The Future of Machines That Move like Animals | Robert Katzschmann | TED

المترجم: Mouhab Shamoun Barbar المدقّق: Fatima Wehbe

Modern engineering focuses on rotating motors

تركز الهندسة الحديثة على المحركات الدوارة

to power almost any machine.

لتشغيل أي آلة تقريبًا.

It has taken about 200 years

لقد استغرق الأمر حوالي 200 عام

for motors to become what they are today.

حتى أصبحت المحركات على ما هي عليه اليوم.

And they're still loud and unnatural in their ways.

رغم ذلك، فهي لا تزال صاخبةً وغير طبيعية بتكوينها.

The constant noise of machines

تسبب هذه الضجة الدائمة للآلات

causes problems for living beings everywhere,

عدة مشاكل للكائنات الحية أينما كان،

both in the ocean and also on land.

سواء على البرّ أم في أعماق المحيطات.

Humans who are constantly exposed to noise can become stressed, depressed

يمكن للبشر المعرضين بشكل دائمٍ للضجيج أن يعانوا التوتر والاكتئاب،

and even develop tinnitus.

وأن يتطور لديهم طنين الأذن.

In contrast,

وبالمقابل،

there are no rotating motors in nature.

لا نجد أي محرك دوار في الطبيعة.

Nature often smoothly, glides, swims or wiggles,

إذ نرى الطبيعة بانسيابها تنزلق أو تسبح أو تهتز،

without the rattling of rigid parts

من دون أي صرير للأجزاء الصلبة

or the loud rubbing of surfaces.

أو أصواتٍ عالية لاحتكاك الأسطح.

I believe we can and should rehaul our approach to how we make machines.

أؤمن بضرورة إعادة النظر بمنهجية صناعة آلاتنا.

Instead of using rigid or unnatural materials,

وعوضًا عن استخدام الأجزاء الصلبة غير الطبيعية،

what if we made biomimetic machines?

ماذا لو استخدمنا آلاتٍ شبه حيوية؟

Machines made of soft or living materials

أي آلاتٍ مصنوعة من مواد حيوية أو ليّنة

that are adaptive and safe to use in a variety of everyday tasks?

قادرة على التأقلم وآمنة الاستخدام في العديد من المهام اليومية؟

Can you imagine boats or submarines that propel themselves

أيمكنكم تخيل قواربٍ أو غواصاتٍ ذاتية الدفع والحركة،

by moving their tails from side to side,

عبر تحريك ذيلها من جهةٍ لأخرى،

just like fish do?

كما الأسماك تمامًا؟

So to imitate these natural movements,

كي نقلد هذه الحركات الطبيعية،

we have to replace rotating motors

علينا استبدال المحركات الدوارة

and fast, spinning propellers

والعنفات السريعة الدوارة

with artificial muscles.

بعضلاتٍ صنعية.

And I can tell you this, this can be done.

وأؤكد لكم أن هذا بالفعل يمكن إنجازه.

Our team of researchers at MIT and ETH Zurich

بدأ فريق الباحثين الخاص بنا في جامعتي MIT و ETH في زوريخ

has started to develop less disruptive robots

بتطوير روبوتاتٍ أقل خللًا

by introducing a new, biomimetic way of moving through water.

بإدراج طرقٍ جديدة شبه حيوية للحركة في المياه.

We created a biomimetic robotic fish.

صممنا بالفعل أول سمكة روبوت شبه حيوية.

Her name is Sophie.

وأطلقنا عليها اسم صوفي.

She's the first demonstration of a fully untethered, soft robot

إنها أول نموذجٍ من الروبوتات اللينة تمامًا وغير المقيدة

that can explore the ocean without the need for propellers.

القادرة على اكتشاف المحيطات من دون أي حاجةٍ لوجود عنفات دفع.

Sophie pumps water back and forth within a highly deformable tail.

تدفع صوفي المياه ذهابًا وإيابًا بواسطة ذيلٍ قابلٍ للانحناء تمامًا

Her tail movement imitates the natural swimming motion of real fish.

يحاكي ذيلها الحركة الانسيابية الطبيعية للأسماك الحية.

Sophie's natural design allows her to closely monitor aquatic life.

يسمح هذا التصميم الطبيعيّ لصوفي بمراقبة الحياة البحرية عن كثب.

Now, there's a catch.

ولكن، لدينا مشكلة.

Sophie is energy-hungry and loud.

صوفي كثيرة الاستهلاك للطاقة، كما أنّها صاخبة.

Yes, we successfully managed to build a robot that swims like a fish,

نعم، تمكنّا بالفعل من صناعة روبوتٍ قادرٍ على السباحة كالأسماك،

but...

ولكن...

Sophie requires a motor and a pump to properly work.

تحتاج صوفي إلى محركٍ ومضخة كي تعمل جيدًا.

Now we are replacing that motor and pump,

أما الآن، فقمنا بتغيير المحرك والمضخة،

which is noisy and not desired in such a way,

الصاخبين وغير المرغوبين بأي شكلٍ كان،

we're replacing it with silent, artificial muscles.

واستبدلناهما بعضلاتٍ صُنعية لا صوت لها.

These muscles are called HASELs.

تدعى هذه العضلات HASELs.

They directly and efficiently convert electrical energy

تحول هذه العضلات الطاقة الكهربائية بكفاءة وبشكلٍ مباشر

into muscle contractions.

إلى تقلصاتٍ عضليّة.

Take a look at this large muscle we made to lift and lower a leg.

انظروا مثلًا إلى هذه العضلة الكبيرة التي صممناها لرفع وخفض الساق.

A stack of flexible sheets contracts and relaxes

إذ تتقلّص وتسترخي مجموعةٌ من الصفائح المرنة

just like a thigh muscle does.

مثل عضلة الفخذ تمامًا.

Let me tell you how this works.

دعوني أوضح لكم الآلية هنا.

So we take laminated sheets

نبدأ بمجموعةٍ من الألواح المصفحة،

to create pouches.

لصناعة جيوب.

We have several of these pouches within a single muscle.

يوجد عدة جيوبٍ ضمن العضلة الواحدة.

We now take a conductive ink

وباستخدام حبرٍ موصلٍ للتيار،

and spray-coat that ink onto these pouches,

نقوم برشّ هذا الحبر كالطلاء على تلك الجيوب،

and then we inject them with oil.

ثمّ نقوم بحقنها بالزيت.

After having done this,

بعد تلك العملية،

we have a conductive ink that acts like a flexible electrode

أصبح لدينا حبرٌ موصل للتيار يعمل كقطبٍ كهربائيّ مرن

that squeezes these liquid-filled pouches

يقوم بالضغط على هذه الجيوب المملوءة بالسائل

when a voltage is applied.

بتطبيق جهدٍ كهربائيٍ عليه.

Now, just like muscles with real fish,

والآن، بنفس المنهجية التي تحدث في الأسماك الحية،

we take this kind of filmed muscles

نجلب هذه العضلات الصنعية المغشّاة

and pair them up as antagonistic pairs

ونجمعها بأزواجٍ متضادة

and put them into our soft robotic fish design.

وندمجها في تصميم روبوتات الأسماك اللينة.

We 3D-print the hull

نطبع بدن الأسماك وعمودها الفقري باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد،

and the spine of this fish,

using soft and rigid materials.

وذلك باستخدام موادٍ صلبة ولينة.

The fish now swims silently

هكذا، أضحت السمكة تسبح بصمت

by electrically charging the muscles inside of the fish

بشحن عضلات السمكة بالتيار الكهربائي

in an alternating fashion from one side to the other.

بطريقةٍ متناوبة من جهةٍ إلى الأخرى.

To improve our designs,

وللتحسين من تصميماتنا،

we do not rely on tedious trial and error fabrication.

لم نعتمد نهج المحاكمة المملة واختلاق الأخطاء.

Instead, our software rapidly simulates

بل اعتمدنا على برمجةٍ قادرةٍ على المحاكاة السريعة

and optimizes a design for performance

وتطوير تصميمٍ يلائم الأداء المرجو،

before we have to build it.

قبل أن نشرع بالإنتاج.

Our approach creates a continuous design space

سنحت لنا هذه المقاربة بإنشاء بيئة تصميمٍ مستمرة

that interpolates between existing fish designs to create new designs.

تستوحي من تصاميم الأسماك الموجودة لإنتاج تصاميم جديدة.

Our optimization then explores this continuous design space

وباكتشاف هذه البيئة المستمرة للتصميم،

to come up with new and faster creatures we have not seen before.

أصبح بإمكاننا اختراع كائناتٍ أحدث وأسرع لم نرَ مثلها قط.

Robots one day might even be made of living muscle cells.

لربما نصل قريبًا إلى يومٍ تصنع فيه الروبوتات من خلايا عضلية حية.

Wouldn't it be great if such a living robot would then heal itself,

ألن يكون من الرائع أن تشفي هذه الروبوتات الحية ذاتها

just like human muscles do?

مثل عضلات الإنسان تمامًا؟

I can tell you this.

بإمكاني إخباركم التالي: انطلاقًا من الخلايا العضلية،

Starting from muscle cells,

we can already print, grow and stimulate muscles.

يمكننا الآن طباعة وإنماء وتحفيز العضلات.

We are now beginning to make these muscles larger,

وبدأنا بجعل هذه العضلات أكبر،

longer-lasting and controllable.

وأكثر استدامةً وقابليةً للسيطرة عليها.

It’s a fascinating challenge to engineer a standalone muscle

سيكون تحديًا مذهلًا لو وصلنا إلى هندسة عضلةٍ قائمةٍ بحدّ ذاتها

without a supporting organism

من دون أي عضوية داعمةٍ لها

that provides this muscle with an immune system.

تؤمن لتلك العضلة منظومتها المناعية.

These living muscles efficiently convert chemical energy that comes from nutrients

ستحول هذه العضلات الحية بكفاءة الطاقة الكيميائية القادمة من المغذيات

into muscle contractions.

إلى تقلصاتٍ عضلية فعالة.

Living muscles can eventually become sustainable

وبالنهاية، ستصبح العضلات الحية مستدامةً

and biodegradable machines

وبالتالي آلاتٍ قابلةً للتحلل الحيوي،

that decrease emissions and pollution

مما سيقلل من الانبعاثات وبالتالي التلوث

all while actually truly mimicking nature.

وكل ذلك عبر محاكاة الطبيعة.

So all of this,

وبذلك، كل هذا،

what I've told you, is possible

وكل ما أخبرتكم به ممكن أن يتحقق،

with the knowledge that researchers and engineers have today.

وذلك بفضل المعرفة التي وصل لها الباحثون والمهندسون.

I believe we have to rethink every machine ever invented

أؤمن بضرورة إعادة التفكير بكل الآلات الموجودة حتى يومنا هذا

from a holistic perspective.

بمنظورٍ شاملٍ كليًا.

We have to rethink what the machine should do

علينا إعادة التفكير بوظائف الآلات

and what it should not do.

وبما عليها عدم القيام به.

I think we want machines that safely integrate with us,

نحن بأمسّ الحاجة إلى آلاتٍ تتكامل معنا بكل أمان،

improve our quality of life.

ممّا يحسن من نوعية حياتنا.

All the while, we respect nature,

هكذا، سنحترم الطبيعة،

and don't pollute our world with loud noises.

ونمتنع عن تلويث العالم بكل الضجيج.

So let's reimagine machines to take on forms

دعونا إذًا نعيد تصور الآلات بحيث تأخذ أشكالًا

we have never thought of before

لم نفكر بها من ذي قبل،

and discover places we have never been to before.

ونكتشف أماكن لم نكن نحلم بالوصول إليها.

Thank you.

شكرًا لكم.

(Applause)

(تصفيق)