Takže, první robot, o kterém budu mluvit, se jmenuje STriDER. Je to zkratka pro Samobudivý Třínohý Dynamický Experimentální Robot. Je to robot, který má tři nohy, je inspirovaný přírodou. Ale viděli jste něco v přírodě, zvíře, které má tři nohy? Pravděpodobně ne. Tak proč jej označuji jako biologicky inspirovaného robota? Jak je to možné? Ale předtím se pojďme podívat do populární kultury. Znáte "Válku světů“ H. G. Wellse, román a film. A co vidíte tady, je velmi populární počítačová hra. V této fikci popisují mimozemská stvoření, roboty mající tři nohy, kteří terorizují Zemi. Ale můj robot, STriDER, se jako oni nepohybuje.
So the first robot to talk about is called STriDER. It stands for Self-excited Tripedal Dynamic Experimental Robot. It's a robot that has three legs, which is inspired by nature. But have you seen anything in nature, an animal that has three legs? Probably not. So why do I call this a biologically inspired robot? How would it work? But before that, let's look at pop culture. So, you know H.G. Wells's "War of the Worlds," novel and movie. And what you see over here is a very popular video game, and in this fiction, they describe these alien creatures and robots that have three legs that terrorize Earth. But my robot, STriDER, does not move like this.
Takže toto je animace skutečné dynamické simulace. Chci vám ukázat, jak robot pracuje. Otáčí své tělo o 180 stupňů, a švihá třetí nohou mezi dvěma nohama a tím zabraňuje pádu. Tedy takto pracuje. Ale když se podíváte na nás, lidské bytosti, dvounohou chůzi, tak ve skutečnosti nepoužíváte svaly ke zvednutí nohy, jako to dělá robot. Správně? Co skutečně děláte, je, že švihnete svou nohou a zabráníte pádu, znovu se postavíte, švihnete nohou a zabráníte pádu. Používáte své zabudované dynamiky, fyziky svého těla, stejně jako kyvadlo. Nazýváme to konceptem pasivní dynamické lokomoce. To, co děláte, je, když se postavíte, přeměníte potenciální energii na kinetickou energii, potenciální energii na kinetickou energii. Je to proces neustálého padání. Takže, ačkoli v přírodě není nic, co by vypadalo jako toto, ve skutečnosti jsme byli inspirováni biologií a aplikovali jsme principy chůze na tohoto robota. Tedy je biologicky inspirovaným robotem.
This is an actual dynamic simulation animation. I'm going to show you how the robot works. It flips its body 180 degrees and it swings its leg between the two legs and catches the fall. So that's how it walks. But when you look at us human beings, bipedal walking, what you're doing is, you're not really using muscle to lift your leg and walk like a robot. What you're doing is, you swing your leg and catch the fall, stand up again, swing your leg and catch the fall. You're using your built-in dynamics, the physics of your body, just like a pendulum. We call that the concept of passive dynamic locomotion. What you're doing is, when you stand up, potential energy to kinetic energy, potential energy to kinetic energy. It's a constantly falling process. So even though there is nothing in nature that looks like this, really, we're inspired by biology and applying the principles of walking to this robot.
Co vidíte tady, je to, co chceme dělat dále. Chceme nohy složit a vymrštit je tak, abychom dosáhli pohybu na dlouhé vzdálenosti. A to vyžaduje takové nohy -- vypadá to skoro jako z "Hvězdných válek“ -- které při přistání absorbují náraz a dovolí chodit. Co vidíte tady, tuto žlutou věc, to není paprsek smrti. (Smích) Slouží to jenom k předvedení toho, že když máte kamery
Thus, it's a biologically inspired robot. What you see here, this is what we want to do next. We want to fold up the legs and shoot it up for long-range motion. And it deploys legs -- it looks almost like "Star Wars" -- so when it lands, it absorbs the shock and starts walking. What you see over here, this yellow thing, this is not a death ray.
anebo jiné typy senzorů -- protože je vysoký, měří na výšku 1, 8 metru -- můžete vidět přes překážky jako jsou keře a podobně.
(Laughter) This is just to show you that if you have cameras or different types of sensors, because it's 1.8 meters tall,
Máme dva prototypy. První verze, vzadu, to je STriDER I. Ten vepředu, ten menší, je STriDER II. Problém, který jsme měli se STriDERem I, byl, že měl příliš těžký trup. Měli jsme příliš mnoho motorů, víte, pro vyrovnávání kloubů a podobně. A tak jsme se rozhodli spojit pohyblivý mechanismus tak, abychom se vyhnuli všem těmto motorům, a tak jen s jedním motorem mohli koordinovat všechny pohyby. Je to mechanické řešení problému namísto mechatronického. Díky tomuto je nyní trup dostatečně lehký. Takže chodí v naší laboratoři. Toto byl úplně první úspěšný krok. Stále není úplně vyladěný, stále ještě padá, takže stále s ním máme dost práce.
you can see over obstacles like bushes and those kinds of things. So we have two prototypes. The first version, in the back, that's STriDER I. The one in front, the smaller, is STriDER II. The problem we had with STriDER I is, it was just too heavy in the body. We had so many motors aligning the joints and those kinds of things. So we decided to synthesize a mechanical mechanism so we could get rid of all the motors, and with a single motor, we can coordinate all the motions. It's a mechanical solution to a problem, instead of using mechatronics. So with this, now the top body is lighted up; it's walking in our lab. This was the very first successful step. It's still not perfected, its coffee falls down, so we still have a lot of work to do.
Druhým robotem, o kterém chci povídat, je IMPASS. Je to anglická zkratka pro Inteligentní Mobilní Platforma se Systémem Pohyblivých Špic. Je to robot, který kombinuje kola a nohy. Představte si kolo bez ráfku, jen samotné špice na středové ose, ale špice se pohybují samostatně dovnitř a ven ve středové ose, takže jde o kombinaci kola a nohou. Zde doslova znovu vynalézáme kolo. Dovolte mi demonstrovat, jak pracuje. V tomto videu používáme přístup zvaný reaktivní přístup. Jednoduše používá dotykové senzory na noze, snaží se jít přes měnící se terén, měkký terén, který se mění, když na něj zatlačí. A čistě jen díky dotykové informaci úspěšně přejde přes tento typ terénu.
The second robot I want to talk about is called IMPASS. It stands for Intelligent Mobility Platform with Actuated Spoke System. It's a wheel-leg hybrid robot. So think of a rimless wheel or a spoke wheel, but the spokes individually move in and out of the hub; so, it's a wheel-leg hybrid. We're literally reinventing the wheel here. Let me demonstrate how it works. So in this video we're using an approach called the reactive approach. Just simply using the tactile sensors on the feet, it's trying to walk over a changing terrain, a soft terrain where it pushes down and changes. And just by the tactile information, it successfully crosses over these types of terrains.
Ale když narazí na velmi extrémní terén, jako v tomto případě, kdy je překážka více než třikrát vyšší než robot, pak se přepne do obezřetného módu, ve kterém používá laserový dálkoměr a kamerové systémy, aby poznal překážku a její velikost, a naplánoval, pečlivě naplánoval pohyb špic jejich koordinaci, takže díky tomu může předvádět tento druh velice velice působivé mobility. Pravděpodobně jste neviděli nic podobného. Toto je vysoce mobilní robot, kterého jsme vyvinuli, jmenuje se IMPASS. No není skvělý?
But, when it encounters a very extreme terrain -- in this case, this obstacle is more than three times the height of the robot -- then it switches to a deliberate mode, where it uses a laser range finder and camera systems to identify the obstacle and the size. And it carefully plans the motion of the spokes and coordinates it so it can show this very impressive mobility. You probably haven't seen anything like this out there. This is a very high-mobility robot that we developed called IMPASS. Ah, isn't that cool?
Když řídíte auto, když zatáčíte, používáte metodu zvanou Ackermannovo řízení. Přední kola se otáčejí takhle. Pro většinu malých kolových robotů se používá metoda zvaná diferenciální řízení, kde se levé a pravé kolo točí opačným směrem. IMPASS se dokáže pohybovat různými typy pohybů. Například, v tomto případě, i když levé a pravé kolo je spojeno jednou osou a otáčejí se stejnou úhlovou rychlostí, jednoduše jenom změníme délku špice. To ovlivní průměr a pak může zatočit doleva, či doprava. Takže toto jsou jen nějaké příklady věcí, které můžeme s IMPASSem dělat.
When you drive your car, when you steer your car, you use a method called Ackermann steering. The front wheels rotate like this. For most small-wheeled robots, they use a method called differential steering where the left and right wheel turn the opposite direction. For IMPASS, we can do many, many different types of motion. For example, in this case, even though the left and right wheels are connected with a single axle rotating at the same angle of velocity, we simply change the length of the spoke, it affects the diameter, then can turn to the left and to the right. These are just some examples of the neat things we can do with IMPASS.
Tento robot se jmenuje CLIMBeR: anglická zkratka pro Lanově Zavěšený Robot Inteligentně Pohybující Končetinami. Mluvil jsem s mnoha vědci z NASA JPL (Laboratoř proudového pohonu) -- JPL je známé především díky vozítkám pro Mars -- a vědci, geologové mi vždy říkají, že opravdu vědecky zajímavé, pro vědu nejzajímavější místa, jsou vždy útesy. Ale současná vozítka se tam nedostanou. Takže inspirováni touto potřebou jsme chtěli postavit robota, který dokáže šplhat po komplikovaných prostředích útesů.
This robot is called CLIMBeR: Cable-suspended Limbed Intelligent Matching Behavior Robot. I've been talking to a lot of NASA JPL scientists -- at JPL, they are famous for the Mars rovers -- and the scientists, geologists always tell me that the real interesting science, the science-rich sites, are always at the cliffs. But the current rovers cannot get there. So, inspired by that, we wanted to build a robot that can climb a structured cliff environment.
Tedy toto je CLIMBeR. Jak tedy pracuje, když má tři nohy. Jde to patrně špatně vidět, ale má nahoře naviják a lanko -- a snaží se najít nejlepší místo, kam umístit nohu. A pak, když na to přijde, v reálném čase vypočítá rozložení sil: kolik síly potřebuje na povrch vyvíjet, aby neuklouzl. Jakmile toto vyřeší, zvedne nohu, a pak díky navijáku může šplhat po podobných místech. Rovněž je vhodný jako robot pro pátrací a záchranné akce.
So this is CLIMBeR. It has three legs. It's probably difficult to see, but it has a winch and a cable at the top. It tries to figure out the best place to put its foot. And then once it figures that out, in real time, it calculates the force distribution: how much force it needs to exert to the surface so it doesn't tip and doesn't slip. Once it stabilizes that, it lifts a foot, and then with the winch, it can climb up these kinds of cliffs. Also for search and rescue applications as well.
Před pěti lety jsem pracoval v Laboratoři proudového pohonu (NASA JPL) během léta jako výzkumník na fakultě. Měli už šestinohého robota jménem LEMUR. Tento z něj vychází. Tento robot je nazvaný MARS: MnohaKončetinový Robotický Systém. Je to šestinohý robot. Vyvinuli jsme přizpůsobivý plánovač chůze. Tady na něm máme velice zajímavý náklad. Studenti mají rádi legraci. A tady můžete vidět, že se pohybuje přes neupravený terén. Snaží se jít přes hrbolatý terén,
Five years ago, I actually worked at NASA JPL during the summer as a faculty fellow. And they already had a six-legged robot called LEMUR. So this is actually based on that. This robot is called MARS: Multi-Appendage Robotic System. It's a hexapod robot. We developed our adaptive gait planner. We actually have a very interesting payload on there. The students like to have fun. And here you can see that it's walking over unstructured terrain.
písečnou oblast, ale v závislosti na vlhkosti a zrnitosti písku se mu boří nohy do písku. A tak se snaží přizpůsobit chůzi, aby úspěšně prošel. A jak si dovedete představit, provádí přitom legrační věci. Naši laboratoř navštěvuje mnoho návštěvníků. A když nějaký návštěvník přijde, MARS vyleze k počítači a začne psát: "Ahoj, mé jméno je MARS. Vítejte v RoMeLa, Laboratoři Robotických Mechanismů na Virginia Tech.“
(Motor sound) It's trying to walk on the coastal terrain, a sandy area, but depending on the moisture content or the grain size of the sand, the foot's soil sinkage model changes, so it tries to adapt its gait to successfully cross over these kind of things. It also does some fun stuff. As you can imagine, we get so many visitors visiting our lab. So when the visitors come, MARS walks up to the computer, starts typing, "Hello, my name is MARS. Welcome to RoMeLa, the Robotics Mechanisms Laboratory at Virginia Tech."
Toto je robot měňavka. Nemáme teď čas, abychom šli do technických podrobností, takže vám jen ukáži nějaké experimenty. Toto je jeden z prvních provedených experimentů. Uložili jsme potenciální energii do elastické kůže, aby se mohl pohybovat. Nebo používáme pružiny pro pohyb dopředu a dozadu. Jmenuje se ChIMERA. Rovněž jsme pracovali s pár vědci a inženýry z Pennsylvánské univerzity, se kterými jsme dospěli k chemicky poháněné verzi tohoto měňavkovitého robota. Něco uděláme a skoro jako zázrakem se pohne. Sliz.
(Laughter) This robot is an amoeba robot. Now, we don't have enough time to go into technical details, I'll just show you some of the experiments. These are some of the early feasibility experiments. We store potential energy to the elastic skin to make it move, or use active tension cords to make it move forward and backward. It's called ChIMERA. We also have been working with some scientists and engineers from UPenn to come up with a chemically actuated version of this amoeba robot. We do something to something, and just like magic, it moves. "The Blob."
Tento robot je velmi nedávný projekt. Jmenuje se RAPHaEL. Robotická Vzduchem Poháněná Ruka s Elastickými Vazy. Na trhu existuje mnoho opravdu povedených a velmi dobrých robotických ruk. Problémem je, že jsou příliš drahé, desítky tisíc dolarů. Pro protetické použití to pravděpodobně příliš praktické není, protože nejsou dostupné. Snažili jsme se tento problém vyřešit velmi odlišným způsobem. Namísto použití elektrických motorů a elektromechanických ovladačů, jsme užili stlačený vzduch. Vyvinuli jsme nové ovladače kloubů. Jsou vyhovující. Můžete měnit sílu jednoduše změnou tlaku vzduchu. Dovede zmačkat prázdnou plechovku limonády. Dovede zvednout velmi křehké objekty, jako syrové vajíčko, či v tomto případě žárovku. A to nejlepší na něm je, že postavení prototypu stálo pouze 200 dolarů.
This robot is a very recent project. It's called RAPHaEL: Robotic Air-Powered Hand with Elastic Ligaments. There are a lot of really neat, very good robotic hands out there on the market. The problem is, they're just too expensive -- tens of thousands of dollars. So for prosthesis applications it's probably not too practical, because it's not affordable. We wanted to tackle this problem in a very different direction. Instead of using electrical motors, electromechanical actuators, we're using compressed air. We developed these novel actuators for the joints, so it's compliant. You can actually change the force, simply just changing the air pressure. And it can actually crush an empty soda can. It can pick up very delicate objects like a raw egg, or in this case, a lightbulb. The best part: it took only 200 dollars to make the first prototype.
Tento robot je z rodiny hadovitých robotů, nazýváme ho HyDRAS. Znamená to: Robotická Kloubová Stočenina s Vysokým Stupněm volnosti. Jde o robota, který dovede šplhat. Toto je ruka HyDRASu. Je to robotická ruka s 12 stupni volnosti. Ale ta skvělá část je uživatelské rozhraní. Tento kabel je optické vlákno. A tato studentka, používá to zřejmě poprvé, ale dovede tím pohybovat mnoha různými způsoby. Takže na příklad v Iráku, jak víte, válečné zóně, jsou výbušniny na cestách. V současnosti se používají k jejich zneškodnění dálkově ovládaná vozidla s rukama. Zabere to opravdu hodně času a zároveň je drahé vyškolit operátora k ovládání složité ruky. V našem případě je to velice intuitivní. Tento student, i když ji pravděpodobně používá poprvé, dělá velmi složité manipulační úkony, zvedá předměty a manipuluje s nimi, jak vidíte. Velmi intuitivní.
This robot is actually a family of snake robots that we call HyDRAS, Hyper Degrees-of-freedom Robotic Articulated Serpentine. This is a robot that can climb structures. This is a HyDRAS's arm. It's a 12-degrees-of-freedom robotic arm. But the cool part is the user interface. The cable over there, that's an optical fiber. This student, it's probably her first time using it, but she can articulate it in many different ways. So, for example, in Iraq, the war zone, there are roadside bombs. Currently, you send these remotely controlled vehicles that are armed. It takes really a lot of time and it's expensive to train the operator to operate this complex arm. In this case, it's very intuitive; this student, probably his first time using it, is doing very complex manipulation tasks, picking up objects and doing manipulation, just like that. Very intuitive.
A nyní, toto je v současnosti náš vlajkový robot. Máme dokonce fan klub tohoto robota. DARwIn: Dynamický Antropomorfní Robot s Inteligencí. Jak víte, velice se zajímáme o humanoidní roboty, lidskou chůzi, a tak jsme se rozhodli postavit malého humanoidního robota. Bylo to v roce 2004. Tehdy to bylo něco opravdu revolučního. Byla to spíše studie o proveditelnosti: Jaké typy motorů bychom měli použít? Je to vůbec možné? Jaké druhy ovládání použít? Tento nemá žádné senzory. Je to robot bez zpětné vazby. Pro ty, kteří možná ví, pokud nemáte žádné senzory a v okolí jsou nějaké překážky, víte, co se stane. (Smích)
Now, this robot is currently our star robot. We actually have a fan club for the robot, DARwIn: Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence. As you know, we're very interested in human walking, so we decided to build a small humanoid robot. This was in 2004; at that time, this was something really, really revolutionary. This was more of a feasibility study: What kind of motors should we use? Is it even possible? What kinds of controls should we do? This does not have any sensors, so it's an open-loop control. For those who probably know, if you don't have any sensors and there's any disturbances, you know what happens. (Laughter)
Po tomto úspěchu jsme následující rok udělali vlastní mechanický návrh začínající kinematikou. A tak se v roce 2005 narodil DARwIn I. Postaví se, chodí -- velmi působivé. Avšak stále, jak můžete vidět, má kabel, pupeční šňůru. Stále používáme externí pohonný zdroj a externí výpočty.
Based on that success, the following year we did the proper mechanical design, starting from kinematics. And thus, DARwIn I was born in 2005. It stands up, it walks -- very impressive. However, still, as you can see, it has a cord, an umbilical cord. So we're still using an external power source and external computation.
V roce 2006 byl čas na trochu zábavy. Dejme mu inteligenci. Dáme mu všechnu výpočetní sílu, kterou potřebuje: 1, 5 GHz Pentium M mikroprocesor, dvě Fire Wire kamery, gyroskopy, akcelerometry, čtyři senzory sil na nohou, lithium-polymerové baterie. A DARwIn II je kompletně samostatný. Není dálkově ovládaný. Není na žádných řetězech. Rozhlíží se kolem sebe, hledá míč, rozhlíží se, hledá míč, a snaží se hrát fotbal. Samostatně: umělá inteligence. Podívejme se, jak to dělá. Tohle byl úplně první pokus. A ... Diváci (Video): Gól!
So in 2006, now it's really time to have fun. Let's give it intelligence. We give it all the computing power it needs: a 1.5 gigahertz Pentium M chip, two FireWire cameras, rate gyros, accelerometers, four forced sensors on the foot, lithium polymer batteries -- and now DARwIn II is completely autonomous. It is not remote controlled. There's no tethers. It looks around, searches for the ball ... looks around, searches for the ball, and it tries to play a game of soccer autonomously -- artificial intelligence. Let's see how it does. This was our very first trial, and ...
(Video) Spectators: Goal!
Dennis Hong: Existuje soutěž jménem RoboCup. Nevím, kolik z vás o ní slyšelo. Je to mezinárodní soutěž autonomních robotů ve fotbale. A cíl RoboCupu, skutečný cíl je, abychom v roce 2050 měli autonomní humanoidní roboty ve velikosti člověka, kteří budou hrát Mistrovství světa ve fotbale proti lidem, a vyhrají. Je to opravdu skutečný cíl. Je to velice ambiciózní cíl,
Dennis Hong: There is actually a competition called RoboCup. I don't know how many of you have heard about RoboCup. It's an international autonomous robot soccer competition. And the actual goal of RoboCup is, by the year 2050, we want to have full-size, autonomous humanoid robots play soccer against the human World Cup champions and win. (Laughter)
ale věříme, že to dokážeme.
It's a true, actual goal. It's a very ambitious goal, but we truly believe we can do it.
Tohle je loňský ročník v Číně. Byli jsme úplně první tým ze Spojených států, který se kvalifikoval v soutěži RoboCup humanoidních robotů. Tento rok se soutěž koná v Rakousku. Tady máte možnost vidět hru, tři proti třem, zcela samostatně. Hrají. Ano!
This is last year in China. We were the very first team in the United States that qualified in the humanoid RoboCup competition. This is this year in Austria. You're going to see the action is three against three, completely autonomous. (Video) (Crowd groans)
Roboti hru sledují a týmově hrají proti sobě. Je to velice působivé. A ve skutečnosti to je výzkum zabalený v mnohem více vzrušujícím soutěžním utkání. Tady vidíte krásný pohár Louis Vuitton Cup. Je pro nejlepšího humanoida, a my bychom jej velice rádi poprvé přivezli do Spojených států příští rok, tak nám držte palce. (Potlesk) Děkuji.
DH: There you go. Yes! The robots track and they team-play amongst themselves. It's very impressive. It's really a research event, packaged in a more exciting competition event. What you see here is the beautiful Louis Vuitton Cup trophy. This is for the best humanoid. We'd like to bring this, for the first time, to the United States next year, so wish us luck. (Applause) Thank you.
DARwIn má rovněž hodně jiných dovedností. V loňském roce dirigoval Symfonický orchestr Roanoke během prázdninových koncertů. Toto je další generace robota, DARwIn IV, je chytřejší, rychlejší, silnější. A snaží se předvést své schopnosti: "Jsem frajer, jsem silný. Dovedu provádět pohyby jako Jackie Chan, pohyby z bojových umění." (Smích) A teď odchází. Takže toto je DARwIn IV. Opět jej budete moci vidět v hale. Plně věříme, že bude úplně prvním běhajícím humanoidním robotem ve Spojených státech. Takže se můžete těšit.
(Applause) DARwIn also has a lot of other talents. Last year, it actually conducted the Roanoke Symphony Orchestra for the holiday concert. This is the next generation robot, DARwIn IV, much smarter, faster, stronger. And it's trying to show off its ability: "I'm macho, I'm strong." (Laughter) "I can also do some Jackie Chan-motion, martial art movements." (Laughter) And it walks away. So this is DARwIn IV. Again, you'll be able to see it in the lobby. We truly believe this will be the very first running humanoid robot in the United States.
Dobře. Takže jsem vám ukázal některé z našich úžasných robotů v praxi. Takže co je tajemstvím našeho úspěchu? Odkud jsme přišli k těmto nápadům? Jak rozvíjíme tyto druhy nápadů? Máme plně autonomní vozidlo, které dovede jezdit v městských prostředích. Vyhráli jsme půl milionu dolarů v DARPA Urban Challenge. Rovněž máme světově první vozidlo, které mohou řídit slepí. Nazýváme jej Blind Driver Challenge, je to hodně vzrušující. A mnoho mnoho dalších robotických projektů, o kterých chci mluvit. Tohle jsou ceny, které jsme získali na podzim 2007 na soutěžích v robotice a podobných záležitostech.
So stay tuned. All right. So I showed you some of our exciting robots at work. So, what is the secret of our success? Where do we come up with these ideas? How do we develop these kinds of ideas? We have a fully autonomous vehicle that can drive into urban environments. We won a half a million dollars in the DARPA Urban Challenge. We also have the world's very first vehicle that can be driven by the blind. We call it the Blind Driver Challenge, very exciting. And many, many other robotics projects I want to talk about. These are just the awards that we won in 2007 fall from robotics competitions and those kinds of things.
Ve skutečnosti máme pět tajemství. První je: Kde získáváme inspiraci? Kde získáváme tyto záblesky představ? Toto je pravdivý příběh, můj osobní příběh. V noci, když jdu spát, kolem třetí či čtvrté hodiny ráno, lehnu si, zavřu oči a kolem mě se prohánějí křivky a kruhy a nejrůznější tvary. A ty se skládají, čímž utváří tyhle druhy mechanismů. A tuhle si pomyslím: "Tohle je skvělé!“ A tak vedle postele mám sešit se speciálním perem, které má zabudované světlo, LED diodu, protože nechci zapínat světlo, abych nevzbudil manželku.
So really, we have five secrets. First is: Where do we get inspiration? Where do we get this spark of imagination? This is a true story, my personal story. At night, when I go to bed, at three, four in the morning, I lie down, close my eyes, and I see these lines and circles and different shapes floating around. And they assemble, and they form these kinds of mechanisms. And I think, "Ah, this is cool." So right next to my bed I keep a notebook, a journal, with a special pen that has an LED light on it, because I don't want to turn on the light and wake up my wife.
Takže, vše, co mě napadne, si načmárám, nakreslím, pak jdu spát. Každý den ráno první věc, kterou udělám předtím, než si dám šálek kávy a než si vyčistím zuby, je, že otevřu svůj sešit. Častokrát je prázdný, občas v něm něco mám -- pokud v něm něco je, občas to je brak -- ale nejčastěji se stává, že to po sobě nedokážu přečíst. Ale tak co byste čekali ve čtyři ráno, že? A tak potřebuji rozluštit, co jsem si zapsal. Ale občas v tom vidím geniální nápad, a tak mám přesně ten heuréka okamžik. Utíkám přímo do své domácí kanceláře posadit se před počítač, procházím myšlenkami, načrtávám nápady a ukládám je do databáze nápadů. Tak když máme výzvy k předkládání návrhů, snažím se nalézt spojitost mezi svými nápady a problémem. Je-li shoda, vypíšeme návrh na výzkumný projekt, dostaneme financování výzkumu, a tak začneme náš výzkumný program.
So I see this, scribble everything down, draw things, and go to bed. Every day in the morning, the first thing I do, before my first cup of coffee, before I brush my teeth, I open my notebook. Many times it's empty; sometimes I have something there. If something's there, sometimes it's junk. But most of the time, I can't read my handwriting. Four in the morning -- what do you expect, right? So I need to decipher what I wrote. But sometimes I see this ingenious idea in there, and I have this eureka moment. I directly run to my home office, sit at my computer, I type in the ideas, I sketch things out and I keep a database of ideas. So when we have these calls for proposals, I try to find a match between my potential ideas and the problem. If there's a match, we write a research proposal, get the research funding in,
Ale jen záblesk nápadu nestačí. Jak rozvíjíme tyto druhy nápadů? V naší laboratoři RoMeLa, Laboratoři Robotických Mechanismů, máme úžasná brainstormingová setkání. Sejdeme se, diskutujeme o problémech a společenských problémech a mluvíme o tom všem. Ale předtím než začneme, ustanovíme zlaté pravidlo. Pravidlo zní: Nikdo nekritizuje nápady druhých. Nikdo nekritizuje ničí názor. Toto je důležité, protože mnohokrát mají studenti strach, anebo jim není příjemné to, jak budou o jejich názorech a myšlenkách přemýšlet jiní.
and that's how we start our research programs. But just a spark of imagination is not good enough. How do we develop these kinds of ideas? At our lab RoMeLa, the Robotics and Mechanisms Laboratory, we have these fantastic brainstorming sessions. So we gather around, we discuss problems and solutions and talk about it. But before we start, we set this golden rule. The rule is: nobody criticizes anybody's ideas. Nobody criticizes any opinion. This is important, because many times, students fear or feel uncomfortable about how others might think about their opinions and thoughts.
Když to jednou uděláte, je fascinující, jak se studenti rozhovoří. Mají bláznivé, úžasné, střelené, hluboké myšlenky, a celá místnost je tak elektrizována kreativní energií. A takto my rozvíjíme své nápady.
So once you do this, it is amazing how the students open up. They have these wacky, cool, crazy, brilliant ideas, and the whole room is just electrified with creative energy. And this is how we develop our ideas.
Nuže, už nám dochází čas. Ještě jedna věc, o které chci mluvit, je, víte, že pouhý záblesk nápadu a jeho rozvoj nestačí. Byl zde na TED úžasný moment, myslím, že to byl pan Ken Robinson. Mluvil o tom, jak vzdělání a škola zabíjejí kreativitu. Nuže, ve skutečnosti jsou zde dvě strany této mince. Nelze všechno udělat jen s geniálním nápadem, kreativitou a dobrou inženýrskou intuicí. Jestliže chcete jít dál za pouhé bastlení, jestliže chcete jít za zálibu v robotice, a skutečně se utkat s těmi největšími výzvami robotiky prostřednictvím přísného výzkumu, pak potřebujeme více než toto. A to je místem, kde přichází škola ke slovu.
Well, we're running out of time. One more thing I want to talk about is, you know, just a spark of idea and development is not good enough. There was a great TED moment -- I think it was Sir Ken Robinson, was it? He gave a talk about how education and school kill creativity. Well, actually, there's two sides to the story. So there is only so much one can do with just ingenious ideas and creativity and good engineering intuition. If you want to go beyond a tinkering, if you want to go beyond a hobby of robotics and really tackle the grand challenges of robotics through rigorous research, we need more than that.
Batman, který bojuje proti zločincům, má svůj úžasný opasek s nástroji, má záchytný hák, má nejrůznější typy vychytávek. Pro nás robotiky, inženýry a vědce jsou tyto věci zadáními, kterými se zabýváme v našich kurzech na školách. Matematika, diferenciální rovnice. Mám lineární algebru, vědu, fyziku, v současnosti i chemii a biologii, jak jste sami viděli. Tohle všechno jsou nástroje, které potřebujeme. Takže čím více věcí Batman má, tím efektivnější je jeho boj se zločinci, tak i pro nás, více nástrojů slouží k lepšímu boji s těžkými problémy. Takže vzdělání je velice důležité.
This is where school comes in. Batman, fighting against the bad guys, he has his utility belt, he has his grappling hook, he has all different kinds of gadgets. For us roboticists, engineers and scientists, these tools are the courses and classes you take in class. Math, differential equations. I have linear algebra, science, physics -- even, nowadays, chemistry and biology, as you've seen. These are all the tools we need. So the more tools you have, for Batman, more effective at fighting the bad guys, for us, more tools to attack these kinds of big problems. So education is very important.
Ale není to o tomto, jenom o tomto. Musíte také pracovat opravdu, ale opravdu tvrdě. A tak vždy svým studentům říkám: "Pracuj chytře, pak pracuj tvrdě.“ Tento obrázek vzadu byl pořízen ve 3 hodiny po půlnoci. Zaručuji vám, že když přijdete do naší laboratoře mezi třetí a čtvrtou hodinou ráno, narazíte zde na pracující studenty. Nikoli proto, že bych jim to nařídil, ale proto, že nás to opravdu hodně baví. Což vede k poslednímu tématu: Nezapomínejte se bavit. Tohle je skutečným tajemstvím našeho úspěchu, užíváme si mnoho legrace. Opravdu jsem přesvědčen, že nejvyšší produktivita přichází, když se bavíte, a to my děláme. Tak vidíte. Mockrát vám děkuji. (Potlesk)
Also -- it's not only about that. You also have to work really, really hard. So I always tell my students, "Work smart, then work hard." This picture in the back -- this is three in the morning. I guarantee if you come to our lab at 3, 4am, we have students working there, not because I tell them to, but because we are having too much fun. Which leads to the last topic: do not forget to have fun. That's really the secret of our success, we're having too much fun. I truly believe that highest productivity comes when you're having fun, and that's what we're doing. And there you go. Thank you so much.