Origami robots that reshape and transform themselves | Jamie Paik

المترجم: mohamed khaled المدقّق: toufik serrai

As a roboticist, I get asked a lot of questions.

بصفتي مهندسة روبوتات أتلقّى العديد من الأسئلة.

"When we will they start serving me breakfast?"

"متى سيمكنهم جلب الفطور لي؟"

So I thought the future of robotics would be looking more like us.

لهذا كان مفهومي عن مستقبل الروبوتات أنهم سيكونون مشابهين لنا.

I thought they would look like me,

كنت أظنهم سيكونون بنفس مظهري،

so I built eyes that would simulate my eyes.

ولهذا صممت أعينًا تحاكي عيناي.

I built fingers that are dextrous enough to serve me ...

وصممت أصابع بارعةً بما يكفي لتلقي إلي ...

baseballs.

بكرات البيسبول.

Classical robots like this

الروبوتات التقليدية مثل هذه

are built and become functional

صُممت وأصبحت فعالة

based on the fixed number of joints and actuators.

بناءً على مجموعة من المفاصل والمحركات الثابتة.

And this means their functionality and shape are already fixed

وهذا يعني أنّ آلية عملهم وهيكلهم الخارجي ثابت ولا يتغير

at the moment of their conception.

منذ لحظة تصميمهم.

So even though this arm has a really nice throw --

وعلى الرغم من أن هذه الذراع تلقي الكرة بشكل جيد

it even hit the tripod at the end--

حتى إنها أصابت الهدف في النهاية

it's not meant for cooking you breakfast per se.

ولكن تبقى غير مصممة من أجل تقديم الفطور إليك.

It's not really suited for scrambled eggs.

فهي غير مناسبة لطهي البيض.

So this was when I was hit by a new vision of future robotics:

هذه كانت اللحظة التي حفزت لدي نظرة مستقبلية لهندسة الروبوتات:

the transformers.

المتحولون.

They drive, they run, they fly,

يمكنهم القيادة والركض والطيران،

all depending on the ever-changing, new environment and task at hand.

اعتماداً على البيئة المتغيرة والمهمة التي ينفذوها.

To make this a reality,

ولتحقيق هذا،

you really have to rethink how robots are designed.

علينا إعادة التفكير في كيفية تصميم الروبوتات.

So, imagine a robotic module in a polygon shape

لنتخيّل نموذج روبوت على هيئة مضلّع

and using that simple polygon shape

وتستخدم شكل المضلع البسيط

to reconstruct multiple different forms

لتغير نفسها لعدة أشكال

to create a new form of robot for different tasks.

لتصنع روبوتًا جديدًا يؤدي مهامًا مختلفة.

In CG, computer graphics, it's not any news --

هذا أمر مألوف في رسومات الكومبيوتر...

it's been done for a while, and that's how most of the movies are made.

ويتم استخدامه منذ فترة زمنية طويلة وهكذا تُصنع أغلب الأفلام.

But if you're trying to make a robot that's physically moving,

لكن تنفيذ نفس الفكرة لصناعة روبوت قادر على التحرك،

it's a completely new story.

أمرٌ مختلف كلياً.

It's a completely new paradigm.

هذا يتطلب طريقة تفكير مختلفة.

But you've all done this.

لكنه أمرٌ قام معظمنا بفعله في السابق.

Who hasn't made a paper airplane, paper boat, paper crane?

من منا لم يصنع في حياته طائرة ورقية أو زورقاً ورقياً أو بجعة ورقية؟

Origami is a versatile platform for designers.

(الأوريغامي) منصة واسعة للمصممين.

From a single sheet of paper, you can make multiple shapes,

يُمكنك صناعة عدة أشكال من ورقه واحدة،

and if you don't like it, you unfold and fold back again.

وإن لم يعجبك ما صنعته يمكنك إعادة طي الورقة لشكل آخر.

Any 3D form can be made from 2D surfaces by folding,

من الممكن صناعة أي شكل ثلاثي الأبعاد عن طريق طي عدة أسطح ثنائية الأبعاد،

and this is proven mathematically.

وهذا أمرٌ تم إثباته رياضيًا.

And imagine if you were to have an intelligent sheet

لنتخيل أن هناك ورقه ذكية

that can self-fold into any form it wants,

قادرة على تشكيل نفسها لأي شكل تريده،

anytime.

في أي وقت.

And that's what I've been working on.

هذا ما كنت أعمل عليه.

I call this robotic origami,

أُسمي هذا (روبوتات أوروغاميَّة)،

"robogami."

(روبوغامي).

This is our first robogami transformation

هذا أول تحول لروبوغامي

that was made by me about 10 years ago.

صنعته قبل عشر سنين،

From a flat-sheeted robot,

من روبوت على هيئة صحيفة مسطحة،

it turns into a pyramid and back into a flat sheet

يمكنه التحول لهرم ومن ثم العودة لشكل الصحيفة،

and into a space shuttle.

والتحول لمكوك فضائي.

Quite cute.

هذا جميل.

Ten years later, with my group of ninja origami robotic researchers --

بعد عشر سنين، برفقة فريقي من الباحثين في هندسة الروبوغامي...

about 22 of them right now --

يبلغ عددهم 22 حاليًا...

we have a new generation of robogamis,

قُمنا بتطوير جيل جديد من الروبوغامي،

and they're a little more effective and they do more than that.

جيل أكثر فعالية قادر على تأدية مهام أكثر من الجيل السابق.

So the new generation of robogamis actually serve a purpose.

يمكن للجيل الجديد تحقيق مهام معينة.

For example, this one actually navigates through different terrains autonomously.

فعلى سبيل المثال، يمكنه اجتياز تضاريس مختلفة بمفرده.

So when it's a dry and flat land, it crawls.

إذا كان طريقهُ جافًا مُستويًا، سيزحف.

And if it meets sudden rough terrain,

وإن كان طريقهُ متعرجًا،

it starts rolling.

يبدأ بالدحرجة.

It does this -- it's the same robot --

الذي يقوم بذلك هو نفس الروبوت.

but depending on which terrain it meets,

لكن على حسب ماهية التضاريس التي تقابله،

it activates a different sequence of actuators that's on board.

وهذا ينّشط المحركات بتسلسل مختلف

And once it meets an obstacle, it jumps over it.

وبمجرد أن يواجه عقبة، يقفز فوقها.

It does this by storing energy in each of its legs

وهو يفعل ذلك بتخزين الطاقة فى كل من ساقيهِ

and releasing it and catapulting like a slingshot.

وتحريرها والقذف كالمقلاع (ما يرمى به الحجر)

And it even does gymnastics.

وهو يمارس الجمباز أيضًا.

Yay.

ياي.

(Laughter)

(ضحك)

So I just showed you what a single robogami can do.

لذلك أوضحت لكم فقط ما يمكن أن يفعلهُ ربوغامي واحد.

Imagine what they can do as a group.

تخيل ما يمكنهم القيام به كمجموعة.

They can join forces to tackle more complex tasks.

يمكنهم تجميع قواهم للتعامل مع مهام أكثر تعقيدًا.

Each module, either active or passive,

كل نموذج، إما نشط أو غير فعال،

we can assemble them to create different shapes.

يمكننا تجميعهم لتكوين أشكال مختلفة.

Not only that, by controlling the folding joints,

ليس هذا فحسب، من خلال التحكم في الوصلات المطوية.

we're able to create and attack different tasks.

يمكننا إنشاء مهام مختلفة وتنفيذها.

The form is making new task space.

يقوم النموذج بإنشاء مساحة مهمة جديدة.

And this time, what's most important is the assembly.

وهذه المرة، الأهم هي المجسمات.

They need to autonomously find each other in a different space,

يحتاجون إلى إيجاد بعضهم البعض تلقائيًا حتى وإن كانوا في أماكن مختلفة،

attach and detach, depending on the environment and task.

الالتحام والانفصال وفقًا للبيئة والمهمة.

And we can do this now.

ويمكننا فعل ذلك الآن.

So what's next?

إذاً، ما هي الخطوة التالية؟

Our imagination.

خيالنا.

This is a simulation of what you can achieve

هذه محاكاة لما يمكنكم تحقيقه.

with this type of module.

باستخدام هذا النوع من النماذج

We decided that we were going to have a four-legged crawler

قررنا أن يكون لدينا زاحف بأربعة أرجل.

turn into a little dog and make small gaits.

تتحول إلى كلب صغير يتحرك بخطوات صغيرة.

With the same module, we can actually make it do something else:

باستخدام نفس النموذج، يمكننا جعلهُ يقوم بشيء آخر:

a manipulator, a typical, classical robotic task.

المناور، وهي مهمة كلاسيكية للروبوتات.

So with a manipulator, it can pick up an object.

لذا فالمناور يمكنه التقاط أي شيء.

Of course, you can add more modules to make the manipulator legs longer

بالطبع، يمكنك إضافة وحدات أكثر لجعل أقدامه أطول.

to attack or pick up objects that are bigger or smaller,

أو لالتقاط أشياء أكبر أو أصغر.

or even have a third arm.

أو حتى أن يكون له ذراع ثالث.

For robogamis, there's no one fixed shape nor task.

بالنسبة للروبوغاميات، لا يوجد شكل ثابت أو مهمة ثابتة.

They can transform into anything, anywhere, anytime.

يمكنهم أن يتحولوا إلى أي شيء في أي مكان وأي وقت.

So how do you make them?

كيف تقوم أنت بصناعتها؟

The biggest technical challenge of robogami is keeping them super thin,

أكبر تحدي فني في صناعة الروبوغاميات هو إبقاؤهم نحيفين جداً،

flexible,

مرنين،

but still remaining functional.

ولكن فعالين.

They're composed of multiple layers of circuits, motors,

فهم يتكونون من طبقات متعددة من الدوائر الكهربائية والمحركات،

microcontrollers and sensors,

ووحدات تحكم دقيقة وأجهزة استشعار،

all in the single body,

كل هذه المكونات فى جسم واحد،

and when you control individual folding joints,

وعند التحكم في الوصلات الفردية القابلة للطي،

you'll be able to achieve soft motions like that

ستتمكن من تحقيق حركات سهلة كهذه

upon your command.

بناءً على أوامرك.

Instead of being a single robot that is specifically made for a single task,

بدلاً من أن يكون روبوت واحد مصنوع خصيصًا لمهمة واحدة،

robogamis are optimized to do multi-tasks.

يتم تحسين الروبوغامي للقيام بمهام متعددة.

And this is quite important

وهذا أمر هام جداً

for the difficult and unique environments on the Earth

للبيئات الصعبة والفريدة على الأرض

as well as in space.

وكذلك في الفضاء.

Space is a perfect environment for robogamis.

الفضاء هو بيئة مثالية للروبوغامي.

You cannot afford to have one robot for one task.

لا يمكنك أن تتحمل صنع إنسان آلي لكل مهمة.

Who knows how many tasks you will encounter in space?

من يعرف عدد المهام التي قد تواجهها في الفضاء؟

What you want is a single robotic platform that can transform to do multi-tasks.

إن ما تريده هو نظام روبوتي واحد يمكنه التحول للقيام بمهام متعددة.

What we want is a deck of thin robogami modules

وما نريده هو مجموعة من وحدات الروبوغامي الرقيقة

that can transform to do multiples of performing tasks.

والذي بإمكانه أن يتحول للقيام بالعديد من المهام.

And don't take my word for it,

قد أكون مخطئة،

because the European Space Agency and Swiss Space Center

ولكن وكالة الفضاء الأوروبية والمركز الفضائي السويسري

are sponsoring this exact concept.

يقومون برعاية هذا المفهوم بالضبط.

So here you see a couple of images of reconfiguration of robogamis,

هكذا ترون هنا العديد من الصور لإعادة تشكيل الروبوغاميات،

exploring the foreign land aboveground, on the surface,

استكشاف أرض غريبة على السطح

as well as digging into the surface.

بالإضافة إلى الحفر في السطح.

It's not just exploration.

إنه ليس مجرد استكشاف.

For astronauts, they need additional help,

بالنسبة لرواد الفضاء، إنهم يحتاجون إلى مساعدة إضافية،

because you cannot afford to bring interns up there, either.

ولأنك لا تستطيع إحضار المتدربين إلى هناك أيضاً.

(Laughter)

(ضحك)

They have to do every tedious task.

يجب عليهم القيام بكل مهمة شاقة.

They may be simple,

قد تكون بسيطة،

but super interactive.

ولكن تفاعلية للغاية.

So you need robots to facilitate their experiments,

لذا تحتاج إلى الروبوتات لتسهيل تجاربهم،

assisting them with the communications

مساعدتهم في الإتصالات

and just docking onto surfaces to be their third arm holding different tools.

وما عليك إلا أن تهبط على الأسطح لتكون ذراعها الثالث الذي يحمل أدوات مختلفة.

But how will they be able to control robogamis, for example,

ولكن كيف ستكون قادرة على التحكم في الروبوغاميات، على سبيل المثال،

outside the space station?

خارج المحطة الفضائية؟

In this case, I show a robogami that is holding space debris.

وفي هذه الحالة، أظهر روبوغامي وهو يحمل حطام فضائي.

You can work with your vision so that you can control them,

يمكنك العمل بما تراه مناسباً حتى تتمكن من التحكم بها،

but what would be better is having the sensation of touch

ولكن ما هو أفضل من ذلك هو وجود الإحساس باللمس

directly transported onto the hands of the astronauts.

المنقول مباشرةً على أيدي رواد الفضاء.

And what you need is a haptic device,

وما تحتاج إليه هو جهاز هابتك،

a haptic interface that recreates the sensation of touch.

واجهة هابتك التي تعيد إنشاء الإحساس باللمس.

And using robogamis, we can do this.

وباستخدام الروبوغاميات، يمكننا القيام بذلك.

This is the world's smallest haptic interface

هذا هو أصغر جهاز هابتك

that can recreate a sensation of touch just underneath your fingertip.

إنه قادر على نقل حاسة اللمس إلى إصبعك.

We do this by moving the robogami

نحن نفعل ذلك بتحريك الروبوغامي

by microscopic and macroscopic movements at the stage.

بحركات ميكروسكوبية وماكروسكوبية في المرحلة.

And by having this, not only will you be able to feel

وبامتلاك هذا، ليس فقط قدرتك على إحساس

how big the object is,

كم هو كبير هذا الشيء،

the roundness and the lines,

دائري الشكل أو مستقيم،

but also the stiffness and the texture.

لكن أيضاً الصلابة والملمس.

Alex has this interface just underneath his thumb,

(اليكس) يستخدم هذه الواجهة تحت إصبعه

and if he were to use this with VR goggles and hand controllers,

وكان يستخدمها مع نظارات الواقع الافتراضي وعصا التحكم،

now the virtual reality is no longer virtual.

الآن الواقع الافتراضي لم يعد خيالًا.

It becomes a tangible reality.

فقد أصبح حقيقة ملموسة.

The blue ball, red ball and black ball that he's looking at

الكرة الزرقاء، الكرة اللحمراء، الكرة السوداء، اللاتي ينظر إليهن

is no longer differentiated by colors.

ليست مميزة باللون فقط.

Now it is a rubber blue ball, sponge red ball and billiard black ball.

الآن هي كرة مطاطية زرقاء وكرة إسفنجية حمراء وكرة بلياردو سوداء.

This is now possible.

هذا ممكن الآن.

Let me show you.

دعوني أريكم.

This is really the first time this is shown live

هذه المرة الأولى يعرض هذا عرضًا مباشرًا

in front of a public grand audience,

أمام جمهور كبير،

so hopefully this works.

لذا آمل أن يعمل.

So what you see here is an atlas of anatomy

ما ترونه الآن هو أطلس التشريح

and the robogami haptic interface.

وواجهة الروبوغامي للإستشعار.

So, like all the other reconfigurable robots,

لذا، و مثل كل الروبوتات القابلة لإعادة التشكيل،

it multitasks.

فهي تقوم بعدة مهام في نفس الوقت.

Not only is it going to serve as a mouse,

ليس عملها كـفأرة فقط،

but also a haptic interface.

لكن كجهاز استشعار أيضاً.

So for example, we have a white background where there is no object.

لذا كمثال، لدينا خلفية بيضاء حيث لا يوجد أي شيء.

That means there is nothing to feel,

هذا يعني أنه لا يوجد شيء لتشعر به،

so we can have a very, very flexible interface.

لذا يمكننا أن نملك واجهة مرنة.

Now, I use this as a mouse to approach skin,

الآن، أستخدمها كـفأرة للوصول إلى البشرة،

a muscular arm,

ذراع ذو عضلات،

so now let's feel his biceps,

لنشعر بالعضلة الأمامية،

or shoulders.

أو الأكتاف.

So now you see how much stiffer it becomes.

تشاهدن الآن كم هي صلبة.

Let's explore even more.

هيا نستكشف أكثر.

Let's approach the ribcage.

لنقترب من القفص الصدري.

And as soon as I move on top of the ribcage

وبينما أُمرره فوق القفص الصدري

and between the intercostal muscles,

وفوق العضلات بين الأضلاع،

which is softer and harder,

فيتغير بين الصلب واللين

I can feel the difference of the stiffness.

بإمكاني أن أشعر بالصلابة.

Take my word for it.

صدقوني.

So now you see, it's much stiffer in terms of the force

والآن وكما ترون، أصبحت أكثر صلابةً

it's giving back to my fingertip.

إنه يدفع إصبعي إلى الأعلى.

So I showed you the surfaces that aren't moving.

لقد شاهدتم، الأسطح لا تتحرك.

How about if I were to approach something that moves,

ماذا سيحصل لو اقتربت من جزء يتحرك،

for example, like a beating heart?

مثلاً، قلب نابض؟

What would I feel?

ما الذي سأشعر به؟

(Applause)

(تصفيق)

This can be your beating heart.

يمكن أن تكون هذه ضربات قلبك.

This can actually be inside your pocket

وفي الحقيقة يمكن أن يكون هذا في جيبك

while you're shopping online.

وبينما أنت تتسوق عبر الإنترنت.

Now you'll be able to feel the difference of the sweater that you're buying,

الآن، بإمكانك أن تستشعر السترة التي تشتريها

how soft it is,

كم ناعمة هي،

if it's actually cashmere or not,

إذا كانت مصنوعة من مادة الكاشمير أو لا،

or the bagel that you're trying to buy,

أو الكعكة التي تحاول شراءها،

how hard it is or how crispy it is.

كم هي صلبة أو كم هي مقرمشة.

This is now possible.

هذا ممكن الآن.

The robotics technology is advancing to be more personalized and adaptive,

تكنولوجيا الروبوتات تتطور لتصبح شخصية أكثر وقابلة للتكيف،

to adapt to our everyday needs.

لتتكيف حسب احتياجاتنا اليومية.

This unique specie of reconfigurable robotics

هذا النوع الفريد من الروبوتات القابلة لإعادة التشكيل

is actually the platform to provide this invisible, intuitive interface

هو في الحقيقة منصة لتوفير وسائل تواصل غير مرئية

to meet our exact needs.

ليلبي احتياجاتنا بالضبط.

These robots will no longer look like the characters from the movies.

هذه الروبوتات لم تعد شخصيات من الأفلام.

Instead, they will be whatever you want them to be.

ولكن، سيكونون كما تريدهم أنت أن يكونوا.

Thank you.

شكرًا لكم.

(Applause)

(تصفيق)