Sarah Bergbreiter: Why I make robots the size of a grain of rice

Translator: Simon Lebech Cichosz Reviewer: Anders Finn Jørgensen

My students and I work on very tiny robots.

Mine studenter og jeg arbejder på meget små robotter.

Now, you can think of these as robotic versions

Du kan du tænke på disse som robot versioner

of something that you're all very familiar with: an ant.

af noget, som alle kender: en myre.

We all know that ants and other insects at this size scale

Vi ved alle at myrer og andre insekter i på deres størrelse

can do some pretty incredible things.

kan gøre nogle ret utrolige ting.

We've all seen a group of ants, or some version of that,

Vi har alle set en gruppe af myrer, eller noget tilsvarende,

carting off your potato chip at a picnic, for example.

bærende på din kartoffel chip på en picnic, f.eks.

But what are the real challenges of engineering these ants?

Men hvad er de reelle udfordringer bygge disse myrer?

Well, first of all, how do we get the capabilities of an ant

Altså, først og fremmest, hvordan får vi en myres evner

in a robot at the same size scale?

i en robot på samme størrelse?

Well, first we need to figure out how to make them move

først skal vi finde ud af hvordan man får dem til a bevæge sig

when they're so small.

når der er så små.

We need mechanisms like legs and efficient motors

Vi har brug for mekanismer som ben og effektive motorer

in order to support that locomotion,

for at få bevægelse,

and we need the sensors, power and control

og vi har brug sensorerne, kraft og kontrol

in order to pull everything together in a semi-intelligent ant robot.

for at samle det i en semi-intelligent myrerobot.

And finally, to make these things really functional,

Og endelig, at få disse ting til rigtig at virke,

we want a lot of them working together in order to do bigger things.

vi ønsker en masse af dem til at arbejder sammen for at gøre større ting.

So I'll start with mobility.

Så jeg vil starte med mobilitet.

Insects move around amazingly well.

Insekter bevæger sig forbavsende godt.

This video is from UC Berkeley.

Denne video er fra UC Berkeley.

It shows a cockroach moving over incredibly rough terrain

Det viser en kakerlak bevæge sig over et utroligt ujævnt terræn

without tipping over,

uden at vælte,

and it's able to do this because its legs are a combination of rigid materials,

og det er i stand til at gøre dette, fordi dens ben er en kombination af stive materialer,

which is what we traditionally use to make robots,

hvilket er, hvad vi traditionelt bruge til at lave robotter,

and soft materials.

og bløde materialer.

Jumping is another really interesting way to get around when you're very small.

At hoppe er en anden virkelig interessant måde at komme rundt, når du er meget lille.

So these insects store energy in a spring and release that really quickly

Så disse insekter lagre energi i en fjeder og frigøre den virkelig hurtigt

to get the high power they need to jump out of water, for example.

for at få den kraft de har brug for at springe ud af vand, f.eks.

So one of the big contributions from my lab

Så en af de store bidrag fra min laboratorium

has been to combine rigid and soft materials

har været at kombinere stive og bløde materialer

in very, very small mechanisms.

i meget, meget lille mekanik.

So this jumping mechanism is about four millimeters on a side,

Så denne hoppe mekanisme er omkring fire millimeter på en side,

so really tiny.

så virkelig lille.

The hard material here is silicon, and the soft material is silicone rubber.

Den hårde materiale her er silicium, og det bløde materiale er silikonegummi.

And the basic idea is that we're going to compress this,

Og den grundlæggende idé er, at vi kommer til at komprimere det,

store energy in the springs, and then release it to jump.

lagre energi i fjedrene, og derefter frigøre den til at springe.

So there's no motors on board this right now, no power.

Så der er ingen motorer på dette lige nu, ingen energi.

This is actuated with a method that we call in my lab

Dette aktiveres med en metode vi kalder

"graduate student with tweezers." (Laughter)

"graduate student with tweezers." (griner)

So what you'll see in the next video

Så hvad vil du se i næste video

is this guy doing amazingly well for its jumps.

er denne fyr der hopper forbavsende godt .

So this is Aaron, the graduate student in question, with the tweezers,

Så dette er Aron, "the graduate student in question, with the tweezers"

and what you see is this four-millimeter-sized mechanism

og hvad du ser, er denne fire-millimeter-store mekanisme

jumping almost 40 centimeters high.

hoppe næsten 40 centimeter højt.

That's almost 100 times its own length.

Det er næsten 100 gange sin egen længde.

And it survives, bounces on the table,

Og den overlever, nedslaget på bordet,

it's incredibly robust, and of course survives quite well until we lose it

den er utrolig robust, og overlever ganske godt indtil vi mister det

because it's very tiny.

fordi det er meget lille.

Ultimately, though, we want to add motors to this too,

Ultimativt, ønsker vi dog at tilføje motorer til at denne også,

and we have students in the lab working on millimeter-sized motors

og vi har studerende i laboratoriet der arbejder på millimeter-store motorer

to eventually integrate onto small, autonomous robots.

der kan integrere på små, autonome robotter.

But in order to look at mobility and locomotion at this size scale to start,

Men for at se på mobilitet og bevægelse i denne størrelse,

we're cheating and using magnets.

vi snyder og bruge magneter.

So this shows what would eventually be part of a micro-robot leg,

Så dette viser, kommer til at blive en del af et mikro-robot ben,

and you can see the silicone rubber joints

og du kan se de silikonegummiled

and there's an embedded magnet that's being moved around

og der er en indlejret magnet der bliver flyttet rundt

by an external magnetic field.

af et eksternt magnetisk felt.

So this leads to the robot that I showed you earlier.

Så dette fører til robotten jeg viste jer tidligere.

The really interesting thing that this robot can help us figure out

Den virkelig interessante ting denne robot kan hjælpe os med at finde ud af

is how insects move at this scale.

er, hvordan insekter bevæger sig.

We have a really good model for how everything

Vi har en rigtig god model for, hvordan alt

from a cockroach up to an elephant moves.

fra en kakerlak op til en elefant bevæger sig.

We all move in this kind of bouncy way when we run.

Alle bevæge sig i denne slags hoppende måde, når vi løber.

But when I'm really small, the forces between my feet and the ground

Men når jeg er virkelig lille, kommer kræfterne mellem mine fødder og jorden

are going to affect my locomotion a lot more than my mass,

komme til at påvirke min bevægelse meget mere end min masse,

which is what causes that bouncy motion.

hvilket er, hvad der forårsager den hoppende bevægelse.

So this guy doesn't work quite yet,

Så denne fyr virker ikke helt endnu,

but we do have slightly larger versions that do run around.

men vi har lidt større udgaver der løber rundt.

So this is about a centimeter cubed, a centimeter on a side, so very tiny,

Så den er ca. en kubik centimeter, en centimeter på en siden, så meget lille,

and we've gotten this to run about 10 body lengths per second,

og vi har fået dette til at løbe 10 krops længder per sekund,

so 10 centimeters per second.

så 10 centimeter pr. sekund.

It's pretty quick for a little, small guy,

Det er temmelig hurtigt for en lille fyr,

and that's really only limited by our test setup.

og det er kun begrænset af vores test setup.

But this gives you some idea of how it works right now.

Men dette giver dig en idé omkring, hvordan det fungerer lige nu.

We can also make 3D-printed versions of this that can climb over obstacles,

Vi kan også lave 3D-trykte udgaver af denne, der kan klatre over forhindringer,

a lot like the cockroach that you saw earlier.

meget som den kakerlak I har set tidligere.

But ultimately we want to add everything onboard the robot.

Men i sidste ende ønsker vi at tilføje alt på robotten.

We want sensing, power, control, actuation all together,

Vi ønsker sanser, kraft, kontrol, aktivering alt sammen,

and not everything needs to be bio-inspired.

og ikke alt behøves at være bio-inspireret.

So this robot's about the size of a Tic Tac.

Så denne robottens på størrelse med en Tic Tac.

And in this case, instead of magnets or muscles to move this around,

Og i dette tilfælde, i stedet for magneter eller muskler til at bevæge denne rundt,

we use rockets.

vi bruger raketter.

So this is a micro-fabricated energetic material,

Så dette er en mikro-fabrikerede energirige materiale,

and we can create tiny pixels of this,

og vi kan skabe bittesmå pixels af dette,

and we can put one of these pixels on the belly of this robot,

og vi kan sætte en af disse pixels på maven af denne robot,

and this robot, then, is going to jump when it senses an increase in light.

og denne robot, kommer til at springe når den registrerer en stigning i lys.

So the next video is one of my favorites.

Så næste video er en af mine favoritter.

So you have this 300-milligram robot

Så du har denne 300-milligram robot

jumping about eight centimeters in the air.

hoppe omkring otte centimeter op i luften.

It's only four by four by seven millimeters in size.

Det er kun 4x4x7 millimeter i størrelse.

And you'll see a big flash at the beginning

Og du vil se et stort lysglimt i begyndelsen

when the energetic is set off,

når det energirige stof er aktiveret

and the robot tumbling through the air.

og robotten flyver gennem luften.

So there was that big flash,

Så der var det stor lysglimt,

and you can see the robot jumping up through the air.

og du kan se robotten hoppe op gennem luften.

So there's no tethers on this, no wires connecting to this.

Der er ingen ledning tilsluttet til dette.

Everything is onboard, and it jumped in response

Alt er onboard, og den sprang som respons

to the student just flicking on a desk lamp next to it.

til den studerende bare drejede bordlampe ved siden af.

So I think you can imagine all the cool things that we could do

Så jeg tror, du kan forestille dig alle de seje ting, vi kunne gøre

with robots that can run and crawl and jump and roll at this size scale.

med robotter, der kan køre og kravle og hoppe og rulle i denne størrelse.

Imagine the rubble that you get after a natural disaster like an earthquake.

Forestil murbrokkerne, du får efter en naturkatastrofe som et jordskælv.

Imagine these small robots running through that rubble

Forestil disse små robotter løber gennem disse murbrokker

to look for survivors.

for at lede efter overlevende.

Or imagine a lot of small robots running around a bridge

Eller forestil dig en masse små robotter løbe omkring en bro

in order to inspect it and make sure it's safe

for at inspicere den og sørg for at den er sikkert

so you don't get collapses like this,

så du ikke får kollapse som denne,

which happened outside of Minneapolis in 2007.

der skete uden for Minneapolis i 2007.

Or just imagine what you could do

Eller bare forestille sig, hvad du kan gøre

if you had robots that could swim through your blood.

hvis du havde robotter, der kunne svømme gennem dit blod.

Right? "Fantastic Voyage," Isaac Asimov.

Ikke? "Fantastic Voyage", Isaac Asimov.

Or they could operate without having to cut you open in the first place.

Eller de kunne operere dig uden skære dig op.

Or we could radically change the way we build things

Eller vi kunne radikalt ændre den måde, vi bygge ting

if we have our tiny robots work the same way that termites do,

hvis vi har vores små robotter der fungerer på samme måde, som termitter gøre,

and they build these incredible eight-meter-high mounds,

og de bygger disse utrolige otte meter høje bo,

effectively well ventilated apartment buildings for other termites

effektivt godt ventileret boligblokke for andre termitter

in Africa and Australia.

i Afrika og Australien.

So I think I've given you some of the possibilities

Så jeg tror, jeg har givet jer nogle af mulighederne

of what we can do with these small robots.

af, hvad vi kan gøre med disse små robotter.

And we've made some advances so far, but there's still a long way to go,

Og vi har gjort visse fremskridt hidtil, men der er stadig lang vej,

and hopefully some of you can contribute to that destination.

og forhåbentlig nogle af jer kan bidrage til denne destination.

Thanks very much.

Mange tak.

(Applause)

(Bifald)