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.
Vreau să vă imaginaţi că sunteţi un student în laboratorul meu. Ce vreau eu să faceţi este să creaţi un design inspirat de biologie. Şi iată deci provocarea: Vreau să mă ajutaţi să creez un model de contact complet 3D, dinamic, parametrizat. Traducerea la asta e, puteţi să mă ajutaţi să construiesc o labă a piciorului? Şi asta e o provocare reală şi vreau să ma ajutaţi. Bineînţeles, în provocare există un premiu. Nu e chiar Premiul TED, dar este un tricou unic de la laboratorul nostru. Aşa că, vă rog, trimiteţi-mi ideile voastre despre cum să proiectezi o labă a piciorului.
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)
Acum, dacă vrem să proiectăm o labă a piciorului, ce trebuie să facem? Trebuie, mai întâi, să ştim ce este o labă a piciorului. Dacă mergem la dicţionar, el spune, "Este extremitatea cea mai de jos a piciorului care este în contact direct cu pământul în timpul statului sau al mersului." Asta este definiţia tradiţională. Dar dacă vrei chiar să faci cercetare, ce trebuie să faci? Trebuie să mergi la literatură şi să cauţi ceea ce e cunoscut despre picioare. Deci, mergi la literatură. (Râsete)
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.
Poate eşti familiarizat cu această literatură. Problema e că există multe, multe picioare. Cum faci asta? Trebuie să inspectezi toate pcioarele şi să extragi principiile după care funcţionează ele. Şi vreau să mă ajutaţi să fac asta în clipul următor. Pe măsură de vedeţi acest clip, căutaţi principiile, şi, deasemenea, gândiţi-vă la experimentele pe care le-aţi proiecta pentru a înţelege cum funcţionează un picior.
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.
Vedeţi nişte teme comune? Principii? Ce aţi face? Ce experimente aţi face? Uau. (Aplauze) Cercetarea nostră asupra biomecanicii locomoţiei animale ne-a permis să facem un plan pentru un picior. Este un design inspirat de natură, dar nu este o copie a unui picior specific la care doar te-ai uitat, ci este o sinteză a secretelor multor, multor picioare.
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.
Acum se pare că animalele pot să meargă oriunde. Pot să se deplaseze pe substraturi care variază precum aţi văzut -- in probabilitatea contactului, in mişcarea acelei suprafaţe şi in tipul suporturilor pentru picioare care sunt prezente. Dacă vrei să studiezi cum funcţioneză un picior va trebui să simulăm acele suprafeţe sau să simulăm acele neregularităţi. Când am făcut asta, aici e un nou experiment pe care l-am făcut: am pus un animal şi l-am făcut să alerge -- acest Agelenopsis (paianjen de iarbă) -- pe o suprafaţă cu 99% din suprafaţa de contact înlăturată. Dar nici măcar nu a încetinit animalul. Tot aleargă cu echivalentul uman a 300 mile/oră (480 km/h).
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.
Acum, cum face el asta? Păi, priviţi mai atenţi. Când încetinim de 50 de ori, vedem cum piciorul loveşte acele dărâmături simulate. Piciorul acţionează ca o talpă. De fapt, animalul pune în contact alte părţi ale piciorului său mai frecvent decât ceea ce e definit tradiţional ca talpă. Talpa este distribuită în lungul întergului picior. Puteţi face un alt experiment unde puteţi lua un gândac cu o talpă şi puteţi înlătura talpa sa. Dau drumul la câţiva gândaci pe-aici. Uitaţi-vă la tălpile lor. Fără talpă, iată ceea ce face. Nici măcar nu încetineşte. Poate să alerge cu aceeaşi viteză chiar fără acel segment. Nici o problemă pentru gândac -- le pot creşte la loc, dacă vă interesează. Cum o fac ei? Priviţi cu atenţie: ăsta e încetinit de 100 de ori şi priviţi ce face cu restul piciorului său. Funcţionează, din nou, ca o talpă distribuită. Foarte eficient.
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.
Acum, întrebarea pe care o avem este, cât de generală este o talpă distribuită? Şi următorul comportament pe care vi-l voi arăta al acestui animal ne-a uluit prima dată cânt l-am văzut. Jurnalişti, asta e neoficial -- este sub embargo -- priviţi ce este aceea! Aceea este o caracatiţă bipedă care e deghizată ca o nucă de cocos ce se rosogoleşte. A fost descoperită de Christina Huffard şi filmată de Sea Studios, chiar aici în Monterey.
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.
Am descris deasemenea o altă specie de caracatiţi bipedă. Aceasta se deghizează ca o algă plutitoare. Merge în două picioare şi ţine celelalte braţe sus, ca să nu poată fi văzută. (Aplauze) Şi iată ce face cu talpa ei pentru a trece peste teren ce ridică provocări. Foloseşte acea frumoasă talpă distribuită pentru a face ca şi cum obstacolele nici nu ar fi acolo. Cu adevărat extraordinar.
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.
În 1951, Escher a făcut acest desen. El a crezut că a creat un animal fantastic. Dar noi ştim că arta imită natura şi se pare că natura, acum 3 milioane de ani, a dezvoltat următorul animal. E un animal ca un crevete numit stomatopod şi iată cum se mişcă pe plajele din Panama: chiar se rostogoleşte, şi poate să se rostogolească la deal. Este cel mai nou picior distribuit; întreg corpul său în acest caz funcţionează ca un picior.
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.
Deci, atunci dacă vrem ca schiţei noastre să-i adăugăm cea mai importantă trasătură, vrem să-i adăugăm talpă de contact distribuită. Nu doar cu talpa tradiţională, ci şi deasemenea cu piciorul, şi chiar cu corpul- Poate asta să ne inspire designul roboţilor noi? Am inspirat biologic acest robot, numit RHex, construit de aceşti extraordinari ingineri de-a lungul ultimilor câţiva ani. Piciorul lui RHex a debutat prin a fi destul de simplu, apoi s-a transformat în timp şi în cele din urmă a rezultat această jumătate de cerc. De ce-i aşa? Acest clip vă va arăta. Priviţi unde robotul, acum, pune în contact picioarele sale pentru a face faţă acestui teren foarte dificil. Ce veţi vedea, de fapt, e că foloseşte acel picior jumătate de cerc ca o talpă distribuită. Priviţi-l mergând peste asta. Puteţi să-l vedeţi aici bine, peste aceste dărâmături. Extraordinar. Fără simţire, tot controlul este integrat chiar în picioarele adaptate. Chiar simplu, dar frumos.
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?
Acum, poate aţi observat altceva despre animale când alergau peste terenul accidentat. Iar asistentul meu mă va ajuta aici. Când ai atins piciorul gândacului - poţi să iei microfonul pentru el? Când ai atins piciorul gândacului, cum s-a simţit? Ai observat ceva?
Boy: Spiny.
Băiatul: ţepos.
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)
Robert Full: E ţepos, nu? E ţepos tare, nu-i aşa? Cumva chiar doare. Poate am putea să-l dăm gazdei noastre să vedem dacă el e suficient de curajos să atingă gândacul. (Hotote de râs)
Chris Anderson: Did you touch it?
Chris Anderson: Tu l-ai atins?
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.
RF: Deci dacă priviţi cu atenţie la asta, ce veţi vedea este că au ţepi şi până acum câteva săptămâni, nimeni nu ştia ce făceau. Presupuneau că erau pentru protecţie sau pentru structuri senzoriale. Am aflat că erau pentru altceva -- aici e un segment din acel ţep. Sunt adaptaţi în aşa fel că se îndoiaie uşor într-o direcţie să scoată piciorul din dărâmături, dar sunt ţepeni în cealaltă direcţie aşa că prind disparităţile de pe suprafaţă.
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.
Acum, crabii nu ratează locurile de sprijinit talpa, deoarece în mod normal se mişcă pe nisip -- până au venit la laboratorul nostru. Şi aici au o problemă cu acest tip de suprafaţă, deoarece ei nu au ţepi. Crabii au ţepi lipsă, aşa că au o problemă pe acest tip de teren dificil. Dar, desigur, putem să facem faţă la asta, deoarece putem să producem ţepi artificiali. Putem să facem ţepi care să prindă pe dărâmături simulate şi să se îndoaie la îndepărtare pentru a-i scoate uşor. Am făcut asta punând aceşti ţepi artificiali pe crabi, cum aţi văzut aici şi apoi i-am testat. Chiar înţelegem acest principiu de adaptare? Răspunsul este da! Asta este încetinit de 20 de ori şi crabul chiar o şterge peste acele dărâmături simulate. (Hohote de râs)(Aplauze) Un pic mai bine decât natura.
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.
Deci, pentru schiţa noastră avem nevoie de a adăuga ţepi modificaţi. Acum, ne va ajuta asta să ne gândim la designul unor roboţi care se caţără mai eficienţi? Păi, aici e RHex -- RHex are probleme pe şine -- pe şine fine, cum puteţi vedea aici. Aşa că de ce să nu adăugăm un ţep? Colegii mei au făcut asta la U Penn. Dan Koditschek a pus nişte cuie de oţel -- o versiune foarte simplă -- pe robot -- şi aici e RHex, acum, trecând peste acel oţel -- acele şine. Nici o problemă! Cum o face? Să-ncetinim şi puteţi vedea ţepii în acţiune. Priviţi piciorul venind şi-l veţi vdea prinzându-se chiar aici. Nu putea face asta înainte, doar aluneca şi rămânea blocat si se răsturna. Şi priviţi din nou, chiar aici -- cu succes.
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.
Acum, doar pentru că avem un picior distribuit şi ţepi nu înseamnă că poţi urca suprafeţe verticale. Asta e foarte, foarte dificil. Dar uitaţi-vă la acest animal făcând-o! Unul dintre cei pe care îi arăt trece căţărându-se pe această suprafaţă verticală care este o placă netedă de metal. Este extraordinar cât de repede poate să o facă -- dar dacă îl încetineşti, vezi ceva care e destul de extraordinar. Este un secret. Animalul efectiv se caţără alunecând şi priviţi -- şi o face, de fapt, groaznic, în ceea ce priveşte agăţarea de suprafaţă. Arătă, de fapt, ca şi cum înoată pe suprafaţă. În fapt, putem să modelăm acel comportament mai bine ca un fluid, dacă vă uitaţi la el. Piciorul distribuit, de fapt, funcţionează mai mult ca o vâslă.
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.
Acelaşi lucru e valabil când am privit această şopârlă alergând pe nisip fluidizat. Priviţi picioarele sale. Chiar funcţionează ca o vârslă chiar dacă interacţionează cu o suprafaţă pe care în mod normal o considerăm ca un solid. Asta nu e diferit de ceea ce fosta mea student a descoperit când şi-a dat seama cum pot şopârlele să alerge pe apă. Puteţi să folosiţi asta ca să faceţi un robot mai bun? Martin Buehler a făcut-o -- care e acum la Boston Dynamics -- a luat ideea asta şi l-a făcut pe RHex să fie Aqua RHex. Deci, aici e RHex cu vâsle, acum convertit într-un robot care înoată incredibil de manevrabil.
For rough surfaces, though, animals add claws. And you probably feel them if you grabbed it. Did you touch it?
Pentru suprafeţe dure, totuşi, animalele adugă gheare. Şi probabil le-ai simţi dacă l-ai apuca. L-ai atins?
CA: I did.
CA: Am făcut-o.
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.
RF: Şi se descurcă bine la agăţarea de suprafeţe cu aceste gheare. Mark Cutkosky de la Universitatea Standford, unul dintre colaboratorii mei, este un inginer extraordinar care a dezvoltat această tehnică numită Shape Deposition Manufacturing, prin care el a încastrat gheare chiat într-un picior artificial. Şi aici este versiunea simplă a unui picior pentru un nou robot pe care vi-l voi arăta într-un moment. Deci, pentru schiţa noastră, să ataşăm gheare. Acum, dacă ne uităm la animale, totuşi, pentru chiar a fi manevrabile pe toate suprafeţele, animalele folosesc mecanisme hibride, asta include gheare, şi ţepi, şi peri, şi ventuze, şi lipici, şi adezivitate capilară şi o grămadă de alte lucruri. Acestea sunt toate de la diferite insecte. Iată o furnică ce se caţără pe o suprafaţă verticală. Să ne uităm la acea furnică.
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.
Acesta este piciorul unei furnici. Vedeţi perii şi ghearele şi această chestie de aici. Asta e când acest picior este în aer. Priviţi ce se întâmplă când piciorul merge pe sandwich-ul tău. Vedeţi ce se întâmplă? Ventuzele ies. Şi asta-i unde-i lipiciul. Aici, de dedesubt, este piciorul unei furnici, şi când ghearele nu se agată, acea ventuză iese automat fără ca furnica să facă nimic. Doar se extinde. Şi ăsta a fost un cadru greu de obţinut -- cred că este o poză a piciorului furnicii pe o coardă (aluzie la teoria corzilor). Deci e destul de greu de făcut. Asta e cum arată în plan apropiat -- aici e piciorul furnicii şi aici e lipiciul.
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?
Şi am descoperit că acest lipici poate fi o interesantă mixtură în două faze. În mod sigur o ajută să stea prinsă. Deci, la schiţa noastră ataşăm nişte ventuze lipicioase. Acum, aţi putea crede că pentru suprafeţe netede ne luăm inspiraţia de aici. Acum, avem ceva mai bun aici. Gecko-ul este un exemplu grozav de nanotehnologie în natură. Acestea sunt picioarele sale. Sunt -- aproape arată extraterestru. Şi secretul, pe care se bazează, implică degetele lor păroase. Pot să alerge în sus pe o suprafaţă cu 1m/s, fac 30 de paşi în acea secundă -- cu greu poţi să-i vezi. Dacă încetinim, îşi prind picioarele la 8 milisecunde şi le desprind în 16 milisecunde. Şi când priveşti cum le detaşează, e bizar. Se decojesc de pe suprafaţă că şi cum ai desprinde o bucată de bandă adezivă. Foarte straniu. Cum se prind?
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.
Dacă priveşti picioarele lor, au structuri ca nişte frunze numite linalae cu milioane de peri. Şi fiecare păr are cel mai rău caz de vârf despicat posibil. Are de la o sută la o mie de vârfuri despicate, şi asta este secretul, deoarece îi permite un contact intim. Gecko-ul are un miliard de astfel de vârfuri despicare de dimensiunea a 200 de nanometri. Şi nu se prind prin lipici, nici nu funcţionează ca scaiul, nici nu funcţionează cu sucţiune. Am descoperit că funcţionează doar prin forţe intermoleculare. Deci pentru schiţa noastră am despicat nişte peri. Asta a inspirat designul primului adeziv care se curăţă singur -- patentul a ieşit, sunt mândri să spunem. Şi aici e cea mai simplă versiune în natură şi aici e încercarea colaboratorului meu Ron Fearing la o versiune artificială a acestui adeziv uscat făcut din poliuretan. Şi aici e prima încercare de a-l face să funcţioneze cu ceva greutate.
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.
Există un interes enorm în asta, într-o multitudine de domenii diferite. Vă puteţi gândi la o mie de posibile utilizări, sunt sigur. Mulţi oameni au făcut-o şi sunt încântaţi de a-l realiza ca produs. Am imaginat produse, de exemplu, acesta: am imaginat un plasture bio-inspirat, la care am scos lipiciul de pe plasture. Am luat câţi peri de la un gecko care năpârleşte; am pus 3 mănunchiuri din ei aici şi am făcut acest plasture.
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.
Acesta este un student voluntar -- avem 30 000 de studenţi aşa că putem alege dintre ei -- asta-i de fapt doar o urmă de stilou roşu. Dar apare un incredibil plasture. Este aerat, poate fi dat jos uşor, nu cauzeză nici o iritatie, funcţionează sub apă. Cred că ăsta este un exemplu extraordinar de cum cercetarea bazată pe curiozitate -- doar ne întrebam cum se căţărau pe ceva -- poate duce la lucruri pe care nu le-ai imagina niciodată. Este doar un exemplu de ce avem nevoie să încurajăm cercetarea bazată pe curiozitate. Aici, dezlipind un plasture.
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.
Deci am detaliat, acum, ce e un picior. Întrebarea e, putem să folosim aceste secrete, ca apoi să inspire designul unui picior mai bun, mai bun decât cel pe care îl vedem în natură? Iată noul proiect: încercăm să creăm primul robot care să caute şi să salveze -- fără sucţiune sau magneţi -- care poate să se mişte doar pe tipuri limitate de suprafeţe. Numesc noul robot RiSE, de la "Robot in Scansorial Environment" (Robot în mediu de căţărat) -- ăsta e un mediu de căţărat -- şi avem o echipă extraordinară de biologi şi ingineri ce crează acest robot. Şi aici e RiSE Are 6 picioare şi are o coadă. Aici e pe un gard şi un copac. Şi aici sunt primii paşi ai lui RiSE pe un plan înclinat. Aveţi sunet? Îl puteţi auzi urcând. Şi aici urcă la voi cu primii lui paşi pe un perete. Acum foloseşte doar cel mai simplu picior aici, aşa că asta e foarte nou. Dar ne gândim că am nimerit dinamica corectă a robotului.
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.
Mark Cutkosky, în orice caz, o duce cu un pas mai departe. El e cel în stare să construiască acest picior şi aceste degete de la picioare cu tehnologia "shape-deposition manufacturing". Pasul următor e de a face degete maleabile şi de a încerca a adăuga ţepi şi gheare şi să-l pregătim pentru adeziv uscat. Deci, ideea e ca mai întâi să luăm degetele de la picioare şi un picior bun, să încercăm să-l facem să se caţere, şi în cele din urmă să le punem pe un robot. Şi asta e fix ce a făcut el. A construit, de fapt, un picior-bot inspirat de natură.
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.
Şi aici e designul facut de Cutkosky şi de uimitorii săi studenţi. Deci, acestea sunt degete adaptate -- sunt 6 din astea, şi folosesc impreună toate principiile despre care am vorbit privind schiţa. Aşadar, acesta nu foloseşte nici sucţiune, nici lipici, şi, în cele din urmă, când e ataşat robotului -- este la fel de inspirat de biologie ca şi animalul -- ... să sperăm că va fi în stare să urce orice fel de suprafaţă. Aici îl vedeţi, în continuare, urcând o laterală a unei clădiri la Stanford. E mărită viteza -- din nou, e un picior urcător. Nu e întreg robotul încă, lucrăm la el -- acum puteţi vedea cum se ataşează. Aceste structuri adaptate permit ţepilor, tampoanelor de frecare şi în cele din urmă perilor adezivi să se prindă pe suprafeţe foarte provocatoare, dificile. Şi ei au fost în stare să obţină lucrul acesta -- aceasta este acum mai repede de 20 de ori -- v-o puteţi imagina urcând şi salvând pe cineva la acel etaj? OK? Puteţi vizualiza asta acum, nu este imposibil. Este o sarcină foarte provocatoare. Dar, mai multe vor veni mai târziu.
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.
Pentru a încheia: am acumulat secrete de design de la natură uitându-ne la cum picioarele sunt construite. Am învăţat că trebuie să distribuim control părţilor mici. Nu puneţi totul în creier, ci puneţi o parte din control în tălpi adaptate, picioare şi chiar corp. Acea natură foloseşte soluţii hibrid, nu o singură soluţie la aceste probleme şi ele sunt integrate şi frumos robuste. Si in al treilea rând, credem cu tărie că nu vrem să mimăm natura, ci, în schimb, să fim inspiraţi de biologie şi să folosim aceste principii noi cu cele mai bune soluţii inginereşti care există pentru a face -- potenţial -- ceva mai bun decât natura.
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.
Deci, există un mesaj clar: dacă te interesează cercetarea de bază, fundamentală a animalelor chiar interesante, bizare, minunate sau vrei să construieşti un robot de căutare şi salvare care să te ajute într-un cutermur sau să salveze pe cineva într-un incendiu sau te interesează medicina, trebuie să conservăm designurile naturii. Altfel aceste secrete vor fi pierdute pentru totdeauna. Mulţumesc.