As a roboticist, I get asked a lot of questions. "When we will they start serving me breakfast?" So I thought the future of robotics would be looking more like us. I thought they would look like me, so I built eyes that would simulate my eyes. I built fingers that are dextrous enough to serve me ... baseballs.
Ca robotician, primesc multe întrebări: „Când îmi vor face roboții micul dejun?” Am crezut că roboții vor semăna cu noi. Am crezut că vor arăta ca mine, așa că am construit ochi care să simuleze ochii mei. Am construit degete suficient de îndemânatice ca să arunce mingi de baseball.
Classical robots like this are built and become functional based on the fixed number of joints and actuators. And this means their functionality and shape are already fixed at the moment of their conception. So even though this arm has a really nice throw -- it even hit the tripod at the end-- it's not meant for cooking you breakfast per se. It's not really suited for scrambled eggs.
Roboții clasici sunt concepuți să funcționeze bazându-se pe un număr limitat de articulații și servomotoare. Asta înseamnă că forma și funcționalitatea lor sunt limitate încă din momentul conceperii. Așa că, deși acest braț aruncă bine, chiar până la trepied, el nu va reuși niciodată să gătească micul dejun. Nu e potrivit pentru a face omletă.
So this was when I was hit by a new vision of future robotics: the transformers. They drive, they run, they fly, all depending on the ever-changing, new environment and task at hand. To make this a reality, you really have to rethink how robots are designed. So, imagine a robotic module in a polygon shape and using that simple polygon shape to reconstruct multiple different forms to create a new form of robot for different tasks. In CG, computer graphics, it's not any news -- it's been done for a while, and that's how most of the movies are made. But if you're trying to make a robot that's physically moving, it's a completely new story. It's a completely new paradigm.
Și atunci am avut o nouă viziune despre viitorul roboticii: Transformers. Conduc, aleargă, zboară, în funcție de sarcinile de îndeplinit, de schimbările care apar în noul mediu. Pentru a transforma asta în realitate trebuia regândit modul în care roboții sunt proiectați. Imaginați-vă, așadar, un modul robotic poligonal care, folosind forma lui poligonală, poate lua multiple forme diferite în funcție de ce are de făcut. În grafica computerizată, acest lucru nu e nou, se face deja de ceva timp, și așa sunt realizate multe dintre filme. Dar ca să construiești efectiv un robot care face asta în realitate, e cu totul altceva. E un concept total inovativ.
But you've all done this. Who hasn't made a paper airplane, paper boat, paper crane? Origami is a versatile platform for designers. From a single sheet of paper, you can make multiple shapes, and if you don't like it, you unfold and fold back again. Any 3D form can be made from 2D surfaces by folding, and this is proven mathematically. And imagine if you were to have an intelligent sheet that can self-fold into any form it wants, anytime. And that's what I've been working on. I call this robotic origami, "robogami."
Dar cu toții ați făcut asta. Cine n-a făcut un avion, o barcă sau o pasăre din hârtie? Origami e un concept versatil pentru proiectanți. Dintr-o singură coală de hârtie poți obține orice formă vrei și dacă nu-ți place, poți desface foaia și s-o împăturești din nou. Poți obține orice formă 3D dintr-o suprafață 2D, prin îndoire. Asta e matematic demonstrat. Imaginați-vă cum ar fi să avem o coală inteligentă care se poate îndoi singură în orice formă vrea, oricând vrea. La asta lucrez eu acum. Am denumit acest robot origami „robogami”.
This is our first robogami transformation that was made by me about 10 years ago. From a flat-sheeted robot, it turns into a pyramid and back into a flat sheet and into a space shuttle. Quite cute.
Aici vedeți prima transformare a unui robogami, pe care am realizat-o acum 10 ani. Dintr-un robot plat se transformă într-o piramidă, apoi se face înapoi plat, apoi devine o navetă spațială. Drăguț.
Ten years later, with my group of ninja origami robotic researchers -- about 22 of them right now -- we have a new generation of robogamis, and they're a little more effective and they do more than that. So the new generation of robogamis actually serve a purpose. For example, this one actually navigates through different terrains autonomously. So when it's a dry and flat land, it crawls. And if it meets sudden rough terrain, it starts rolling. It does this -- it's the same robot -- but depending on which terrain it meets, it activates a different sequence of actuators that's on board. And once it meets an obstacle, it jumps over it. It does this by storing energy in each of its legs and releasing it and catapulting like a slingshot. And it even does gymnastics. Yay.
10 ani mai târziu, cu luptătorii mei, cercetători în robotica origami, sunt aproximativ 22 la număr, am realizat o nouă generație de robogami care sunt ceva mai eficienți și fac mai multe lucruri. În mod real servesc unui scop. De exemplu, acesta se deplasează autonom pe diverse tipuri de teren. Dacă e teren plat și arid, se târâie. Dacă dă peste un teren accidentat începe să se rostogolească, face asta... e același robot... dar în funcție de ce teren întâlnește, folosește diferite secvențe de activare a servomotoarelor cu care e dotat. Iar dacă dă peste un obstacol, pur și simplu sare peste el. Face asta stocând energie în picioare, apoi o eliberează brusc și se catapultează ca dintr-o praștie. Face chiar și gimnastică Iei!
(Laughter)
(Râsete)
So I just showed you what a single robogami can do. Imagine what they can do as a group. They can join forces to tackle more complex tasks. Each module, either active or passive, we can assemble them to create different shapes. Not only that, by controlling the folding joints, we're able to create and attack different tasks. The form is making new task space. And this time, what's most important is the assembly. They need to autonomously find each other in a different space, attach and detach, depending on the environment and task. And we can do this now.
V-am arătat, deci, ce poate face un singur robogami. Imaginați-vă ce ar putea face mai mulți. Își pot uni forțele pentru a „ataca” sarcini mai complexe. Fiecare modul, activ sau pasiv, poate fi asamblat pentru a crea diferite forme. Mai mult, controlând articulațiile, putem crea și îndeplini diversele sarcini. Forma oferă mai multe moduri de utilizare. Și de data aceasta, foarte importantă e asamblarea. Ei trebuie să se găsească unul pe altul în noua locație, să se unească sau să se despartă, în funcție de mediu și de ce au de făcut. Asta e realizabil acum.
So what's next? Our imagination.
Deci, ce urmează? Imaginația noastră.
This is a simulation of what you can achieve with this type of module. We decided that we were going to have a four-legged crawler turn into a little dog and make small gaits. With the same module, we can actually make it do something else: a manipulator, a typical, classical robotic task. So with a manipulator, it can pick up an object. Of course, you can add more modules to make the manipulator legs longer to attack or pick up objects that are bigger or smaller, or even have a third arm. For robogamis, there's no one fixed shape nor task. They can transform into anything, anywhere, anytime.
Asta e o simulare a ce se poate obține cu tipul ăsta de robot. Am vrut să facem o târâtoare cu patru picioare să se transforme într-un cățeluș care să meargă. Dar putem face și altceva cu același robot: un manipulator, adică o sarcină clasică pentru un robot. Cu un manipulator poți apuca un obiect. Firește, poți adăuga module care să facă picioarele manipulatorului mai lungi, sau care să-l ajute să apuce obiecte mai mari sau mai mici, sau îi poți atașa un al treilea braț. Pentru robogami, nu există o formă sau o sarcină fixă. Se pot transforma în orice, oriunde, oricând.
So how do you make them? The biggest technical challenge of robogami is keeping them super thin, flexible, but still remaining functional. They're composed of multiple layers of circuits, motors, microcontrollers and sensors, all in the single body, and when you control individual folding joints, you'll be able to achieve soft motions like that upon your command. Instead of being a single robot that is specifically made for a single task, robogamis are optimized to do multi-tasks. And this is quite important for the difficult and unique environments on the Earth as well as in space.
Dar cum se construiesc robogami? Cea mai mare provocare e să îi facem foarte subțiri, flexibili, dar totuși funcționali. Sunt alcătuiți din multe straturi de circuite, motorașe, microcontrolere și senzori, totul pe aceeași suprafață. Și când acționezi diferitele articulații individuale, poți obține mișcări fine ca aceasta la comandă. În loc să fie un singur robot, proiectat pentru o singură sarcină, robogami sunt concepuți să realizeze mai multe sarcini. Asta e foarte important pentru condițiile de mediu dificile și unice de pe Terra, dar și din spațiu.
Space is a perfect environment for robogamis. You cannot afford to have one robot for one task. Who knows how many tasks you will encounter in space? What you want is a single robotic platform that can transform to do multi-tasks. What we want is a deck of thin robogami modules that can transform to do multiples of performing tasks. And don't take my word for it, because the European Space Agency and Swiss Space Center are sponsoring this exact concept.
Spațiul este locul perfect pentru robogami. Acolo nu-ți permiți să ai câte un robot pentru fiecare misiune. Cine știe câte vor avea de făcut odată ajunși acolo? Ideal e să ai un singur modul robotic care să îndeplinească multiple misiuni. Vrem să realizăm un set de module robogami care se pot transforma pentru diferitele misiuni. Nu e nevoie să mă credeți pe cuvânt, deoarece Agenția Spațială Europeană și Centrul Elvețian de Cercetări Spațiale finanțează exact acest proiect.
So here you see a couple of images of reconfiguration of robogamis, exploring the foreign land aboveground, on the surface, as well as digging into the surface. It's not just exploration. For astronauts, they need additional help, because you cannot afford to bring interns up there, either.
Aici puteți vedea cum robogami se reconfigurează și explorează mediul extraterestru deasupra suprafeței, la suprafață, cât și săpând în sol. Deci nu e doar o simplă explorare. Astronauții au nevoie de ajutor și deoarece nu le putem trimite asistenți în spațiu,
(Laughter)
(Râsete)
They have to do every tedious task. They may be simple, but super interactive. So you need robots to facilitate their experiments, assisting them with the communications and just docking onto surfaces to be their third arm holding different tools. But how will they be able to control robogamis, for example, outside the space station? In this case, I show a robogami that is holding space debris. You can work with your vision so that you can control them, but what would be better is having the sensation of touch directly transported onto the hands of the astronauts. And what you need is a haptic device, a haptic interface that recreates the sensation of touch. And using robogamis, we can do this.
ei trebuie să execute toate sarcinile. Unele sunt simple, dar foarte interactive. Deci e nevoie de roboți care să le faciliteze experimentele, ajutându-i cu comunicarea, ancorându-se de suprafețe și fiind extensii care țin diverse instrumente. Dar cum vor putea controla robogami, de exemplu, în afara stației spațiale? Aici vedeți un robogami care transportă resturi din spațiu. Poate fi controlat de la distanță prin monitorizare video, dar și mai bine ar fi dacă am putea transpune senzația tactilă direct în mâinile astronautului. Ar fi nevoie de un dispozitiv tactil, o interfață care să reproducă senzația de atingere. Cu ajutorul robogami, putem face asta.
This is the world's smallest haptic interface that can recreate a sensation of touch just underneath your fingertip. We do this by moving the robogami by microscopic and macroscopic movements at the stage. And by having this, not only will you be able to feel how big the object is, the roundness and the lines, but also the stiffness and the texture. Alex has this interface just underneath his thumb, and if he were to use this with VR goggles and hand controllers, now the virtual reality is no longer virtual. It becomes a tangible reality. The blue ball, red ball and black ball that he's looking at is no longer differentiated by colors. Now it is a rubber blue ball, sponge red ball and billiard black ball. This is now possible. Let me show you.
Aceasta este cea mai mică interfață tactilă din lume care poate reproduce senzația de atingere chiar pe buricul degetelor. Obținem asta manevrând robogami prin mișcări microscopice și macroscopice. Astfel, nu doar că poți simți cât de mare e obiectul, forma lui, conturul, dar și densitatea și textura. Alex are interfața sub degetul lui și dacă folosim ochelari virtuali și un joystick, realitatea virtuală nu mai e virtuală. Devine tangibilă. Bilele albastră, roșie și neagră la care se uită nu mai sunt diferențiate doar de culoare. E o minge albastră de cauciuc, una roșie de burete și una neagră de biliard. Acest lucru e posibil acum. Să vă arăt.
This is really the first time this is shown live in front of a public grand audience, so hopefully this works. So what you see here is an atlas of anatomy and the robogami haptic interface. So, like all the other reconfigurable robots, it multitasks. Not only is it going to serve as a mouse, but also a haptic interface.
Această demonstrație e făcută în premieră în fața unui public atât de numeros, deci să sperăm că merge. Aici avem un atlas de anatomie și interfața tactilă robogami. La fel ca toți robogami, face mai multe deodată. Va fi și mouse, dar și interfață tactilă.
So for example, we have a white background where there is no object. That means there is nothing to feel, so we can have a very, very flexible interface. Now, I use this as a mouse to approach skin, a muscular arm, so now let's feel his biceps, or shoulders. So now you see how much stiffer it becomes. Let's explore even more. Let's approach the ribcage. And as soon as I move on top of the ribcage and between the intercostal muscles, which is softer and harder, I can feel the difference of the stiffness. Take my word for it. So now you see, it's much stiffer in terms of the force it's giving back to my fingertip.
De exemplu, avem acest fundal alb fără niciun obiect. Înseamnă că nu ar trebui să simțim nimic. Interfața este, deci, foarte, foarte versatilă. Acum îl folosesc pe post de mouse ca să mă apropii de piele, de un mușchi. Haideți să simțim bicepșii sau umerii. Puteți observa că interfața a devenit mai dură. Haideți să mai explorăm. Să ne apropiem de cutia toracică. Plimbându-mă pe deasupra ei, peste oase și mușchii intercostali, care sunt mai duri sau mai moi, pot simți diferența de duritate. Pe cuvânt. Vedeți, acum e mult mai dură din punctul de vedere al forței cu care reacționează degetul meu.
So I showed you the surfaces that aren't moving. How about if I were to approach something that moves, for example, like a beating heart? What would I feel?
V-am arătat până acum suprafețe statice. Dar dacă ne apropiem de ceva care se mișcă de pildă, o inimă care bate? Ce aș simți?
(Applause)
(Aplauze)
This can be your beating heart. This can actually be inside your pocket while you're shopping online. Now you'll be able to feel the difference of the sweater that you're buying, how soft it is, if it's actually cashmere or not, or the bagel that you're trying to buy, how hard it is or how crispy it is. This is now possible.
Ar putea fi chiar inima voastră care bate. Ați putea folosi această interfață când faceți cumpărături online. Ați putea să simțiți diferența când vă comandați o bluză: cât e de moale materialul, dacă într-adevăr e cașmir, sau covrigul pe care vreți să-l cumpărați dacă e proaspăt, sau cât de crocant e. Aceste lucruri sunt acum posibile.
The robotics technology is advancing to be more personalized and adaptive, to adapt to our everyday needs. This unique specie of reconfigurable robotics is actually the platform to provide this invisible, intuitive interface to meet our exact needs. These robots will no longer look like the characters from the movies. Instead, they will be whatever you want them to be.
Robotica devine mai personalizată și mai versatilă și se adaptează nevoilor noastre zilnice. Acest tip unic de roboți reconfigurabili oferă suportul necesar pentru a furniza interfața invizibilă și intuitivă pentru a răspunde exact nevoilor noastre. Acești roboți nu vor mai arăta ca personajele din filme. În schimb, vor putea fi orice ne dorim noi să fie.
Thank you.
Vă mulțumesc!
(Applause)
(Aplauze)