I know this is going to sound strange, but I think robots can inspire us to be better humans. See, I grew up in Bethlehem, Pennsylvania, the home of Bethlehem Steel. My father was an engineer, and when I was growing up, he would teach me how things worked. We would build projects together, like model rockets and slot cars. Here's the go-kart that we built together. That's me behind the wheel, with my sister and my best friend at the time. And one day, he came home, when I was about 10 years old, and at the dinner table, he announced that for our next project, we were going to build ... a robot.
Știu că vă sună ciudat, dar cred că roboții ne pot inspira să fim mai buni. Am crescut în Bethlehem, Pennsylvania, gazda corporației "Bethlehem Steel". Tatăl meu a fost inginer, și când eram copil, el m-a învățat totul despre inginerie. Obișnuiam să construim proiecte împreună, modele de rachete sau de mașini de curse. Iată modelul de go-kart pe care l-am construit împreună. Acesta sunt eu la volan, împreună cu sora mea și cu prietenul meu cel mai bun atunci. Într-o zi tatăl meu a venit acasă, aveam în jur de 10 ani atunci, și în timpul cinei a anunțat că pentru următorul nostru proiect vom construi
A robot. Now, I was thrilled about this, because at school, there was a bully named Kevin, and he was picking on me, because I was the only Jewish kid in class. So I couldn't wait to get started to work on this, so I could introduce Kevin to my robot.
un robot. Eram foarte încântat pentru că la școală, era un tip, Kevin, care nu mă lăsa în pace pentru că eram singurul evreu din clasă. Așadar abia așteptam să mă apuc de lucru ca să îi prezint lui Kevin robotul meu. (Râsete)
(Laughter)
(Robot noises)
(Sunete de robot)
(Laughter)
But that wasn't the kind of robot my dad had in mind.
Dar acela nu era genul de robot pe care tatăl meu îl plănuia.
(Laughter)
See, he owned a chromium-plating company, and they had to move heavy steel parts between tanks of chemicals. And so he needed an industrial robot like this, that could basically do the heavy lifting.
El deținea o companie de cromare și trebuiau să mute componente grele de oțel între bazinele cu chimicale, și îi trebuia un robot industrial ca acesta care să mute piesele grele.
But my dad didn't get the kind of robot he wanted, either. He and I worked on it for several years, but it was the 1970s, and the technology that was available to amateurs just wasn't there yet. So Dad continued to do this kind of work by hand. And a few years later, he was diagnosed with cancer.
Dar nici tatăl meu nu și-a primit robotul pe care îl voia. Am lucrat împreună la el timp de câțiva ani, dar era în anii '70, și tehnologia disponibilă amatorilor încă nu era avansată. Așa că tata a trebuit sa continue manual aceasta muncă, și peste câțiva ani, a fost diagnosticat cu cancer.
You see, what the robot we were trying to build was telling him was not about doing the heavy lifting. It was a warning about his exposure to the toxic chemicals. He didn't recognize that at the time, and he contracted leukemia. And he died at the age of 45. I was devastated by this. And I never forgot the robot that he and I tried to build. When I was at college, I decided to study engineering, like him. And I went to Carnegie Mellon, and I earned my PhD in robotics. I've been studying robots ever since.
Vedeți, robotul pe care încercam să îl construim nu era numai legat de munca grea. Era un avertiment la expunerea sa la chimicale toxice. Nu a realizat asta atunci, și a făcut leucemie, și a murit la 45 de ani. Am fost devastat, și n-am uitat niciodată de robotul pe care am încercat să-l construim. În facultate, am decis să studiez inginerie, ca și el. M-am dus la Carnegie Mellon și am obținut un doctorat în robotică. De atunci studiez roboții.
So what I'd like to tell you about are four robot projects, and how they've inspired me to be a better human. By 1993, I was a young professor at USC, and I was just building up my own robotics lab, and this was the year the World Wide Web came out. And I remember my students were the ones who told me about it, and we would -- we were just amazed. We started playing with this, and that afternoon, we realized that we could use this new, universal interface to allow anyone in the world to operate the robot in our lab.
Așadar aș vrea să vă vorbesc despre patru proiecte de roboți și cum m-au inspirat să fiu un om mai bun. Prin 1993, eram un tânăr profesor la USC, și tocmai puneam bazele laboratorului meu de robotică, în anul în care a aparut "World Wide Web". Îmi amintesc că studenții mei au fost cei care mi-au spus despre asta, și eram pur și simplu uluiți. Am început sa ne jucam cu asta, și în acea dupa-amiază, am realizat că putem folosi această nouă interfață universală pentru a permite oricui din lume să manevreze robotul în laboratorul nostru.
So, rather than have it fight or do industrial work, we decided to build a planter, put the robot into the center of it, and we called it the Telegarden. And we had put a camera in the gripper of the hand of the robot, and we wrote some special scripts and software, so that anyone in the world could come in, and by clicking on the screen, they could move the robot around and visit the garden. But we also set up some other software that lets you participate and help us water the garden, remotely. And if you watered it a few times, we'd give you your own seed to plant.
Așa că în loc să-l facem să se bată sau să presteze muncă industrială, am decis să contruim o grădină, să punem robotul în mijlocul ei. Am numit-o Telegrădina. După ce am pus o cameră foto în palma robotului și am scris programe speciale și software astfel că oricine din lume putea intra să dea click pe ecran să miște robotul de colo-colo și să viziteze grădina. Dar am permis și am creat și un software care te lăsa să participi și să ne ajuți să udăm grădina de la distanță și dacă udai de câteva ori, primeai propria ta sămânță să o cultivi.
Now, this was an engineering project, and we published some papers on the system design of it, but we also thought of it as an art installation. It was invited, after the first year, by the Ars Electronica Museum in Austria, to have it installed in their lobby. And I'm happy to say, it remained online there, 24 hours a day, for almost nine years. That robot was operated by more people than any other robot in history.
Era un proiect de inginerie, am publicat câteva lucrări despre design-ul sistemului, dar ne-am gândit la el ca la o instalație artistică. Am fost invitat, după primul an, de către Ars Electronica Museum din Austria să-l instalez in lobby-ul lor, și sunt fericit să vă spun că a rămas online acolo, 24 de ore pe zi, aproape 9 ani. Acel robot a fost folosit de către mai mulți oameni decât orice alt robot din istorie.
Now, one day, I got a call out of the blue from a student, who asked a very simple but profound question. He said, "Is the robot real?" Now, everyone else had assumed it was, and we knew it was, because we were working with it. But I knew what he meant, because it would be possible to take a bunch of pictures of flowers in a garden and then, basically, index them in a computer system, such that it would appear that there was a real robot, when there wasn't. And the more I thought about it, I couldn't think of a good answer for how he could tell the difference.
Într-o zi, am primit un telefon din senin de la un student, care mi-a pus o întrebare simplă dar profundă. A spus, " Robotul e real?" Toți ceilalți presupuneau că era, și noi știam că era pentru că operam cu el. Dar știam ce voia să spună, pentru că ar fi fost posibil să luăm niște poze cu flori într-o grădină și să le indexăm practic într-un sistem computerizat în așa fel încât să pară că acolo era un robot real când de fapt nu era. Cu cât mă gândeam mai mult, nu găseam un răspuns bun pentru a-l ajuta să vadă diferența.
This was right about the time that I was offered a position here at Berkeley. And when I got here, I looked up Hubert Dreyfus, who's a world-renowned professor of philosophy, And I talked with him about this and he said, "This is one of the oldest and most central problems in philosophy. It goes back to the Skeptics and up through Descartes. It's the issue of epistemology, the study of how do we know that something is true."
Asta se întâmpla când mi s-a oferit un loc aici la Berkeley. Când am ajuns aici, l-am căutat pe Hubert Dreyfus, profesor de filozofie renumit la nivel mondial, am discutat cu el despre asta și el a zis, "Asta e una dintre cele mai vechi probleme fundamentale. A existat de pe vremea Scepticilor și până la Descartes. Este problema epistemiologiei, știința care studiază cum ne dăm seama dacă ceva e adevărat."
So he and I started working together, and we coined a new term: "telepistemology," the study of knowledge at a distance. We invited leading artists, engineers and philosophers to write essays about this, and the results are collected in this book from MIT Press. So thanks to this student, who questioned what everyone else had assumed to be true, this project taught me an important lesson about life, which is to always question assumptions.
Așa că am început să lucrăm împreună, și am creat un nou termen: telepistemiologia, studiul cunoașterii de la distanță. Am invitat artiști de top, ingineri, și filozofi să scrie eseuri despre asta, și rezultatele sunt adunate în această carte de la MIT Press. Mulțumită studentului care a pus sub semnul întrebării ceea ce restul a presupus că e real, acest proiect m-a învățat o lecție importantă despre viață, și anume întotdeauna să pui sub semnul întrebării presupuneri.
Now, the second project I'll tell you about grew out of the Telegarden. As it was operating, my students and I were very interested in how people were interacting with each other, and what they were doing with the garden. So we started thinking: what if the robot could leave the garden and go out into some other interesting environment? Like, for example, what if it could go to a dinner party at the White House?
Al doilea proiect despre care o să vă povestesc s-a dezvoltat din Telegarden. În timp ce lucram, studenții mei și cu mine eram foarte interesați de câți oameni interacționau unii cu alții și ce făceau în grădină. Așa că ne-am gândit cum ar fi dacă robotul ar putea să părăsească grădina și să se duca în alt mediu interesant? De ex., cum ar fi să se ducă la un dineu la Casa Albă? (Râsete)
(Laughter)
So, because we were interested more in the system design and the user interface than in the hardware, we decided that, rather than have a robot replace the human to go to the party, we'd have a human replace the robot. We called it the Tele-Actor.
Și pentru că eram mai mult interesați în design-ul sistemului și în interfața pentru user decât în hardware, am decis ca în loc să trimitem un robot în locul unui om la petrecere, să înlocuim robotul cu un om. L-am denumit Tele-Actorul.
We got a human, someone who's very outgoing and gregarious, and she was outfitted with a helmet with various equipment, cameras and microphones, and then a backpack with wireless Internet connection. And the idea was that she could go into a remote and interesting environment, and then over the Internet, people could experience what she was experiencing. So they could see what she was seeing, but then, more importantly, they could participate, by interacting with each other and coming up with ideas about what she should do next and where she should go, and then conveying those to the Tele-Actor. So we got a chance to take the Tele-Actor to the Webby Awards in San Francisco. And that year, Sam Donaldson was the host. Just before the curtain went up, I had about 30 seconds to explain to Mr. Donaldson what we were going to do. And I said, "The Tele-Actor is going to be joining you onstage. This is a new experimental project, and people are watching her on their screens, there's cameras involved and there's microphones and she's got an earbud in her ear, and people over the network are giving her advice about what to do next." And he said, "Wait a second. That's what I do."
Am luat un om, o persoaă sociabilă si gregară, echipată cu o cască cu diverse echipamente, camere și microfoane, și un rucsac cu conexiune wireless. Ideea era că ea putea să se ducă într-un mediu îndepărtat și interesant și, via internet, oamenii puteau trăi experiența pe care o trăia ea, puteau vedea ce vedea ea, dar mai important, puteau participa, interacționând unii cu alții și venind cu idei sugerând ce să facă în continuare unde ar putea să se ducă, transmițându-le către Tele-Actor. Am avut ocazia să luăm Tele-Actorul la Premiile Webby din San Fransisco. În acel an Sam Donaldson era gazda. Înainte să se ridice cortina, am avut 30 de secunde să-i explic d-lui Donaldson ce urma să facem, și am spus: "Tele-Actorul vă va însoți pe scenă, e un nou proiect experimental, iar oamenii o vor urmări pe ecranele lor, și-- sunt camere foto și microfoane și are o cască în ureche, și oamenii din rețea îi dau sfaturi în legătură cu ce să facă în continuare." Și el a spus: "Stai puțin, asta e ce fac eu." (Râsete)
(Laughter)
So he loved the concept, and when the Tele-Actor walked onstage, she walked right up to him, and she gave him a big kiss right on the lips.
I-a plăcut conceptul, și cand Tele-Actorul a ieșit pe scenă, s-a dus direct la el și l-a sărutat
(Laughter)
direct pe buze. (Râsete)
We were totally surprised -- we had no idea that would happen. And he was great, he just gave her a big hug in return, and it worked out great. But that night, as we were packing up, I asked the Tele-Actor, how did the Tele-Directors decide that they would give a kiss to Sam Donaldson? And she said they hadn't. She said, when she was just about to walk onstage, the Tele-Directors still were trying to agree on what to do, and so she just walked onstage and did what felt most natural.
Ne-a luat prin surprindere. N-aveam idee că asta s-ar putea întâmpla. El i-a răspuns cu o mare îmbrățișare, și totul a mers de minune. În acea seară, în timp ce ne făceam bagajele, am întrebat Tele-Actorul cum au decis Tele-Regizorii că ar trebui să-i dea un sărut lui Sam Donaldson? A spus că nu ei au decis asta, că în momentul în care urca pe scenă, Tele-Regizorii încă dezbăteau asupra a ceea ce urma să facă, așa ca ea s-a dus pe scenă și a facut
(Laughter)
ce i s-a părut cel mai firesc. (Râsete)
So, the success of the Tele-Actor that night was due to the fact that she was a wonderful actor. She knew when to trust her instincts. And so that project taught me another lesson about life, which is that, when in doubt, improvise.
Succesul Tele-Actorului din acea seară s-a datorat faptului că era o actriță minunată. A știut să își urmeze instinctele. Așadar proiectul m-a învățat încă o lecție importantă despre viață, anume că atunci când ești în impas, improvizează. (Râsete)
(Laughter)
Now, the third project grew out of my experience when my father was in the hospital. He was undergoing a treatment -- chemotherapy treatments -- and there's a related treatment called brachytherapy, where tiny, radioactive seeds are placed into the body to treat cancerous tumors. And the way it's done, as you can see here, is that surgeons insert needles into the body to deliver the seeds. And all these needles are inserted in parallel. So it's very common that some of the needles penetrate sensitive organs. And as a result, the needles damage these organs, cause damage, which leads to trauma and side effects. So my students and I wondered: what if we could modify the system, so that the needles could come in at different angles?
Al treilea proiect a apărut în urma experienței mele în timp ce tata era în spital. Era sub tratament, chimioterapie, un tratament conex numit brahiterapie, în care mici semințe radioactive sunt puse în corp ca să trateze tumorile canceroase. Procedura, după cum vedeți aici, constă în mici ace inserate de chirurgi în corp pentru a infiltra semințele, toate acele ace sunt inserate în paralel, așa că e foarte obișnuit ca unele ace să penetreze organe sensibile având drept rezultat, vătămarea acelor organe, vătămare ce cauzează traume și efecte secundare. Așa că studenții mei și cu mine ne-am întrebat, cum ar fi dacă am modifica sistemul în așa fel încât acele ar putea fi introduse în unghiuri diferite?
So we simulated this; we developed some optimization algorithms and we simulated this. And we were able to show that we are able to avoid the delicate organs, and yet still achieve the coverage of the tumors with the radiation.
Așa că am simulat procedeul și am realizat niște algoritmi de optimizare, am simulat și asta, și am demonstrat că pot fi evitate organele sensibile, cuprinzând totuși tumorile în radiație.
So now, we're working with doctors at UCSF and engineers at Johns Hopkins, and we're building a robot that has a number of -- it's a specialized design with different joints that can allow the needles to come in at an infinite variety of angles. And as you can see here, they can avoid delicate organs and still reach the targets they're aiming for. So, by questioning this assumption that all the needles have to be parallel, this project also taught me an important lesson: When in doubt, when your path is blocked, pivot.
Așa că acum lucrăm cu doctori de la UCSF și ingineri de la Johns Hopkins să construim un robot care are un număr de -- e un design specializat cu diferite articulații care permit acelor să penetreze într-o varietate infinită de unghiuri, și după cum vedeți, pot evita organe sensibile și încă să atingă obiectivele pe care le ținteau. Deci, prin punerea sub semnul întrebării că toate acele trebuie să fie paralele, acest proiect m-a învățat și o lecție importantă Când ești în impas --
And the last project also has to do with medical robotics. And this is something that's grown out of a system called the da Vinci surgical robot. And this is a commercially available device. It's being used in over 2,000 hospitals around the world. The idea is it allows the surgeon to operate comfortably in his own coordinate frame. Many of the subtasks in surgery are very routine and tedious, like suturing, and currently, all of these are performed under the specific and immediate control of the surgeon. So the surgeon becomes fatigued over time. And we've been wondering, what if we could program the robot to perform some of these subtasks, and thereby free the surgeon to focus on the more complicated parts of the surgery, and also cut down on the time that the surgery would take if we could get the robot to do them a little bit faster?
Când calea îți este blocată, ocolește. Iar ultimul proiect e și el în legătură cu robotica medicală. S-a dezvoltat dintr-un sistem numit robotul chirurgical da Vinci. E un dispozitiv disponibil pe piață, folosit în peste 2000 de spitale din lume. Ideea e că le permite chirugilor să opereze comfortabil în propria lor paradigmă, însă multe dintre sarcinile secundare în chirurgie sunt foarte plicticoase și sinuoase, cum ar fi sutura, și în prezent, toate acestea sunt performate sub controlul direct și specific al chirurgului, chirugul obosind la un mment dat. Și ne întrebam, cum ar fi dacă am programa robotul să îndeplinească unele din aceste sarcini secundare, implicit permițând chirurgilor să se concentreze pe laturile mai complicate ale operației, și cum ar fi dacă am reduce din durata normală a unei operații dacă am putea face ca robotul să le efectueze mai repede?
Now, it's hard to program a robot to do delicate things like this. But it turns out my colleague Pieter Abbeel, who's here at Berkeley, has developed a new set of techniques for teaching robots from example. So he's gotten robots to fly helicopters, do incredibly interesting, beautiful acrobatics, by watching human experts fly them. So we got one of these robots. We started working with Pieter and his students. And we asked a surgeon to perform a task -- with the robot. So what we're doing is asking the surgeon to perform the task, and we record the motions of the robot.
E dificil ca un robot să facă lucruri delicate ca acestea, dar se pare că Pieter Abbeel, colegul meu, care e aici la Berkeley, a realizat un set nou de tehnici pentru a-i face pe roboți să învețe diin exemplu. I-a făcut pe roboți să piloteze elicoptere, să facă lucruri incredibil de interesante, acrobații frumoase, prin faptul că au urmărit experți umani pilotându-le. Avem unul dintre acești roboți. am început să lucrăm cu Pieter și studenții lui, și am rugat un chirurg să efectueze o operațiune și ceea ce facem noi în privința robotului, este că îl întrebăm pe robot, pe chirurg să îndeplinească sarcina,
So here's an example. I'll use tracing out a figure eight as an example. So here's what it looks like when the robot -- this is what the robot's path looks like, those three examples. Now, those are much better than what a novice like me could do, but they're still jerky and imprecise.
și noi înregistrăm mișcările robotului. Uite un exemplu. O să folosesc cifra opt, trasând forma cifrei opt ca exemplu. Așa arată atunci când robotul, așa arată traseul robotului, acele trei exemple. Sunt mult mai bune decât ce ar putea face un novice ca mine, dar încă sunt lacunare și imprecise.
So we record all these examples, the data, and then go through a sequence of steps. First, we use a technique called dynamic time warping from speech recognition. And this allows us to temporally align all of the examples. And then we apply Kalman filtering, a technique from control theory, that allows us to statistically analyze all the noise and extract the desired trajectory that underlies them. Now we take those human demonstrations -- they're all noisy and imperfect -- and we extract from them an inferred task trajectory and control sequence for the robot. We then execute that on the robot, we observe what happens, then we adjust the controls, using a sequence of techniques called iterative learning. Then what we do is we increase the velocity a little bit. We observe the results, adjust the controls again, and observe what happens. And we go through this several rounds.
Așa că înregistrăm toate aceste exemple, datele, și apoi urmăm o serie de pași. Inițial folosim o tehnică numită dynamic time warping prin recunoașterea vocală, asta permițându-ne să aliniem temporar toate exemplele, și apoi aplicăm filtrul Kalman, o tehnică din teoria controlului, care ne permite să analizăm statistic tot zgomotul și să extragem traiectoria dorită care le conectează. Luăm aceste demonstrații umane, toate sunt imperfecte, și extragem din ele o traiectorie dedusă de sarcini și secvență de control pentru robot. Executăm apoi asta pe robot, observăm ce se întâmplă, apoi ajustăm comenzile folosind o secvență de tehnici numite învățare iterativă. Apoi mărim puțin velocitatea. Observăm rezultatele, ajustăm comenzile iarăși, și observăm ce se întâmplă. Și trecem prin asta de câteva ori.
And here's the result. That's the inferred task trajectory, and here's the robot moving at the speed of the human. Here's four times the speed of the human. Here's seven times. And here's the robot operating at 10 times the speed of the human. So we're able to get a robot to perform a delicate task like a surgical subtask, at 10 times the speed of a human. So this project also, because of its involved practicing and learning, doing something over and over again, this project also has a lesson, which is: if you want to do something well, there's no substitute for practice, practice, practice.
Și iată rezultatul. Asta e traiectoria indusă de sarcini, și acesta e robotul mișcându-se cu viteză umană. Asta e de patru ori viteza umană. Asta e de 7 ori. Și aici robotul operează de 10 ori mai repede decât omul. Așadar suntem capabili să facem un robot sa îndeplinească o sarcină dificilă, cum ar fi o cerință chirurgicală secundară, de zece ori mai repede decât omul. Acest proiect, datorită laturii sale practice și a învățării, a face ceva iar și iar, are și o morală: dacă vrei să faci ceva bine, nu există înlocuitor pentru practică, practică, practică.
So these are four of the lessons that I've learned from robots over the years. And the field of robotics has gotten much better over time. Nowadays, high school students can build robots, like the industrial robot my dad and I tried to build.
Astea sunt cele 4 lecții pe care le-am învățat de la roboți de-a lungul anilor, și robotica, aria roboților s-a îmbunătățit între timp. În prezent, elevi de liceu pot construi roboți ca robotul industrial pe care tatăl meu și cu mine am încercat să-l construim.
But, it's very -- now ... And now, I have a daughter, named Odessa. She's eight years old. And she likes robots, too. Maybe it runs in the family.
Acum am o fiică, pe nume Odessa. Are 8 ani, și îi plac roboții. Poate e moștenire de familie. (Râsete)
(Laughter)
Aș vrea să fi putut să-l cunoască pe tata.
I wish she could meet my dad. And now I get to teach her how things work, and we get to build projects together. And I wonder what kind of lessons she'll learn from them.
Acum am posibilitatea s-o învăț cum merg lucrurile, și avem șansa să facem proiecte împreună, și mă întreb ce fel de lecții va învăța de la ei.
Robots are the most human of our machines. They can't solve all of the world's problems, but I think they have something important to teach us. I invite all of you to think about the innovations that you're interested in, the machines that you wish for. And think about what they might be telling you. Because I have a hunch that many of our technological innovations, the devices we dream about, can inspire us to be better humans.
Roboții sunt cele mai umane mașinării ale noastre. Nu pot soluționa toate problemele lumii, dar au ceva important să ne învețe. Vă invit pe toți să ne gândim la inovațiile de care sunteți interesați, mașinăriile pe care vi le doriți, și gândiți-vă la ce anume vă pot transmite, pentru că am o presimțire că multe dintre inovațiile noastre tehnologice, dispozitivele la care visăm, ne pot inspira să fim oameni mai buni.
Thank you.
Vă mulțumesc. (Aplauze)
(Applause)