Robert Full: Secrets of movement, from geckos and roaches

Robert Full über die Bewegung von Tieren

Übersetzung: Judith Matz Lektorat: Lars Fabian Prinz

I want you to imagine that you're a student in my lab.

Stellen Sie sich einmal vor, Sie sind Student in meinem Labor.

What I want you to do is to create a biologically inspired design.

Und ich möchte, dass Sie ein biologisch inspiriertes Design schaffen.

And so here's the challenge:

Hier ist die Aufgabe:

I want you to help me create a fully 3D, dynamic, parameterized contact model.

Helfen Sie mir dabei, ein dynamisches, parameterisiertes Kontaktmodell in 3D zu bauen.

The translation of that is, could you help me build a foot?

Übersetzt heißt das: Können Sie mir helfen, einen Fuß zu bauen?

And it is a true challenge, and I do want you to help me.

Und das ist eine Herausforderung, bei der Sie mir helfen müssen.

Of course, in the challenge there is a prize.

Die Aufgabe bringt natürlich einen Preis mit sich.

It's not quite the TED Prize, but it is an exclusive t-shirt from our lab.

Vielleicht nicht der TED Prize, aber doch ein exklusives T-Shirt aus unserem Labor.

So please send me your ideas about how to design a foot.

Also bitte senden Sie mir Ihre Ideen, wie man einen Fuß designt.

Now if we want to design a foot, what do we have to do?

Was gehört zum Design eines Fußes dazu?

We have to first know what a foot is.

Zuerst müssen wir wissen, was ein Fuß ist.

If we go to the dictionary, it says, "It's the lower extremity of a leg

Im Wörterbuch steht: "Die untere Extremität eines Beins,

that is in direct contact with the ground in standing or walking"

das beim Stehen oder Laufen in direktem Bodenkontakt steht."

That's the traditional definition.

Das ist die traditionelle Definition.

But if you wanted to really do research, what do you have to do?

Aber was gehört zu einer richtigen Recherche darüber?

You have to go to the literature and look up what's known about feet.

Wir müssen schauen, was in der bekannten Literatur über Füße steht.

So you go to the literature. (Laughter)

Also wenden wir uns der Literatur zu. (Lachen)

Maybe you're familiar with this literature.

Vielleicht ist Ihnen diese Art Literatur bekannt.

The problem is, there are many, many feet.

Problematisch ist aber, dass es viele, viele Füße gibt.

How do you do this?

Wie macht man das?

You need to survey all feet and extract the principles of how they work.

Wir müssen alle Füße untersuchen und die Prinzipien ihrer Funktionsweise herausarbeiten.

And I want you to help me do that in this next clip.

Und im nächsten Video sollen Sie mir dabei helfen.

As you see this clip, look for principles,

Achten Sie in diesem Video auf Gemeinsamkeiten

and also think about experiments that you might design

und denken Sie über Experimente nach, mithilfe derer Sie

in order to understand how a foot works.

die Funktionsweise eines Fußes verstehen können.

See any common themes? Principles?

Sehen Sie Gemeinsamkeiten? Grundprinzipien?

What would you do?

Was würden Sie tun?

What experiments would you run?

Welche Experimente würden Sie durchführen?

Wow. (Applause)

Wow. (Beifall)

Our research on the biomechanics of animal locomotion

Durch unsere Forschung zur Biomechanik der Fortbewegung von Tieren

has allowed us to make a blueprint for a foot.

konnten wir einen Bauplan eines Fußes erstellen.

It's a design inspired by nature, but it's not a copy of any specific foot you just looked at,

Den Entwurf hat die Natur inspiriert, er ist aber keine Kopie der soeben gesehenen spezifischen Füße,

but it's a synthesis of the secrets of many, many feet.

sondern eine Synthese der Geheimnisse vieler, vieler Füße.

Now it turns out that animals can go anywhere.

Jetzt stellt sich heraus, dass Tiere überall hin können.

They can locomote on substrates that vary as you saw --

Sie können sich auf sehr verschiedenen Untergründen fortbewegen –

in the probability of contact, the movement of that surface

sie variieren in der Kontaktwahrscheinlichkeit, der Bewegung der Oberfläche

and the type of footholds that are present.

und den gegebenen Auftrittsmöglichkeiten.

If you want to study how a foot works,

Wenn wir untersuchen, wie ein Fuß funktioniert,

we're going to have to simulate those surfaces, or simulate that debris.

müssen wir diese Oberflächen oder Hindernisse simulieren.

When we did that, here's a new experiment that we did:

Dabei führten wir ein neues Experiment durch:

we put an animal and had it run -- this grass spider --

Wir ließen ein Tier – hier eine Grasspinne –

on a surface with 99 percent of the contact area removed.

über eine Oberfläche laufen, von der 99 % der Kontaktfläche entfernt worden waren.

But it didn't even slow down the animal.

Aber das verringerte die Geschwindigkeit des Tiers kein bisschen.

It's still running at the human equivalent of 300 miles per hour.

Es läuft immer noch mit einer Geschwindigkeit von fast 500 km/h.

Now how could it do that? Well, look more carefully.

Wie gelang ihm das nur? Schauen Sie genauer hin.

When we slow it down 50 times we see how the leg is hitting that simulated debris.

Verlangsamen wir die Bewegung 50-mal, sehen wir, wie das Bein das Hindernis berührt.

The leg is acting as a foot.

Das Bein handelt wie ein Fuß.

And in fact, the animal contacts other parts of its leg

Und das Tier lässt andere Teile seines Beins

more frequently than the traditionally defined foot.

viel öfter als den traditionell definierten Fuß Kontakt herstellen.

The foot is distributed along the whole leg.

Der Fuß ist über das ganze Bein verteilt.

You can do another experiment where you can take a cockroach with a foot,

Hier ist ein anderes Experiment, wo der Fuß

and you can remove its foot.

einer Kakerlake entfernt wird.

I'm passing some cockroaches around. Take a look at their feet.

Ich lasse ein paar Kakerlaken herumgehen. Schauen Sie sich ihre Füße an.

Without a foot, here's what it does. It doesn't even slow down.

Ohne einen Fuß tut sie dies. Sie verlangsamt sich noch nicht einmal.

It can run the same speed without even that segment.

Sie kann ohne dieses Segment die Geschwindigkeit beibehalten.

No problem for the cockroach -- they can grow them back, if you care.

Kein Problem für die Schabe – die Füße wachsen auch wieder nach.

How do they do it?

Wie stellen sie das an?

Look carefully: this is slowed down 100 times,

Schauen Sie genau hin: Einhundertfach verlangsamt

and watch what it's doing with the rest of its leg.

sehen wir nun, was sie mit ihrem Bein anstellt.

It's acting, again, as a distributed foot --

Und wieder fungiert es als erweiterter Fuß –

very effective.

sehr effektiv.

Now, the question we had is, how general is a distributed foot?

Unsere Frage war aber: Wie allgemein ist ein erweiterter Fuß?

And the next behavior I'll show you of this animal just stunned us the first time that we saw it.

Bei dem nächsten Verhalten waren wir beim ersten Sehen einfach nur verblüfft.

Journalists, this is off the record; it's embargoed.

Journalisten, das ist nicht für die Öffentlichkeit bestimmt.

Take a look at what that is!

Schauen Sie mal, was das ist!

That's a bipedal octopus that's disguised as a rolling coconut.

Das ist ein zweifüßiger Oktopus, der als rollende Kokosnus verkleidet ist.

It was discovered by Christina Huffard

Er wurde von Christina Huffard entdeckt,

and filmed by Sea Studios, right here from Monterey.

und von Sea Studios gefilmt, genau hier aus Monterey.

We've also described another species of bipedal octopus.

Wir haben auch eine andere Spezies des zweifüßigen Oktopus entdeckt.

This one disguises itself as floating algae.

Der hier tarnt sich als treibende Algen.

It walks on two legs and it holds the other arms up in the air so that it can't be seen.

Er läuft auf zwei Beinen und hält die anderen Arme hoch, damit er nicht gesehen wird.

(Applause)

(Beifall)

And look what it does with its foot to get over challenging terrain.

Und schauen Sie, was er tut, um den Fuß über schwieriges Terrain zu bewegen.

It uses that beautiful distributed foot to make it as if those obstacles are not even there --

Dieser wunderbare erweiterte Fuß lässt die Hindernisse wie gar keine erscheinen –

truly extraordinary.

wahrhaftig außergewöhnlich.

In 1951, Escher made this drawing. He thought he created an animal fantasy.

1951 zeichnete Escher dieses Bild. Er dachte, er hätte Tier-Fantasy gezeichnet.

But we know that art imitates life,

Aber da bekanntlich die Kunst das Leben imitiert,

and it turns out nature, three million years ago, evolved the next animal.

stellt sich heraus, dass die Natur vor drei Millionen Jahren das nächste Tier entwickelte.

It's a shrimp-like animal called the stomatopod,

Es ist ein Shrimp-ähnliches Tier namens Stomatopode.

and here's how it moves on the beaches of Panama:

So bewegt es sich an den Stränden von Panama:

it actually rolls, and it can even roll uphill.

Es rollt regelrecht und kann sogar bergauf rollen.

It's the ultimate distributed foot: its whole body in this case is acting like its foot.

Es ist der ultimative erweiterte Fuß: Der gesamte Körper agiert in diesem Fall als Fuß.

So, if we want to then, to our blueprint, add the first important feature,

Wenn wir dann unserem Bauplan das erste wichtige Feature geben wollen,

we want to add distributed foot contact.

dann ist das also erweiterter Fußkontakt.

Not just with the traditional foot, but also the leg,

Nicht nur mit dem traditionellen Fuß, auch mit dem Bein

and even of the body.

und selbst mit dem Körper.

Can this help us inspire the design of novel robots?

Kann uns das dabei helfen, neuartige Roboter zu entwerfen?

We biologically inspired this robot, named RHex,

Wir sorgten für die biologische Inspiration dieses Roboters namens RHex,

built by these extraordinary engineers over the last few years.

der von diesen fantastischen Ingenieuren in den letzten paar Jahren gebaut wurde.

RHex's foot started off to be quite simple,

Der Fuß von RHex fing zunächst ganz einfach an,

then it got tuned over time, and ultimately resulted in this half circle.

mit der Zeit wurde an ihm herumgeschraubt und schließlich wurde es dieser HalbkreIs.

Why is that? The video will show you.

Wieso das? Das Video zeigt es Ihnen.

Watch where the robot, now, contacts its leg in order to deal with this very difficult terrain.

Schauen Sie, wo der Roboter auf diesem schwierigen Untergrund Kontakt mit seinem Bein herstellt.

What you'll see, in fact, is that it's using that half circle leg as a distributed foot.

Sie sehen, dass er den Halbkreisfuß als erweiterten Fuß einsetzt.

Watch it go over this.

Schauen Sie, wie er hier läuft.

You can see it here well on this debris.

Sie können es bei dem Hindernis gut sehen.

Extraordinary. No sensing, all the control is built right into the tuned legs.

Außergewöhnlich. Kein Tasten, alle Kontrollen sind direkt in die Beine eingebaut.

Really simple, but beautiful.

Sehr einfach, aber schön.

Now, you might have noticed something else about the animals

Vielleicht ist Ihnen an den Tieren noch etwas aufgefallen,

when they were running over the rough terrain.

während Sie den unebenen Boden überquerten.

And my assistant's going to help me here.

Und hier hilft mein Assistent.

When you touched the cockroach leg -- can you get the microphone for him?

Als du das Bein der Schabe angefasst hast – können wir ihm ein Mikro geben?

When you touched the cockroach leg, what did it feel like?

Als du das Bein der Schabe angefasst hast, wie fühlte sich das an?

Did you notice something?

Ist dir etwas aufgefallen?

Boy: Spiny.

Junge: Stachelig.

Robert Full: It's spiny, right? It's really spiny, isn't it? It sort of hurts.

Robert Full: Es ist stachelig, nicht? Sehr stachelig, oder? Es tut sogar weh.

Maybe we could give it to our curator and see if he'd be brave enough to touch the cockroach.

Vielleicht können wir es unserem Kurator geben, vielleicht hat er den Mut, die Schabe anzufassen.

(Laughter)

(Lachen)

Chris Anderson: Did you touch it?

Chris Anderson: Hast du's angefasst?

RF: So if you look carefully at this, what you see is that they have spines

Fell: Schauen Sie sich das Bein genau an, Sie sehen da die Stacheln,

and until a few weeks ago, no one knew what they did.

und bis vor ein paar Wochen wusste niemand, wofür sie da sind.

They assumed that they were for protection and for sensory structures.

Sie nahmen an, sie existierten zum Schutz und wegen der Sensorik.

We found that they're for something else -- here's a segment of that spine.

Sie sind aber für etwas anderes – hier ein Segment des Stachels.

They're tuned such that they easily collapse in one direction

Sie sind so eingestellt, dass sie leicht in eine Richtung zusammenklappen,

to pull the leg out from debris,

um das Bein aus dem Geröll zu ziehen,

but they're stiff in the other direction so they capture disparities in the surface.

aber in die andere Richtung sind sie steif, so dass sie Unebenheiten auffangen können.

Now crabs don't miss footholds, because they normally move on sand --

Krabben treten nie daneben, weil sie sich normalerweise auf Sand bewegen –

until they come to our lab.

bis sie in unser Labor kommen.

And where they have a problem with this kind of mesh,

Und dort haben sie ein Problem mit so einem Gitter,

because they don't have spines.

denn ihnen fehlen die Stacheln.

The crabs are missing spines, so they have a problem in this kind of rough terrain.

Die Krabben haben keine Stacheln, also kommen sie auf unebenem Terrain weniger gut klar.

But of course, we can deal with that

Aber natürlich können wir damit umgehen,

because we can produce artificial spines.

denn wir können künstliche Stacheln herstellen.

We can make spines that catch on simulated debris

Wir können Stacheln herstellen, die auf simulierten Hindernissen greifen

and collapse on removal to easily pull them out.

und zur leichten Entfernung zusammenklappen.

We did that by putting these artificial spines on crabs,

Wir versahen die Krabben mit diesen künstlichen Stacheln

as you see here, and then we tested them.

wie Sie hier sehen, und testeten sie dann.

Do we really understand that principle of tuning? The answer is, yes!

Verstehen wir wirklich das Prinzip des Aufmotzens? Oh ja!

This is slowed down 20-fold, and the crab just zooms across that simulated debris.

Das ist 20-fach verlangsamt und die Krabbe rast regelrecht über das Hindernis hinweg.

(Laughter) (Applause)

(Lachen) (Beifall)

A little better than nature.

Ein bisschen besser als die Natur.

So to our blueprint, we need to add tuned spines.

Wir mussten also unseren Bauplänen solche Stacheln geben.

Now will this help us think about the design of more effective climbing robots?

Hilft uns das jetzt beim Entwerfen effektiverer kletternder Roboter?

Well, here's RHex: RHex has trouble on rails -- on smooth rails, as you see here.

Hier ist RHex: RHex hat auf Schienen Probleme – auf glatten Schienen wie denen hier.

So why not add a spine? My colleagues did this at U. Penn.

Geben wir ihm Stacheln! So geschah es an der Universität von Pennsylvania.

Dan Koditschek put some steel nails -- very simple version -- on the robot,

Dan Koditschek versah den Roboter mit Stahlnägeln – einer sehr einfachen Version –

and here's RHex, now, going over those steel -- those rails. No problem!

und hier sehen wir RHex über die Schienen gehen! Kein Problem!

How does it do it?

Wie tut er das?

Let's slow it down and you can see the spines in action.

Verlangsamen wir, um die Stacheln in Aktion zu sehen.

Watch the leg come around, and you'll see it grab on right there.

Hier kommt das Bein an, und es hält sich genau dort fest.

It couldn't do that before; it would just slip and get stuck and tip over.

Vorher konnte es das nicht, es rutschte einfach aus, steckte fest und fiel um.

And watch again, right there -- successful.

Und hier schon wieder – erfolgreich.

Now just because we have a distributed foot and spines

Nur weil wir jetzt einen erweiterten Fuß und Stacheln haben,

doesn't mean you can climb vertical surfaces.

kann man noch lange nicht vertikale Oberflächen erklimmen.

This is really, really difficult.

Das ist echt, echt schwer.

But look at this animal do it!

Aber dieses Tier kann es!

One of the ones I'm passing around is climbing up this vertical surface that's a smooth metal plate.

Eines von den Tieren, die ich herumreiche, kann diese vertikale glatte Metallplatte hochklettern.

It's extraordinary how fast it can do it --

Und es tut das in einem verblüffenden Tempo –

but if you slow it down, you see something that's quite extraordinary.

Aber wenn man es verlangsamt, sehen wir etwas Beeindruckendes.

It's a secret. The animal effectively climbs by slipping and look --

Ein Geheimnis. Das Tier klettert, indem es ausrutscht und

and doing, actually, terribly, with respect to grabbing on the surface.

es kann eigentlich überhaupt nicht gut die Oberfläche greifen.

It looks, in fact, like it's swimming up the surface.

Es sieht eher so aus, als schwömme es die Oberfläche hoch.

We can actually model that behavior better as a fluid, if you look at it.

Wir können dieses Verhalten besser als Flüssigkeit nachbauen.

The distributed foot, actually, is working more like a paddle.

Der erweiterte Fuß funkioniert eher wie ein Paddel.

The same is true when we looked at this lizard running on fluidized sand.

Dasselbe gilt bei dieser Eidechse, die über verflüssigten Sand läuft.

Watch its feet.

Schauen Sie auf die Füße.

It's actually functioning as a paddle

Sie fungieren als Paddel,

even though it's interacting with a surface that we normally think of as a solid.

obwohl sie mit einer Oberfläche interagieren, die wir eigentlich für fest halten.

This is not different from what my former undergraduate discovered

Das unterscheidet sich nicht von den Entdeckungen meiner früheren Studentin,

when she figured out how lizards can run on water itself.

die herausfand, wie Eidechsen auf dem Wasser selbst laufen.

Can you use this to make a better robot?

Können wir das für bessere Roboter verwenden?

Martin Buehler did -- who's now at Boston Dynamics --

Martin Buehler – nun bei Boston Dynamics – gelang es,

he took this idea and made RHex to be Aqua RHex.

er nahm diese Idee und verwandelte RHex in den Aqua RHex.

So here's RHex with paddles,

Hier ist RHex mit Paddeln,

now converted into an incredibly maneuverable swimming robot.

jetzt in einen unglaublich manövrierfähigen schwimmenden Roboter umgewandelt.

For rough surfaces, though, animals add claws.

Für unebene Oberflächen jedoch haben Tiere Klauen.

And you probably feel them if you grabbed it.

Und wahrscheinlich spüren Sie die, wenn Sie das angefasst haben.

Did you touch it?

Hast du's angefasst?

CA: I did.

Anderson: Hab ich.

RF: And they do really well at grabbing onto surfaces with these claws.

Fell: Und sie können sich mit diesen Klauen sehr gut an Oberflächen festhalten.

Mark Cutkosky at Stanford University, one of my collaborators, is an extraordinary engineer

Mark Cutkosky an Stanford, einer meiner Partner, ist ein außergewöhnlicher Ingenieur,

who developed this technique called Shape Deposition Manufacturing,

der eine Technik namens Shape Deposition Manufacturing (etwa: "Formanreicherung") entwickelte,

where he can imbed claws right into an artificial foot.

wo er Klauen direkt in einen künstlichen Fuß einbetten kann.

And here's the simple version of a foot for a new robot that I'll show you in a bit.

Und hier ist eine einfache Version eines Fußes für einen neuen Roboter, den ich Ihnen gleich zeige.

So to our blueprint, let's attach claws.

Fügen wir unserem Bauplan also Klauen hinzu.

Now if we look at animals, though, to be really maneuverable in all surfaces,

Die Tiere, die wirklich gut auf allen Oberflächen manövrieren können,

the animals use hybrid mechanisms

verwenden Hybridmechanismen,

that include claws, and spines, and hairs, and pads, and glue, and capillary adhesion

die Klauen und Stacheln, Härchen und Ballen, Kleber und kapillare Adhäsion einsetzen,

and a whole bunch of other things.

und noch eine Menge anderer Dinge.

These are all from different insects.

Die hier sind alle von unterschiedlichen Insekten.

There's an ant crawling up a vertical surface.

Hier krabbelt eine Ameise eine senkrechte Oberfläche hoch.

Let's look at that ant.

Schauen wir sie uns an.

This is the foot of an ant. You see the hairs and the claws and this thing here.

Das ist der Fuß der Ameise. Die Härchen und Klauen und das Ding hier sind sichtbar.

This is when its foot's in the air.

Das passiert, wenn sein Fuß in der Luft ist.

Watch what happens when the foot goes onto your sandwich.

Schauen Sie was passiert, wenn der Fuß auf Ihr Sandwich gerät.

You see what happens?

Haben Sie's gesehen?

That pad comes out. And that's where the glue is.

Der Ballen kommt heraus. Und dort ist der Kleber.

Here from underneath is an ant foot,

Hier sehen wir einen Ameisenfuß von unten,

and when the claws don't dig in, that pad automatically comes out without the ant doing anything.

und wenn die Klauen sich nicht eingraben, kommt der Ballen ohne Zutun der Ameise heraus.

It just extrudes.

Er fährt sich einfach aus.

And this was a hard shot to get -- I think this is the shot of the ant foot on the superstrings.

Diese Aufnahme war echt schwer – das ist der Ameisenfuß auf Bindfäden.

So it's pretty tough to do.

War also ganz schön schwer.

This is what it looks like close up --

So sieht es von Nahem aus –

here's the ant foot, and there's the glue.

hier ist der Ameisenfuß und hier der Kleber.

And we discovered this glue may be an interesting two-phase mixture.

Und dieser Kleber entpuppt sich als interessanter Zwei-Komponenten-Mix.

It certainly helps it to hold on.

Das hilft ihr wirklich beim Festhalten.

So to our blueprint, we stick on some sticky pads.

In unseren Bauplan fügen wir also klebrige Ballen ein.

Now you might think for smooth surfaces we get inspiration here.

Daraus könnte man jetzt vielleicht für glatte Oberflächen Inspiration schöpfen.

Now we have something better here.

Wir haben hier aber etwas besseres.

The gecko's a really great example of nanotechnology in nature.

Der Gecko ist ein großartiges Beispiel von Nanotechnologie in der Natur.

These are its feet.

Hier sind seine Füße.

They're -- almost look alien. And the secret, which they stick on with,

Sie sehen fast wie von Außerirdischen aus. Und das Geheimnis, was sie haften lässt,

involves their hairy toes.

sind ihre haarigen Zehen.

They can run up a surface at a meter per second,

Sie können mit 1 m/s eine Oberfläche emporlaufen,

take 30 steps in that one second -- you can hardly see them.

30 Schritte in dieser einen Sekunde machen – man kann sie kaum sehen.

If we slow it down, they attach their feet at eight milliseconds,

Wenn wir das nun verlangsamen, stellen ihre Füße in 8 ms Kontakt her

and detach them in 16 milliseconds.

und lösen die Verbindung in 16 ms.

And when you watch how they detach it, it is bizarre.

Und der Prozess des Ablösens ist bizarr.

They peel away from the surface like you'd peel away a piece of tape.

Sie ziehen sie von der Oberfläche ab wie man ein Stück Klebeband abziehen würde.

Very strange. How do they stick?

Sehr seltsam. Wie haften sie nur?

If you look at their feet, they have leaf-like structures called linalae

Schauen wir uns ihre Füße an: blattförmige Lamellen

with millions of hairs.

mit Millionen von Haaren.

And each hair has the worst case of split ends possible.

Und jedes Haar hat furchtbaren Spliss.

It has a hundred to a thousand split ends,

Es hat hundert bis tausend gespaltene Enden,

and that's the secret, because it allows intimate contact.

und das ist das Geheimnis, es lässt intimen Kontakt zu.

The gecko has a billion of these 200-nanometer-sized split ends.

Der Gecko hat eine Milliarde dieser Härchen von 200 nm Größe.

And they don't stick by glue, or they don't work like Velcro, or they don't work with suction.

Und diese haften nicht mit Klebstoff, sie funktionieren nicht wie ein Klettverschluss und nicht wie Saugnäpfe.

We discovered they work by intermolecular forces alone.

Wir entdeckten, dass sie allein durch intermolekulare Kräfte funktionieren.

So to our blueprint, we split some hairs.

In unserem Bauplan spalteten wir also ein paar Haare.

This has inspired the design of the first self-cleaning dry adhesive --

Das hat das Design des ersten selbstreinigen Trockenklebers inspiriert –

the patent issued, we're happy to say.

und ich darf verkünden, dass das Patent ausgestellt ist.

And here's the simplest version in nature,

Hier ist die einfachste Version in der Natur,

and here's my collaborator Ron Fearing's attempt

und hier versucht sich mein Partner Ron Fearing

at an artificial version of this dry adhesive made from polyurethane.

an einer künstlichen Version dieses Trockenklebers aus Polyurethan.

And here's the first attempt to have it work on some load.

Und hier ist mein erster Versuch, ihn zu belasten.

There's enormous interest in this in a variety of different fields.

Eine Reihe unterschiedlicher Gebiete interessiert sich sehr dafür.

You could think of a thousand possible uses, I'm sure.

Es gäbe dafür tausend verschiedene Anwendungen.

Lots of people have, and we're excited about realizing this as a product.

Viele haben das schon erkannt, und wir sind stolz, dies als Produkt umzusetzen.

We have imagined products; for example, this one:

Wir haben Produkte erdacht, zum Beispiel dieses:

we imagined a bio-inspired Band-Aid, where we took the glue off the Band-Aid.

Wir haben uns ein biologisch inspiriertes Pflaster erdacht, ein Pflaster ohne Kleber.

We took some hairs from a molting gecko;

Wir nahmen ein paar Härchen von einem sich häutenden Gecko,

put three rolls of them on here, and then made this Band-Aid.

pappten hier drei Rollen davon daran und schufen dieses Pflaster.

This is an undergraduate volunteer --

Das ist ein studentischer Freiwilliger –

we have 30,000 undergraduates so we can choose among them --

wir können aus einem Pool von 30.000 Erststudenten wählen –

that's actually just a red pen mark.

das ist eigentlich nur von einem roten Stift.

But it makes an incredible Band-Aid.

Aber es ist ein unglaubliches Pflaster.

It's aerated, it can be peeled off easily, it doesn't cause any irritation, it works underwater.

Es wird belüftet, man kann es leicht abziehen, es verursacht keine Reizungen und ist wasserfest.

I think this is an extraordinary example of how curiosity-based research --

Das ist ein außerordentliches Beispiel dafür, wie auf Neugier basierte Forschung –

we just wondered how they climbed up something --

wir wollten nur wissen, wie sie an etwas hochklettern –

can lead to things that you could never imagine.

zu Dingen führen kann, die man sich nicht vorstellen konnte.

It's just an example of why we need to support curiosity-based research.

Das ist nur ein Beispiel, warum wir Forschung aus Neugier unterstützen müssen.

Here you are, pulling off the Band-Aid.

Hier ziehen wir das Pflaster ab.

So we've redefined, now, what a foot is.

Wir haben also jetzt umdefiniert, was ein Fuß ist.

The question is, can we use these secrets, then,

Die Frage ist, ob wir diese Geheimnisse nutzen können,

to inspire the design of a better foot, better than one that we see in nature?

um das Design eines besseren Fußes zu inspirieren, besser als das Design der Natur?

Here's the new project:

Hier ist das nächste Projekt:

we're trying to create the first climbing search-and-rescue robot -- no suction or magnets --

Wir versuchen uns am ersten kletternden Such- und Berge-Roboter – ohne Saugnäpfe oder Magneten –

that can only move on limited kinds of surfaces.

der sich nur auf einer begrenzten Auswahl von Oberflächen bewegen kann.

I call the new robot RiSE, for "Robot in Scansorial Environment" -- that's a climbing environment --

Ich nenne ihn RiSE: "Roboter in Scan-sorischer Umgebung" – eine Kletterumgebung also –

and we have an extraordinary team of biologists and engineers creating this robot.

und ein außergewöhnliches Team von Biologen und Ingenieuren arbeitet an diesem Roboter.

And here is RiSE.

Und hier ist RiSE.

It's six-legged and has a tail. Here it is on a fence and a tree.

Sechsbeinig mit Schwanz. Hier ist er auf einem Zaun und einem Baum.

And here are RiSE's first steps on an incline.

Hier sind RiSEs erste Schritte auf einer Schrägung.

You have the audio? You can hear it go up.

Gibt es auch Audio? Man kann es klettern hören.

And here it is coming up at you, in its first steps up a wall.

Und hier kommt es auf uns zu, die ersten Schritte eine Wand hinauf.

Now it's only using its simplest feet here, so this is very new.

Hier verwendet er nur seine einfachsten Füße, das ist also sehr neu.

But we think we got the dynamics right of the robot.

Aber wir haben die Dynamik für ihn ganz gut verstanden.

Mark Cutkosky, though, is taking it a step further.

Mark Cutkosky bringt das ganze noch einen Schritt weiter.

He's the one able to build this shape-deposition manufactured feet and toes.

Er kann Füße und Zehen per Shape Deposition Manufacturing herstellen.

The next step is to make compliant toes,

Im nächsten Schritt kommen passende Zehen

and try to add spines and claws and set it for dry adhesives.

und das Befestigen von Stacheln und Klauen und trockende Haftmittel.

So the idea is to first get the toes and a foot right,

Zuerst sollen also die Zehen und der Fuß funktionieren,

attempt to make that climb, and ultimately put it on the robot.

dann wird der Aufstieg versucht und am Ende der Roboter gebaut.

And that's exactly what he's done.

Und genau das hat er getan.

He's built, in fact, a climbing foot-bot inspired by nature.

Er hat quasi einen von der Natur inspirierten Fuß-boter gebaut.

And here's Cutkosky's and his amazing students' design.

Und hier ist das Design von Cutkosky und seinen großartigen Schülern.

So these are tuned toes -- there are six of them,

Hier sind die aufgemotzten Zehen – es gibt sechs,

and they use the principles that I just talked about collectively for the blueprint.

und sie alle verwenden die Prinzipien, die ich beim Bauplan erklärt habe.

So this is not using any suction, any glue,

Hier werden also keine Saugnäpfe, kein Kleber verwendet,

and it will ultimately, when it's attached to the robot --

und wenn sie am Roboter befestigt sind –

it's as biologically inspired as the animal --

der ist so biologisch inspiriert wie das Tier –

hopefully be able to climb any kind of a surface.

dann kann er hoffentlich jede Oberfläche emporklettern.

Here you see it, next, going up the side of a building at Stanford.

Hier sehen Sie es an der Seite eines Stanford-Gebäudes hochklettern.

It's sped up -- again, it's a foot climbing.

Es ist beschleunigt – wie gesagt, es ist ein kletternder Fuß.

It's not the whole robot yet, we're working on it --

Es ist noch nicht der ganze Roboter. Wir arbeiten dran!

now you can see how it's attaching.

Hier können Sie sehen, wie es Kontakt herstellt.

These tuned structures allow the spines, friction pads and ultimately the adhesive hairs

Diese filigranen Strukturen erlauben es den Stacheln, Polstern und den Hafthärchen,

to grab onto very challenging, difficult surfaces.

sich an sehr herausfordernden, schwierigen Oberflächen festzuhalten.

And so they were able to get this thing -- this is now sped up 20 times --

Sie konnten dieses Ding also – das ist ein 20-faches Zeitraffer –

can you imagine it trying to go up and rescue somebody at that upper floor? OK?

stellen Sie sich vor, wie es hochklettert und jemanden aus dem oberen Stockwerk rettet!

You can visualize this now; it's not impossible.

Ds können Sie sich jetzt vorstellen. Es ist nicht unmöglich.

It's a very challenging task. But more to come later.

Das ist eine große Herausforderung. Aber das ist nur der Anfang.

To finish: we've gotten design secrets from nature by looking at how feet are built.

Wir haben der Natur Design-Geheimnisse entlockt, indem wir uns den Bau von Füßen angeschaut haben.

We've learned we should distribute control to smart parts.

Wir haben gelernt, dass wir die Kontrolle auf kluge Teile verteilen sollten.

Don't put it all in the brain,

Nicht alles in das Gehirn,

but put some of the control in tuned feet, legs and even body.

sondern einen Teil der Kontrolle in aufgepeppte Füße, Beine und sogar Körper.

That nature uses hybrid solutions, not a single solution, to these problems,

Die Natur verwendet Hybridlösungen, nicht eine einzelne, für diese Probleme,

and they're integrated and beautifully robust.

und sie sind integriert und wunderbar robust.

And third, we believe strongly that we do not want to mimic nature but instead be inspired by biology,

Und drittens glauben wir, dass wir die Natur nicht imitieren, sondern von der Biologie inspiriert werden wollen,

and use these novel principles with the best engineering solutions that are out there

und diese neuen Prinzipien mit den besten technischen Möglichkeiten verbinden wollen,

to make -- potentially -- something better than nature.

um – möglicherweise – etwas besseres als die Natur zu schaffen.

So there's a clear message:

Die Botschaft ist also deutlich:

whether you care about a fundamental, basic research

Ob man sich für fundamentale, tiefe Forschung interessiert

of really interesting, bizarre, wonderful animals,

oder für sehr interessante, bizarre, wunderbare Tiere,

or you want to build a search-and-rescue robot

oder ob man einen Such- und Berge-Roboter bauen möchte,

that can help you in an earthquake, or to save someone in a fire,

der in einem Erdbeben hilft oder jemanden aus einem Feuer rettet,

or you care about medicine, we must preserve nature's designs.

oder ob man sich für Medizin interessiert, wir müssen die Baupläne der Natur retten.

Otherwise these secrets will be lost forever.

Sonst sind die Geheimnisse für immer verloren.

Thank you.

Danke.