What started as a platform for hobbyists is poised to become a multibillion-dollar industry. Inspection, environmental monitoring, photography and film and journalism: these are some of the potential applications for commercial drones, and their enablers are the capabilities being developed at research facilities around the world.
Ce începuse ca un hobby al unora, e gata să devină o industrie de miliarde de dolari. Inspectarea, monitorizarea mediului, fotografia și filmul, jurnalismul, sunt câteva aplicații potențiale ale dronelor comerciale, devenite fezabile datorită dezvoltării capacităţilor lor în centre de cercetare din întreaga lume.
For example, before aerial package delivery entered our social consciousness, an autonomous fleet of flying machines built a six-meter-tall tower composed of 1,500 bricks in front of a live audience at the FRAC Centre in France, and several years ago, they started to fly with ropes. By tethering flying machines, they can achieve high speeds and accelerations in very tight spaces. They can also autonomously build tensile structures. Skills learned include how to carry loads, how to cope with disturbances, and in general, how to interact with the physical world.
De exemplu, înainte ca livrarea aeriană a coletelor să intre în conștiința noastră socială, o flotă autonomă de aparate zburătoare a construit un turn înalt de 6 m compus din 1.500 de cărămizi, în faţa spectatorilor de la centrul FRAC din Franța, iar cu ceva ani în urmă, au început zborul cu funii. Cu dronele care țes, se pot atinge viteze şi acceleraţii mari în spaţii foarte înguste. De asemenea, ele pot construi autonom structuri elastice. Au învățat să transporte încărcături, să facă față perturbaţiilor și, în general, cum să interacţioneze cu lumea reală.
Today we want to show you some new projects that we've been working on. Their aim is to push the boundary of what can be achieved with autonomous flight.
Azi vrem să vă arătăm câteva proiecte noi la care lucrăm. Scopul lor e să forțeze limitele a ce se poate realiza prin zborul autonom.
Now, for a system to function autonomously, it must collectively know the location of its mobile objects in space. Back at our lab at ETH Zurich, we often use external cameras to locate objects, which then allows us to focus our efforts on the rapid development of highly dynamic tasks. For the demos you will see today, however, we will use new localization technology developed by Verity Studios, a spin-off from our lab. There are no external cameras. Each flying machine uses onboard sensors to determine its location in space and onboard computation to determine what its actions should be. The only external commands are high-level ones such as "take off" and "land."
Pentru ca un sistem să funcționeze autonom, trebuie ca ansamblul să ştie poziția în spațiu a obiectelor sale mobile. La ETH, laboratorul nostru din Zurich, folosim des camere video ca să localizăm obiecte, ceea ce ne permite apoi să ne concentrăm pe crearea rapidă a sarcinilor foarte dinamice. Totuși, pentru prezentarea de azi, vom folosi tehnologia nouă de localizare dezvoltată de Verity Studios, subsidiara laboratorului nostru. Nu au camere video externe. Fiecare aparat de zbor are senzori cu care-și determină localizarea în spațiu și procesoare care-i determină acțiunile. Singurele comenzi externe sunt de nivel înalt, ca: „decolează" și „aterizează".
This is a so-called tail-sitter. It's an aircraft that tries to have its cake and eat it. Like other fixed-wing aircraft, it is efficient in forward flight, much more so than helicopters and variations thereof. Unlike most other fixed-wing aircraft, however, it is capable of hovering, which has huge advantages for takeoff, landing and general versatility. There is no free lunch, unfortunately. One of the limitations with tail-sitters is that they're susceptible to disturbances such as wind gusts. We're developing new control architectures and algorithms that address this limitation. The idea is for the aircraft to recover no matter what state it finds itself in, and through practice, improve its performance over time.
Ăsta e un tail-sitter (stă în coadă - n.tr) E o aeronavă ce incearcă să împace și capra și varza. Ca orice aeronavă cu aripi fixe, e eficient când zboară înainte, mult mai eficient decât aparatele de genul elicopterelor. În plus față de mai toate aeronavele cu aripă fixă, el poate staționa în aer, cu avantaje imense la decolare, aterizare și adaptabilitate. Din păcate, există și un preț. O limitare a tail-sitter-elor e că sunt senisbile la perturbări de genul rafalele de vânt. Dezvoltăm noi arhitecturi și algoritmi de control pentru remedierea problemei. Ideea e ca aeronava să-și revină indiferent de poziția în care se găsește și prin antrenament, în timp să-și îmbunătăţească performanța.
(Applause)
(Aplauze)
OK.
OK.
When doing research, we often ask ourselves fundamental abstract questions that try to get at the heart of a matter. For example, one such question would be, what is the minimum number of moving parts needed for controlled flight? Now, there are practical reasons why you may want to know the answer to such a question. Helicopters, for example, are affectionately known as machines with a thousand moving parts all conspiring to do you bodily harm. It turns out that decades ago, skilled pilots were able to fly remote-controlled aircraft that had only two moving parts: a propeller and a tail rudder. We recently discovered that it could be done with just one.
În timpul cercetării, ne punem des întrebări fundamentale, abstracte, ca să ajungem la miezul unei probleme. De exemplu, o astfel de întrebare ar fi: care e numarul minim de componente mobile necesare zborului controlat? Există motive practice pentru care ai vrea să afli răspunsul la asta. Elicopterele, de exemplu, sunt cunoscute ca aparate cu o mie de părți mobile, toate conspirând să te rănească. În urmă cu decenii, piloți pricepuți puteau manevra aeronave telecomandate care aveau doar 2 părți mobile: o elice și un profundor. Am descoperit recent că se poate și cu o singură piesă mobilă.
This is the monospinner, the world's mechanically simplest controllable flying machine, invented just a few months ago. It has only one moving part, a propeller. It has no flaps, no hinges, no ailerons, no other actuators, no other control surfaces, just a simple propeller. Even though it's mechanically simple, there's a lot going on in its little electronic brain to allow it to fly in a stable fashion and to move anywhere it wants in space. Even so, it doesn't yet have the sophisticated algorithms of the tail-sitter, which means that in order to get it to fly, I have to throw it just right. And because the probability of me throwing it just right is very low, given everybody watching me, what we're going to do instead is show you a video that we shot last night.
Acesta e un monospinner, aparatul de zbor cu cea mai simplă mecanică din lume, inventat cu doar câteva luni în urmă. Are doar o parte mobilă: elicea. Nu are flapsuri, balamale, eleroane, actuatoare sau alte suprafețe de control, doar o simplă elice. Deși e simplu din punct de vedere mecanic, se petrec multe lucruri în creierașul său electronic ca să-i permită un zbor stabil și să se miște oriunde în spațiu. Cu toate acestea, nu are algoritmii sofisticați ai tail-sitter-ului, de aceea, pentru a-l face să zboare, trebuie să-l lansez perfect. Pentru că probabilitatea ca eu să-l lansez perfect e foarte mică, având în vedere că mă priviți toți, vom face altceva: o să vă arătăm un clip filmat aseară.
(Laughter)
(Râsete)
(Applause)
(Aplauze)
If the monospinner is an exercise in frugality, this machine here, the omnicopter, with its eight propellers, is an exercise in excess. What can you do with all this surplus? The thing to notice is that it is highly symmetric. As a result, it is ambivalent to orientation. This gives it an extraordinary capability. It can move anywhere it wants in space irrespective of where it is facing and even of how it is rotating. It has its own complexities, mainly having to do with the interacting flows from its eight propellers. Some of this can be modeled, while the rest can be learned on the fly. Let's take a look.
Dacă monospinner-ul e un exercițiu de austeritate, acest parat, omnicopterul. cu cele opt elice ale sale, e un exercițiu al excesului. Ce poți face cu tot acest surplus? Trebuie remarcată înalta sa simetrie. Datorită ei, e ambivalent în privința orientării. Asta îi conferă o calitate extraordinară. Se poate mișca oriunde dorește în spațiu indiferent cum e orientat și chiar de modul în care se rotește. Are și unele probleme, în special legate de interacțiunile curenților de aer generați de cele 8 elice. Unele pot fi rezolvate din proiect, iar celelalte pot fi învățate din zbor. Să aruncăm o privire.
(Applause)
(Aplauze)
If flying machines are going to enter part of our daily lives, they will need to become extremely safe and reliable. This machine over here is actually two separate two-propeller flying machines. This one wants to spin clockwise. This other one wants to spin counterclockwise. When you put them together, they behave like one high-performance quadrocopter. If anything goes wrong, however -- a motor fails, a propeller fails, electronics, even a battery pack -- the machine can still fly, albeit in a degraded fashion. We're going to demonstrate this to you now by disabling one of its halves.
Dacă aparatele de zbor vor intra în viața noastră cotidiană, vor trebui să devină extrem de sigure și fiabile. Acest aparat e compus de fapt din două aeronave separate, cu câte două elice. Acesta vrea să se-nvârtă într-un sens, iar acesta vrea să se-nvârtă invers. Când le cuplăm, se comportă ca un quadrocopter foarte performant. Totuși, dacă ceva nu merge bine - cedează motorul, elicea, părțile elctronice sau chiar bateria - aparatul tot poate zbura, deși într-un mod alterat. Vom demonstra acest lucru acum, dezactivând una din jumătățile sale.
(Applause)
(Aplauze)
This last demonstration is an exploration of synthetic swarms. The large number of autonomous, coordinated entities offers a new palette for aesthetic expression. We've taken commercially available micro quadcopters, each weighing less than a slice of bread, by the way, and outfitted them with our localization technology and custom algorithms. Because each unit knows where it is in space and is self-controlled, there is really no limit to their number.
Această ultimă demonstrație e explorare a roiurilor sintetice. Numărul mare de entități autonome, coordonate, oferă noi mijloace exprimării estetice. Am folosit micro quadcoptere disponibile pe piață, fiecare cântărind mai puțin decât o felie de pâine, le-am înzestrat cu tehnologia noastră de localizare și cu algoritmi personalizați. Pentru că fiecare își știe poziția spațiu și se auto-coordonează, în roi, numărul lor poate fi oricât de mare.
(Applause)
(Aplauze)
(Applause)
(Aplauze)
(Applause)
(Aplauze)
Hopefully, these demonstrations will motivate you to dream up new revolutionary roles for flying machines. That ultrasafe one over there for example has aspirations to become a flying lampshade on Broadway.
Să sperăm că aceste demonstrații vă vor motiva să vă imaginați noi roluri revoluționare, pentru aparatele de zbor. Acest model ultrastabil, de exemplu, aspiră să devină un abajur zburător pe Broadway.
(Laughter)
(Râsete)
The reality is that it is difficult to predict the impact of nascent technology. And for folks like us, the real reward is the journey and the act of creation. It's a continual reminder of how wonderful and magical the universe we live in is, that it allows creative, clever creatures to sculpt it in such spectacular ways. The fact that this technology has such huge commercial and economic potential is just icing on the cake.
Realitatea e că e greu să prezici impactul tehnologiei abia născute. Pentru unii ca noi, adevărata recompensă e călătoria și actul creației. E un memento continuu despre cât de minunat și magic e universul în care trăim, care permite ființelor creative, inteligente să-l modeleze în moduri atât de spectaculoase. Faptul că această tehnologie are un potențial economic și comercial atât de mare, e doar cireașa de pe tort.
Thank you.
Vă mulțumesc.
(Applause)
(Aplauze)