立地在輪軸裡外運動,
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so, it's a wheel-leg輪腿 hybrid混合動力.
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2000
所以就成了輪、腳混合,
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We are literally按照字面 re-inventing重新發明 the wheel here.
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事實上,我們相當於重新發明了一種輪子。
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Let me demonstrate演示 how it works作品.
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174000
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讓我來示範一下它是如何運作的。
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So, in this video視頻 we're using運用 an approach途徑
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在這個影片裡,我們用了一種方法,
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called the reactive反應 approach途徑.
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179000
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叫反應途徑。
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Just simply只是 using運用 the tactile sensors傳感器 on the feet,
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只要運用它腳上的觸覺感應器,
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it's trying to walk步行 over a changing改變 terrain地形,
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它正嘗試穿過一個不停改變的地形,
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a soft柔軟的 terrain地形 where it pushes down and changes變化.
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一個柔軟的地形,它會受壓變形。
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And just by the tactile information信息,
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僅憑藉它的觸覺訊息,
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it successfully順利 crosses十字架 over these type類型 of terrain地形.
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它成功地穿越了這些地形。
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But, when it encounters遭遇 a very extreme極端 terrain地形,
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4000
但,當它遭遇了一個十分嚴峻的地形,比如說:
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in this case案件, this obstacle障礙 is more than three times
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在它前面的障礙是
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the height高度 of the robot機器人,
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201000
2000
它身高的3倍多,
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Then it switches開關 to a deliberate商榷 mode模式,
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203000
2000
它就會轉到一種思考模式,
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where it uses使用 a laser激光 range範圍 finder發現者,
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2000
這個模式使用一種鐳射找尋器,
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and camera相機 systems系統, to identify鑑定 the obstacle障礙 and the size尺寸,
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207000
2000
以及相機系統,來確定障礙和它的體積,
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and it plans計劃, carefully小心 plans計劃 the motion運動 of the spokes輻條
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209000
3000
然後它會做計劃,小心的計劃它輪輻的移動,
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and coordinates坐標 it so that it can show顯示 this
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2000
並協調其移動,因此,它就能夠做出這些
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kind of very very impressive有聲有色 mobility流動性.
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十分讓人驚歎的移動能力。
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You probably大概 haven't沒有 seen看到 anything like this out there.
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216000
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你可能在外頭從沒看過類似這樣的東西。
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This is a very high mobility流動性 robot機器人
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這是我們所開發的一種有
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that we developed發達 called IMPASSIMPASS.
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很高移動能力的機器人,叫做 IMPASS。
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Ah, isn't that cool?
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啊...這不是很酷嗎?
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When you drive駕駛 your car汽車,
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當你開車的時候,
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when you steer駕駛 your car汽車, you use a method方法
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當你駕駛你的汽車的時候,你用一種
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called Ackermann阿克曼 steering操舵.
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叫做 Ackermann 的方法,
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The front面前 wheels車輪 rotate迴轉 like this.
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來做前輪驅動,像這樣。
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For most small wheeled輪式 robots機器人,
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235000
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對於大多數的小輪子機器人,
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they use a method方法 called differential微分 steering操舵
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238000
2000
它們用一種叫差速齒輪方法,
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where the left and right wheel turns the opposite對面 direction方向.
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240000
3000
即左右兩個輪分別轉向相反方向。
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For IMPASSIMPASS, we can do many許多, many許多 different不同 types類型 of motion運動.
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243000
3000
對於 IMPASS 來說,我們可以做很多不同類型的動作。
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For example, in this case案件, even though雖然 the left and right wheel is connected連接的
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246000
3000
舉例來說,在這裡,儘管左輪和右輪通過
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with a single axle rotating旋轉 at the same相同 angle角度 of velocity速度.
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單一輪軸相連,以相同的角速度在旋轉,
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We just simply只是 change更改 the length長度 of the spoke.
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3000
我們只要簡單的改變輪輻的長度,
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It affects影響 the diameter直徑 and then can turn to the left, turn to the right.
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254000
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它影響了直徑,然後它就會向左轉,再向右轉。
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So, these are just some examples例子 of the neat整齊 things
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所以,這只是一些 IMPASS
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that we can do with IMPASSIMPASS.
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可以做到的美妙的例子。
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This robot機器人 is called CLIMBeR登山者:
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2000
這個機器人叫 CLIMBeR,
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Cable-suspended電纜懸 Limbed Intelligent智能 Matching匹配 Behavior行為 Robot機器人.
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吊索智能行為協調機器人。
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So, I've been talking to a lot of NASANASA JPLJPL scientists科學家們 --
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266000
3000
我曾和很多 NASA JPL 的科學家交談過,
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at JPLJPL they are famous著名 for the Mars火星 rovers流浪者 --
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269000
2000
他們是 JPL 登月機器人的專家。
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and the scientists科學家們, geologists地質學家 always tell me
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271000
2000
這些科學家,地理學家總是告訴我,
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that the real真實 interesting有趣 science科學,
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273000
3000
真正有趣的科學研究,
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the science-rich科學豐富 sites網站, are always at the cliffs懸崖.
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276000
3000
富有研究價值的地點,總是在懸崖邊緣才能發現。
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But the current當前 rovers流浪者 cannot不能 get there.
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2000
但是,現在的登月機器人到不了那些地方。
04:56
So, inspired啟發 by that we wanted to build建立 a robot機器人
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281000
2000
因此,受到這對話的啟發,我們想建一個機器人,
04:58
that can climb a structured結構化的 cliff懸崖 environment環境.
112
283000
3000
能夠攀爬懸崖峭壁,
05:01
So, this is CLIMBeR登山者.
113
286000
2000
於是,我們有了 CLIMBeR。
05:03
So, what it does, it has three legs. It's probably大概 difficult to see,
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288000
2000
來看看它是如何做到的,它有三條腿,這大概很難看到,
05:05
but it has a winch絞盤 and a cable電纜 at the top最佳 --
115
290000
3000
它有個絞盤和繩索在頂部,
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and it tries嘗試 to figure數字 out the best最好 place地點 to put its foot腳丫子.
116
293000
2000
它會嘗試找到最好的地方落腳。
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And then once一旦 it figures人物 that out
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295000
2000
一旦找到了這地方,
05:12
in real真實 time, it calculates計算 the force distribution分配:
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297000
3000
它即時計算力量的分佈。
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how much force it needs需求 to exert發揮 to the surface表面
119
300000
3000
它需要多大的力氣才能在表面站穩,
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so it doesn't tip小費 and doesn't slip.
120
303000
2000
而不至於會摔倒或者滑到。
05:20
Once一旦 it stabilizes穩定 that, it lifts升降機 a foot腳丫子,
121
305000
2000
一旦它穩定後,就會抬起一條腿,
05:22
and then with the winch絞盤 it can climb up these kinds of thing.
122
307000
4000
然後,使用絞盤,它可以爬上這種東西。
05:26
Also for search搜索 and rescue拯救 applications應用 as well.
123
311000
2000
這種技術用於搜索和救難同樣有用。
05:28
Five years年份 ago I actually其實 worked工作 at NASANASA JPLJPL
124
313000
2000
五年前的一個夏天我在 NASA JPL
05:30
during the summer夏季 as a faculty學院 fellow同伴.
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315000
2000
兼任暑期教職。
05:32
And they already已經 had a six legged robot機器人 called LEMUR狐猴.
126
317000
4000
他們已經有一個六支腳的機器人,叫 LEMUR。
05:36
So, this is actually其實 based基於 on that. This robot機器人 is called MARS火星:
127
321000
3000
這機器人其實是以 LEMUR 為基礎的,它叫 MARS,
05:39
Multi-Appendage多附體 Robotic機器人 System系統. So, it's a hexapod昆蟲 robot機器人.
128
324000
3000
多附加機器人工程系統。是的,這是個六足機器人,
05:42
We developed發達 our adaptive自適應 gait步態 planner規劃人員.
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327000
2000
我們開發了自己的適應性步伐平台,
05:44
We actually其實 have a very interesting有趣 payload有效載荷 on there.
130
329000
2000
實際上,我們放了一個很有趣的貨物在它上面。
05:46
The students學生們 like to have fun開玩笑. And here you can see that it's
131
331000
2000
學生們喜歡有趣的東西。這裡你可以看到它
05:48
walking步行 over unstructured非結構化 terrain地形.
132
333000
3000
走過沒有結構可言的地形。
05:51
It's trying to walk步行 on the coarse terrain地形,
133
336000
2000
它正嘗試穿過這粗糙的地形,
05:53
sandy area,
134
338000
2000
沙地,
05:55
but depending根據 on the moisture濕氣 content內容 or the grain糧食 size尺寸 of the sand
135
340000
5000
根據濕度大小或者沙子顆粒大小,
06:00
the foot's腳的 soil sinkage下沉 model模型 changes變化.
136
345000
2000
它腳的泥土陷入模式會改變,
06:02
So, it tries嘗試 to adapt適應 its gait步態 to successfully順利 cross交叉 over these kind of things.
137
347000
4000
所以,它嘗試把它的步伐調整到能成功地穿過這些地方。
06:06
And also, it does some fun開玩笑 stuff東東, as can imagine想像.
138
351000
2000
因此,可以想像,它會做出一些有趣的動作,
06:08
We get so many許多 visitors遊客 visiting訪問 our lab實驗室.
139
353000
3000
很多人會到我們的實驗室參觀,
06:11
So, when the visitors遊客 come, MARS火星 walks散步 up to the computer電腦,
140
356000
2000
當有參觀者來的時候,MARS 會走到電腦前,
06:13
starts啟動 typing打字 "Hello你好, my name名稱 is MARS火星."
141
358000
2000
開始打字:「嗨,我叫 MARS。」
06:15
Welcome歡迎 to RoMeLaRoMeLa,
142
360000
2000
歡迎來到 RoMeLa,
06:17
the Robotics機器人 Mechanisms機制 Laboratory實驗室 at Virginia弗吉尼亞州 Tech技術.
143
362000
4000
在維吉尼亞理工的機器人工程實驗室。
06:21
This robot機器人 is an amoeba阿米巴 robot機器人.
144
366000
2000
這是個阿米巴機器人,
06:23
Now, we don't have enough足夠 time to go into technical技術 details細節,
145
368000
3000
們沒有時間詳細討論技術細節,
06:26
I'll just show顯示 you some of the experiments實驗.
146
371000
2000
我將直接展示一些實驗給你們看。
06:28
So, this is some of the early feasibility可行性 experiments實驗.
147
373000
2000
這是我們一些早期的可行性實驗。
06:30
We store商店 potential潛在 energy能源 to the elastic skin皮膚 to make it move移動.
148
375000
4000
我們在它的彈性皮膚上儲存位能用以驅動它。
06:34
Or use an active活性 tension張力 cords to make it move移動
149
379000
2000
或者用一個彈簧索來讓它
06:36
forward前鋒 and backward落後. It's called ChIMERA嵌合體.
150
381000
3000
向前或者向後移動。它叫做 ChiMERA.
06:39
We also have been working加工 with some scientists科學家們
151
384000
2000
我們也曾和一些來自賓大的
06:41
and engineers工程師 from UPenn賓夕法尼亞大學
152
386000
2000
科學家和工程師合作
06:43
to come up with a chemically化學 actuated促動 version
153
388000
2000
開發了一個這阿米巴機器人的
06:45
of this amoeba阿米巴 robot機器人.
154
390000
2000
化學能驅動版本。
06:47
We do something to something
155
392000
2000
我們這兒加點,那兒也加點。
06:49
And just like magic魔法, it moves移動. The blobBLOB.
156
394000
6000
就像魔術一樣,結果,它動了,這小圓塊。
06:55
This robot機器人 is a very recent最近 project項目. It's called RAPHaEL拉斐爾.
157
400000
2000
這機器人是一個非常新的計畫,叫 RAPHaEL,
06:57
Robotic機器人 Air空氣 Powered供電 Hand with Elastic Ligaments韌帶.
158
402000
3000
有彈性韌帶的空氣驅動手機器人。
07:00
There are a lot of really neat整齊, very good robotic機器人 hands out there in the market市場.
159
405000
4000
市面上有很多很好,很巧妙地機械手,
07:04
The problem問題 is they're just too expensive昂貴, tens of thousands數千 of dollars美元.
160
409000
4000
問題是,它們都過於昂貴,每個需要成千上萬的美金。
07:08
So, for prosthesis假體 applications應用 it's probably大概 not too practical實際的,
161
413000
2000
所以,應用在義肢上可能並不會太實用,
07:10
because it's not affordable實惠.
162
415000
2000
因為大多數人負擔不起。
07:12
We wanted to go tackle滑車 this problem問題 in a very different不同 direction方向.
163
417000
4000
我們希望能從一個十分不同的角度來解決這個問題,
07:16
Instead代替 of using運用 electrical電動 motors馬達, electromechanical機電 actuators執行器,
164
421000
3000
我們不再用電動馬達和其它的機電驅動,
07:19
we're using運用 compressed壓縮 air空氣.
165
424000
2000
我們使用壓縮空氣,
07:21
We developed發達 these novel小說 actuators執行器 for joints關節.
166
426000
2000
我們開發了這些新型的關節驅動器,
07:23
It is compliant兼容. You can actually其實 change更改 the force,
167
428000
3000
它的兼容性很高。你可以簡單地
07:26
simply只是 just changing改變 the air空氣 pressure壓力.
168
431000
2000
通過改變氣壓改變力度,
07:28
And it can actually其實 crush粉碎 an empty soda蘇打 can.
169
433000
2000
它可以壓扁空的易開罐。
07:30
It can pick up very delicate精巧 objects對象 like a raw生的 egg,
170
435000
3000
也可以撿起像生雞蛋這樣易碎的物體。
07:33
or in this case案件, a lightbulb燈泡.
171
438000
3000
或像這邊,一個燈泡。
07:36
The best最好 part部分, it took only $200 dollars美元 to make the first prototype原型.
172
441000
4000
最妙的是,它只需要二百美金,就能做出第一台原型機。
07:40
This robot機器人 is actually其實 a family家庭 of snake robots機器人
173
445000
3000
這機器人其實屬於蛇形機器人系列,
07:43
that we call HyDRAS九頭蛇,
174
448000
2000
我們稱它為 HyDRAS,
07:45
Hyper Degrees-of-freedom自由程度 Robotic機器人 Articulated鉸接式 Serpentine蛇形.
175
450000
2000
蛇形高自由度機器人。
07:47
This is a robot機器人 that can climb structures結構.
176
452000
3000
這機器人可以攀爬。
07:50
This is a HyDRAS's九頭蛇的 arm.
177
455000
2000
這是 HyDRAS 的手臂,
07:52
It's a 12 degrees of freedom自由 robotic機器人 arm.
178
457000
2000
這是有 12 個自由度的機械手臂。
07:54
But the cool part部分 is the user用戶 interface接口.
179
459000
2000
但最酷的還是使用者界面。
07:56
The cable電纜 over there, that's an optical光纖 fiber纖維.
180
461000
3000
電纜在那兒,這是一條光纖,
07:59
And this student學生, probably大概 the first time using運用 it,
181
464000
2000
而這學生,大概是第一次用,
08:01
but she can articulate說出 it many許多 different不同 ways方法.
182
466000
2000
但她可以通過不同方式清楚傳達她的意思。
08:03
So, for example in Iraq伊拉克, you know, the war戰爭 zone,
183
468000
3000
舉個例子,在伊拉克,你知道,是個戰場,
08:06
there is roadside路邊 bombs炸彈. Currently目前 you send發送 these
184
471000
2000
那裡路邊有炸彈。 目前你可以派這
08:08
remotely遠程 controlled受控 vehicles汽車 that are armed武裝.
185
473000
3000
武裝的遙控載具過去,
08:11
It takes really a lot of time and it's expensive昂貴
186
476000
2000
這真的會花費很多時間和金錢
08:13
to train培養 the operator操作者 to operate操作 this complex複雜 arm.
187
478000
4000
去訓練操縱員操作這複雜的機械手臂,
08:17
In this case案件 it's very intuitive直觀的;
188
482000
2000
而這邊則是十分直覺的。
08:19
this student學生, probably大概 his first time using運用 it, doing very complex複雜 manipulation操作 tasks任務,
189
484000
4000
這學生,大概是第一次用,正在進行十分複雜的操縱任務,
08:23
picking選擇 up objects對象 and doing manipulation操作,
190
488000
2000
撿起物體,並進行操控,
08:25
just like that. Very intuitive直觀的.
191
490000
3000
像這樣,非常直觀。
08:30
Now, this robot機器人 is currently目前 our star robot機器人.
192
495000
2000
這個機器人是我們的明星級機器人。
08:32
We actually其實 have a fan風扇 club俱樂部 for the robot機器人, DARwIn達爾文:
193
497000
3000
我們的 DARwin 機器人有一個粉絲團,
08:35
Dynamic動態 Anthropomorphic擬人化 Robot機器人 with Intelligence情報.
194
500000
3000
人形動力智能機器人。
08:38
As you know, we are very interested有興趣 in
195
503000
2000
如你所知,我們對人形機器人,
08:40
humanoid人形 robot機器人, human人的 walking步行,
196
505000
2000
以及人類行走非常感興趣,
08:42
so we decided決定 to build建立 a small humanoid人形 robot機器人.
197
507000
2000
所以,我們打算做一個小型的人形機器人。
08:44
This was in 2004; at that time,
198
509000
2000
那是在 2004 年,
08:46
this was something really, really revolutionary革命的.
199
511000
2000
在當時,這計畫非常、非常的有革命性。
08:48
This was more of a feasibility可行性 study研究:
200
513000
2000
這更像是一項可行性研究,
08:50
What kind of motors馬達 should we use?
201
515000
2000
我們應該用怎麼樣的馬達呢?
08:52
Is it even possible可能? What kinds of controls控制 should we do?
202
517000
2000
這真的可行嗎?我們要如何控制呢?
08:54
So, this does not have any sensors傳感器.
203
519000
2000
沒有任何的感應器,
08:56
So, it's an open打開 loop循環 control控制.
204
521000
2000
開環控制,
08:58
For those who probably大概 know, if you don't have any sensors傳感器
205
523000
2000
你們中一些人可能會知道,如果你沒有任何感應器,
09:00
and there are any disturbances騷亂, you know what happens發生.
206
525000
2000
而同時又有干擾的時候,會有什麽事情發生。
09:05
(Laughter笑聲)
207
530000
1000
(笑聲)
09:06
So, based基於 on that success成功, the following以下 year
208
531000
2000
所以,基於這些成就,後面一年
09:08
we did the proper正確 mechanical機械 design設計
209
533000
3000
我們做了適當的機械設計,
09:11
starting開始 from kinematics運動學.
210
536000
2000
從運動學開始。
09:13
And thus從而, DARwIn達爾文 I was born天生 in 2005.
211
538000
2000
最後,DARwin 一代在 2005 年誕生。
09:15
It stands站立 up, it walks散步 -- very impressive有聲有色.
212
540000
2000
它站起來了,還能走了,十分讓人震驚。
09:17
However然而, still, as you can see,
213
542000
2000
儘管如此,你還是能看到,
09:19
it has a cord, umbilical臍帶 cord. So, we're still using運用 an external外部 power功率 source資源
214
544000
4000
它有條電線,臍帶,我們仍然使用外部電源
09:23
and external外部 computation計算.
215
548000
2000
和外部的計算。
09:25
So, in 2006, now it's really time to have fun開玩笑.
216
550000
4000
所以,到了 2006 年,是時候來點有趣的了。
09:29
Let's give it intelligence情報. We give it all the computing計算 power功率 it needs需求:
217
554000
3000
我們給了它智能,我們給了它所有它需要的計算能力,
09:32
a 1.5 gigahertz千兆赫 Pentium奔騰 M chip芯片,
218
557000
2000
1.5千兆赫的奔騰M晶片,
09:34
two FireWire火線 cameras相機, rate gyros陀螺儀, accelerometers加速度計,
219
559000
2000
兩個火線攝影機,八個陀螺儀,加速度計,
09:36
four force sensors傳感器 on the foot腳丫子, lithium polymer聚合物 batteries電池.
220
561000
3000
四個腳上的扭矩感應器,鋰電池。
09:39
And now DARwIn達爾文 IIII is completely全然 autonomous自主性.
221
564000
4000
現在的 DARwin 二代完全自動化了,
09:43
It is not remote遠程 controlled受控.
222
568000
2000
它不再是遙控的了。
09:45
There are no tethers繫繩. It looks容貌 around, searches搜索 for the ball,
223
570000
3000
沒有外部繫繩。看,它朝四處看,尋找那個球,
09:48
looks容貌 around, searches搜索 for the ball, and it tries嘗試 to play a game遊戲 of soccer足球,
224
573000
3000
不停地看,搜索那個球,而且它嘗試著去踢足球,
09:51
autonomously自主: artificial人造 intelligence情報.
225
576000
3000
這就是自動化的,人工智能。
09:54
Let's see how it does. This was our very first trial審訊,
226
579000
3000
讓我們來看它是怎樣做到的。這是我們第一次的嘗試,
09:57
and... Spectators觀眾 (Video視頻): Goal目標!
227
582000
5000
影片:進了!
10:03
Dennis丹尼斯 Hong香港: So, there is actually其實 a competition競爭 called RoboCup機器人世界杯.
228
588000
3000
這其實是一個叫作 RoboCup 的比賽。
10:06
I don't know how many許多 of you have heard聽說 about RoboCup機器人世界杯.
229
591000
2000
我不知道你們有多少人聽過 RoboCup,
10:08
It's an international國際 autonomous自主性 robot機器人 soccer足球 competition競爭.
230
593000
5000
這是一個國際性的自動化機器人足球比賽。
10:13
And the goal目標 of RoboCup機器人世界杯, the actual實際 goal目標 is,
231
598000
3000
RoboCup 真正的目標是,
10:16
by the year 2050
232
601000
2000
到 2050 年,
10:18
we want to have full充分 size尺寸, autonomous自主性 humanoid人形 robots機器人
233
603000
3000
我們會有全尺寸、自動化的人形機器人
10:21
play soccer足球 against反對 the human人的 World世界 Cup杯子 champions冠軍
234
606000
4000
足球隊與人類世界杯冠軍對壘,
10:25
and win贏得.
235
610000
2000
而且,還要打贏人類。
10:27
It's a true真正 actual實際 goal目標. It's a very ambitious有雄心 goal目標,
236
612000
2000
這是個千真萬確的目標,也是個十分有野心的目標,
10:29
but we truly believe that we can do it.
237
614000
2000
但我們確信,我們可以做到。
10:31
So, this is last year in China中國.
238
616000
3000
這是去年在中國,
10:34
We were the very first team球隊 in the United聯合的 States狀態 that qualified合格
239
619000
2000
我們是美國第一個獲得
10:36
in the humanoid人形 RoboCup機器人世界杯 competition競爭.
240
621000
2000
人形機器人競賽參賽資格的隊伍。
10:38
This is this year in Austria奧地利.
241
623000
3000
而今年,在奧地利。
10:41
You're going to see the action行動, three against反對 three,
242
626000
2000
你們即將看到這比賽,是三對三,
10:43
completely全然 autonomous自主性.
243
628000
2000
完全地自動化。
10:45
There you go. Yes!
244
630000
2000
進了!耶!
10:48
The robots機器人 track跟踪 and they
245
633000
2000
機器人跟著球跑,而且它們能有組織地踢,
10:50
team球隊 play amongst其中包括 themselves他們自己.
246
635000
3000
完全由它們自己組織。
10:53
It's very impressive有聲有色. It's really a research研究 event事件
247
638000
2000
這讓人十分驚訝。這其實是一個包裝在
10:55
packaged包裝 in a more exciting扣人心弦 competition競爭 event事件.
248
640000
4000
讓人興奮地比賽活動裡的研究項目。
10:59
What you see over here, this is the beautiful美麗
249
644000
2000
你在這裡看到的,真是漂亮,
11:01
Louis路易 Vuitton威登 Cup杯子 trophy.
250
646000
2000
Louis Vuitton Cup 獎盃。
11:03
So, this is for the best最好 humanoid人形,
251
648000
2000
這是給最佳人形機器人的,
11:05
and we would like to bring帶來 this for the very first time, to the United聯合的 States狀態
252
650000
2000
我們很高興能將這個獎盃首次捧回美國,
11:07
next下一個 year, so wish希望 us luck運氣.
253
652000
2000
下一年,希望我們也能夠如此幸運。
11:09
(Applause掌聲)
254
654000
2000
謝謝。
11:11
Thank you.
255
656000
3000
(掌聲)
11:14
DARwIn達爾文 also has a lot of other talents人才.
256
659000
2000
DARwin 還有很多其它技能。
11:16
Last year it actually其實 conducted進行 the Roanoke羅阿諾克 Symphony交響樂 Orchestra樂隊
257
661000
3000
去年,在假日音樂會上,
11:19
for the holiday假日 concert音樂會.
258
664000
3000
它指揮了 Roanoke 交響樂團。
11:22
This is the next下一個 generation robot機器人, DARwIn達爾文 IVIV,
259
667000
3000
這是下一代機器人,DARwin 四代,
11:25
but smarter聰明, faster更快, stronger.
260
670000
3000
更聰明,更快,更強。
11:28
And it's trying to show顯示 off its ability能力:
261
673000
2000
它正炫耀它的本領。
11:30
"I'm macho大男子主義, I'm strong強大.
262
675000
3000
「看我強壯又威武。」
11:33
I can also do some Jackie成龍 Chan-motion贊運動,
263
678000
3000
「我也可以做一些成龍
11:36
martial art藝術 movements運動."
264
681000
3000
電影裡的武術動作啊」
11:39
(Laughter笑聲)
265
684000
2000
(笑聲)
11:41
And it walks散步 away. So, this is DARwIn達爾文 IVIV.
266
686000
2000
然後,它走掉了,這,就是 DARwin 四代,
11:43
And again, you'll你會 be able能夠 to see it in the lobby前廳.
267
688000
2000
你們會有機會在門廳再一次看到它的。
11:45
We truly believe this is going to be the very first running賽跑
268
690000
2000
我們真的相信這會是美國第一個
11:47
humanoid人形 robot機器人 in the United聯合的 States狀態. So, stay tuned調整.
269
692000
3000
能奔跑的人型機器人,所以拭目以待吧。
11:50
All right. So I showed顯示 you some of our exciting扣人心弦 robots機器人 at work.
270
695000
3000
我已經展示一些我們工作上所製作的激動人心的機器人。
11:53
So, what is the secret秘密 of our success成功?
271
698000
3000
那麼我們成功的秘密是什麽呢?
11:56
Where do we come up with these ideas思路?
272
701000
2000
我們這些創意從哪兒來的呢?
11:58
How do we develop發展 these kinds of ideas思路?
273
703000
2000
我們是如何開發這些創意的呢?
12:00
We have a fully充分 autonomous自主性 vehicle車輛
274
705000
2000
我們有一輛全自動的車,
12:02
that can drive駕駛 into urban城市的 environments環境. We won韓元 a half a million百萬 dollars美元
275
707000
2000
這車可以開到城市里。結果我們在 DARPA
12:04
in the DARPADARPA Urban城市的 Challenge挑戰.
276
709000
2000
城市挑戰賽中贏了 50 萬美金。
12:06
We also have the world's世界 very first
277
711000
2000
我們也研發了世界上首台
12:08
vehicle車輛 that can be driven驅動 by the blind.
278
713000
2000
能被盲人駕駛的汽車。
12:10
We call it the Blind Driver司機 Challenge挑戰, very exciting扣人心弦.
279
715000
2000
我們叫這做盲人司機挑戰賽,非常好玩,
12:12
And many許多, many許多 other robotics機器人 projects項目 I want to talk about.
280
717000
4000
還有很多很多其它我想介紹的機器人計畫。
12:16
These are just the awards獎項 that we won韓元 in 2007 fall秋季
281
721000
2000
這些只是我們在 2007 年秋天贏得的獎項,
12:18
from robotics機器人 competitions比賽 and those kinds of things.
282
723000
3000
是機器人比賽之類的。
12:21
So, really, we have five secrets秘密.
283
726000
2000
我們有五個秘訣。
12:23
First is: Where do we get inspiration靈感?
284
728000
2000
首先是我們的啓發從哪兒來?
12:25
Where do we get this spark火花 of imagination想像力?
285
730000
2000
我們從哪兒得到靈機一動的瞬間?
12:27
This is a true真正 story故事, my personal個人 story故事.
286
732000
3000
這是一個真實的故事,我自己的故事。
12:30
At night when I go to bed, 3 - 4 a.m. in the morning早上,
287
735000
2000
當我晚上上床時,凌晨三、四點吧,
12:32
I lie謊言 down, close my eyes眼睛, and I see these lines and circles
288
737000
3000
我躺在床上,閤上眼睛,我看到這些線條和圓圈,
12:35
and different不同 shapes形狀 floating漂浮的 around.
289
740000
2000
還有其它的形狀一直在周圍浮動,
12:37
And they assemble集合, and they form形成 these kinds of mechanisms機制.
290
742000
3000
然後,它們組合起來,形成這樣的機械組件。
12:40
And then I think, "Ah this is cool."
291
745000
2000
我覺得,「啊,這超酷的。」
12:42
So, right next下一個 to my bed I keep a notebook筆記本,
292
747000
2000
我一般都在我床頭準備一本筆記本,
12:44
a journal日誌, with a special特別 pen鋼筆 that has a light on it, LED light,
293
749000
3000
一個有著一支帶 LED 燈的筆在上面的筆記本,
12:47
because I don't want to turn on the light and wake喚醒 up my wife妻子.
294
752000
2000
因為我不想打開燈吵醒我妻子。
12:49
So, I see this, scribble everything down, draw things,
295
754000
2000
就這樣,我記下所有東西,畫好它,
12:51
and I go to bed.
296
756000
2000
再上床睡覺。
12:53
Every一切 day in the morning早上,
297
758000
2000
每天早晨
12:55
the first thing I do before my first cup杯子 of coffee咖啡,
298
760000
2000
我做的第一件事,不是給自己倒杯咖啡,
12:57
before I brush my teeth, I open打開 my notebook筆記本.
299
762000
2000
不是刷牙,而是打開我的筆記本。
12:59
Many許多 times it's empty,
300
764000
2000
很多時候,它是空的,
13:01
sometimes有時 I have something there -- if something's什麼是 there, sometimes有時 it's junk破爛 --
301
766000
2000
有時候,有東西了,卻是垃圾,
13:03
but most of the time I can't even read my handwriting手寫.
302
768000
3000
更多時候,我不能看懂我自己寫的東西。
13:06
And so, 4 am in the morning早上, what do you expect期望, right?
303
771000
3000
而且,凌晨四點,你還能要求什麽呢?對吧?
13:09
So, I need to decipher解碼 what I wrote.
304
774000
2000
所以,我需要幫我所寫的東西解碼。
13:11
But sometimes有時 I see this ingenious巧妙 idea理念 in there,
305
776000
3000
但是,有時候,我能看到一些絕妙的主意在這裡面,
13:14
and I have this eureka尤里卡 moment時刻.
306
779000
2000
於是,靈光一閃,
13:16
I directly run to my home office辦公室, sit at my computer電腦,
307
781000
2000
我直接跑到我家裡的辦公室,坐在我電腦旁,
13:18
I type類型 in the ideas思路, I sketch草圖 things out
308
783000
2000
把這些想法打進電腦,把它們理清楚,
13:20
and I keep a database數據庫 of ideas思路.
309
785000
3000
我有個點子資料庫。
13:23
So, when we have these calls電話 for proposals建議,
310
788000
2000
所以,當我們有提案的需求時,
13:25
I try to find a match比賽 between之間 my
311
790000
2000
我會嘗試在我的資料庫裡
13:27
potential潛在 ideas思路
312
792000
2000
找到匹配的可能想法
13:29
and the problem問題. If there is a match比賽 we write a research研究 proposal提案,
313
794000
2000
和問題,如果我們找到匹配的,我們會寫個研究提案,
13:31
get the research研究 funding資金 in, and that's how we start開始 our research研究 programs程式.
314
796000
4000
找到研究資金,然後開始我們的研究項目。
13:35
But just a spark火花 of imagination想像力 is not good enough足夠.
315
800000
3000
但只有靈機一動時候的創意是不足夠的。
13:38
How do we develop發展 these kinds of ideas思路?
316
803000
2000
我們怎樣改進這些創意呢?
13:40
At our lab實驗室 RoMeLaRoMeLa, the Robotics機器人 and Mechanisms機制 Laboratory實驗室,
317
805000
3000
在我們的 RoMeLa,機器人機械實驗室,
13:43
we have these fantastic奇妙 brainstorming頭腦風暴 sessions會議.
318
808000
3000
我們有超棒的腦力激盪時間,
13:46
So, we gather收集 around, we discuss討論 about problems問題
319
811000
2000
我們會聚在一起,討論有關問題
13:48
and social社會 problems問題 and talk about it.
320
813000
2000
和社會問題,並分析它們。
13:50
But before we start開始 we set this golden金色 rule規則.
321
815000
3000
在我們開始之前,我們定下了鐵則,
13:53
The rule規則 is:
322
818000
2000
規則是:
13:55
Nobody沒有人 criticizes批評 anybody's任何人的 ideas思路.
323
820000
3000
不可以批評別人的想法、
13:58
Nobody沒有人 criticizes批評 any opinion意見.
324
823000
2000
不可以批評任何觀點、
14:00
This is important重要, because many許多 times students學生們, they fear恐懼
325
825000
2000
這很重要,因為很多時候,學生們會因為在乎
14:02
or they feel uncomfortable不舒服 how others其他 might威力 think
326
827000
3000
別人對自己的觀點和思想的想法
14:05
about their opinions意見 and thoughts思念.
327
830000
2000
而害怕或者感到不舒服
14:07
So, once一旦 you do this, it is amazing驚人
328
832000
2000
當我們實施了這措施以後,我們很驚訝地發現
14:09
how the students學生們 open打開 up.
329
834000
2000
學生們開始暢所欲言了。
14:11
They have these wacky古怪, cool, crazy, brilliant輝煌 ideas思路, and
330
836000
3000
他們有很多怪誕的,但是很酷很瘋狂的妙點子,
14:14
the whole整個 room房間 is just electrified帶電 with creative創作的 energy能源.
331
839000
3000
整個房間都被創意能量激發了,
14:17
And this is how we develop發展 our ideas思路.
332
842000
3000
這就是我們改進想法的方法。
14:20
Well, we're running賽跑 out of time. One more thing I want to talk about is,
333
845000
3000
我們的時間不多了,我還想說的一件事就是
14:23
you know, just a spark火花 of idea理念 and development發展 is not good enough足夠.
334
848000
4000
你知道,只有瞬間的靈光一閃和改進是不夠的。
14:27
There was a great TEDTED moment時刻,
335
852000
2000
曾有一個很好的 TED 演講,
14:29
I think it was Sir先生 Ken Robinson羅賓遜, was it?
336
854000
3000
是 Ken Robinson 爵士,對吧?
14:32
He gave a talk about how education教育
337
857000
2000
他的演講是有關教育和學校
14:34
and school學校 kills殺死 creativity創造力.
338
859000
2000
如何扼殺創意。
14:36
Well, actually其實, there are two sides雙方 to the story故事.
339
861000
3000
其實這個故事有兩面,
14:39
So, there is only so much one can do
340
864000
3000
對於直率的想法、
14:42
with just ingenious巧妙 ideas思路
341
867000
2000
創造力和好的工程直覺
14:44
and creativity創造力 and good engineering工程 intuition直覺.
342
869000
3000
一個人能做的就這麼點兒。
14:47
If you want to go beyond a tinkering修修補補,
343
872000
2000
如果你不只想做個貪玩的孩子,
14:49
if you want to go beyond a hobby愛好 of robotics機器人
344
874000
2000
如果你不只想讓機器人成為你的興趣,
14:51
and really tackle滑車 the grand盛大 challenges挑戰 of robotics機器人
345
876000
3000
而是真的想在這方面通過進行精確的
14:54
through通過 rigorous嚴格 research研究
346
879000
2000
研究來挑戰自我
14:56
we need more than that. This is where school學校 comes in.
347
881000
3000
我們需要更多,這才是學校的目的。
14:59
Batman蝙蝠俠, fighting戰鬥 against反對 bad guys,
348
884000
3000
蝙蝠俠,和壞人鬥爭,
15:02
he has his utility效用 belt, he has his grappling擒拿 hook,
349
887000
2000
他有實用的皮帶,有強大抓力的攀牆鉤,
15:04
he has all different不同 kinds of gadgets小工具.
350
889000
2000
有各種不同的小配件。
15:06
For us roboticists機器人專家, engineers工程師 and scientists科學家們,
351
891000
2000
對於我們機器人學家,工程師和科學家,
15:08
these tools工具, these are the courses培訓班 and classes you take in class.
352
893000
5000
這些工具就是你在課堂上學的課程,
15:13
Math數學, differential微分 equations方程.
353
898000
2000
數學、微分方程、
15:15
I have linear線性 algebra代數, science科學, physics物理,
354
900000
2000
線性代數、科學、物理,
15:17
even nowadays如今, chemistry化學 and biology生物學, as you've seen看到.
355
902000
3000
今天還有,化學和生物。
15:20
These are all the tools工具 that we need.
356
905000
2000
這些就是我們需要的工具。
15:22
So, the more tools工具 you have, for Batman蝙蝠俠,
357
907000
2000
對於蝙蝠俠來說,有更多的工具
15:24
more effective有效 at fighting戰鬥 the bad guys,
358
909000
2000
對付壞人的時候會更有效,
15:26
for us, more tools工具 to attack攻擊 these kinds of big problems問題.
359
911000
4000
對於我們,就是用更多的工具對付這些大難題。
15:30
So, education教育 is very important重要.
360
915000
3000
所以教育十分重要。
15:33
Also, it's not about that,
361
918000
2000
當然也不止這麼簡單,
15:35
only about that. You also have to work really, really hard.
362
920000
2000
最重要的,還是要努力學習。
15:37
So, I always tell my students學生們,
363
922000
2000
我經常告訴我的學生
15:39
"Work smart聰明, then work hard."
364
924000
2000
先求明智地工作,再認真地工作,
15:41
This picture圖片 in the back this is 3 a.m. in the morning早上.
365
926000
3000
這後面的照片是在凌晨三點拍的。
15:44
I guarantee保證 if you come to your lab實驗室 at 3 - 4 am
366
929000
2000
我能保證如果你凌晨三、四點來我們實驗室,
15:46
we have students學生們 working加工 there,
367
931000
2000
還能看到有學生在那工作,
15:48
not because I tell them to, but because we are having too much fun開玩笑.
368
933000
3000
不是因為我叫他們這樣,而是他們覺得這樣很好玩。
15:51
Which哪一個 leads引線 to the last topic話題:
369
936000
2000
這就把我們帶到最後一個話題,
15:53
Do not forget忘記 to have fun開玩笑.
370
938000
2000
不要忘記給自己點樂趣,
15:55
That's really the secret秘密 of our success成功, we're having too much fun開玩笑.
371
940000
3000
這是我們成功最重要的秘密,我們真的覺得很好玩,
15:58
I truly believe that highest最高 productivity生產率 comes when you're having fun開玩笑,
372
943000
3000
我真的相信最高的效率來自於當你找到樂趣的時候。
16:01
and that's what we're doing.
373
946000
2000
這就是我們所做的成果。
16:03
There you go. Thank you so much.
374
948000
2000
謝謝。
16:05
(Applause掌聲)
375
950000
5000
(掌聲)
Translated by Cherie Yip
Reviewed by Bill Hsiung

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ABOUT THE SPEAKER
Dennis Hong - Roboticist
Dennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering.

Why you should listen

As director of a groundbreaking robotics lab, Dennis Hong guides his team of students through projects on robot locomotion and mechanism design, creating award-winning humanoid robots like DARwIn (Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence). His team is known as RoMeLa (Robotics & Mechanisms Laboratory) and operates at Virginia Tech.

Hong has also pioneered various innovations in soft-body robots, using a “whole-skin locomotion” as inspired by amoebae. Marrying robotics with biochemistry, he has been able to generate new types of motion with these ingenious forms. For his contributions to the field, Hong was selected as a NASA Summer Faculty Fellow in 2005, given the CAREER award by the National Science Foundation in 2007 and in 2009, named as one of Popular Science's Brilliant 10. He is also a gourmet chef and a magician, performing shows for charity and lecturing on the science of magic.

More profile about the speaker
Dennis Hong | Speaker | TED.com