A robot that runs and swims like a salamander | Auke Ijspeert

Übersetzung: Johannes Duschner Lektorat: Angelika Lueckert Leon

This is Pleurobot.

Das ist Pleurobot.

Pleurobot is a robot that we designed to closely mimic a salamander species

Pleurobot ist ein Roboter, der eine Salamander-Art genau nachahmt,

called Pleurodeles waltl.

die Pleurodeles waltl heißt.

Pleurobot can walk, as you can see here,

Pleurobot kann laufen

and as you'll see later, it can also swim.

und auch schwimmen.

So you might ask, why did we design this robot?

Warum haben wir diesen Roboter entworfen?

And in fact, this robot has been designed as a scientific tool for neuroscience.

Dieser Roboter wurde als Instrument für die Neurowissenschaften entworfen.

Indeed, we designed it together with neurobiologists

Wir entwarfen ihn zusammen mit Neurobiologen,

to understand how animals move,

um zu verstehen, wie sich Tiere bewegen,

and especially how the spinal cord controls locomotion.

und besonders wie das Rückenmark die Fortbewegung steuert.

But the more I work in biorobotics,

Aber je länger ich in der Biorobotik arbeite,

the more I'm really impressed by animal locomotion.

desto mehr beeindruckt mich die Fortbewegung der Tiere.

If you think of a dolphin swimming or a cat running or jumping around,

Denkt man an schwimmende Delfine, an rennende oder herum springende Katzen

or even us as humans,

oder an uns Menschen,

when you go jogging or play tennis,

wenn wir joggen oder Tennis spielen,

we do amazing things.

dann machen wir erstaunliche Dinge.

And in fact, our nervous system solves a very, very complex control problem.

Unser Nervensystem löst ein sehr schwieriges Steuerungsproblem.

It has to coordinate more or less 200 muscles perfectly,

Es muss etwa 200 Muskeln perfekt koordinieren,

because if the coordination is bad, we fall over or we do bad locomotion.

denn bei schlechter Koordination, fällt man um oder bewegt sich ungünstig fort.

And my goal is to understand how this works.

Mein Ziel ist es zu verstehen, wie das funktioniert.

There are four main components behind animal locomotion.

Es gibt vier Hauptbausteine für die Fortbewegung von Tieren.

The first component is just the body,

Der erste Baustein ist nur der Körper.

and in fact we should never underestimate

Genau genommen sollten wir niemals unterschätzen,

to what extent the biomechanics already simplify locomotion in animals.

wieweit die Biomechanik die Fortbewegung bei Tieren bereits vereinfacht hat.

Then you have the spinal cord,

Dann haben wir das Rückenmark

and in the spinal cord you find reflexes,

und dort finden sich Reflexe --

multiple reflexes that create a sensorimotor coordination loop

Mehrfachreflexe, die eine sensomotorische Koordinationsschleife

between neural activity in the spinal cord and mechanical activity.

zwischen neuronaler und mechanischer Aktivität erzeugen.

A third component are central pattern generators.

Der dritte Baustein sind zentrale Mustergeneratoren.

These are very interesting circuits in the spinal cord of vertebrate animals

Das sind sehr interessante Schaltkreise im Rückenmark von Wirbeltieren,

that can generate, by themselves,

die aus sich selbst heraus

very coordinated rhythmic patterns of activity

sehr koordinierte, rhythmische Aktivitätsmuster erzeugen,

while receiving only very simple input signals.

obwohl sie nur sehr einfache Eingangssignale erhalten.

And these input signals

Diese Eingangssignale, die während der Fortbewegung

coming from descending modulation from higher parts of the brain,

die gesamte Aktivität des Rückenmarks ausrichten,

like the motor cortex, the cerebellum, the basal ganglia,

entstammen der absteigenden Neuromodulation höherer Hirnregionen,

will all modulate activity of the spinal cord

wie der motorischen Rinde, dem Kleinhirn und den Basalganglien.

while we do locomotion.

But what's interesting is to what extent just a low-level component,

Aber interessant ist, dass bereits der einfache Baustein Rückenmark

the spinal cord, together with the body,

das Fortbewegungsproblem mit dem Körper weitgehend bewältigt.

already solve a big part of the locomotion problem.

Sie wissen vermutlich: Wenn man einem Huhn den Kopf abschlägt,

You probably know it by the fact that you can cut the head off a chicken,

it can still run for a while,

läuft es noch eine Weile herum,

showing that just the lower part, spinal cord and body,

was zeigt, dass nur der untere Teil, das Rückenmark und der Körper,

already solve a big part of locomotion.

das Fortbewegungsproblem bereits weitgehend bewältigen.

Now, understanding how this works is very complex,

Wie das funktioniert, ist sehr schwer zu verstehen.

because first of all,

Erstens ist es sehr schwierig, die Rückenmarksaktivität aufzuzeichnen.

recording activity in the spinal cord is very difficult.

It's much easier to implant electrodes in the motor cortex

Die Elektroden lassen sich leichter in die motorische Rinde implantieren

than in the spinal cord, because it's protected by the vertebrae.

als ins Rückenmark, weil es durch die Rückenwirbel geschützt ist.

Especially in humans, very hard to do.

Speziell beim Menschen ist es schwierig.

A second difficulty is that locomotion is really due to a very complex

Die zweite Schwierigkeit ist,

dass Fortbewegung die Folge der sehr komplexen und dynamischen Interaktion

and very dynamic interaction between these four components.

zwischen diesen vier Bausteinen ist.

So it's very hard to find out what's the role of each over time.

Die Rolle jedes einzelnen lässt sich nur schwer herausfinden.

This is where biorobots like Pleurobot and mathematical models

Hier können Bioroboter wie Pleurobot

und mathematische Modelle wirklich helfen.

can really help.

So what's biorobotics?

Was ist Biorobotik?

Biorobotics is a very active field of research in robotics

Biorobotik ist ein sehr reges Forschungsgebiet in der Robotik,

where people want to take inspiration from animals

in dem Menschen durch Tiere angeregt werden,

to make robots to go outdoors,

Roboter auf den Einsatz im Freien vorzubereiten,

like service robots or search and rescue robots

so zum Beispiel als Service-, Such- und Rettungsroboter

or field robots.

oder Feldroboter.

And the big goal here is to take inspiration from animals

Das große Ziel ist hier, Anregungen durch Tiere zu erhalten,

to make robots that can handle complex terrain --

damit Roboter in schwierigem Gelände zurecht kommen:

stairs, mountains, forests,

Treppen, Berge, Wälder --

places where robots still have difficulties

Orte, wo Roboter immer noch Schwierigkeiten haben

and where animals can do a much better job.

und Tiere es besser können.

The robot can be a wonderful scientific tool as well.

Der Roboter kann ein wunderbares wissenschaftliches Instrument sein.

There are some very nice projects where robots are used,

Bei einigen Projekten setzt man Roboter als Arbeitshilfe

like a scientific tool for neuroscience, for biomechanics or for hydrodynamics.

für Neurowissenschaften, Biomechanik oder Hydrodynamik ein.

And this is exactly the purpose of Pleurobot.

Das ist genau der Zweck von Pleurobot.

So what we do in my lab is to collaborate with neurobiologists

In meinem Labor arbeiten wir mit Neurobiologen

like Jean-Marie Cabelguen, a neurobiologist in Bordeaux in France,

wie Jean-Marie Cabelguen aus Bordeux in Frankreich zusammen

and we want to make spinal cord models and validate them on robots.

und wollen Rückenmark-Modelle erstellen, die wir an Robotern überprüfen.

And here we want to start simple.

Wir wollen hier einfach anfangen.

So it's good to start with simple animals

Also beginnen wir mit einfachen Tieren

like lampreys, which are very primitive fish,

wie Neunaugen, sehr primitive Fische,

and then gradually go toward more complex locomotion,

und befassen uns dann allmählich mit komplexerer Fortbewegung

like in salamanders,

wie bei Salamandern,

but also in cats and in humans,

aber auch bei Katzen und Menschen,

in mammals.

bei Säugetieren.

And here, a robot becomes an interesting tool

Hier wird ein Roboter ein interessantes Instrument,

to validate our models.

um unsere Modelle zu überprüfen.

And in fact, for me, Pleurobot is a kind of dream becoming true.

Eigentlich ist Pleurobot für mich ein Traum, der wahr wird.

Like, more or less 20 years ago I was already working on a computer

Vor ungefähr 20 Jahren erstellte ich bereits während meiner Promotion

making simulations of lamprey and salamander locomotion

Simulationen der Fortbewegung von Neunaugen und Salamandern am Computer.

during my PhD.

But I always knew that my simulations were just approximations.

Aber ich wusste immer, dass meine Simulationen nur Näherungen waren.

Like, simulating the physics in water or with mud or with complex ground,

Ähnlich der Simulation der Physik von Wasser, Schlamm oder komplexem Boden

it's very hard to simulate that properly on a computer.

ist es schwierig, das sauber im Computer zu simulieren.

Why not have a real robot and real physics?

Warum also keinen Roboter unter realen Bedingungen benutzen?

So among all these animals, one of my favorites is the salamander.

Unter allen diesen Tieren bevorzuge ich den Salamander.

You might ask why, and it's because as an amphibian,

Sie fragen sich vielleicht warum.

it's a really key animal from an evolutionary point of view.

Von einem evolutionären Standpunkt ist ein Amphibium ein zentrales Tier.

It makes a wonderful link between swimming,

Es verbindet auf großartige Weise das Schwimmen,

as you find it in eels or fish,

wie bei Aalen oder Fischen zu beobachten,

and quadruped locomotion, as you see in mammals, in cats and humans.

und die vierbeinige Fortbewegung wie bei Säugetieren: Katzen und Menschen.

And in fact, the modern salamander

Der heutige Salamander

is very close to the first terrestrial vertebrate,

ist sehr nah an den ersten Landwirbeltieren dran,

so it's almost a living fossil,

also ist er fast ein lebendes Fossil,

which gives us access to our ancestor,

der uns den Zugang zu unseren Vorfahren,

the ancestor to all terrestrial tetrapods.

den Vorfahren aller vierbeinigen Landbewohner, eröffnet.

So the salamander swims

Der Salamander schwimmt,

by doing what's called an anguilliform swimming gait,

indem er sich wie ein Aal fortbewegt.

so they propagate a nice traveling wave of muscle activity from head to tail.

Vom Kopf bis zum Schwanz breitet sich eine laufende Welle der Muskelaktivität aus.

And if you place the salamander on the ground,

Stellt man den Salamander auf den Boden,

it switches to what's called a walking trot gait.

wechselt er zum sogenannten gehenden Trab.

In this case, you have nice periodic activation of the limbs

In diesem Fall ergibt sich eine periodische Aktivierung der Gliedmaßen,

which are very nicely coordinated

die sehr schön koordiniert wird,

with this standing wave undulation of the body,

mit dieser beständigen Wellenbewegung des Körpers.

and that's exactly the gait that you are seeing here on Pleurobot.

Das ist die Gangart, die man hier beim Pleurobot sehen kann.

Now, one thing which is very surprising and fascinating in fact

Ein überraschender und faszinierender Aspekt,

is the fact that all this can be generated just by the spinal cord and the body.

ist die Tatsache, dass das alles nur das Rückenmark und der Körper hervorruft.

Wenn man einem Salamander das Gehirn entfernt --

So if you take a decerebrated salamander --

it's not so nice but you remove the head --

es ist nicht so schön, wenn man den Kopf entfernt --

and if you electrically stimulate the spinal cord,

und das Rückenmark auf niedrigem Niveau elektrisch stimuliert,

at low level of stimulation this will induce a walking-like gait.

wird eine dem Gehen ähnliche Gangart ausgelöst.

If you stimulate a bit more, the gait accelerates.

Stimuliert man ein wenig mehr, beschleunigt sich die Gangart.

And at some point, there's a threshold,

An einem gewissen Punkt ist eine Schwelle,

and automatically, the animal switches to swimming.

die automatisch zum Schwimmen überleitet.

This is amazing.

Das ist erstaunlich.

Just changing the global drive,

Nur den allgemeinen Antrieb zu ändern,

as if you are pressing the gas pedal

als ob man das Gaspedal für die Neuromodulation

of descending modulation to your spinal cord,

in den absteigenden Bahnen zum Rückenmark drückt,

makes a complete switch between two very different gaits.

bewirkt einen Wechsel zwischen zwei unterschiedlichen Gangarten.

And in fact, the same has been observed in cats.

Das Gleiche hat man bei Katzen beobachtet.

If you stimulate the spinal cord of a cat,

Wenn man das Rückenmark einer Katze stimuliert,

you can switch between walk, trot and gallop.

erfolgt der Wechsel zwischen Schritt, Trab und Galopp.

Or in birds, you can make a bird switch between walking,

Oder Vögel wechseln zwischen Gehen,

at a low level of stimulation,

auf einem niedrigem Stimulationsniveau,

and flapping its wings at high-level stimulation.

und dem Flügelschlag auf einem hohen Stimulationsniveau.

And this really shows that the spinal cord

Das zeigt wirklich, dass das Rückenmark

is a very sophisticated locomotion controller.

ein sehr ausgeklügelter Fortbewegungsregler ist.

So we studied salamander locomotion in more detail,

Wir untersuchten die Fortbewegung der Salamander genauer

and we had in fact access to a very nice X-ray video machine

und hatten Zugang zu einem Röntgen-Video-Gerät

from Professor Martin Fischer in Jena University in Germany.

von Professor Martin Fischer von der Universität Jena.

And thanks to that, you really have an amazing machine

Daher hatten wir ein Gerät,

to record all the bone motion in great detail.

um alle Knochenbewegungen im Detail aufzuzeichnen.

That's what we did.

Das taten wir.

So we basically figured out which bones are important for us

Wir fanden hauptsächlich heraus, welche Knochen wichtig sind

and collected their motion in 3D.

und trugen ihre Bewegung in 3D zusammen.

And what we did is collect a whole database of motions,

Wir trugen eine ganze Datenbank für Bewegungen

auf dem Land als auch im Wasser zusammen,

both on ground and in water,

für motorisches Verhalten,

to really collect a whole database of motor behaviors

that a real animal can do.

das ein echtes Tier zeigen kann.

And then our job as roboticists was to replicate that in our robot.

Dann war es unsere Aufgabe, das bei unserem Roboter nachzubilden.

Wir führten einen Optimierungsprozess durch, um den richtigen Aufbau zu finden,

So we did a whole optimization process to find out the right structure,

where to place the motors, how to connect them together,

die Motoren zu platzieren und alles miteinander zu verbinden,

to be able to replay these motions as well as possible.

damit wir die Bewegungen so gut wie möglich wiederholen können.

And this is how Pleurobot came to life.

So wurde Pleurobot lebendig.

So let's look at how close it is to the real animal.

Sehen wir nun, wie nah es am echten Tier dran ist.

So what you see here is almost a direct comparison

Hier sehen Sie einen fast unmittelbaren Vergleich

between the walking of the real animal and the Pleurobot.

zwischen dem Gehen eines echten Tieres und Pleurobot.

You can see that we have almost a one-to-one exact replay

Hier ist eine fast direkte Nachbildung der Gangart zu sehen.

of the walking gait.

If you go backwards and slowly, you see it even better.

Wenn man zurückspult, sieht man es in Zeitlupe noch besser.

But even better, we can do swimming.

Aber noch besser: Er kann auch schwimmen.

So for that we have a dry suit that we put all over the robot --

Dafür haben wir einen Trockenanzug, den wir über den Roboter ziehen --

(Laughter)

(Lachen) --

and then we can go in water and start replaying the swimming gaits.

und so kann man ins Wasser gehen und die Schwimmarten nachbilden.

And here, we were very happy, because this is difficult to do.

Wir waren sehr froh, weil das schwierig zu bewerkstelligen ist.

The physics of interaction are complex.

Die physikalischen Bedingungen der Interaktion sind komplex.

Our robot is much bigger than a small animal,

Unser Roboter ist viel größer als das kleine Tier.

so we had to do what's called dynamic scaling of the frequencies

Wir mussten eine dynamische Skalierung der Frequenzen vornehmen,

to make sure we had the same interaction physics.

um die selben physikalischen Bedingungen vorliegen zu haben.

But you see at the end, we have a very close match,

Aber am Ende stimmte es sehr stark überein

and we were very, very happy with this.

und wir waren sehr froh darüber.

So let's go to the spinal cord.

Kommen wir nun zum Rückenmark.

So here what we did with Jean-Marie Cabelguen

Zusammen mit Jean-Marie Cabelguen

is model the spinal cord circuits.

bildeten wir die Schaltkreise des Rückenmarks ab.

And what's interesting is that the salamander

Sehr interessant ist, dass der Salamander

has kept a very primitive circuit,

sehr primitive Schaltkreise behalten hat,

which is very similar to the one we find in the lamprey,

die denen beim Neunauge sehr ähneln --

this primitive eel-like fish,

diesem primitiven aalgleichen Fisch.

and it looks like during evolution,

Im Laufe der Evolution

wurden neue neuronale Oszillatoren hinzugefügt, um die Gliedmaßen zu steuern,

new neural oscillators have been added to control the limbs,

to do the leg locomotion.

die für die Fortbewegung da sind.

And we know where these neural oscillators are

Wo sich diese neuronalen Oszillatoren befinden, ist bekannt,

but what we did was to make a mathematical model

aber wir erstellten ein mathematisches Modell,

to see how they should be coupled

to allow this transition between the two very different gaits.

um zu erkennen, wie sie verkoppelt sein sollten,

um den Übergang zwischen zwei Bewegungsarten zu bewirken.

And we tested that on board of a robot.

Wir testeten das auf der Platine eines Roboters.

And this is how it looks.

So sieht das Ganze aus.

So what you see here is a previous version of Pleurobot

Hier sieht man eine frühere Version von Pleurobot,

that's completely controlled by our spinal cord model

die vollständig durch unser Rückenmark-Modell gesteuert wird,

das in die Roboterplatine programmiert wurde.

programmed on board of the robot.

And the only thing we do

Wir senden über eine Fernsteuerung

is send to the robot through a remote control

die zwei Signale an den Roboter, die ein Salamander durch die absteigenden Bahnen

the two descending signals it normally should receive

von höheren Hirnregionen erhalten würde.

from the upper part of the brain.

And what's interesting is, by playing with these signals,

Wir können mit diesen Signalen

die Geschwindigkeit, den Kurs und die Gangart vollständig steuern.

we can completely control speed, heading and type of gait.

For instance,

Zum Beispiel:

when we stimulate at a low level, we have the walking gait,

Bei niedrigem Stimulationsniveau ergibt sich die gehende Fortbewegung

and at some point, if we stimulate a lot,

und bei hoher Stimulation wechselt es ab einem bestimmten Punkt

very rapidly it switches to the swimming gait.

sehr schnell in die schwimmende Fortbewegung.

And finally, we can also do turning very nicely

Zuletzt kann man das Wenden sehr schön vollführen,

by just stimulating more one side of the spinal cord than the other.

indem man das Rückenmark auf einer Seite mehr stimuliert als auf der anderen.

And I think it's really beautiful

Ich glaube, es ist wirklich schön,

how nature has distributed control

wie die Natur die Steuerung aufteilt,

to really give a lot of responsibility to the spinal cord

indem sie viel Verantwortung an das Rückenmark abgibt,

so that the upper part of the brain doesn't need to worry about every muscle.

sodass die höheren Hirnregionen sich nicht um jeden Muskel kümmern müssen.

It just has to worry about this high-level modulation,

Sie müssen sich nur um die Regulierung auf hohem Niveau kümmern,

and it's really the job of the spinal cord to coordinate all the muscles.

während das Rückenmark die Aufgabe hat, alle Muskeln zu koordinieren.

So now let's go to cat locomotion and the importance of biomechanics.

Nun zur Fortbewegung der Katze und der Wichtigkeit von Biomechanik.

So this is another project

Das ist ein weiteres Projekt,

where we studied cat biomechanics,

bei dem wir die Biomechanik von Katzen untersuchten.

and we wanted to see how much the morphology helps locomotion.

Wir wollten erkennen, wie sehr die Gestalt die Fortbewegung unterstützt.

And we found three important criteria in the properties,

Wir fanden drei wichtige Kriterien bei den Eigenschaften der Gliedmaßen.

basically, of the limbs.

The first one is that a cat limb

Die erste:

Das Katzenbein hat mehr oder weniger den Aufbau eines Stromabnehmers.

more or less looks like a pantograph-like structure.

So a pantograph is a mechanical structure

Ein Pantograph ist eine mechanische Struktur,

which keeps the upper segment and the lower segments always parallel.

die das obere und das untere Segment immer parallel ausrichtet --

So a simple geometrical system that kind of coordinates a bit

also ein einfaches geometrisches System,

das die internen Bewegungsabläufe der Segmente koordiniert.

the internal movement of the segments.

A second property of cat limbs is that they are very lightweight.

Eine zweite Eigenschaft der Katzenglieder ist deren Leichtigkeit.

Most of the muscles are in the trunk,

Die meisten Muskeln befinden sich am Rumpf,

which is a good idea, because then the limbs have low inertia

was gut ist, weil die Gliedmaßen dann eine geringe Trägheit haben

and can be moved very rapidly.

und schnell bewegt werden können.

The last final important property is this very elastic behavior of the cat limb,

Das elastische Verhalten der Katzenglieder ist die letzte wichtige Eigenschaft,

so to handle impacts and forces.

um Stöße und Kräfte abzufedern.

And this is how we designed Cheetah-Cub.

Auf diese Weise haben wir Cheetah-Cub entworfen.

So let's invite Cheetah-Cub onstage.

Also bitten wir Cheetah-Cub auf die Bühne.

So this is Peter Eckert, who does his PhD on this robot,

Das ist Peter Eckert, der zu diesem Roboter promoviert,

und wie sie sehen, ist er ein niedlicher kleiner Roboter.

and as you see, it's a cute little robot.

It looks a bit like a toy,

Er sieht ein wenig wie ein Spielzeug aus,

but it was really used as a scientific tool

wird aber tatsächlich als wissenschaftliches Instrument genutzt,

to investigate these properties of the legs of the cat.

um die Eigenschaften der Katzenbeine zu untersuchen.

So you see, it's very compliant, very lightweight,

Er ist sehr nachgiebig, sehr leicht

and also very elastic,

und auch sehr elastisch,

so you can easily press it down and it will not break.

so dass man ihn leicht nach unten drücken kann und er nicht zerbricht.

It will just jump, in fact.

Er springt nur hoch.

And this very elastic property is also very important.

Diese elastische Eigenschaft ist auch sehr wichtig.

And you also see a bit these properties

An diesen drei Beinsegmenten erkennt man auch ein wenig

of these three segments of the leg as pantograph.

die Eigenschaften eines Pantografen.

Now, what's interesting is that this quite dynamic gait

Interessant ist, dass diese sehr dynamische Gangart

is obtained purely in open loop,

bloß im offenen Regelkreis erreicht wird,

meaning no sensors, no complex feedback loops.

das bedeutet, keine Sensoren, keine komplizierten Rückkopplungsschleifen.

And that's interesting, because it means

Das ist interessant, das heißt,

that just the mechanics already stabilized this quite rapid gait,

dass bereits die Mechanik diese sehr schnelle Gangart stabilisiert

and that really good mechanics already basically simplify locomotion.

und dass im Grunde bereits wirklich gute Mechanik die Fortbewegung vereinfacht.

To the extent that we can even disturb a bit locomotion,

Inwieweit wir die Fortbewegung sogar ein wenig stören können,

as you will see in the next video,

sehen Sie im nächsten Video.

where we can for instance do some exercise where we have the robot go down a step,

Wir lassen den Roboter über eine Stufe gehen

and the robot will not fall over,

und er fällt nicht um,

which was a surprise for us.

was uns überrascht hat.

This is a small perturbation.

Das ist eine kleine Störung.

I was expecting the robot to immediately fall over,

Ich erwartete, dass der Roboter sofort umfallen würde,

because there are no sensors, no fast feedback loop.

weil es keine Sensoren und schnelle Rückkopplungsschleifen gibt.

But no, just the mechanics stabilized the gait,

Doch nein, allein die Mechanik stabilisierte den Gang

and the robot doesn't fall over.

und der Roboter fiel nicht um.

Obviously, if you make the step bigger, and if you have obstacles,

Macht man die Stufen größer und hat Hindernisse,

you need the full control loops and reflexes and everything.

braucht man selbstverständlich die ganzen Steuerschleifen und Reflexe.

But what's important here is that just for small perturbation,

Aber wichtig ist hier, dass für kleine Störungen

the mechanics are right.

die Mechanik passend ist.

And I think this is a very important message

Das ist eine sehr wichtige Botschaft

from biomechanics and robotics to neuroscience,

von der Biomechanik und der Robotik an die Neurowissenschaft,

saying don't underestimate to what extent the body already helps locomotion.

die besagt: Unterschätzt nicht, wieweit der Körper die Fortbewegung unterstützt.

Now, how does this relate to human locomotion?

Inwiefern betrifft das die menschliche Fortbewegung?

Clearly, human locomotion is more complex than cat and salamander locomotion,

Menschliche Fortbewegung ist komplexer als die von Katzen oder Salamandern,

but at the same time, the nervous system of humans is very similar

aber gleichzeitig ähnelt das Nervensystem von Menschen

to that of other vertebrates.

denen anderer Wirbeltiere.

And especially the spinal cord

Besonders das Rückenmark

is also the key controller for locomotion in humans.

ist die wichtigste Steuerung der Fortbewegung beim Menschen.

That's why, if there's a lesion of the spinal cord,

Deshalb hat die Verletzung des Rückenmarks

diese dramatischen Auswirkungen.

this has dramatic effects.

The person can become paraplegic or tetraplegic.

Die Person kann halbseitig oder beidseitig gelähmt werden.

This is because the brain loses this communication

Das Gehirn verliert die Verbindung zum Rückenmark.

with the spinal cord.

Especially, it loses this descending modulation

Es verliert die Neuromodulation über die absteigenden Bahnen,

to initiate and modulate locomotion.

um die Fortbewegung zu beginnen und anzupassen.

So a big goal of neuroprosthetics

Ein großes Ziel der Neuroprothetik ist,

is to be able to reactivate that communication

diese Verbindung wiederzubeleben,

using electrical or chemical stimulations.

indem elektrische oder chemische Stimulation eingesetzt wird.

And there are several teams in the world that do exactly that,

Es gibt mehrere Teams auf der Welt, die genau das machen,

especially at EPFL.

insbesondere an der EPFL:

My colleagues Grégoire Courtine and Silvestro Micera,

meine Kollegen Grégoire Courtine und Silvestro Micera,

with whom I collaborate.

mit denen ich zusammenarbeite.

But to do this properly, it's very important to understand

Aber um das ordentlich zu machen, ist es sehr wichtig zu verstehen,

how the spinal cord works,

wie das Rückenmark funktioniert,

how it interacts with the body,

wie es mit dem Körper interagiert

and how the brain communicates with the spinal cord.

und wie das Gehirn mit dem Rückenmark kommuniziert.

This is where the robots and models that I've presented today

Hier werden die Roboter und Modelle, die ich heute vorgestellt habe,

will hopefully play a key role

hoffentlich eine wichtige Rolle spielen,

towards these very important goals.

im Hinblick auf diese sehr wichtigen Ziele.

Thank you.

Danke!

(Applause)

(Applaus)

Bruno Giussani: Auke, I've seen in your lab other robots

Bruno Giussani: Auke, ich habe in deinem Labor andere Roboter gesehen,

that do things like swim in pollution

die in Verunreinigungen schwammen

and measure the pollution while they swim.

und dabei den Grad der Verschmutzung maßen.

But for this one,

Aber bei diesem erwähntest du in deinem Vortrag als Nebenprojekt

you mentioned in your talk, like a side project,

search and rescue,

"Suchen und Retten",

and it does have a camera on its nose.

und er hat eine Kamera in seiner Nase.

Auke Ijspeert: Absolutely. So the robot --

Auke Ijspeert: Allerdings!

We have some spin-off projects

Wir haben einige Spin-Off-Projekte,

wo wir die Roboter für Such- und Rettungsmaßnahmen einsetzen möchten.

where we would like to use the robots to do search and rescue inspection,

so this robot is now seeing you.

Dieser Roboter sieht Sie jetzt.

And the big dream is to, if you have a difficult situation

Der große Traum ist bei einer schwierigen Sachlage,

like a collapsed building or a building that is flooded,

wie zusammengestürzten oder gefluteten Gebäuden,

and this is very dangerous for a rescue team or even rescue dogs,

wo der Einsatz eines Rettungsteams oder von Rettungshunden sehr gefährlich ist,

why not send in a robot that can crawl around, swim, walk,

einen Roboter hinzuschicken, der kriechen, schwimmen und gehen kann,

with a camera onboard to do inspection and identify survivors

mit einer Kamera alles ansieht und Überlebende erkennt,

and possibly create a communication link with the survivor.

und möglicherweise die Kommunikation mit dem Überlebenden herstellt.

BG: Of course, assuming the survivors don't get scared by the shape of this.

BG: Angenommen natürlich, der Überlebende erschreckt nicht davor.

AI: Yeah, we should probably change the appearance quite a bit,

AI: Ja, wir sollten vermutlich das Aussehen ein wenig verändern,

because here I guess a survivor might die of a heart attack

weil ein Überlebender vielleicht an einem Herzinfarkt stirbt,

just of being worried that this would feed on you.

nur weil er besorgt ist, dass er aufgefressen wird.

But by changing the appearance and it making it more robust,

Aber durch das Verändern des Aussehens und der Robustheit

I'm sure we can make a good tool out of it.

können wir eine gute Arbeitshilfe daraus machen.

BG: Thank you very much. Thank you and your team.

BG: Vielen Dank! Danke an dich und dein Team.