Искам да си представите, че сте студент в моята лаборатория. Възложил съм ви да създадете биологично вдъхновен проект. И така, ето предизвикателството: Искам да ми помогнете да създам напълно триизмерен, динамичен, параметризиран контактен модел. Преводът на това е - бихте ли ми помогнали да изградя едно стъпало? Това е истинско предизвикателство и наистина искам да ми помогнете. Разбира се, при предизвикателството има награда. Не е точно наградата ТЕD, но е специална фланелка от нашата лаборатория. Затова моля, изпратете ми идеите си за това как да се проектира едно стъпало.
I want you to imagine that you're a student in my lab. What I want you to do is to create a biologically inspired design. And so here's the challenge: I want you to help me create a fully 3D, dynamic, parameterized contact model. The translation of that is, could you help me build a foot? And it is a true challenge, and I do want you to help me. Of course, in the challenge there is a prize. It's not quite the TED Prize, but it is an exclusive t-shirt from our lab. So please send me your ideas about how to design a foot.
Ако искаме да проектираме стъпало, какво трябва да направим? Първо трябва да знаем какво представлява стъпалото. Ако прибегнем към речника, там пише: "Това е долният край на крак, който е в пряк контакт със земята при стоене или вървене." Това е традиционното определение. Но ако наистина искате да проведете изследване, какво трябва да направите? Трябва да прибегнете до литературата и да потърсите какво е известно за стъпалата. И така, прибягвате към литературата. (Смях)
Now if we want to design a foot, what do we have to do? We have to first know what a foot is. If we go to the dictionary, it says, "It's the lower extremity of a leg that is in direct contact with the ground in standing or walking" That's the traditional definition. But if you wanted to really do research, what do you have to do? You have to go to the literature and look up what's known about feet. So you go to the literature. (Laughter)
Тази литература може би ви е позната. Проблемът е, че има много, много стъпала. Как се прави това? Трябва да проучите всички стъпала и да извлечете принципи за това как действат те. Искам да ми помогнете да го направим при следващия клип. Като гледате този клип, търсете принципи, мислете и за експерименти, които може да проектирате, за да разберете как действа едно стъпало.
Maybe you're familiar with this literature. The problem is, there are many, many feet. How do you do this? You need to survey all feet and extract the principles of how they work. And I want you to help me do that in this next clip. As you see this clip, look for principles, and also think about experiments that you might design in order to understand how a foot works.
Виждате ли някакви общи теми? Принципи? Какво бихте направили? Какви експерименти бихте провели? Уау. (Аплодисменти) Нашето проучване по биомеханиката на животинското придвижване ни позволи да направим чертеж на стъпало. Това е дизайн, вдъхновен от природата, но не е копие на никое определено стъпало, което току-що сте погледнали, а синтез от тайните на много, много стъпала.
See any common themes? Principles? What would you do? What experiments would you run? Wow. (Applause) Our research on the biomechanics of animal locomotion has allowed us to make a blueprint for a foot. It's a design inspired by nature, but it's not a copy of any specific foot you just looked at, but it's a synthesis of the secrets of many, many feet.
Оказва се, че животните могат да отидат навсякъде. Те могат да се придвижват по субстрати, които варират, както видяхте - по вероятността за контакт, движението на тази повърхност и типа захвати за крака, които присъстват. Ако искаш да проучиш как действа едно стъпало, ще трябва да стимулираме тези повърхности, или да стимулираме тези отломки. Когато направихме това, ето един нов експеримент, който направихме: поставихме едно животно и го накарахме да тича... този тревен паяк... по повърхност с отстранени 99 процента от контактната повърхнина. Но това дори не забави животното. То все още тича с човешкия еквивалент на 300 мили в час.
Now it turns out that animals can go anywhere. They can locomote on substrates that vary as you saw -- in the probability of contact, the movement of that surface and the type of footholds that are present. If you want to study how a foot works, we're going to have to simulate those surfaces, or simulate that debris. When we did that, here's a new experiment that we did: we put an animal and had it run -- this grass spider -- on a surface with 99 percent of the contact area removed. But it didn't even slow down the animal. It's still running at the human equivalent of 300 miles per hour.
А как може да го прави? Ами, погледнете по-внимателно. Когато го забавим 50 пъти, виждаме как кракът удря тези симулирани отломки. Кракът действа като стъпало. И всъщност животното осъществява контакт с други части от крака си по-често от традиционно дефинираното стъпало. Стъпалото се разпределя по целия крак. Може да се проведе друг експеримент, при който може да се вземе хлебарка със стъпало и може да се отстрани стъпалото. Подавам няколко хлебарки наоколо. Погледнете стъпалата им. Без стъпало, ето какво прави. Дори не забавя ход. Може да тича със същата скорост дори без този сегмент. Не е проблем за хлебарката - може да им пораснат пак, ако ви интересува. А как го правят? Погледнете внимателно: това е забавено 100 пъти, и гледайте какво прави с останалата част от крака си. Действа, отново, като разпределено стъпало. Много ефективно.
Now how could it do that? Well, look more carefully. When we slow it down 50 times we see how the leg is hitting that simulated debris. The leg is acting as a foot. And in fact, the animal contacts other parts of its leg more frequently than the traditionally defined foot. The foot is distributed along the whole leg. You can do another experiment where you can take a cockroach with a foot, and you can remove its foot. I'm passing some cockroaches around. Take a look at their feet. Without a foot, here's what it does. It doesn't even slow down. It can run the same speed without even that segment. No problem for the cockroach -- they can grow them back, if you care. How do they do it? Look carefully: this is slowed down 100 times, and watch what it's doing with the rest of its leg. It's acting, again, as a distributed foot -- very effective.
Въпросът, който имахме, е: колко общо е едно разпределено стъпало? Следващото поведение на това животно, което ще ви покажа, направо ни вцепени първия път, когато го видяхме. Журналистите, това е неофициално, над него има ембарго... погледнете какво е това! Това е чифтокопитен октопод, маскиран като търкалящ се кокосов орех. Открит е от Кристина Хъфард и заснет от "Сий Студиос", точно тук, от Монтерей.
Now, the question we had is, how general is a distributed foot? And the next behavior I'll show you of this animal just stunned us the first time that we saw it. Journalists, this is off the record; it's embargoed. Take a look at what that is! That's a bipedal octopus that's disguised as a rolling coconut. It was discovered by Christina Huffard and filmed by Sea Studios, right here from Monterey.
Описахме също и друг вид чифтокопитен октопод. Той се маскира като плаващи водорасли. Върви на два крака и държи другите ръце нагоре във въздуха, така че не може да го видят. (Аплодисменти) Вижте какво прави със стъпалото си, за да преодолява труден терен. Използва това прекрасно разпределено стъпало, за да направи така, все едно тези пречки изобщо ги няма. Наистина изключително.
We've also described another species of bipedal octopus. This one disguises itself as floating algae. It walks on two legs and it holds the other arms up in the air so that it can't be seen. (Applause) And look what it does with its foot to get over challenging terrain. It uses that beautiful distributed foot to make it as if those obstacles are not even there -- truly extraordinary.
През 1951 г. Ешер прави тази рисунка. Смятал, че създава животинска фантазия. Но ние знаем, че изкуството имитира живота, и се оказва, че природата, преди три милиона години, еволюирала следващото животно. Подобно на скарида животно, наречено стоматопод - ето как се движи то по плажовете на Панама: всъщност се търкаля, може да се търкаля дори и нагоре. Това е върховното разпределено стъпало; цялото му тяло в този случай действа като негово стъпало.
In 1951, Escher made this drawing. He thought he created an animal fantasy. But we know that art imitates life, and it turns out nature, three million years ago, evolved the next animal. It's a shrimp-like animal called the stomatopod, and here's how it moves on the beaches of Panama: it actually rolls, and it can even roll uphill. It's the ultimate distributed foot: its whole body in this case is acting like its foot.
Затова, ако искаме да добавим към проекта си първата важна черта, трябва да добавим контакт с разпределено стъпало. Не само с традиционното стъпало, а и с крака, и дори от тялото. Може ли това да ни помогне да вдъхновим дизайна на новаторски роботи? Вдъхновихме биологично този робот, наречен RHex, създаден от изключителни инженери в течение на последните няколко години. Отначало стъпалото на RHex беше доста просто, после с времето се преобърна и в крайна сметка се получи този полукръг. Защо така? Видеото ще ви покаже. Гледайте как роботът осъществява контакт с крака си, за да се справи с този много труден терен. Това, което виждате всъщност, е, че той използва този полукръгъл крак като разпределено стъпало. Вижте го как минава над това. Виждате го добре тук, върху тези отломки. Изключително. Никакви сензори, целият контрол е вграден право в настроените крака. Наистина просто, но красиво.
So, if we want to then, to our blueprint, add the first important feature, we want to add distributed foot contact. Not just with the traditional foot, but also the leg, and even of the body. Can this help us inspire the design of novel robots? We biologically inspired this robot, named RHex, built by these extraordinary engineers over the last few years. RHex's foot started off to be quite simple, then it got tuned over time, and ultimately resulted in this half circle. Why is that? The video will show you. Watch where the robot, now, contacts its leg in order to deal with this very difficult terrain. What you'll see, in fact, is that it's using that half circle leg as a distributed foot. Watch it go over this. You can see it here well on this debris. Extraordinary. No sensing, all the control is built right into the tuned legs. Really simple, but beautiful.
Може да сте забелязали още нещо за животните, когато тичаха по неравния терен. Асистентът ми ще ми помогне тук. Когато пипна крака на хлебарката... може ли да му дадете микрофона? Когато пипна крака на хлебарката, какво усети? Забеляза ли нещо?
Now, you might have noticed something else about the animals when they were running over the rough terrain. And my assistant's going to help me here. When you touched the cockroach leg -- can you get the microphone for him? When you touched the cockroach leg, what did it feel like? Did you notice something?
Момче: Бодлив.
Boy: Spiny.
Робърт Фул: Бодлив, нали? Наистина е бодлив, нали? Малко боли. Може да го дадем на нашия куратор и да видим дали ще е достатъчно смел да пипне хлебарката. (Смях)
Robert Full: It's spiny, right? It's really spiny, isn't it? It sort of hurts. Maybe we could give it to our curator and see if he'd be brave enough to touch the cockroach. (Laughter)
Крис Андерсън: Ти пипал ли си я?
Chris Anderson: Did you touch it?
РФ: Ако се вгледате внимателно в това, виждате, че имат шипове и допреди няколко седмици никой не знаеше за какво са те. Предполагаха, че са за защита и за сензорни структури. Открихме, че са за нещо друго... ето сегмент от този шип. Настроени са така, че лесно се огъват в една посока, за да изтеглят крака от отломки, но са твърди в другата посока, така че улавят несъразмерностите в повърхността.
RF: So if you look carefully at this, what you see is that they have spines and until a few weeks ago, no one knew what they did. They assumed that they were for protection and for sensory structures. We found that they're for something else -- here's a segment of that spine. They're tuned such that they easily collapse in one direction to pull the leg out from debris, but they're stiff in the other direction so they capture disparities in the surface.
На раците не им липсват захвати за стъпала, защото обикновено се движат по пясък... докато дойдат в нашата лаборатория. Където имат проблем с тази мрежа, защото нямат шипове. Раците нямат шипове, затова имат проблем на този неравен терен. Но, разбира се, ние можем да се справим с това, защото можем да направим изкуствени шипове. Можем да правим шипове, които се захващат по симулирани отломки и се огъват при отстраняване за лесното им изтегляне. Направихме го, като поставихме на раците тези изкуствени шипове, както виждате тук, а после ги изпитахме. Разбираме ли наистина този принцип на настройката? Отговорът е - да! Това е забавено 20-кратно, ракът просто хвърчи през тези симулирани отломки. (Смях) (Аплодисменти) Малко по-добро от природата.
Now crabs don't miss footholds, because they normally move on sand -- until they come to our lab. And where they have a problem with this kind of mesh, because they don't have spines. The crabs are missing spines, so they have a problem in this kind of rough terrain. But of course, we can deal with that because we can produce artificial spines. We can make spines that catch on simulated debris and collapse on removal to easily pull them out. We did that by putting these artificial spines on crabs, as you see here, and then we tested them. Do we really understand that principle of tuning? The answer is, yes! This is slowed down 20-fold, and the crab just zooms across that simulated debris. (Laughter) (Applause) A little better than nature.
И така, към нашия проект трябва да добавим настроени шипове. Ще ни помогне ли това да мислим за дизайна на по-ефективни катерачни роботи? Е, ето го RHex... RHex има проблем по релси... по гладки релси, както виждате тук. Тогава защо да не добавим шип? Колегите ми го направиха в "Ю Пен". Дан Кодичек постави стоманени гвоздеи... много проста версия... на робота... и ето го сега RHex, пресича тези стоманени... тези релси. Няма проблем! Как го прави? Да забавим, и ще видите шиповете в действие. Гледайте завъртането на крака, и ще видите как се захваща ето там. Не можеше да го прави преди - просто се подхлъзваше, засядаше и се катурваше. Гледайте отново, точно там... успешно.
So to our blueprint, we need to add tuned spines. Now will this help us think about the design of more effective climbing robots? Well, here's RHex: RHex has trouble on rails -- on smooth rails, as you see here. So why not add a spine? My colleagues did this at U. Penn. Dan Koditschek put some steel nails -- very simple version -- on the robot, and here's RHex, now, going over those steel -- those rails. No problem! How does it do it? Let's slow it down and you can see the spines in action. Watch the leg come around, and you'll see it grab on right there. It couldn't do that before; it would just slip and get stuck and tip over. And watch again, right there -- successful.
Това, че имаме разпределено стъпало и гръбнаци, не значи, че могат да се изкачват вертикални повърхности. Това е много, много трудно. Но вижте как го прави това животно! Едно от тези, които подавам наоколо, е изкачване по тази вертикална повърхност, която е гладка метална плоча. Изключително е колко бързо може да го прави... но ако го забавите, виждате нещо доста изключително. Това е тайна. Животното успешно се катери чрез приплъзване и вижте..., и всъщност се справя ужасно, що се отнася до захващането по повърхността. Всъщност изглежда, все едно плува по повърхността. Можем да моделираме по-добре това поведение като течност, ако се вгледате в него. Разпределеното стъпало всъщност действа повече като гребло.
Now just because we have a distributed foot and spines doesn't mean you can climb vertical surfaces. This is really, really difficult. But look at this animal do it! One of the ones I'm passing around is climbing up this vertical surface that's a smooth metal plate. It's extraordinary how fast it can do it -- but if you slow it down, you see something that's quite extraordinary. It's a secret. The animal effectively climbs by slipping and look -- and doing, actually, terribly, with respect to grabbing on the surface. It looks, in fact, like it's swimming up the surface. We can actually model that behavior better as a fluid, if you look at it. The distributed foot, actually, is working more like a paddle.
Същото е вярно и когато гледахме как този гущер тича по флуидизиран пясък. Гледайте стъпалата му. Всъщност функционира като гребло, въпреки че взаимодейства с повърхност, която обичайно смятаме за твърда. Не по-различно от това, което откри моята бивша студентка, когато откри как гущерите могат да тичат по самата вода. Може ли да се използва това за създаване на по-добър робот? Мартин Бюлер е успял... той сега е в "Бостън Дайнамикс"... взел тази идея и превърнал RHex в Aqua RHex. Ето го RHex с гребла, превърнат сега в невероятно маневрен плуващ робот.
The same is true when we looked at this lizard running on fluidized sand. Watch its feet. It's actually functioning as a paddle even though it's interacting with a surface that we normally think of as a solid. This is not different from what my former undergraduate discovered when she figured out how lizards can run on water itself. Can you use this to make a better robot? Martin Buehler did -- who's now at Boston Dynamics -- he took this idea and made RHex to be Aqua RHex. So here's RHex with paddles, now converted into an incredibly maneuverable swimming robot.
При неравни повърхности обаче животните добавят нокти. И вероятно ги усещате, ако сте го хващали. Пипнахте ли го?
For rough surfaces, though, animals add claws. And you probably feel them if you grabbed it. Did you touch it?
КА: Аз да.
CA: I did.
РФ: И наистина се справят много добре в захващане за повърхности с тези нокти. Марк Къткоски в Станфордския университет, един от сътрудниците ми, е изключителен инженер, който разви техника, наречена Производство чрез снемане на форма, при която може да вгражда нокти направо в изкуствено стъпало. Ето я най-простата версия на стъпало за един нов робот, която ще ви покажа след малко. И така, за нашия проект, да прикачим нокти. Ако погледнем животните обаче, за да са наистина маневрени на всички повърхности, животните използват хибридни механизми, включващи нокти, шипове, косми, възглавнички, лепило и капилярно залепване, и цял куп други неща. Всички тези са от различни насекоми. Това е мравка, пълзяща нагоре по вертикална повърхност. Да погледнем тази мравка.
RF: And they do really well at grabbing onto surfaces with these claws. Mark Cutkosky at Stanford University, one of my collaborators, is an extraordinary engineer who developed this technique called Shape Deposition Manufacturing, where he can imbed claws right into an artificial foot. And here's the simple version of a foot for a new robot that I'll show you in a bit. So to our blueprint, let's attach claws. Now if we look at animals, though, to be really maneuverable in all surfaces, the animals use hybrid mechanisms that include claws, and spines, and hairs, and pads, and glue, and capillary adhesion and a whole bunch of other things. These are all from different insects. There's an ant crawling up a vertical surface. Let's look at that ant.
Това е стъпалото на мравката. Виждате космите, ноктите и това нещо тук. Това е, когато стъпалото й е във въздуха. Вижте какво се случва, когато стъпалото дойде върху сандвича ви. Виждате ли какво се случва? Тази възглавничка излиза. И там е лепилото. Тук отдолу е стъпало на мравка, и когато ноктите не се забият, тази възглавничка излиза автоматично, без мравката да прави каквото и да било. Тя просто изпъква. Трудно беше да се направи тази снимка... според мен това е снимка на стъпалото на мравката на суперстринга. Затова е доста трудно да се направи. Ето как изглежда отблизо... тук е мравешкото стъпало, а там е лепилото.
This is the foot of an ant. You see the hairs and the claws and this thing here. This is when its foot's in the air. Watch what happens when the foot goes onto your sandwich. You see what happens? That pad comes out. And that's where the glue is. Here from underneath is an ant foot, and when the claws don't dig in, that pad automatically comes out without the ant doing anything. It just extrudes. And this was a hard shot to get -- I think this is the shot of the ant foot on the superstrings. So it's pretty tough to do. This is what it looks like close up -- here's the ant foot, and there's the glue.
Открихме, че това лепило може да е интересна двуфазна смес. Със сигурност й помага да се задържи. Затова, за нашия чертеж, се придържаме към лепкави възглавнички. Може да решите, че за гладки повърхности се вдъхновяваме оттук. Тук имаме нещо по-добро. Геконът е наистина страхотен пример за нанотехнология в природата. Това са стъпалата му. Те са... изглеждат почти извънземни. А тайната, с която се залепват, включва косматите пръсти на краката им. могат да тичат нагоре по повърхност с метър в секунда, да правят 30 стъпки за тази една секунда... едва се виждат. Ако го забавим, прикрепят стъпалата си за осем милисекунди и ги отделят за 17 милисекунди. А като гледаш как ги отделят, е странно. Обелват ги от повърхността, както бихте белили парче скоч. Много странно. Как залепват?
And we discovered this glue may be an interesting two-phase mixture. It certainly helps it to hold on. So to our blueprint, we stick on some sticky pads. Now you might think for smooth surfaces we get inspiration here. Now we have something better here. The gecko's a really great example of nanotechnology in nature. These are its feet. They're -- almost look alien. And the secret, which they stick on with, involves their hairy toes. They can run up a surface at a meter per second, take 30 steps in that one second -- you can hardly see them. If we slow it down, they attach their feet at eight milliseconds, and detach them in 16 milliseconds. And when you watch how they detach it, it is bizarre. They peel away from the surface like you'd peel away a piece of tape. Very strange. How do they stick?
Ако погледнете краката им, те имат листоподобни структури, наречени линали с милиони косми. И всеки косъм има възможно най-тежкия случай на цъфтящи краища. Има от сто до хиляда разцепени краища и това е тайната, защото позволява близък контакт. Геконът има един милиард от тези разцепени краища с размер 200 нанометра. Те не се лепят с лепило, нито пък действат с велкро или като вакуум. Открихме, че действат само чрез междумолекулни сили. Затова, за нашия проект, разцепихме някои косми. Това вдъхнови дизайна на първото самопочистващо се сухо лепило... радваме се да кажем, че патентът е издаден. А ето и най-простата версия в природата - това е опитът на моя сътрудник Рон Фиъринг за изкуствена версия на това сухо лепило, направено от полиуретан. Ето и първия опит за действието му върху някакъв товар.
If you look at their feet, they have leaf-like structures called linalae with millions of hairs. And each hair has the worst case of split ends possible. It has a hundred to a thousand split ends, and that's the secret, because it allows intimate contact. The gecko has a billion of these 200-nanometer-sized split ends. And they don't stick by glue, or they don't work like Velcro, or they don't work with suction. We discovered they work by intermolecular forces alone. So to our blueprint, we split some hairs. This has inspired the design of the first self-cleaning dry adhesive -- the patent issued, we're happy to say. And here's the simplest version in nature, and here's my collaborator Ron Fearing's attempt at an artificial version of this dry adhesive made from polyurethane. And here's the first attempt to have it work on some load.
Към това има огромен интерес в ред различни области. Сигурен съм, че могат да се измислят хиляда възможни начини за употреба. Както направиха много хора, и се вълнуваме от реализацията на това като продукт. Представяли сме си продукти, например този: представихме си биологично вдъхновен лейкопласт, при който свалихме лепилото от лейкопласта. Взехме няколко косъма от гекон, който си сменя кожата; сложихме три ролки от тях тук и направихме този лейкопласт.
There's enormous interest in this in a variety of different fields. You could think of a thousand possible uses, I'm sure. Lots of people have, and we're excited about realizing this as a product. We have imagined products; for example, this one: we imagined a bio-inspired Band-Aid, where we took the glue off the Band-Aid. We took some hairs from a molting gecko; put three rolls of them on here, and then made this Band-Aid.
Това е студент-доброволец... имаме 30 000 студенти, така че може да избираме сред тях... това всъщност е само червен белег от химикалка. Но така се получава невероятен лейкопласт. Аериран е, може да се отлепя лесно, не причинява никакво раздразнение, водоустойчив е. Според мен това е изключителен пример за това как основаното върху любопитство изследване... просто се чудехме как се катерят нагоре по нещо... може да доведе до неща, каквито не можете и да си представите. Просто пример за това защо трябва да подкрепяме основаното върху любопитство изследване. Ето, сваляне на лейкопласта.
This is an undergraduate volunteer -- we have 30,000 undergraduates so we can choose among them -- that's actually just a red pen mark. But it makes an incredible Band-Aid. It's aerated, it can be peeled off easily, it doesn't cause any irritation, it works underwater. I think this is an extraordinary example of how curiosity-based research -- we just wondered how they climbed up something -- can lead to things that you could never imagine. It's just an example of why we need to support curiosity-based research. Here you are, pulling off the Band-Aid.
И така, сега предефинирахме какво е стъпало. Въпросът е - можем ли тогава да използваме тези тайни, за да вдъхновим проект за по-добро стъпало, по-добро от това, което виждаме в природата? Ето новия проект: опитваме се да създадем първия катерещ се робот за търсене и спасяване... без вакуум и магнити... който може да се движи само по ограничени видове повърхности. Нарекох новия робот RiSE - Робот в катерачна среда (Robot in Scansorial Environment); изключителен екип биолози и инженери създават този робот. Ето го RiSE. Шестокрак е и има опашка. Ето го на ограда и на дърво. Ето ги и първите стъпки на RiSE по наклон. Имате ли аудиото? Чувате го как се изкачва. Ето го, идва нагоре към вас, при първите си стъпки нагоре по стена. Тук използва само най-простото си стъпало, това е нещо съвсем ново. Но смятаме, че сме уловили точно динамиката на робота.
So we've redefined, now, what a foot is. The question is, can we use these secrets, then, to inspire the design of a better foot, better than one that we see in nature? Here's the new project: we're trying to create the first climbing search-and-rescue robot -- no suction or magnets -- that can only move on limited kinds of surfaces. I call the new robot RiSE, for "Robot in Scansorial Environment" -- that's a climbing environment -- and we have an extraordinary team of biologists and engineers creating this robot. And here is RiSE. It's six-legged and has a tail. Here it is on a fence and a tree. And here are RiSE's first steps on an incline. You have the audio? You can hear it go up. And here it is coming up at you, in its first steps up a wall. Now it's only using its simplest feet here, so this is very new. But we think we got the dynamics right of the robot.
Марк къткоски обаче стига една стъпка по-далеч. Той успя да изгради тези произведени чрез снемане на форма стъпала и пръсти на краката. Следващата стъпка е да се направят услужливи пръсти на краката, опити да се добавят шипове и нокти, и да се настрои за сухи лепила. Идеята е първо да се нагласят пръстите на крака и стъпалото, опита за изкачване, и в крайна сметка да се постави на робота. И точно това е направил той. Всъщност, изгради катерещ се стъпален бот, вдъхновен от природата.
Mark Cutkosky, though, is taking it a step further. He's the one able to build this shape-deposition manufactured feet and toes. The next step is to make compliant toes, and try to add spines and claws and set it for dry adhesives. So the idea is to first get the toes and a foot right, attempt to make that climb, and ultimately put it on the robot. And that's exactly what he's done. He's built, in fact, a climbing foot-bot inspired by nature.
А ето проекта на Къткоски и изумителните му студенти. Това са настроени пръсти на крака... шест са и използват принципите, за които току-що говорих, вкупом за чертежа. Не се използва вакуум, лепило и в крайна сметка, когато е прикачен към робота... толкова биологично вдъхновен е, колкото и животното... да се надяваме, ще може да се изкачва по всякакъв вид повърхност. Тук го виждате, да се изкачва по сграда в Станфорд. Ускорено е... отново, това е изкачващо се стъпало. Все още не е целият робот, работим по него... сега виждате как се захваща. Тези настроени структури позволяват на шиповете, възглавничките за триене и накрая на залепващите косми да се захващат за много предизвикателни, трудни повърхности. И така успяха да получат това... това сега е ускорено 20 пъти... можете ли да си представите да се опитвате да се качите и да спасите някого на онзи горен етаж? Нали така? Сега може да се визуализира, не е невъзможно. Много предизвикателна задача. Но следва и още.
And here's Cutkosky's and his amazing students' design. So these are tuned toes -- there are six of them, and they use the principles that I just talked about collectively for the blueprint. So this is not using any suction, any glue, and it will ultimately, when it's attached to the robot -- it's as biologically inspired as the animal -- hopefully be able to climb any kind of a surface. Here you see it, next, going up the side of a building at Stanford. It's sped up -- again, it's a foot climbing. It's not the whole robot yet, we're working on it -- now you can see how it's attaching. These tuned structures allow the spines, friction pads and ultimately the adhesive hairs to grab onto very challenging, difficult surfaces. And so they were able to get this thing -- this is now sped up 20 times -- can you imagine it trying to go up and rescue somebody at that upper floor? OK? You can visualize this now; it's not impossible. It's a very challenging task. But more to come later.
За да завършим: получихме тайни на дизайна от природата чрез разглеждане строежа на стъпалата. Научихме, че трябва да разпределяме контрола към малки части. Да не се поставя целият в мозъка, а да се постави част от контрола в настроени стъпала, крака и дори тяло. Че природата използва хибридни решения, а не едно-единствено решение, за тези проблеми, те са интегрирани и невероятно жизнеспособни. И трето, силно вярваме, че не искаме да имитираме природата, а да се вдъхновяваме от биологията и да използваме тези новаторски принципи с най-добрите съществуващи инженерни решения, за да правим... потенциално... нещо по-добро от природата.
To finish: we've gotten design secrets from nature by looking at how feet are built. We've learned we should distribute control to smart parts. Don't put it all in the brain, but put some of the control in tuned feet, legs and even body. That nature uses hybrid solutions, not a single solution, to these problems, and they're integrated and beautifully robust. And third, we believe strongly that we do not want to mimic nature but instead be inspired by biology, and use these novel principles with the best engineering solutions that are out there to make -- potentially -- something better than nature.
Така че има ясно съобщение: независимо дали ви интересува фундаментално, основно проучване на много интересни, странни, чудесни животни, или искате да изградите робот за търсене и спасяване, който може да ви помогне при земетресение, или да спаси някого при пожар, или се интересувате от медицина, трябва да пазим дизайна на природата. Иначе тези тайни ще бъдат изгубени завинаги. Благодаря.
So there's a clear message: whether you care about a fundamental, basic research of really interesting, bizarre, wonderful animals, or you want to build a search-and-rescue robot that can help you in an earthquake, or to save someone in a fire, or you care about medicine, we must preserve nature's designs. Otherwise these secrets will be lost forever. Thank you.