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.
خب اولین روباتی که دربارهی آن صحبت میکنیم اِستریدِر است. به معنی یک روبات خود-تهییج کنندهی متحرکِ آزمایشی با سه پایه. به معنی یک روبات خود-تهییج کنندهی متحرکِ آزمایشی با سه پایه. این یک روباتست که سه پا دارد، که از طبیعت الهام گرفته شده است. اما آیا شما چیزی در طبیعت دیدهاید، جانوری که سه پا داشته باشد؟ احتمالا نه. پس چرا من به آن میگم یک روباتِ الهام گرفته از بیولوژی؟ چگونه حرکت میکند؟ اما قبل از آن بیایید نگاهی به فرهنگ عامه بیاندازیم. خب شما حتما درباره «جنگ دنیاها» از اچ. جی. ولز شنیدهاید، هم رمان و هم فیلمش. و چیزی که اینجا میبینید یک بازی ویدئویی خیلی محبوب است، و چیزی که اینجا میبینید یک بازی ویدئویی خیلی محبوب است، و در این رمان موجوداتی فضایی توصیف میشن که روباتهایی سه پا هستند که کره زمین را در ترس و وحشت فرو میبرند. اما روبات من، اِستریدِر، این طوری حرکت نمیکند.
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. Thus, it's a biologically inspired robot.
خب، این یک شبیه سازی واقعی با پویانمایی است. من به شما نشان میدهم که روبات چگونه کار میکند. بدنش را ۱۸۰ درجه میچرخاند و یک پایش را از بین دو پای دیگرش تاب میدهد و مانع از افتادن میشود. این روش راه رفتن اوست. اما وقتی به راه رفتن ما نگاه کنید انسانها، دوپاها، کاری که شما میکنید این است که در واقع شما از یک ماهیچه استفاده نمیکنید تا پایتان را بلند کنید و مثل یک روبات راه بروید. درست است؟ کاری که دارید می کنید این است که درواقع پایتان را تاب میدهید و مانع از افتادن میشوید، دوباره بلند میشوید، پایتان را تاب میدهید و مانع از افتادن میشوید. شما از دینامیک درونی و دانش فیزیک خود بدنتان برای این کار استفاده میکنید، درست مانند یک پاندول. ما به این مفهوم دینامیک حرکتِ غیرفعال میگوییم. کاری که شما وقتی بلند میشوید میکنید اینست، تبدیل انرژی پتانسیل به جنبشی، انرژی پتانسیل به جنبشی. این یک روندِ مداومِ سقوط است. خب، گرچه چیزی در طبیعت نیست که این شکلی به نظر برسد، واقعا، ما از شواهد زیست شناسی الهام گرفتهایم و اصول راه رفتن را در این روبات به کار گرفتیم. پس این یک روبات الهام گرفته شده از زیستشناسی است. چیزی که اینجا میبینید، کاری است که ما میخواهیم در مرحله بعد انجام دهیم.
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.
ما میخواهیم پاها را تا کرده و به بالا پرتاب کنیم تا به حرکتِ دور-بُرد دست بیابیم. و این پاها را جوری آرایش میدهد -- تقریبا شبیه «جنگ ستارگان» به نظر میاد - وقتی فرود میآید، تکانه را جذب میکند و شروع به حرکت می کند. چیزی که اینجا میبینید، این چیز زرد، این یک اشعهی مرگبار نیست. (خنده حضار) این تنها به خاطر این است که به شما نشان دهد که اگر دوربین داشته باشید
(Laughter)
This is just to show you that if you have cameras or different types of sensors, because it's 1.8 meters tall, you can see over obstacles like bushes and those kinds of things.
و یا انواع حسگرهای دیگر -- چرا که قد آن بلند است، قدش ۱/۸متر است -- میتوانید آن سوی موانعی مانند بوتهها و این جور چیزها را ببینید. پس ما دو نمونه داریم.
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.
نسخه اول، در عقب، این استرایدر I است. اینی که در جلو است، کوچکتره، استرایدر II است. مشکلی که ما با استرایدر I داشتیم این است که بدنهی آن خیلی سنگین بود. ما تعداد خیلی زیادی موتور داشتیم، میدانید، همتراز کردن مفصلها، و کارهایی از این قبیل. پس ما تصمیم گرفتیم یک ساز و کارِ مکانیکی به کار بگیریم تا بتوانیم از دست آن همه موتور خلاص شویم و فقط با یک موتور ما میتوانیم تمام تحرکات را هماهنگ کنیم. این یک راهکار مکانیکی برای یک مسئله به جای استفاده از مکاترونیک (دانش ترکیبی الکتریسیته و مکانیک) است. خب پس با این تغییر بدنهی بالایی به اندازه کافی سبک شد. خب، این دارد در آزماشیگاه ما راه میرود؛ این دقیقا اولین قدم موفقیتآمیز بود. هنوز کامل نشده -- قهوهاش زمین میریزد -- پس ما هنوز کارهای زیادی برای انجام دادن داریم.
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.
دومین روباتی که میخواهم درباره آن صحبت کنم ایمپاس نام دارد. این نام از «پایگاه تحرک هوشمند با سامانهی پرّههای تحریکپذیر» گرفته شدهاست. راستش، این یک روبات ترکیبی چرخ-پا است. حالا، به یک چرخ بدون زهوار فکر کنید یا یک چرخ پرّهدار، اما پرهها هرکدام مستقلا به بیرون و درون مرکز چرخ حرکت میکنند؛ پس این روبات، ترکیبی از پا و چرخ است. ما اینجا داریم بی کم و کاست چرخ را از اول اختراع میکنیم. بگذارید نشان دهم که چگونه کار میکند. خب، ما در این ویدئو داریم از روشی استفاده میکنیم به نام رویکرد واکنشی. خیلی ساده تنها با استفاده از حسگرهای لمسی در پاها، سعی میکند که از روی یک سطح در حال تغییر عبور کند، یک سطح نرم که به پایین فشرده میشود و تغییر میکند. و فقط با استفاده از اطلاعات لمسی، با موفقیت از روی این نوع سطوح عبور میکند.
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?
اما وقتی به یک سطح خیلی ناهموار برمیخورد، در این مورد، این مانع سه برابر بزرگتر از ارتفاع روبات است، در این مورد، این مانع سه برابر بزرگتر از ارتفاع روبات است، خود را به حالت آگاهانه منتقل میکند، حالتی که در آن از یک لیزر مسافتیاب و سیستمهای دوربین استفاده میکند، تا مانع و ابعاد آن را شناسایی کند، و با برنامهریزی، یک برنامهریزی دقیق بر روی حرکات پرّهها و هماهنگی آنها، میتواند این نوع گونه حرکت بسیار بسیار ستایشبرانگیز را به نمایش بگذارد. و هماهنگی آنها، میتواند این نوع گونه حرکت بسیار بسیار ستایشبرانگیز را به نمایش بگذارد. مطمئنا شما چیزی شبیه این، آن بیرون ندیدهاید. این یک روبات با قابلیت تحرک خیلی بالا است که ما با نام ایمپاس تولید کردهایم. به به! این جالب نیست؟
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.
وقتی شما ماشینتان را میرانید، وقتی فرمان ماشینتان را میچرخانید، شما از تکنیکی استفاده میکنید به عنوان چرخش آکِرمَن. چرخ های جلو شبیه این میچرخند. اکثر روباتهای کوچک چرخدار، از تکنیکی به عنوان چرخش دیفرانسیلی استفاده میکنند که در آن چرخ چپ و راست در جهات متضاد میچرخند. برای ایمپاس ما می توانیم حرکتهای بسیار بسیار زیادی داشته باشیم. مثلا، در این حالت، با این که چرخ چپ و راست به یک محور متصل هستند همزمان با سرعت زاویهای یکسانی میچرخند. ما خیلی ساده فقط طول پرهها را کم و زیاد میکنیم. این در قطر تاثیر گذاشته و سپس میتواند به چپ یا راست بچرخد. خب، اینها فقط چند نمونه از کارهای شسته و رفتهای است که ما می توانیم با ایمپاس انجام دهیم.
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.
به این روبات کلایمبِر میگوییم: روبات دارای رفتار تطبیقی هوشمند با اندام کابلی. خب، من با بسیاری از دانشمندان آزمایشگاه پیشران جت در ناسا صحبت کردهام - در آزمایشگاه پیشران جت آنها به خاطر مریخنوردها معروف هستند -- و دانشمندان، زمین شناسان همیشه به من میگویند که دانش هیجانانگیز واقعی، جایگاههای غنی از دانش، همیشه روی صخرهها هستند. اما پیماگرهای فعلی نمیتوانند به آن نقاط دسترسی داشته باشند. پس، با الهام از این موضوع ما میخواستیم رباتی بسازیم که می تواند در محیطهایی با صخرههای ناهموار بالا برود.
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.
خب، این کلایمبر است. راستش، کاری که می کند: سه پا دارد. البته اینجا درست دیده نمیشود، اما یک جرثقیل و یک کابل در بالا دارد -- و سعی میکند بهترین جایی را که میتواند پایش را بگذارد تشخیص دهد. و سپس به محض آن که فهمید در آنِ واحد، توزیع نیروها را محاسبه میکند: به چقدر نیرو نیاز دارد که به سطح وارد کند تا چپه نشود و سُر نخورد. زمانی که تثبیت شد، یک پایش را بلند میکند. و سپس با استفاده از جرثقیل میتواند از چنین چیزهایی بالا برود. به همین ترتیب در مورد کاربردهای جستجو و نجات.
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.
در حقیقت من پنج سال قبل در آزمایشگاه پیشران جت ناسا در طی تابستان به عنوان عضو هیئت علمی کار می:کردم. و آنها از قبل روباتی شش پا به نام لِمار داشتند. این در اصل بر پایهی آن بنا شده است. این روبات مارس (مریخ) نام دارد. سیستم روباتیک چند-اندامی. بنابراین، این یک روبات ششپا است. ما برنامهریزِ گام برداشتن انطباقی خود را در آن پیاده کردیم. ما در واقع بازدهی خیلی جالبی بر روی آن داریم. دانشجوها دوست دارند کار مفرح باشد. و اینجا شما میبینید که روبات دارد روی سطح هموار حرکت میکند. دارد سعی میکند روی سطح زمخت و خشن راه برود،
(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."
سطح شنی، اما بر اساس میزان رطوبت و یا اندازهی دانهی شن الگوی نشست خاک برای پا تغییر میکند. یعنی، روبات سعی میکند شیوهی گام برداشتناش را جهت عبور موفقیتآمیز از این سطوح تطبیق بدهد. و همچنین، همانطور که میشود تصور کرد، روبات کارهای جالبی هم انجام میدهد. ما بازدید کنندههای زیادی از آزمایشگاهمان داریم. وقتی بازدید کنندهها میآیند، مارس به سمت کامپیوتر میرود، و شروع میکند به تایپ این که «سلام، نام من مارس است.» به روملا خوش آمدید، به آزمایشگاه ساز و کارهای روباتیک در دانشگاه فنی ویرجینیا.
(Laughter)
این یک روبات آمیبی (تک سلولی) است.
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."
خب، ما زمان کافی نداریم که وارد جزئیات تکنیکی شویم، من فقط برخی از آزمونها را به شما نشان خواهم داد. خب، این برخی از آزمایشات اولیهی امکان سنجی است. ما انرژی پتانسیل را در پوست کشسان ذخیره میکنیم تا باعث حرکتش شویم. یا از یک ریسمان کششی فعال استفاده کنیم تا آن را به حرکت به جلو و عقب وا داریم. به آن چیمِرا گفته میشود. ما همچنین با برخی دانشمندان و مهندسان از دانشگاه پنسیلوانیا کار کردهایم ما همچنین با برخی دانشمندان و مهندسان از دانشگاه پنسیلوانیا کار کردهایم تا به نسخهای از این روبات تک سلولی که از نظر شیمیایی تحریکپذیر باشد دست یابیم. تا به نسخهای از این روبات تک سلولی که از نظر شیمیایی تحریکپذیر باشد دست یابیم. ما چیزی را به چیزی اعمال میکنیم و مثل شعبده، آن حرکت میکند. حباب.
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.
این روبات یک پروژه ی خیلی جدید است و نامش رافائل است. دست روباتیک که با هوا کارمیکند و رباط کشسان دارد. تعداد بسیار زیادی دستهای روباتیک خوب و تر و تمیز در بازار موجود است. مشکل این است که آنها خیلی گران هستند، دهها هزار دلار. پس شاید به عنوان عضو مصنوعی بدن کاربردی نباشند، چون در بضاعت افراد نیستند. ما میخواستیم این مشکل را از جهت دیگری حل کنیم. به جای استفاده از موتورهای الکتریکی، محرکهای الکترو-مکانیکال، ما از هوای فشرده استفاده میکنیم. ما این محرکهای جدید را برای مفصلها ساختیم. آن بسیار قابل انعطاف است. شما در حقیقت خیلی ساده میتوانید با تغییر فشار هوا، نیرو را تغییر بدهید. آن بسیار قابل انعطاف هستند. شما در حقیقت خیلی ساده میتوانید با تغییر فشار هوا، نیرو را تغییر بدهید. و روبات میتواند یک قوطی نوشابه خالی را له کند. و میتواند اجسام خیلی حساس مثل تخممرغ خام را بلند کند. یا در این مورد یک حباب لامپ را. بهترین بخش اینست، هزینهی ساخت نمونهی اولیه فقط ۲۰۰ دلار بود.
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.
این روبات یک خانواده از روباتهای مارگونه است. ما به آن هایدراس میگوییم، مارپیچِ رباتیکِ مفصلیِ فرا درجه-آزادی. این روباتی است که میتواند از سازهها بالا برود. این یک بازوی هایدراس است. این یک بازوی روباتیک با ۱۲ درجهی آزادی است. اما قسمت جالب آن، رابط-کاربری آن است. سیمی که آنجا است، در واقع یک فیبر نوری است. و این دانشجو، احتمالا اولین بار است از آن استفاده میکند، اما او میتواند آن را به حالتهای بسیار گوناگونی همبند کند. خب مثلا در عراق، همانطور که میدانید، منطقه جنگی، بمبهای کنار خیابانی وجود دارد. در حال حاضر شما این روباتهای کنترل از راه دور را می فرستید که مجهز شدهاند. این زمان و هزینهی بسیار زیادی در بر دارد که یک کاربر را آموزش بدهیم که بتواند این دست پیچیده را به کار گیرد. در این مورد، این کار خیلی غریزی انجام میشود: این دانشجو، که احتمالا اولین بارش است که از آن استفاده میکند، کار خیلی پیچیدهای را توسط روبات انجام میدهد. برداشتن اجسام و کار بر روی آنها، درست مانند این. خیلی شهودی.
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.
حالا، این روبات الان ستارهی روباتهای ماست. ما در واقع یک باشگاه طرفداران برای این ربات داریم، داروین: روبات دینامیک انسانوار با هوشمندی. همانطور که میدانید ما خیلی علاقمند به روباتهای انسانوار هستیم، راه رفتن انسانی، پس ما تصمیم گرفتیم که یک روبات کوچک انسانوار بسازیم. این در سال ۲۰۰۴ اتفاق افتاد؛ در آن زمان، این یک روبات خیلی خیلی انقلابی بود. این بیشتر از یک مطالعه ی امکانپذیری بود: از چه نوع موتورهایی باید استفاده کنیم؟ آیا اصلا امکانپذیر هست؟ چه نوع کنترلهایی باید انجام دهیم؟ خب، این هیچ نوع حسگری ندارد. پس درواقع یک کنترل حلقه باز است. برای آنهایی که احتمالا اطلاع دارند، اگر شما هیچ حسگری نداشته باشید اگر هر گونه اختلالی ایجاد شود، میدانید چه اتفاقی میافتد.
(Laughter)
(خنده حضار)
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.
خب بر اساس آن موفقیت، سال بعد ما طراحی مکانیکی مناسب را شروع کردیم. از جنبششناسی (سینماتیک) شروع کردیم. و در نهایت داروین I در سال ۲۰۰۵ متولد شد. داروین میایستد، راه میرود -- خیلی تاثیرگذار. اما هنوز، همانطور که میبینید، یک سیم به آن وصل است، بند ناف. پس درواقع ما هنوز از منبع انرژی خارجی استفاده میکنیم. و محاسبات خارجی.
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 ...
بعد، در سال ۲۰۰۶، زمان تفریح فرا رسیده است. بیایید بهش هوشمندی بدهیم. ما به آن تمام نیروی محاسباتی مورد نیاز را خواهیم داد: یک پردازنده ی ۱/۵ گیگا هرتزی پنتیوم اِم، دو دوربین فایروایر، ژیروسکوپ شتابی، شتاب سنج، چهار حسگر نیرو روی پا، باتریهای پلیمر لیتیوم. و حالا داروین II کاملا خودمختار است. از راه دور کنترل نمیشود. هیچ گونه افساری ندارد. به اطراف نگاه میکند، به دنبال توپ میگردد، به اطراف نگاه میکند، به دنبال توپ میگردد، و سعی می کند یک بازی فوتبال انجام دهد، خودمختار: هوش مصنوعی. بگذارید ببینیم چگونه کار میکند. این اولین آزمون ما بود، و ... تماشاچیان (ویدئو): گل!
(Video) Spectators: Goal!
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.
دنیس هانگ: خب در واقع مسابقهای وجود دارد به اسم روبوکاپ. نمیدانم چند نفر از شما در بارهی روبوکاپ چیزی شنیده. یک مسابقهی بین المللی فوتبال بین روباتهای خودمختار است. و هدف روبوکاپ، هدف اصلیاش این است که، تا سال ۲۰۵۰ میخواهیم یک تیم کامل روباتهای خود مختار انساننما در مقابل تیم فوتبال قهرمانان جهان بازی کند و ببرد.
(Laughter)
این یک هدف واقعی است. یک هدف خیلی بلندپروازانه است،
It's a true, actual goal. It's a very ambitious goal, but we truly believe we can do it.
اما ما حقیقتا اعتقاد داریم که میتوانیم بهش برسیم.
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.
خب، این سال قبل در چین است. ما اولین تیم از آمریکا بودیم که صلاحیت شرکت در مسابقات روبوکاپ انسان نما را داشت. این همین امسال در اتریش است. شما حرکت را میبینید، سه در مقابل سه. کاملا خودمختار.
(Video) (Crowd groans)
همینه. بله!
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.
روباتها ردگیری می کنند و در مقابل یکدیگر حرکت تیمی انجام میدهند. این خیلی تاثیرگذار است. این در حقیقت یک رخداد تحقیقاتی است که در قالب یک مسابقه مهیج درآمده است. چیزی که در اینجا ملاحظه میکنید، این چیز زیبا جایزهی جام لوییس وویتون است. این برای بهترین انسان-نما است. و ما میخواهیم این را برای اولین بار به ایالات متحده بیاوریم. سال بعد، پس برای ما آرزوی موفقیت کنید.
(Applause)
(تشویق حضار)
Thank you.
متشکرم.
(Applause)
داروین قابلیت های زیاد دیگری هم دارد.
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."
سال قبل اون ارکستر سمفونی روانوک را برای کنسرت تعطیلات رهبری کرد. سال قبل اون ارکستر سمفونی روانوک را برای کنسرت تعطیلات رهبری کرد. این روبات نسل بعدی است، داروین IV، اما باهوشتر، سریعتر، قویتر. و سعی میکند تواناییاش را به رخ بکشد: «من ماچو هستم، من قوی هستم.
(Laughter)
من میتوانم چند حرکت جکی چان را انجام دهم،
"I can also do some Jackie Chan-motion, martial art movements."
حرکتهای ورزشهای رزمی.»
(Laughter)
(خنده حضار)
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. So stay tuned.
و با قدم زدن دور میشود. پس این داروین IV است. و دوباره، شما میتوانید آن را در لابی ببینید. ما حقیقتا اعتقاد داریم که این اولین ربات انسانوار دونده در آمریکا خواهد بود. پس منتظر خبرها باشید. بسیار خوب. من برخی از روبات های جالبمان را در محل کار به شما نشان دادم.
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.
خب راز موفقیت ما چیست؟ ما از کجا به این ایدهها دست پیدا میکنیم؟ ما چگونه این ایدهها را توسعه میدهیم؟ ما یک خودروی کاملا خودکار داریم که میتواند در محیط های شهری رانندگی کند. ما نیم میلیون دلار در رقابت شهریِ دارپا برنده شدیم. ما همچنین اولین خودرو را در اختیار داریم که میتواند توسط یک فرد نابینا رانده شود. ما آن را رقابت رانندهی نابینا نامیدیم، بسیار هیجانانگیز. و بسیار بسیار پروژههای روباتیک دیگری که میخواهم دربارهی آنها صحبت کنم. اینها جوایزی هستند که ما تنها در پاییز سال ۲۰۰۷ در مسابقات روباتیک و چیزهای مشابه بردهایم.
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.
خب، در واقع، ما پنج راز داریم. اولین: ما از کجا این الهامها را میگیریم؟ ما از کجا این جرقههای خلاقیت را دریافت میکنیم؟ این یک ماجرای واقعی است، داستان شخصی من. شب ها وقتی به رختخواب میروم، ۴-۳ بامداد، دراز میکشم، چشمانم را میبندم، و این خطوط و دایرهها را میبینم و شکلهای مختلفی که در اطراف شناور هستند. و آنها با هم ترکیب میشوند و این نوع ساز و کارها را شکل میدهند. و سپس من فکر میکنم: «آه، این خیلی جالب است.» بنابراین، درست کنار تختخوابم یک دفترچه نگه میدارم، یک دفترچه خاطرات، با یک قلم مخصوص که روی آن چراغ دارد، یک چراغ الایدی، چون نمیخواهم چراغ را روشن کنم و همسرم را از خواب بیدار کنم.
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, and that's how we start our research programs.
پس من این را میبینم، خرچنگ قورباغه همهچیز را مینویسم، چیزها را می کشم، و به رختخواب میروم. هر روز صبحهنگام، اولین کاری که قبل از اولین لیوان قهوهام میکنم، قبل از مسواک زدن دندانهایم، دفترچهام را باز میکنم. خیلی اوقات آن خالی است، گاهی چیزی آن تو دارم -- اگر چیزی هم باشد، گاهی چرت و پرت است -- اما اکثر اوقات من حتی نمیتوانم دست خط خودم را بخوانم. و خب ۴ صبح چه انتظاری دارید، درسته؟ پس من باید آن چه که نوشتهام رو رمزگشایی کنم. اما گاهی اوقات این ایدهی خارقالعاده رو آنجا میبینم، و من این لحظاتِ «یافتم!» را دارم. مستقیما به دفتر کارم در منزل میروم، پشت کامپیوترم مینشینم، این ایده را تایپ میکنم، جزئیاتش را میکشم و یک پایگاه داده از ایدهها را نگه میدارم. بنابراین، وقتی ما این فراخوانها برای ارائهی طرح را دریافت میکنیم، سعی میکنم یک شباهتهایی بین این ایدههای محتمل و مسئله پیدا کنم. اگر تطابقی وجود داشت ما یک طرح تحقیقاتی ارائه میکنیم، بودجه تحقیقاتی را میگیریم و اینگونه است که برنامههای تحقیقاتیمان را شروع میکنیم. اما فقط یک جرقهی ایده کافی نیست.
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.
ما چگونه این ایدهها را توسعه میدهیم؟ در آزمایشگاهمان روملا، آزمایشگاه روباتیک و مکانیزم، ما این جلسههای فوقالعادهی هماندیشی و چارهجویی گروهی را برگزار میکنیم. خب، ما دور هم جمع میشویم، در بارهی مسایل و مشکلات اجتماعی بحث میکنیم و دربارهشان حرف میزنیم. اما قبل از این که شروع کنیم این قانون طلایی را وضع میکنیم. آن قانون عبارت است از: هیچکسی ایدهی کس دیگری را نکوهش نمیکند. هیچکس هیچ نظری را نکوهش نمیکند. این مهم است، چرا که خیلی وقتها دانشجویان میترسند یا احساس ناراحتی میکنند از این که دیگران ممکن است دربارهی ایده یا نظرشان چه فکری کنند.
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.
پس، همین که این کار را شروع کنید، برای شما جالب خواهد بود که چگونه دانشجویان از حالت دفاعی خارج میشوند. آنها این ایدههای عجیب، جالب، غیر قابل باور، هوشمندانه را در اختیار دارند، و تمام اتاق را برق انرژی خلاقانه میگیرد. و این گونه است که ما ایدههایمان را توسعه میدهیم.
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. This is where school comes in.
خب زمان ما دارد تمام میشود. یک چیز دیگری که من میخواهم در بارهی آن صحبت کنم این است که، میدانید، اینکه فقط یک ایده در ذهنتان جرقه بزند و آن را گسترش بدید کافی نیست. یک لحظهی باشکوه در TED داشتیم، فکر می کنم سِر کِن رابینسون بود، درسته؟ او سخنرانیای ارائه کرد در مورد این که چگونه آموزش و مدرسهها خلاقیتها را می کُشد. خب، در واقع، دو رو برای این ماجرا هست. خب، کاری که یک نفر میتواند انجام دهد با ایدههای مبتکرانه و خلاقیت و بینش خوب مهندسی بسیار زیاد است. اگر میخواهید فراتر از یک سرهمبندی کردن کاری صورت دهید، اگر میخواهید فراتر ازسرگرمی در روباتیک پیش بروید و حقیقتا با مسائل بزرگ روباتیک با تحقیقات بسیار وسیع دست و پنجه نرم کنید و حقیقتا با مسائل بزرگ روباتیک با تحقیقات بسیار وسیع دست و پنجه نرم کنید ما به چیزی فراتر از آن نیاز داریم. این جاییست که مدرسه وارد صحنه میشود. بتمن، که در مقابل آدم بدها مبارزه میکند،
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.
او کمربند ابزارآلاتش را دارد، او قلاب چنگکیاش را دارد. او انواع و اقسام وسایل را دارد. برای ما روبات بازها و مهندسان و دانشمندان، این ابزارآلات، درسها و کلاسهایی هستند که به عهده میگیریم. ریاضی، معادلات دیفرانسیل. من جبرخطی، علوم، فیزیک، و حتی این روزها همانطور که دیدید، شیمی و زیستشناسی دارم. اینها تمام ابزارهایی هستند که ما به آنها نیاز داریم. پس هرچه ابزارهای بیشتری داشته باشید، بتمن، در مبارزه برابر آدم های بد موثرتر خواهد بود، و ما، ابزارهای بیشتری برای حمله به این مشکلات بزرگ خواهیم داشت. پس، آموزش خیلی مهم است.
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.
و همچنین، فقط این نیست، فقط داستان این نیست. شما همچنین باید خیلی خیلی سخت کار کنید. خب من همیشه به دانشجویانم میگویم، «هوشمندانه کار کنید، سپس زیاد کار کنید.» تصویر پشت سر من ساعت ۳ صبح را نشان میدهد. من مطمئنم اگر شما در ساعت ۴-۳ صبح به آزمایشگاهتان بیایید ما دانشجویانی داریم که آنجا کار میکنند، نه به خاطر این که من به آنها میگویم، بلکه به خاطر این که به ما آنجا خیلی خوش میگذرد. که این ما را به واپسین موضوع هدایت میکند: فراموش نکنید که خوش بگذرانید. این حقیقتا راز موفقیت ما است، به ما خیلی زیاد خوش میگذرد. من واقعا معتقدم که بیشترین کارایی زمانی خواهد بود که به شما خوش بگذرد، و این همان کاری است که ما داریم میکنیم. این هم برای شما. خیلی از شما متشکرم.
Thank you so much.
(تشویق حضار)
(Applause)