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.
Thứ ban đầu được coi là thú tiêu khiển, Nay đang trên đà trở thành một nền công nghiệp triệu đô. Hoạt động thanh tra, quan trắc môi trường, nhiếp ảnh, quay phim và phục vụ báo chí: Đó là vài ứng dụng tiềm năng của máy bay không người lái thương mại và để làm được vậy, các tính năng đang được phát triển tại nhiều cơ sở nghiên cứu khắp thế giới
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.
Ví dụ, trước khi dịch vụ giao hàng trên không đi vào nhận thức xã hội thường ngày, một "đội quân" máy bay tự động đã xây một tòa tháp cao 6m được cấu thành từ 1,500 viên gạch trước sự chứng kiến của khán giả tại trung tâm FRAC ở Pháp, và nhiều năm trước, chúng đã bắt đầu bay với dây thừng. Được buộc bằng dây, thiết bị có thể đạt được tốc độ cao và gia tốc trong không gian rất hẹp. Chúng còn có thể tự động xây dựng những công trình căng dãn. Những kỹ năng hiện có bao gồm cách để mang vật, cách để xử lý sự nhiễu. nói một cách tổng thể là cách để tương tác với thế giới vật chất.
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.
Hôm nay, chúng tôi muốn các bạn thấy vài dự án mới đang được thực hiện. Mục đích của chúng là để vượt qua giới hạn có thể đạt được với việc bay tự động.
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."
Bây giờ, để hệ thống có thể làm việc tự động, nó phải định hình tổng thể vị trí các vật thể di động của nó trong không gian. Tại phòng thí ngiệm tại ETH Zurich, chúng tôi thường sử dụng máy quay ngoài để định vị vật thể, để có thể tập trung vào những nỗ lực trong việc phát triển nhanh những nhiệm vụ động lực cao. Với bản mẫu các bạn sẽ thấy hôm nay, chúng tôi sử dụng công nghệ định vị mới phát triển bởi Verity Studio, một nhánh của chúng tôi. Sẽ không có máy quay ngoài. Mỗi thiết bị bay sử dụng cảm biến gắn kèm để xác định vị trí của nó trong không gian và hệ thống tính toán đi kèm để xác định hành động nào nên thực hiện. Điều khiển ngoài chỉ là những lệnh cấp cao ví dụ như "cất cánh" hoặc "hạ"
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.
Cái này được gọi ví von là "đuôi ngồi" Đó là một chiếc máy bay đang cố để đạt được sự hoàn hảo. Như những máy bay cánh cố định, nó cũng hiệu quả với các chuyến bay còn hơn nhiều so với máy bay trực thăng và những loại tương tự. Tuy nhiên, khác với những loại cánh cố định, Nó có khả năng lượn thăng bằng điều này sẽ đem lại những lợi thế lớn cho việc hạ và cất cánh và tính linh hoạt chung. Không may, điều này không hoàn toàn có lợi Một trong những hạn chế của "đuôi ngồi" là chúng dễ bị ảnh hưởng bởi sự nhiễu loạn ví dụ như gió giật. Chúng tôi đang phát triển cách điều khiển mới để xóa bỏ được hạn chế này. Ý tưởng là sẽ để cho máy bay tự phục hồi trong bất cứ tình trạng nào mà nó gặp phải và qua quá trình luyện tập, sẽ cải thiện tính năng của nó.
(Applause)
(Vỗ tay)
OK.
Được rồi.
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.
Khi nghiên cứu, chúng tôi thường tự đặt những câu hỏi cơ bản chính yếu, để cố gắng nắm được cốt lõi vấn đề. Ví dụ, một câu hỏi dạng như vậy thường là, Số lượng nhỏ nhất những phần phải di động là bao nhiêu cho một chuyến bay điều khiển Hiện tại, có những lý do thực để bạn muốn biết câu trả lời cho câu hỏi như thế Máy bay trực thăng, ví dụ, được biết đến một cách trìu mến là cái máy với hàng ngàn bộ phận di động kết hợp lại tất cả để làm hại cơ thể bạn Thật ra là cả thập kỷ trước Những phi công lành nghề đã có thể lái máy bay điều khiển từ xa với chỉ 2 bộ phận di động: một cánh quạt và một bánh lái đuôi Chúng tôi vừa phát hiện ra rằng có thể thực hiện chỉ với 1 bộ phận
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.
Đây là chong chóng đơn, dụng cụ bay có thể điều khiển đơn giản nhất thế giới được phát minh cách đây vài tháng Nó chỉ có một bộ phận di dộng, một cánh quạt. Không cần cánh tà, không bản lề, không cánh nhỏ, không bộ phận dẫn động hay mặt điều khiển nào khác chỉ một cánh quạt. Mặc dù máy móc đơn giản, có rất nhiều thứ diễn ra trong bộ não điện tử để có thể bay với kiểu dáng ổn định và để di chuyển đến bất cứ đâu trong không gian Ngay cả vậy, nó vẫn chưa có những thuật toán phức tạp của "đuôi ngồi" điều đó có nghĩa là để có thể bay được, tôi phải ném nó đúng cách. Và bởi vì xác suất để tôi ném nó đúng cách là rất thấp tiện thể là mọi người đang nhìn tôi, điều chúng ta làm thay vào đó là sẽ xem một video được quay tối hôm qua
(Laughter)
(cười)
(Applause)
(vỗ tay)
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.
Nếu chong chóng đơn là một điển hình trong việc tiết kiệm thì chiếc máy này, máy bay "omnicopter", với 8 cánh quạt lại là cho sự phung phí Chúng ta có thể làm gì với sự dư thừa này? Một điểm đáng chú ý đó là, nó có tính đối xứng cao Kết quả là, nó hai chiều trong việc định hướng Điều này đem lại cho nó một khả năng phi thường. Nó có thể di chuyển bất cứ đâu nó muốn bất kể là nó đang ở nơi đâu thậm chí bất kể nó đang quay thế nào Nó có những phức tạp riêng chủ yếu là liên quan đến những luồng tương tác từ 8 cánh quạt. Một vài trong đó có thể được chế tác, số còn lại có thể biết được khi bay Các bạn xem thử.
(Applause)
(Vỗ tay)
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.
Nếu dụng cụ bay đang trở thành một phần cuộc sống thường ngày, chúng cần phải cực kỳ an toàn và đáng tin cậy. Chiếc máy bên kia thực tế là 2 máy bay 2 cánh quạt riêng biệt. Chiếc này theo chiều kim đồng hồ. Chiếc kia quay chiều ngược lại. Khi đặt chúng với nhau, chúng hoạt động giống máy bay 4 cánh. Tuy nhiên, nếu có gì đó không đúng, 1 động cơ hỏng, một cánh quạt hỏng, điện, thậm chí là pin -- chiếc máy vẫn sẽ bay, dù với kiểu dáng ít đẹp hơn. Chúng tôi sẽ cho các bạn thấy bây giờ bằng cách vô hiệu hóa một nửa cánh quạt
(Applause)
(vỗ tay)
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.
Lần trình diễn cuối cùng này là chuyến thám hiểm của đàn ong nhân tạo Số lượng lớn các thực thế tự động được phối hợp đem đến một màu sắc mới cho việc thể hiện tính thẩm mỹ. Chúng tôi lấy những máy bay 4 cánh thương mại nhỏ có sẵn, Tiện thể, mỗi chiếc nhẹ hơn 1 lát bánh mì, và trang bị cho nó với công nghệ định vị và thuật toán tự chế. Bởi vì mỗi đơn vị biết rõ vị trí của nó và tự điều khiển, số lượng của chúng thật sự không bị giới hạn.
(Applause)
(Vỗ tay)
(Applause)
(Vỗ tay)
(Applause)
(Vỗ tay)
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.
Hy vọng rằng, những màn trình diễn này sẽ thúc đẩy các bạn mơ về những vai trò cách mạng mới cho thiết bị bay. Thiết bị cực kì an toàn kia là một ví dụ được cảm hứng để trở thành chao đèn bay ở Broadway.
(Laughter)
(Cười)
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.
Thực tế rằng là, rất khó để dự đoán sự tác động của công nghệ mới hình thành. Và với loài người chúng ta, hành trình và việc chế tạo mới là phần thưởng thực sự Đó là lời nhắc nhở không ngừng về sự tuyệt diệu và màu nhiệm của vũ trụ mà ta đang sống, đã cho phép những tạo vật thông minh, sáng tạo chế tác nên nó bằng những cách đầy ngoạn mục. Việc công nghệ này có tiềm năng lớn về thương mại và kinh tế chỉ mới là lớp phủ mặt bánh thôi.
Thank you.
Xin cảm ơn.
(Applause)
(Vỗ tay)