Λοιπόν, το πρώτο ρομπότ για το οποίο θα μιλήσουμε λέγεται STriDER Που σημαίνει: Αυτοτροφοδοτούμενο Τρίποδο Δυναμικό Πειραματικό Ρομπότ Είναι ένα ρομπότ που έχει τρία πόδια το οποίο έχει εμπνευστεί από την φύση Αλλά έχετε δει κάτι στη φύση κάποιο ζώο με τρία πόδια; Μάλλον όχι. Γιατί λοιπόν το αποκαλώ βιολογικά εμπνευσμένο ρομπότ; Πως θα λειτουργούσε; Αλλά πριν από αυτό, ας δούμε τον λαϊκό πολιτισμό. Θα ξέρετε λοιπόν τον H.G. Wells του "Πόλεμος των Κόσμων", βιβλίο και ταινία. Και αυτό που βλέπετε εδώ είναι ένα πολύ δημοφιλές βιντεοπαιχνίδι. Στο μυθιστόρημα περιγράφονται αυτά τα εξωγήινα πλάσματα ότι είναι ρομπότ με τρία πόδια που θέλουν να τρομοκρατήσουν την Γη. Το ρομπότ μου όμως, STriDER, δεν κινείται έτσι.
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.
Αυτή είναι μια πραγματική δυναμική προσομοίωση. Θα σας δείξω απλά πως λειτουργεί το ρομπότ. Γυρίζει το σώμα του 180 μοίρες. Περιστρέφει το πόδι του ανάμεσα στα άλλα δύο για να αποφύγει την πτώση. Έτσι περπατάει λοιπόν. Αλλά όταν κοιτάς εμάς τα ανθρώπινα όντα, με δίποδο περπάτημα, αυτό που κάνεις είναι ότι δεν χρησιμοποιείς ένα μυ στην ουσία για σηκώσεις το πόδι σου και να περπατήσεις όπως ένα ρομπότ. Σωστά; Αυτό που κάνεις πραγματικά είναι πως γυρίζεις το πόδι σου για να αποφύγεις την πτώση, σηκώνεσαι πάλι, γυρίζεις το πόδι σου και αποφεύγεις την πτώση. Χρησιμοποιώντας τις εσωτερικές σου δυνάμεις, τη φυσική του σώματος σας, όπως ένα εκκρεμές. Αυτή την ιδέα τη λέμε Παθητική Δυναμική Κίνηση. Αυτό που κάνετε είναι, σηκώνεστε, δυναμική ενέργεια σε κινητική ενέργεια, δυναμική ενέργεια σε κινητική ενέργεια. Είναι μια συνεχόμενη διαδικασία πτώσης. Έτσι λοιπόν, αν και δεν υπάρχει κάτι στη φύση που να μοιάζει με αυτό, όντως εμπνευστήκαμε από την βιολογία και εφαρμόσαμε τις αρχές του περπατήματος σε αυτό το ρομπότ, γι' αυτό είναι ένα βιολογικά εμπνευσμένο ρομπότ.
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.
Όσα βλέπετε εδώ, είναι αυτά που θέλουμε να κάνουμε μετά. Θέλουμε να διπλώνει τα πόδια και να πετάγεται ψηλά και σε μακριά εμβέλεια. Και χρησιμοποιεί τα πόδια, μοιάζει περίπου σαν τον "Πόλεμο των Άστρων" Όταν προσγειώνεται, απορροφά τον κραδασμό και αρχίζει να περπατάει. Αυτό που βλέπετε εδώ, αυτό το κίτρινο πράγμα, δεν είναι ακτίνα θανάτου. Απλά σας δείχνουμε ότι εάν έχεις κάμερες
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.
ή διαφορετικού τύπου αισθητήρες επειδή είναι ψηλό, είναι 1,8 μέτρα ψηλό, μπορείς να βλέπεις πάνω από εμπόδια όπως θάμνοι και άλλα τέτοια.
(Laughter) This is just to show you that if you have cameras or different types of sensors, because it's 1.8 meters tall,
Έχουμε λοιπόν δύο πρωτότυπα. Η πρώτη έκδοση, πίσω, είναι το STriDER 1. Αυτό μπροστά, το μικρότερο, είναι το STriDER 2. Το πρόβλημα που είχαμε με το STriDER 1 είναι ότι έχει πολύ βάρος στο σώμα. Είχαμε τόσους πολλούς κινητήρες, ξέρετε, ευθυγράμμιση των αρθρώσεων και τέτοια πράγματα. Έτσι, αποφασίσαμε να συνθέσουμε ένα μηχανικό μηχανισμό ώστε να απαλλαγούμε από όλα αυτά τα μοτέρ και με ένα μόνο κινητήρα να συντονίσουμε όλες τις κινήσεις. Είναι μια μηχανική λύση στο πρόβλημα, αντί να χρησιμοποιήσουμε μηχατρονική. Έτσι, τώρα, ο κορμός είναι αρκετά ελαφρύς ώστε να μπορεί να περπατήσει σε ένα εργαστήριο. Αυτό ήταν το πρώτο επιτυχημένο βήμα. Δεν είναι ακόμα τέλειο. Ο καφές πέφτει κάτω, και έχουμε αρκετή δουλειά να κάνουμε.
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.
Το δεύτερο ρομπότ που θέλω να μιλήσω γι' αυτό λέγεται IMPASS. Που σημαίνει Ευφυής Κινητική Πλατφόρμα με Σύστημα Ενεργών Ακτίνων. Είναι λοιπόν ένα υβριδικό ρομπότ με πόδια-ρόδες. Σκεφτείτε λοιπόν ένα τροχό χωρίς ζάντα, ή ένα τροχό με ακτίνες. Αλλά οι ακτίνες αυτόνομα κινούνται μέσα και έξω από το κόμβο. Είναι ένα υβρίδιο πόδι-τροχός. Κυριολεκτικά ξαναεφευρίσκουμε τον τροχό εδώ. Αφήστε με να σας παρουσιάσω πως λειτουργεί. Σε αυτό το βίντεο χρησιμοποιούμε μία προσέγγιση αποκαλούμενη προσέγγιση αντίδρασης. Απλά χρησιμοποιεί τους αισθητήρες αφής στα πόδια, και προσπαθεί να περάσει ένα μεταβλητό έδαφος, μια μαλακή επιφάνεια όπου πατάει κάτω και αλλάζει. Και μόνο από τις πληροφορίες αφής περνάει με επιτυχία πάνω από αυτού του τύπου τις επιφάνειες.
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.
Αλλά όταν αντιμετωπίζει ένα πολύ ακραίο έδαφος, σε αυτή την περίπτωση, το εμπόδιο είναι περισσότερο από τρεις φορές το ύψος του ρομπότ, Τότε αλλάζει σε μια ενεργητική λειτουργία, που χρησιμοποιεί έναν ανιχνευτή απόστασης με λέιζερ και συστήματα κάμερας, τα οποία αναγνωρίζουν το εμπόδιο και το μέγεθος, και υπολογίζει, υπολογίζει προσεκτικά την κίνηση των ακτίνων, και τη συντονίζει ώστε να μπορεί να μας δείξει ένα είδος πολύ πολύ εντυπωσιακής κίνησης. Πιθανότατα να μην έχετε δει κάτι τέτοιο εκεί έξω. Είναι ένα πολύ ευκίνητο ρομπότ και αυτό που κατασκευάσαμε, λέγεται IMPASS. Α! Δεν είναι ωραίο;
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?
Όταν οδηγείς το αυτοκίνητο σου, όταν στρίβεις το αυτοκίνητο σου, χρησιμοποιείς μια μέθοδο που λέγεται οδήγηση Άκερμαν. Οι μπροστινές ρόδες στρέφονται έτσι. Για τα περισσότερα από αυτά τα μικρά τροχήλατα ρομπότ χρησιμοποιούν μια μέθοδο που λέγεται διαφορική στροφή όπου η αριστερή και η δεξιά ρόδα γυρίζουν με αντίθετη κατεύθυνση. Για το IMPASS, μπορούμε να έχουμε πολλούς διαφορετικούς τρόπους κίνησης. Π.χ. σε αυτή την περίπτωση, παρότι ο αριστερός και ο δεξιός τροχός είναι ενωμένοι σε ένα μόνο άξονα, περιστρέφονται στην ίδια ταχύτητα. Απλά αλλάζουμε το μήκος της ακτίνας. Επηρεάζει την διάμετρο και μετά στρίβει αριστερά, στρίβει δεξιά. Αυτά ήταν λοιπόν κάποια παραδείγματα των πραγμάτων που μπορούμε να κάνουμε με το IMPASS.
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.
Αυτό το ρομπότ ονομάζεται CLIMBer Κρεμαστό Αρθρωτό Ρομπότ Ευφυούς Συμπεριφοράς Αντιστοίχισης. Λοιπόν, έχω μιλήσει πολύ για τους επιστήμονες του JPL της ΝΑΣΑ, στο JPL είναι διάσημοι για τα οχήματα του πλανήτη Άρη. Και οι επιστήμονες, οι γεωλόγοι, πάντα μου λένε ότι η πραγματικά ενδιαφέρουσα επιστήμη, τα επιστημονικά ενδιαφέροντα μέρη, είναι πάντα οι γκρεμοί. Αλλά τα τωρινά οχήματα δεν μπορούν να φτάσουν εκεί. Έτσι λοιπόν, εμπνευσμένοι από το ότι θέλαμε να κατασκευάσουμε ένα ρομπότ που να μπορεί να σκαρφαλώσει ένα βραχώδες περιβάλλον.
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.
Αυτό λοιπόν είναι το CLIMBeR. Αυτό που κάνει, έχει τρία πόδια. Είναι προφανώς δύσκολο να φανεί, αλλά έχει ένα βίντσι και ένα καλώδιο στη κορυφή. Και προσπαθεί να καταλάβει το καλύτερο μέρος για να πατήσει το πόδι του. Και μόλις το βρει σε πραγματικό χρόνο υπολογίζει την κατανομή δύναμης. Πόση δύναμη χρειάζεται να ασκήσει στην επιφάνεια για να μην πέσει και να μην γλιστρήσει. Μόλις σταθεροποιηθεί, σηκώνει το ένα πόδι, και με το βίντσι, μπορεί να σκαρφαλώσει αυτά τα μέρη. Επίσης για εφαρμογές αναζήτησης και διάσωσης.
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.
Πριν από πέντε χρόνια, δούλευα στο τμήμα JPL της ΝΑΣΑ κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού ως επιστημονικός συνεργάτης. Και είχαν ήδη ένα εξάποδο ρομπότ ονομαζόμενο LEMUR. Αυτό λοιπόν βασίζεται σε εκείνο. Αυτό το ρομπότ λέγεται MARS, Ρομποτικό Σύστημα Πολλαπλών Προσαρτημάτων. Είναι ένα εξάποδο ρομπότ. Αναπτύξαμε τον σχεδιαστή προσαρμοστικό βηματισμού. Βασικά έχουμε ένα πολύ ενδιαφέρον ωφέλιμο φορτίο εκεί. Οι μαθητές θέλουν να περνάνε καλά. Και εδώ μπορείτε να δείτε ότι περπατάει σε ένα αδόμητο έδαφος. Προσπαθεί να περπατήσει σε ένα τραχύ έδαφος,
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.
μια αμμώδη περιοχή, αλλά ανάλογα με την περιεκτικότητα της υγρασίας ή το μέγεθος κόκκου της άμμου η βύθιση του ποδιού αλλάζει. Προσπαθεί λοιπόν να προσαρμόσει το βάδισμα του επιτυχώς σε τέτοια εδάφη. Και επίσης κάνει μερικά διασκεδαστικά πράγματα, όπως μπορείτε να φανταστείτε. Έχουμε τόσους πολλούς επισκέπτες στα εργαστήρια μας. Όταν οι επισκέπτες έρχονται, το MARS πάει σε έναν υπολογιστή, και αρχίζει να γράφει "Γεια, το όνομα μου είναι MARS." Καλωσορίσατε στη RoMeLa το Εργαστήριο Ρομποτικών Μηχανισμών του 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."
Αυτό το ρομπότ είναι ένα ρομπότ-αμοιβάδα. Τώρα, δεν έχουμε αρκετό χρόνο για να προχωρήσουμε σε τεχνικές λεπτομέρειες, Θα σας δείξω απλά μερικά πειράματα. Να ένα από τα πειράματα πρωταρχικής σκοπιμότητας. Αποθηκεύουμε δυναμική ενέργεια στο ελαστικό δέρμα για να το κάνουμε να κινηθεί. Ή χρησιμοποιούμε εντατήρες για να το κάνουμε να κινηθεί μπροστά ή πίσω. Αυτό ονομάζεται ChiMERA. Έχουμε επίσης δουλέψει με μερικούς επιστήμονες και τεχνικούς από το UPenn (Παν. Πενσυλβάνιας) για να καταλήξουμε σε μία χημικά ενεργοποιούμενη έκδοση αυτού του ρομπότ αμοιβάδα. Κάνουμε κάτι για κάτι και είναι απλά σαν μαγεία, κινείται. Η σταγόνα.
(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."
Αυτό το ρομπότ είναι ένα πρόσφατο έργο. Αποκαλείται RAPHaEL. Ρομποτικό Χέρι με Ελαστικούς Συνδέσμους Πίεσης Αέρα. Υπάρχουν πολλά πραγματικά ξεκάθαρα, πολύ καλά ρομποτικά χέρια εκεί έξω στην αγορά. Το πρόβλημα είναι ότι είναι απλά πολύ ακριβά, δεκάδες χιλιάδες δολάρια. Έτσι, για τις προσθετικές εφαρμογές πιθανόν να μην είναι τόσο πρακτικό, γιατί δεν είναι οικονομικά προσιτό. Θέλαμε να αντιμετωπίσουμε αυτό το πρόβλημα με μία πολύ διαφορετική κατεύθυνση. Αντί για να χρησιμοποιούμε ηλεκτρικά μοτέρ, ηλεκτρομηχανικούς ενεργοποιητές, χρησιμοποιούμε πεπιεσμένο αέρα. Αναπτύξαμε αυτούς τους πρωτοπορειακούς ενεργοποιητές για τις αρθρώσεις. Είναι περίπλοκο. Μπορείς στην πραγματικότητα να αλλάξεις την δύναμη, απλά αλλάζοντας την πίεση του αέρα. Και μπορεί να συνθλίψει ένα άδειο τενεκεδάκι σόδας. Μπορεί να σηκώσει λεπτεπίλεπτα αντικείμενα όπως ένα ωμό αυγό, ή σε αυτή την περίπτωση, μία λάμπα. Το καλύτερο, χρειάστηκαν μόλις 200 δολάρια για να φτιαχτεί το πρώτο πρωτότυπο.
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.
Αυτό το ρομπότ στην πραγματικότητα ανήκει στα ρομπότ φίδια το ονομάζουμε HyDRAS, Ρομποτικό Αρθρωτό Οφιοειδές Πολλών Βαθμών Ελευθερίας. Αυτό το ρομπότ μπορεί να σκαρφαλώσει οικοδομήματα. Αυτός είναι ο βραχίονας του HyDRAS. Είναι ρομποτικός βραχίονας 12 βαθμών ελευθερίας. Αλλά το καλύτερο μέρος είναι το περιβάλλον του χρήστη. Αυτό το καλώδιο εκεί, είναι μια οπτική ίνα. Και αυτή η μαθήτρια, πιθανότατα πρώτη φορά το χρησιμοποιεί, αλλά μπορεί να το κινήσει με πολλούς διαφορετικούς τρόπους. Για παράδειγμα στο Ιράκ, ξέρετε, την εμπόλεμη ζώνη, όπου υπάρχουν βόμβες στο δρόμο. Στέλνετε επί του παρόντος αυτό το τηλεχειριζόμενο όχημα που είναι ένοπλο. Παίρνει πραγματικά πολύ χρόνο και είναι ακριβό για να διδάξεις τον χρήστη να χρησιμοποιεί αυτό τον περίπλοκο βραχίονα. Σε αυτή την περίπτωση είναι πολύ διαισθητικό. Αυτός ο μαθητής, πιθανότατα η πρώτη φορά που το χρησιμοποιεί, κάνει ένα εξαιρετικά πολύπλοκο χειραγωγικό έργο, σηκώνει αντικείμενα και το χειραγωγεί, έτσι απλά, πολύ διαισθητικό.
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.
Τώρα, αυτό το ρομπότ είναι ο σταρ μας. Έχουμε βασικά ένα φαν κλαμπ για το ρομπότ DARwIn, Δυναμικό Ανθρωπομορφικό Ρομπότ με Νοημοσύνη. Όπως ξέρετε ενδιαφερόμαστε πολύ για τα ανθρωποειδή ρομπότ, το ανθρώπινο περπάτημα, έτσι αποφασίσαμε να φτιάξουμε ένα μικρό ανθρωποειδές ρομπότ. Αυτό ήταν το 2004, εκείνη την περίοδο ήταν κάτι πραγματικά επαναστατικό. Ήταν περισσότερο μια μελέτη σκοπιμότητας, τι είδους μοτέρ θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε; Είναι πραγματικά εφικτό; Τι είδους χειρισμούς πρέπει να κάνουμε; Έτσι αυτό δεν έχει καθόλου αισθητήρες. Ελέγχεται από έναν ανοιχτό βρόχο. Γι' αυτούς που πιθανότατα γνωρίζουν, εάν δεν έχεις καθόλου αισθητήρες και υπάρχουν μερικές διαταραχές, ξέρετε τι συμβαίνει. (Γέλια)
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)
Έτσι, βασισμένοι σε αυτή την επιτυχία, το επόμενο έτος κάναμε τη σωστή μηχανική σχεδίαση ξεκινώντας από την κινηματική. Και έτσι, το DARwIn 1 γεννήθηκε το 2005. Σηκώνεται. Περπατάει, πολύ εντυπωσιακό. Παρ' όλα αυτά, ακόμη, όπως μπορείτε να δείτε, έχει ένα καλώδιο, ομφάλιο λώρο. Χρησιμοποιούμε λοιπόν ακόμη εξωτερική πηγή ενέργειας, και εξωτερικούς υπολογισμούς.
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.
Έτσι το 2006, τώρα είναι πραγματικά ώρα για διασκέδαση. Ας του δώσουμε ευφυΐα. Του δίνουμε όλες τις υπολογιστικές δυνάμεις που χρειάζεται, Επεξεργαστή Pentium Μ 1,5 Gigaherz, δύο κάμερες Firewire, οκτώ γυροσκόπια, επιταχυνσιόμετρο, τέσσερις αισθητήρες ροπής στο πόδι, μπαταρίες λιθίου. Και τώρα το DARwIn 2 είναι τελείως αυτόνομο. Δεν είναι τηλεχειριζόμενο. Δεν υπάρχει δεσμός. Κοιτάει τριγύρω, ψάχνει την μπάλα, κοιτάει τριγύρω, ψάχνει την μπάλα και προσπαθεί να παίξει ποδόσφαιρο, αυτόνομα, τεχνητή νοημοσύνη. Ας δούμε πως το κάνει. Αυτή είναι η πρώτη μας δοκιμή, και...Βίντεο: Γκολ!
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!
Υπάρχει βασικά ένας διαγωνισμό που λέγεται RoboCup. Δεν γνωρίζω πόσοι από εσάς έχετε ακούσει για το RoboCup. Είναι ένας διεθνής διαγωνισμός ποδοσφαίρου αυτόνομων ρομπότ. Και ο στόχος του RoboCup, ο πραγματικός στόχος είναι, μέχρι το 2050 θέλουμε να φτιάξουμε κανονικού μεγέθους αυτόνομα ρομπότ που θα παίξουν ποδόσφαιρο ενάντια στους ανθρώπινους παγκόσμιους πρωταθλητές και να κερδίσουν. Είναι ένας πολύ αληθινός στόχος. Πολύ φιλόδοξος,
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)
αλλά πραγματικά πιστεύουμε ότι μπορούμε να το κάνουμε.
It's a true, actual goal. It's a very ambitious goal, but we truly believe we can do it.
Έτσι εδώ είμαστε πέρυσι στην Κίνα. Ήμασταν η πρώτη ομάδα των Ηνωμένων Πολιτειών που προκριθήκαμε σ'ένα διαγωνισμό ανθρωπόμορφων ρομπότ. Αυτό είναι φέτος, ήταν στην Αυστρία. Πρόκειται να δείτε σε δράση, τρεις εναντίον τριών, τελείως αυτόνομα. Ορίστε. Ναι!
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)
Τα ρομπότ εντοπίζουν και μετά παίζουν, παίζουν μεταξύ τους. Πολύ εντυπωσιακό. Είναι μια ερευνητική εκδήλωση πακεταρισμένη σε μία πιο ενδιαφέρουσα ανταγωνιστική εκδήλωση. Αυτό που βλέπετε εδώ, αυτό είναι το όμορφο τρόπαιο Λουίς Βιττόν του κυπέλλου. Αυτό λοιπόν είναι το καλύτερο ανθρωποειδές, και θα θέλαμε να το φέρουμε για πρώτη φορά στις Ηνωμένες Πολιτείες, το επόμενο έτος, ευχηθείτε μας λοιπόν καλή τύχη. Ευχαριστώ. (Χειροκρότημα)
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.
Το DARwIn έχει επίσης και άλλα ταλέντα. Το περασμένο έτος διεύθυνε την Συμφωνική Ορχήστρα του Ρόανοκ στο κονσέρτο των διακοπών. Αυτό είναι η επόμενη γενιά ρομπότ, το DARwIn 4, αλλά μικρότερο, γρηγορότερο, δυνατότερο. Και προσπαθεί να επιδείξει την ικανότητα του. "Είμαι αρρενωπός, είμαι δυνατός." Μπορώ επίσης να κάνω μερικές πολεμικές κινήσεις του Τζάκι Τσαν. (Γέλια) Και φεύγει μακριά. Αυτό λοιπόν είναι το DARwIn 4, ξανά, είναι εφικτό να το δείτε στο λόμπι. Πιστεύουμε βαθιά ότι αυτό θα είναι το πρώτο ανθρωποειδούς ρομπότ που τρέχει στις ΗΠΑ. Γι' αυτό μείνετε συντονισμένοι.
(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.
ΟΚ, σας έδειξα μερικά συναρπαστικά ρομπότ στην δουλειά. Και ποιο λοιπόν είναι το μυστικό της επιτυχίας μας; Πως εμπνεόμαστε αυτές τις ιδέες; Πως αναπτύσσουμε αυτές τις ιδέες; Έχουμε ένα απόλυτα αυτόνομο όχημα που μπορούμε να οδηγούμε σε αστικές περιοχές. Κερδίσαμε μισό εκατομμύριο δολάρια στο Διαγωνισμό Πόλης του DARPA. Επίσης έχουμε το πρώτο όχημα στον κόσμο που μπορεί να οδηγηθεί από έναν τυφλό. Το αποκαλούμε η πρόκληση του τυφλού οδηγού, πολύ συναρπαστικό, και πολλά πολλά άλλα ρομποτικά έργα για τα οποία θα ήθελα να μιλήσω. Αυτά είναι απλά τα βραβεία που κερδίσαμε το φθινόπωρο του 2007, από ρομποτικούς διαγωνισμούς και τα σχετικά.
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.
Βασικά έχουμε πέντε μυστικά. Το πρώτο είναι από πού παίρνουμε την έμπνευση, από πού παίρνουμε αυτή την σπίθα φαντασίας; Υπάρχει μια αληθινή ιστορία, η προσωπική μου ιστορία. Το βράδυ όταν πηγαίνω για ύπνο, 3 ή 4 το πρωί, Πέφτω, κλείνω τα μάτια μου, και βλέπω αυτές τις γραμμές και τους κύκλους και τα διάφορα σχήματα να αιωρούνται τριγύρω, και συναρμολογούνται, και σχηματίζουν αυτούς τους μηχανισμούς. Και τότε σκέφτομαι, "Αα αυτό είναι ωραίο." Έτσι δίπλα από το κρεβάτι μου κρατάω ένα σημειωματάριο, ένα ημερολόγιο, με ένα ειδικό στυλό που έχει πάνω φως, LED φως, γιατί δεν θέλω να ανάψω το φως και να ξυπνήσω την σύζυγό μου.
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.
Το βλέπω, καταγράφω τα πάντα, ζωγραφίζω πράγματα, και κοιμάμαι. Κάθε μέρα το πρωί, το πρώτο πράγμα που κάνω πριν την πρώτη κούπα καφέ μου, πριν να βουρτσίσω τα δόντια μου, ανοίγω το τετράδιο. Πολλές φορές είναι άδειο, μερικές φορές έχω κάτι εκεί, μερικές άλλες είναι σκουπίδια, αλλά τις περισσότερες φορές δεν μπορώ ούτε να διαβάσω τα γράμματα μου. Στις 4 το πρωί τι περιμένεις, σωστά; Έτσι πρέπει να αποκρυπτογραφήσω τι γράφω. Αλλά μερικές φορές βλέπω μία δαιμόνια ιδέα εκεί πέρα, και έχω αυτή τη στιγμή του «εύρηκα». Κατευθείαν τρέχω στο γραφείο του σπιτιού μου, κάθομαι στον υπολογιστή μου, γράφω αυτές τις ιδέες, σχεδιάζω πράγματα, και κρατάω μια βάση δεδομένων με ιδέες. Έτσι όταν έχουμε προσκλήσεις για προτάσεις προσπαθώ να αντιστοιχήσω τις πιθανές ιδέες μου και το πρόβλημα, εάν υπάρχει μία αντιστοιχία, γράφουμε μία ερευνητική πρόταση, λαμβάνουμε την χορήγηση, και έτσι κάπως ξεκινάμε τα ερευνητικά μας προγράμματα.
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,
Αλλά μία σπίθα φαντασίας δεν είναι αρκετή. Πως διαμορφώνουμε αυτού του είδους τις ιδέες; Στο εργαστήριο μας RoMeLa, το Εργαστήριο Ρομποτικών Μηχανισμών, έχουμε αυτές τις φανταστικές συνεδρίες ιδεών. Έτσι μαζευόμαστε τριγύρω και συζητάμε για τα προβλήματα και τα κοινωνικά προβλήματα και μιλάμε γι' αυτά. Αλλά πριν ξεκινήσουμε έχουμε αυτό το χρυσό κανόνα. Ο κανόνας είναι: Κανένας δεν επικρίνει τις ιδέες κανενός. Κανένας δεν επικρίνει καμία γνώμη. Αυτό είναι σημαντικό, γιατί πολλές φορές, οι μαθητές, φοβούνται ή νιώθουν άβολα με το πως οι άλλοι μπορεί να σκέφτονται για τις γνώμες και τις σκέψεις τους.
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.
Έτσι, με το που κάνεις αυτό, είναι απίστευτο πώς οι μαθητές ανοίγονται. Έχουν αυτές τις φανταχτερά απίστευτες τρελές λαμπρές ιδέες, όλο το δωμάτιο ηλεκτρίζεται απλά με δημιουργική ενέργεια. Και αυτός είναι ο τρόπος πως αναπτύσσουμε τις ιδέες μας.
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.
Λοιπόν, φεύγουμε εκτός χρόνου, ένα ακόμα πράγμα που θα 'θελα να μιλήσω είναι ξέρετε, απλά μια σπίθα ιδέας και ανάπτυξης δεν είναι αρκετή. Και εδώ έρχεται η στιγμή του TED, Νομίζω ήταν ο Κύριος Κεν Ρόμπινσον, έτσι δεν είναι; Έδωσε μια ομιλία σχετικά με το πως η εκπαίδευση και τα σχολεία σκοτώνουν την δημιουργικότητα. Βασικά υπάρχουν δύο πλευρές στην ιστορία. Και υπάρχουν τόσα πολλά που κάποιος μπορεί να κάνει με μερικές μόνο ιδιοφυείς ιδέες και δημιουργικότητα και καλή διαίσθηση μηχανικού. Αν θέλετε να πάτε πέρα από το ψάξιμο, αν θέλετε να πάτε πέρα από ένα χόμπι ρομποτικής και να αντιμετωπίσετε πραγματικά τις μεγάλες προκλήσεις της ρομποτικής μέσω αυστηρής έρευνας θέλουμε παραπάνω από αυτά. Είναι εκεί που έρχεται το σχολείο.
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.
Ο Μπάτμαν να μάχεται ενάντια των κακών, έχει αυτή την χρήσιμη ζώνη, έχει αυτόν τον γάντζο, έχει όλα τα διαφορετικά είδη από γκάτζετς. Για εμάς τους κατασκευαστές ρομπότ, μηχανικούς και επιστήμονες, αυτά τα εργαλεία είναι τα μαθήματα και οι τάξεις που κάνουμε μάθημα Μαθηματικά, διαφορικές εξισώσεις. Έχω γραμμική άλγεβρα, επιστήμη, φυσική, ακόμα και σήμερα, χημεία και βιολογία, όπως είδατε. Αυτά είναι όλα τα εργαλεία που χρειαζόμαστε. Έτσι τα περισσότερα εργαλεία έχεις για τον Μπάτμαν τόσο πιο αποτελεσματικός είναι να μάχεται τους κακούς, για εμάς, περισσότερα εργαλεία για να επιτεθούμε σε αυτού του είδους τα προβλήματα. Η εκπαίδευση λοιπόν είναι πολύ σημαντική.
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.
Επίσης, δεν είναι αυτό, μόνο αυτό, πρέπει επίσης να δουλέψεις πραγματικά πολύ πολύ σκληρά. Έτσι πάντα λέω στους μαθητές μου δούλεψε έξυπνα, μετά δούλεψε σκληρά. Η φωτογραφία πίσω είναι στις 3 π.μ. το πρωί. Σας εγγυώμαι ότι αν έρθετε στο εργαστήριο στις 3π.μ. , 4 π.μ. έχουμε μαθητές να δουλεύουν εκεί, όχι επειδή τους λέμε να κάνουν, αλλά επειδή διασκεδάζουν πολύ. Που οδηγεί στο τελευταίο θέμα. Μην ξεχνάτε να διασκεδάζετε. Αυτό είναι πραγματικά το μυστικό της επιτυχίας μας. Διασκεδάζουμε πολύ. Πιστεύω ειλικρινά ότι η υψηλότερη παραγωγικότητα έρχεται όταν διασκεδάζετε. Και αυτό είναι που κάνουμε. Ορίστε λοιπόν. Σας ευχαριστώ πολύ. (Χειροκρότημα)
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.