Robert Full: Engineering and evolution

Translator: MaYoMo com Reviewer: Anton Hikov

Welcome. If I could have the first slide, please?

Добре дошли. Може ли първия кадър, моля?

Contrary to calculations made by some engineers, bees can fly,

Противно на изчисленията, правени от някои инженери, пчелите могат да летят,

dolphins can swim, and geckos can even climb

делфините могат да плуват, а гущерите могат дори да се катерят

up the smoothest surfaces. Now, what I want to do, in the short time I have,

нагоре по най-гладките повърхности. За краткото време, с което разполагам,

is to try to allow each of you to experience

искам да се опитам да позволя на всеки от вас да преживее

the thrill of revealing nature's design.

някак тръпката от разкриването на природния дизайн.

I get to do this all the time, and it's just incredible.

Имам възможност да го правя постоянно, и е просто невероятно.

I want to try to share just a little bit of that with you in this presentation.

Искам да се опитам да споделя само малка частица от това с вас в тази презентация.

The challenge of looking at nature's designs --

Предизвикателството от разглеждането на природния дизайн...

and I'll tell you the way that we perceive it, and the way we've used it.

ще ви кажа как го възприемаме и как сме го използвали.

The challenge, of course, is to answer this question:

Предизвикателството, разбира се, е да се отговори на този въпрос:

what permits this extraordinary performance of animals

Какво позволява съществуването на това изключително постижение на животните,

that allows them basically to go anywhere?

което им позволява по същество да ходят навсякъде?

And if we could figure that out, how can we implement those designs?

А дали ние можем да открием как да прилагаме този дизайн?

Well, many biologists will tell engineers, and others,

Е, много биолози ще кажат на инженери и други,

organisms have millions of years to get it right;

че организмите имат милиони години, за да го докарат, както трябва,

they're spectacular; they can do everything wonderfully well.

те са зрелищни, могат да правят всичко чудесно.

So, the answer is bio-mimicry: just copy nature directly.

Затова отговорът е биомимикрия - просто пряко копиране на природата.

We know from working on animals that the truth is

Знаем от работа с животни, че истината е,

that's exactly what you don't want to do -- because evolution works

че точно това не трява да се прави. Защото еволюцията действа

on the just-good-enough principle, not on a perfecting principle.

на принципа "колкото-толкова", не на принцип за усъвършенстване.

And the constraints in building any organism, when you look at it,

А пречките при построяването на който и да е организъм, като се вгледаш,

are really severe. Natural technologies have incredible constraints.

са наистина сурови. Природните технологии имат невероятни препятствия.

Think about it. If you were an engineer and I told you

Помислете за това. Ако сте инженер и ви кажа,

that you had to build an automobile, but it had to start off to be this big,

че трябва да построите автомобил, но отначало трябва първо да е ето толкова голям,

then it had to grow to be full size and had to work every step along the way.

после трябва да израсне до пълен размер и да работи на всяка стъпка по пътя.

Or think about the fact that if you build an automobile, I'll tell you that you also -- inside it --

Помислете за факта, че ако построите автомобил, ще ви кажа, че в него също

have to put a factory that allows you to make another automobile.

трябва да сложите фабрика, която ви позволява да направите друг автомобил.

(Laughter)

(Смях)

And you can absolutely never, absolutely never, because of history

И не можете абсолютно никога, абсолютно никога, заради историята

and the inherited plan, start with a clean slate.

и наследения план, да започнете от нулата.

So, organisms have this important history.

И така, организмите имат тази важна история.

Really evolution works more like a tinkerer than an engineer.

Наистина, еволюцията работи повече като калайджия, отколкото като инженер.

And this is really important when you begin to look at animals.

А това е наистина важно, когато започнеш да разглеждаш животните.

Instead, we believe you need to be inspired by biology.

Вярваме, че вместо това е нужно да си вдъхновен от биологията.

You need to discover the general principles of nature,

Нужно е да откриваш общите принципи на природата,

and then use these analogies when they're advantageous.

а после да използваш тези аналогии, когато са благоприятни.

This is a real challenge to do this, because animals,

Да се прави това е истинско предизвикателство,

when you start to really look inside them -- how they work --

защото животните, като започнеш наистина да се вглеждаш вътре в тях, как действат,

appear hopelessly complex. There's no detailed history

изглеждат безнадеждно сложни. Няма подробна история

of the design plans, you can't go look it up anywhere.

на проектните планове, не може да отидеш да ги видиш никъде.

They have way too many motions for their joints, too many muscles.

Имат твърде много движения в ставите си, твърде много мускули,

Even the simplest animal we think of, something like an insect,

дори най-простото насекомо, за което се сетим - нещо като насекомо,

and they have more neurons and connections than you can imagine.

и имат повече неврони и връзки, отколкото може да си представите.

How can you make sense of this? Well, we believed --

Как да се осмисли това? Е, ние вярвахме...

and we hypothesized -- that one way animals could work simply,

нашата хипотеза беше... че един начин животните да действат просто

is if the control of their movements

е, ако има тенденция контролът на движенията им

tended to be built into their bodies themselves.

да е вграден в самите им тела.

What we discovered was that two-, four-, six- and eight-legged animals

Открихме, че животните с два, четири, шест и осем крака

all produce the same forces on the ground when they move.

всички произвеждат едни и същи сили на земята, когато се движат.

They all work like this kangaroo, they bounce.

Всички действат като това кенгуру - скачат.

And they can be modeled by a spring-mass system that we call the spring mass system

И могат да бъдат моделирани чрез пружинна масова система, която наричаме пружинна масова система,

because we're biomechanists. It's actually a pogo stick.

защото сме биомеханици, а всъщност е пружина за скачане.

They all produce the pattern of a pogo stick. How is that true?

Всички изпълняват схемата на пружина за скачане. Как може да е вярно това?

Well, a human, one of your legs works like two legs of a trotting dog,

Ами, един човек - един от вашите крака действа като два крака на подтичващо куче,

or works like three legs, together as one, of a trotting insect,

или действа като три крака заедно като един на подтичващо насекомо,

or four legs as one of a trotting crab.

или четири крака като един при подтичващ рак.

And then they alternate in their propulsion,

А после се сменят за оттласкване,

but the patterns are all the same. Almost every organism we've looked at this way

но всички схеми са едни и същи. Почти всеки организъм, който сме разглеждали по този начин...

-- you'll see next week, I'll give you a hint,

ще видите следващата седмица... ще ви подскажа -

there'll be an article coming out that says that really big things

ще излезе една статия, в която се казва, че наистина големите животни

like T. rex probably couldn't do this, but you'll see that next week.

като тиранозавър рекс вероятно не са могли да правят това, но ще видите следващата седмица.

Now, what's interesting is the animals, then -- we said -- bounce along

Интересното е, че животните, както казахме, подскачат

the vertical plane this way, and in our collaborations with Pixar,

по вертикалната равнина ето така, и при сътрудничеството си

in "A Bug's Life," we discussed the

с Пиксар и "Животът на една буболечка" дискутирахме

bipedal nature of the characters of the ants.

чифтокопитната природа на героите-мравки.

And we told them, of course, they move in another plane as well.

И им казахме - разбира се, те се движат и в друга плоскост,

And they asked us this question. They say, "Why model

а те ни зададоха този въпрос. Попитаха: "Защо да моделираме

just in the sagittal plane or the vertical plane,

само в стреловидната равнина или вертикалната равнина,

when you're telling us these animals are moving

щом вие ни казвате, че тези животни се движат

in the horizontal plane?" This is a good question.

в хоризонталната равнина?" Това е добър въпрос.

Nobody in biology ever modeled it this way.

Никой в биологията никога не го е моделирал по този начин.

We took their advice and we modeled the animals moving

Приехме съвета им и моделирахме животните,

in the horizontal plane as well. We took their three legs,

движещи се също и в хоризонталната равнина. Взехме трите им крака,

we collapsed them down as one.

огънахме ги като един,

We got some of the best mathematicians in the world

повикахме някои от най-добрите математици в света

from Princeton to work on this problem.

от Принстън да работят по тази задача.

And we were able to create a model

И успяхме да създадем модел,

where animals are not only bouncing up and down,

при който животните не само скачат нагоре-надолу,

but they're also bouncing side to side at the same time.

а в същото време скачат и от едната на другата страна.

And many organisms fit this kind of pattern.

Много организми се вписват в тази схема.

Now, why is this important to have this model?

А защо е толкова важно да имаме този модел?

Because it's very interesting. When you take this model

Защото е много интересно. Като вземеш този модел

and you perturb it, you give it a push,

и го обезпокоиш, тласкаш го

as it bumps into something, it self-stabilizes, with no brain

и той се блъска в нещо, се самостабилизира, без мозък

or no reflexes, just by the structure alone.

и без рефлекси, само чрез самата структура.

It's a beautiful model. Let's look at the mathematics.

Това е красив модел. Да разгледаме математиката.

(Laughter)

(Смях)

That's enough!

Стига толкова.

(Laughter)

(Смях)

The animals, when you look at them running,

Животните - като ги погледнеш как тичат,

appear to be self-stabilizing like this,

като че ли се самостабилизират така,

using basically springy legs. That is, the legs can do

по същество чрез пружиниращи крака. Тоест, краката

computations on their own; the control algorithms, in a sense,

могат да правят изчисления самостоятелно, контролните алгоритми

are embedded in the form of the animal itself.

в известен смисъл са вградени във формата на самото животно.

Why haven't we been more inspired by nature and these kinds of discoveries?

А защо не сме били по-вдъхновени от природата и този тип откритие?

Well, I would argue that human technologies are really different from

Е, бих твърдял, че човешките технологии са наистина различни

natural technologies, at least they have been so far.

от природните технологии, поне досега.

Think about the typical kind of robot that you see.

Помислете за типичния вид робот, който виждате.

Human technologies have tended to be large, flat,

Човешките технологии имат склонност да са големи, плоски,

with right angles, stiff, made of metal. They have rolling devices

с прави ъгли, вцепенени, направени от метал. Имат търкалящи се устройства

and axles. There are very few motors, very few sensors.

и полуоси. Има много малко мотори, много малко сензори.

Whereas nature tends to be small, and curved,

А в природата има склонност към малки, извити неща,

and it bends and twists, and has legs instead, and appendages,

те се огъват, усукват и вместо това имат крака и израстъци,

and has many muscles and many, many sensors.

имат много мускули и много, много сензори.

So it's a very different design. However, what's changing,

Така че това е много различен дизайн. Но онова, което се променя,

what's really exciting -- and I'll show you some of that next --

което е наистина вълнуващо... и ще ви покажа малко от него после...

is that as human technology takes on more of the characteristics

е, че докато човешката технология поема повече от характеристиките

of nature, then nature really can become a much more useful teacher.

на природата, тогава природата наистина може да стане много по-полезен учител.

And here's one example that's really exciting.

Ето един наистина вълнуващ пример.

This is a collaboration we have with Stanford.

За това си сътрудничим със Станфорд.

And they developed this new technique, called Shape Deposition Manufacturing.

Те развиха тази нова техника, наречена "Производство със снемане на форма".

It's a technique where they can mix materials together and mold any shape

Това е техника, при която могат да смесят материали заедно, да отлеят която и да било форма,

that they like, and put in the material properties.

която им хареса, и да вложат вътре свойствата на материала.

They can embed sensors and actuators right in the form itself.

Могат да вграждат сензори и двигатели направо в самата форма.

For example, here's a leg: the clear part is stiff,

Например, ето един крак... прозрачната част е вдървена,

the white part is compliant, and you don't need any axles there or anything.

бялата част е гъвкава и не ви трябват никакви полуоси или каквото и да било.

It just bends by itself beautifully.

Просто се огъва само прекрасно.

So, you can put those properties in. It inspired them to show off

И така, може да се вложат тези свойства. Това ги вдъхновило да покажат

this design by producing a little robot they named Sprawl.

този дизайн, като направят малък робот, когото нарекли Спроул.

Our work has also inspired another robot, a biologically inspired bouncing robot,

Нашата работа също вдъхнови един робот - биологично вдъхновен скачащ робот

from the University of Michigan and McGill

от университета на Мичиган и МакГил,

named RHex, for robot hexapod, and this one's autonomous.

наречен RHex - от робот хексапод; този е автономен.

Let's go to the video, and let me show you some of these animals moving

Нека да преминем към видеото и да ви покажа някои от тези животни в движение.

and then some of the simple robots

А после - някои от простите роботи,

that have been inspired by our discoveries.

вдъхновени от нашите открития.

Here's what some of you did this morning, although you did it outside,

Ето какво са правили някои от вас тази сутрин,

not on a treadmill.

макар и да сте го правили навън, а не на бягаща пътечка.

Here's what we do.

Ето какво правим.

(Laughter)

(Смях)

This is a death's head cockroach. This is an American cockroach

Това е хлебарка "глава на смъртта" - това е американска хлебарка,

you think you don't have in your kitchen.

която мислите, че нямате в кухнята си.

This is an eight-legged scorpion, six-legged ant, forty-four-legged centipede.

Това е осмокрак скорпион, шестокрака мравка, стоножка с четиридесет и четири крака.

Now, I said all these animals are sort of working like pogo sticks --

Казах, че всички тези животни са един вид пружини за скачане -

they're bouncing along as they move. And you can see that

те скачат, докато се движат; виждате това

in this ghost crab, from the beaches of Panama and North Carolina.

в този рак-дух от плажовете на Панама и Северна Каролина.

It goes up to four meters per second when it runs.

Той достига скорост четири метра в секунда, когато тича.

It actually leaps into the air, and has aerial phases

Всъщност скача във въздуха и има въздушни фази,

when it does it, like a horse, and you'll see it's bouncing here.

като го прави, като кон - ще го видите да скача тук.

What we discovered is whether you look at the leg of a human

Открихме, че независимо дали гледаш крака на човек

like Richard, or a cockroach, or a crab, or a kangaroo,

като Ричард, или хлебарка, или рак, или кенгуру,

the relative leg stiffness of that spring is the same for everything we've seen so far.

относителната крачна вцепененост на тази струна е една и съща за всичко, което сме виждали досега.

Now, what good are springy legs then? What can they do?

Тогава за какво са пружиниращите крака - какво могат да правят?

Well, we wanted to see if they allowed the animals

Е, искахме да видим дали те позволяват на животните

to have greater stability and maneuverability.

да имат много по-голяма стабилност и маневреност.

So, we built a terrain that had obstacles three times the hip height

Затова построихме терен, в който имаше препятствия с височина, три пъти по-висока от височината на хълбоците

of the animals that we're looking at.

на животните, които разглеждаме,

And we were certain they couldn't do this. And here's what they did.

и бяхме сигурни, че не могат да се справят. Ето какво направиха.

The animal ran over it and it didn't even slow down!

Животното претича над него и дори не забави.

It didn't decrease its preferred speed at all.

Изобщо не намали предпочитаната си скорост.

We couldn't believe that it could do this. It said to us

Не можахме да повярваме, че може да го направи. Това ни каза,

that if you could build a robot with very simple, springy legs,

че може да се построи робот с много прости пружиниращи крака,

you could make it as maneuverable as any that's ever been built.

може да се направи по-маневрен от всеки, правен някога.

Here's the first example of that. This is the Stanford

Ето първият пример за това - това е произведеният със станфордското

Shape Deposition Manufactured robot, named Sprawl.

снемане на форма робот на име Спроул.

It has six legs -- there are the tuned, springy legs.

Той има шест крака - ето ги настроените пружиниращи крака.

It moves in a gait that an insect uses, and here it is

Движи се с походка на насекомо;

going on the treadmill. Now, what's important about this robot,

тук върви по бягаща пътечка. Важното в този робот,

compared to other robots, is that it can't see anything,

в сравнение с други роботи е, че той не вижда нищо,

it can't feel anything, it doesn't have a brain, yet it can maneuver

не усеща нищо, няма мозък, и все пак може да маневрира

over these obstacles without any difficulty whatsoever.

над тези пречки без никаква трудност.

It's this technique of building the properties into the form.

Заради тази техника да се вграждат свойствата във формата.

This is a graduate student. This is what he's doing to his thesis project --

Това е дипломант; това прави за дипломния си проект -

very robust, if a graduate student

много е яко, ако един дипломант

does that to his thesis project.

прави това за дипломния си проект.

(Laughter)

(Смях)

This is from McGill and University of Michigan. This is the RHex,

Това е от МакГил и университета в Мичиган; това е RHex

making its first outing in a demo.

на първото си излизане за демонстрация.

(Laughter)

(Смях)

Same principle: it only has six moving parts,

Същият принцип. Има само шест движещи се части.

six motors, but it has springy, tuned legs. It moves in the gait of the insect.

Шест мотора, но има пружиниращи, настроени крака. Движи се с походката на насекомо,

It has the middle leg moving in synchrony with the front,

средният крак се движи в синхрон с предния

and the hind leg on the other side. Sort of an alternating tripod,

и задния крак от другата страна. Нещо като редуващ се трипод

and they can negotiate obstacles just like the animal.

и могат да преодоляват пречки точно като животното.

(Laughter)

(Смях)

(Voice: Oh my God.)

О, Боже.

(Applause)

(Аплодисменти)

Robert Full: It'll go on different surfaces -- here's sand --

Ще върви по различни повърхности - ето пясък,

although we haven't perfected the feet yet, but I'll talk about that later.

макар и още да не сме усъвършенствали краката, но ще говоря за това по-късно.

Here's RHex entering the woods.

Тук RHex влиза в горите.

(Laughter)

(Смях)

Again, this robot can't see anything, it can't feel anything,

Отново - този робот не вижда нищо, не усеща нищо,

it has no brain. It's just working with a tuned mechanical system,

няма мозък. Просто работи с настроена механична система,

with very simple parts, but inspired from the fundamental dynamics of the animal.

с много прости части. Но е вдъхновен от фундаменталната динамика на животното.

(Voice: Ah, I love him, Bob.) RF: Here's it going down a pathway.

О, обичам го, Боб. Ето го, тръгва по една пътечка.

I presented this to the jet propulsion lab at NASA, and they said

Представих това на една лаборатория за реактивни двигатели в НАСА, а те казаха,

that they had no ability to go down craters to look for ice,

че нямат способност да слизат надолу по кратери, за да търсят лед,

and life, ultimately, on Mars. And he said --

и в крайна сметка живот, на Марс. Той каза...

especially with legged-robots, because they're way too complicated.

особено с роботи с крака, защото те са твърде сложни.

Nothing can do that. And I talk next. I showed them this video

Нищо не може да прави това. И след това говоря аз. Показах им това видео

with the simple design of RHex here. And just to convince them

с простия дизайн на RHex, и просто за да ги убедя,

we should go to Mars in 2011, I tinted the video orange

че трябва да отидем на Марс през 2011-та, оцветих видеото оранжево,

just to give them the sense of being on Mars.

само за да им дам усещане, че са на Марс.

(Laughter)

(Смях)

(Applause)

(Аплодисменти)

Another reason why animals have extraordinary performance,

Друга причина животните да имат изключително изпълнение

and can go anywhere, is because they have an effective interaction

и да могат да ходят навсякъде е това, че имат ефективно взаимодействие

with the environment. The animal I'm going to show you,

с околната среда. Животното, което ще ви покажа -

that we studied to look at this, is the gecko.

което проучихме, за да разгледаме това, е гущерът.

We have one here and notice its position. It's holding on.

Имаме един тук - забележете позицията му. Той се държи.

Now I'm going to challenge you. I'm going show you a video.

А сега ще ви предизвикам. Ще ви покажа едно видео.

One of the animals is going to be running on the level,

Едно от животните ще тича хоризонтално,

and the other one's going to be running up a wall. Which one's which?

а другото ще тича нагоре по стена. Кое прави кое?

They're going at a meter a second. How many think the one on the left

Движат се с метър в секунда. Колко от вас мислят, че онова вляво

is running up the wall?

тича нагоре по стената?

(Applause)

(Аплодисменти)

Okay. The point is it's really hard to tell, isn't it? It's incredible,

Добре. Смисълът е, че наистина е трудно да се разбере, нали? Невероятно е -

we looked at students do this and they couldn't tell.

опитвахме със студенти, те също не могат да различат.

They can run up a wall at a meter a second, 15 steps per second,

Могат да тичат нагоре по стена с един метър в секунда, 15 стъпки в секунда

and they look like they're running on the level. How do they do this?

и изглеждат, все едно тичат хоризонтално. Как го правят?

It's just phenomenal. The one on the right was going up the hill.

Просто е феноменално. Онзи отдясно се изкачваше нагоре.

How do they do this? They have bizarre toes. They have toes

Как го правят - имат странни пръсти на краката...

that uncurl like party favors when you blow them out,

имат пръсти на краката, които се развиват като парти свирки, щом ги надуеш,

and then peel off the surface, like tape.

а после се обелват от повърхността като скоч лепенка.

Like if we had a piece of tape now, we'd peel it this way.

Ако имахме парче скоч, и ние бихме го белили така.

They do this with their toes. It's bizarre! This peeling inspired

Те го правят с пръстите на краката си. Странно е. Това отлепяне вдъхнови

iRobot -- that we work with -- to build Mecho-Geckos.

iRobot, с които работим, за да изградим "Меко-Геко".

Here's a legged version and a tractor version, or a bulldozer version.

Ето една версия с крака и тракторна версия, или булдозерна версия.

Let's see some of the geckos move with some video,

Да видим някои от гущерите в движение на видео,

and then I'll show you a little bit of a clip of the robots.

а после ще ви покажа малък клип с роботите.

Here's the gecko running up a vertical surface. There it goes,

Ето го гущерът, тичащ нагоре по вертикална повърхност -

in real time. There it goes again. Obviously, we have to slow this down a little bit.

ето го, в реално време, ето го пак. Очевидно, трябва да го забавим малко.

You can't use regular cameras.

Не може да се използват обикновени камери.

You have to take 1,000 pictures per second to see this.

Трябва да правиш 1000 снимки в секунда, за да видиш това.

And here's some video at 1,000 frames per second.

Ето видео при 1000 кадъра в секунда.

Now, I want you to look at the animal's back.

Искам да погледнете гърба на животното.

Do you see how much it's bending like that? We can't figure that out --

Виждате ли колко много се огъва, ето така? Не можем да проумеем това...

that's an unsolved mystery. We don't know how it works.

това е неразрешена мистерия. Не знаем как работи.

If you have a son or a daughter that wants to come to Berkeley,

Ако имате син или дъщеря, които искат да дойдат в Бъркли,

come to my lab and we'll figure this out. Okay, send them to Berkeley

елате в лабораторията ми и ще го проумеем. Така, пратете ги в Бъркли,

because that's the next thing I want to do. Here's the gecko mill.

защото това е следващото нещо, което искам да направя. Това е гущерската мелница.

(Laughter)

(Смях)

It's a see-through treadmill with a see-through treadmill belt,

Това е прозрачна пътечка с прозрачен колан за бягаща пътечка,

so we can watch the animal's feet, and videotape them

така че да можем да гледаме краката на животните и да ги записваме на видео

through the treadmill belt, to see how they move.

през колана на бягащата пътечка, за да видим как се движат.

Here's the animal that we have here, running on a vertical surface.

Ето животното, което имаме тук, тичащо по вертикална повърхност,

Pick a foot and try to watch a toe, and see if you can see what the animal's doing.

изберете един крак, опитайте се да гледате един пръст и вижте дали може да видите какво прави животното.

See it uncurl and then peel these toes.

Вижте го как развива, а после отлепя тези пръсти.

It can do this in 14 milliseconds. It's unbelievable.

може да го прави за 14 милисекунди. Невероятно е.

Here are the robots that they inspire, the Mecho-Geckos from iRobot.

Ето ги роботите, вдъхновени от тях - "Меко-Геко" от iRobot.

First we'll see the animals toes peeling -- look at that.

Първо ще видим как се отлепят пръстите на краката на животното... погледнете това.

And here's the peeling action of the Mecho-Gecko.

А ето отлепящото действие на "Меко-Геко" -

It uses a pressure-sensitive adhesive to do it.

той използва чувствително към налягане лепило, за да го прави.

Peeling in the animal. Peeling in the Mecho-Gecko --

Отлепяне при животното, отлепяне при "Меко-Геко",

that allows them climb autonomously. Can go on the flat surface,

което им позволява да се катерят автономно, да преминават

transition to a wall, and then go onto a ceiling.

от плоска повърхност към стена, а после да продължат към таван.

There's the bulldozer version. Now, it doesn't use pressure-sensitive glue.

Ето я булдозерната версия. Тя не използва чувствително към натиск лепило.

The animal does not use that.

Животното не използва това.

But that's what we're limited to, at the moment.

Но до това сме ограничени за момента.

What does the animal do? The animal has weird toes.

А какво прави животното? Животното има странни пръсти на краката,

And if you look at the toes, they have these little leaves there,

а ако се вгледате в пръстите на краката, имат едни малки листенца там.

and if you blow them up and zoom in, you'll see

Ако ги разгледате с увеличение, ще видите,

that's there's little striations in these leaves.

че в тези листенца има малки набраздявания.

And if you zoom in 270 times, you'll see it looks like a rug.

А при увеличение 270 пъти ще видите, че прилича на черга.

And if you blow that up, and zoom in 900 times,

А ако увеличите това 900 пъти,

you see there are hairs there, tiny hairs. And if you look carefully,

виждате, че там има косми - мънички косми, и ако гледате внимателни,

those tiny hairs have striations. And if you zoom in on those 30,000 times,

тези мънички косми са набраздени. А ако ги увеличите 30 000 пъти,

you'll see each hair has split ends.

ще видите, че всеки косъм има разцепени краища.

And if you blow those up, they have these little structures on the end.

Ако ги увеличите - те имат едни малки структури накрая.

The smallest branch of the hairs looks like spatulae,

Най-малкото разклонение на космите прилича на шпатула,

and an animal like that has one billion of these nano-size split ends,

а едно животно като това има 1 милиард от тези разцепени краища с нано-размер,

to get very close to the surface. In fact, there's the diameter of your hair --

за да стигне много близо до повърхността. Всъщност, ето диаметъра на вашия косъм -

a gecko has two million of these, and each hair has 100 to 1,000 split ends.

един гущер има 2 милиона такива, а всеки косъм има от 100 до 1000 разцепени краища

Think of the contact of that that's possible.

Помислете какъв контакт е възможен с това.

We were fortunate to work with another group

Имахме щастието да работим с друга група

at Stanford that built us a special manned sensor,

в Станфорд, която ни построи специален сензор,

that we were able to measure the force of an individual hair.

така че да можем да измерим силата на един отделен косъм.

Here's an individual hair with a little split end there.

Ето един отделен косъм с малко разцепени краища там,

When we measured the forces, they were enormous.

когато измерихме силите, бяха огромни -

They were so large that a patch of hairs about this size --

бяха толкова големи, че една кръпка от косми с горе-долу този размер,

the gecko's foot could support the weight of a small child,

кракът на гущера можеше да издържи тежестта на едно малко дете...

about 40 pounds, easily. Now, how do they do it?

спокойно около 40 паунда (18 кг.). А как го правят?

We've recently discovered this. Do they do it by friction?

Наскоро го открихме. Дали го правят чрез триене?

No, force is too low. Do they do it by electrostatics?

Не, силата е твърде ниска. Дали го правят чрез електростатика?

No, you can change the charge -- they still hold on.

Не - може да се промени зарядът, но все още се държат.

Do they do it by interlocking? That's kind of a like a Velcro-like thing.

Дали го правят чрез интерлокинг? Това е нещо подобно на велкро.

No, you can put them on molecular smooth surfaces -- they don't do it.

Не - може да ги поставиш върху молекулярно равни повърхности - не го правят.

How about suction? They stick on in a vacuum.

Ами засмукване? Залепят се във вакуум.

How about wet adhesion? Or capillary adhesion?

Ами мокро залепване? Или капилярно залепване?

They don't have any glue, and they even stick under water just fine.

Нямат никакво лепило и се залепват дори под вода, направо прекрасно.

If you put their foot under water, they grab on.

Ако сложите крака им под вода, се хващат.

How do they do it then? Believe it or not, they grab on

Как тогава го правят? Не е за вярване, но се хващат

by intermolecular forces, by Van der Waals forces.

чрез междумолекулярни сили, чрез сили ван дер Ваалс.

You know, you probably had this a long time ago in chemistry,

Вероятно сте учили това отдавна по химия -

where you had these two atoms, they're close together,

когато има два атома и те са близо един до друг,

and the electrons are moving around. That tiny force is sufficient

електроните се движат. Тази мъничка сила е достатъчна,

to allow them to do that because it's added up so many times

за да им позволи да го правят, защото се умножава толкова много пъти

with these small structures.

с тези малки структури.

What we're doing is, we're taking that inspiration of the hairs,

Онова, което правим е, че вземаме вдъхновението от космите

and with another colleague at Berkeley, we're manufacturing them.

и с един друг колега в Бъркли ги произвеждаме.

And just recently we've made a breakthrough, where we now believe

Съвсем наскоро направихме пробив и сега смятаме,

we're going to be able to create the first synthetic, self-cleaning,

че ще можем да създадем първото синтетично, самопочистващо се,

dry adhesive. Many companies are interested in this.

сухо лепило. Много фирми се интересуват от това.

(Laughter)

(Смях)

We also presented to Nike even.

Представихме го дори пред "Найк".

(Laughter)

(Смях)

(Applause)

(Аплодисменти)

We'll see where this goes. We were so excited about this

Ще видим накъде ще тръгне. Толкова сме развълнувани от това,

that we realized that that small-size scale --

че осъзнахме, че в този малък мащаб,

and where everything gets sticky, and gravity doesn't matter anymore --

където всичко става лепкаво и гравитацията вече няма значение,

we needed to look at ants and their feet, because

трябваше да гледаме мравките и краката им,

one of my other colleagues at Berkeley has built a six-millimeter silicone

защото един от другите ми колеги в Бъркли е построил шестмилиметров

robot with legs. But it gets stuck. It doesn't move very well.

силиконов робот с крака. Но той се залепва. Не се движи много добре.

But the ants do, and we'll figure out why, so that ultimately

А мравките го правят и ще открием защо, така че накрая

we'll make this move. And imagine: you're going to be able

ще го накараме да се движи. Представете си - ще може да има

to have swarms of these six-millimeter robots available to run around.

рояк от тези шестмилиметрови роботи, тичащи наоколо.

Where's this going? I think you can see it already.

Накъде бие това? Мисля, че вече виждате.

Clearly, the Internet is already having eyes and ears,

Явно, интернет вече има очи и уши,

you have web cams and so forth. But it's going to also have legs and hands.

имате уеб камери и така нататък. Но ще има също крака и ръце.

You're going to be able to do programmable

Ще можете да вършите програмируема работа

work through these kinds of robots, so that you can run,

чрез тези видове роботи, така че да може да тичате,

fly and swim anywhere. We saw David Kelly is at the beginning of that with his fish.

да летите и да плувате навсякъде. Видяхме Дейвид Кели в началото на това с неговата риба.

So, in conclusion, I think the message is clear.

И така - в заключение, мисля, че посланието е ясно.

If you need a message, if nature's not enough, if you care about

Ако ви е нужно послание, ако природата не е достатъчна,

search and rescue, or mine clearance, or medicine,

ако ви е грижа за откриване и спасяване, или прочистване на мини, или медицина,

or the various things we're working on, we must preserve

или разнообразните неща, по които работим,

nature's designs, otherwise these secrets will be lost forever.

трябва да запазим природния дизайн - иначе тези тайни ще бъдат изгубени завинаги.

Thank you.

Благодаря.

(Applause)

(Аплодисменти)