Robots that fly ... and cooperate | Vijay Kumar

Μετάφραση: Nikolaos Benias Επιμέλεια: Lazaros Boudakidis

Good morning.

Καλημέρα.

I'm here today to talk about autonomous flying beach balls.

Είμαι εδώ σήμερα για να μιλήσω

για αυτόνομες, ιπτάμενες μπάλες βόλεϊ.

(Laughter)

Όχι -- Ευκίνητα ιπτάμενα ρομπότ σαν αυτό εδώ.

No, agile aerial robots like this one.

I'd like to tell you a little bit about the challenges in building these,

Θα ήθελα να σας μιλήσω λίγο για τις προκλήσεις στη δημιουργία τους

και για τις καταπληκτικές δυνατότητες

and some of the terrific opportunities for applying this technology.

στην εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας.

So these robots are related to unmanned aerial vehicles.

Αυτά, λοιπόν, τα ρομπότ

σχετίζονται με τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη.

Παρόλα αυτά, τα μέσα που βλέπετε εδώ είναι μεγάλα.

However, the vehicles you see here are big.

Ζυγίζουν μερικά εκατοντάδες κιλά,

They weigh thousands of pounds, are not by any means agile.

και δεν είναι επ' ουδενί ευκίνητα.

They're not even autonomous.

Δεν είναι καν αυτόνομα.

In fact, many of these vehicles are operated by flight crews

Για την ακρίβεια, πολλά από αυτά τα μέσα

ελέγχονται από πληρώματα ιπταμένων

που μπορεί να περιλαμβάνουν πολλούς πιλότους,

that can include multiple pilots,

operators of sensors,

χειριστές αισθητήρων

and mission coordinators.

και συντονιστές αποστολών.

What we're interested in is developing robots like this --

Αυτό που μας ενδιαφέρει είναι η ανάπτυξη ρομπότ σαν αυτά

-- εδώ βλέπετε άλλες δύο φωτογραφίες --

and here are two other pictures --

εμπορικά ρομπότ για πώληση στο εμπόριο.

of robots that you can buy off the shelf.

Αυτά, λοιπόν, είναι ελικόπτερα με τέσσερις έλικες

So these are helicopters with four rotors,

μεγέθους περίπου ενός μέτρου

and they're roughly a meter or so in scale,

και βάρους μερικών κιλών.

and weigh several pounds.

Τα εξοπλίζουμε με αισθητήρες και επεξεργαστές,

And so we retrofit these with sensors and processors,

και αυτά τα ρομπότ μπορούν να πετάξουν εντός κτιρίων

and these robots can fly indoors.

χωρίς GPS.

Without GPS.

Το ρομπότ που κρατάω στο χέρι μου

The robot I'm holding in my hand

είναι αυτό,

is this one,

και δημιουργήθηκε από δύο φοιτητές,

and it's been created by two students,

τον Άλεξ και τον Ντάνιελ.

Alex and Daniel.

Αυτό, λοιπόν, ζυγίζει λίγο παραπάνω

So this weighs a little more than a tenth of a pound.

από 45 γραμμάρια.

It consumes about 15 watts of power.

Καταναλώνει ενέργεια περίπου 15 βατ.

Και, όπως μπορείτε να δείτε,

And as you can see, it's about eight inches in diameter.

έχει διάμετρο περίπου 20 εκατοστά.

Επιτρέψτε μου, λοιπόν, μία γρήγορη επίδειξη

So let me give you just a very quick tutorial

on how these robots work.

για πώς λειτουργούν αυτά τα ρομπότ.

Έχει, λοιπόν, τέσσερις έλικες.

So it has four rotors.

If you spin these rotors at the same speed,

Όταν οι έλικες περιστρέφονται με την ίδια ταχύτητα,

the robot hovers.

το ρομπότ αιωρείται.

If you increase the speed of each of these rotors,

Εάν αυξήσετε την ταχύτητα ενός έλικα,

τότε το ρομπότ σηκώνεται, επιταχύνει.

then the robot flies up, it accelerates up.

Of course, if the robot were tilted,

Φυσικά, εάν το ρομπότ πάρει κλίση,

σε σχέση με το οριζόντιο επίπεδο,

inclined to the horizontal,

then it would accelerate in this direction.

μετά θα επιταχύνει προς αυτή την κατεύθυνση.

So to get it to tilt,

Για να το κάνετε να γείρει, υπάρχουν δύο τρόποι.

there's one of two ways of doing it.

Σε αυτή, λοιπόν, την εικόνα

So in this picture, you see that rotor four is spinning faster

μπορείτε να δείτε ότι ο τέταρτος έλικας περιστρέφεται ταχύτερα

and rotor two is spinning slower.

και ο δεύτερος έλικας περιστρέφεται πιο αργά.

And when that happens,

Και όταν συμβαίνει αυτό

there's a moment that causes this robot to roll.

υπάρχει ένα σημείο που αναγκάζει το ρομπότ να περιστραφεί.

Και αντίστροφα,

And the other way around,

if you increase the speed of rotor three and decrease the speed of rotor one,

εάν αυξηθεί η ταχύτητα περιστροφής του τρίτου έλικα

και μειωθεί του πρώτου έλικα,

τότε το ρομπότ κινείται προς τα εμπρός.

then the robot pitches forward.

And then finally,

Και, τέλος,

if you spin opposite pairs of rotors

εάν περιστραφεί ένα αντιδιαμετρικό ζευγάρι έλικες

faster than the other pair,

γρηγορότερα από το άλλο ζευγάρι,

then the robot yaws about the vertical axis.

τότε το ρομπότ περιστρέφεται στον κάθετο άξονα.

Έτσι, ένας ενσωματωμένος επεξεργαστής

So an on-board processor

essentially looks at what motions need to be executed

ουσιαστικά ελέγχει τις κινήσεις που πρέπει να εκτελεστούν

και συνδυάζει αυτές τις κινήσεις

and combines these motions,

για να βρει ποιες εντολές πρέπει να στείλει στους έλικες

and figures out what commands to send to the motors --

600 φορές το δευτερόλεπτο.

600 times a second.

That's basically how this thing operates.

Αυτή είναι η βασική αρχή λειτουργίας του.

Έτσι, ένα από τα πλεονεκτήματα αυτού του σχεδιασμού

So one of the advantages of this design

είναι, όταν κατεβαίνουμε κλίμακα,

is when you scale things down,

ότι το ρομπότ φυσικά γίνεται ευέλικτο.

the robot naturally becomes agile.

Εδώ η τιμή R

So here, R is the characteristic length of the robot.

είναι το χαρακτηριστικό μήκος του ρομπότ.

Για την ακρίβεια, είναι το μισό της διαμέτρου.

It's actually half the diameter.

And there are lots of physical parameters that change as you reduce R.

Και υπάρχουν πολλές φυσικές παράμετροι που αλλάζουν

όσο μειώνεται το R.

The one that's most important is the inertia,

Αυτή που είναι η πιό σημαντική

είναι η αδράνεια ή η αντίσταση στην κίνηση.

or the resistance to motion.

Αποδεικνύεται, λοιπόν,

So it turns out the inertia, which governs angular motion,

πως η αδράνεια, που ρυθμίζει την γωνιακή κίνηση,

αυξάνει την τιμή του R στην πέμπτη δύναμη.

scales as a fifth power of R.

Όσο, λοιπόν, μικρότερη τιμή έχει το R,

So the smaller you make R,

the more dramatically the inertia reduces.

τόσο πιο εντυπωσιακά μειώνεται η αδράνεια.

So as a result, the angular acceleration,

Έτσι, ως αποτέλεσμα, η γωνιακή επιτάχυνση,

denoted by the Greek letter alpha here,

που εδώ συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα άλφα,

goes as 1 over R.

γίνεται 1 προς R.

It's inversely proportional to R.

Είναι αντιστρόφως ανάλογη του R.

The smaller you make it, the more quickly you can turn.

Όσο μικρότερη είναι, τόσο πιο γρήγορα γίνεται η περιστροφή.

Αυτό φαίνεται ξεκάθαρα στα βίντεο.

So this should be clear in these videos.

Κάτω δεξιά βλέπετε ένα ρομπότ

On the bottom right, you see a robot performing a 360-degree flip

να κάνει μια περιστροφή 360 μοιρών

in less than half a second.

σε λιγότερο από μισό δευτερόλεπτο.

Multiple flips, a little more time.

Πολλαπλές περιστροφές σε λίγο περισσότερο χρόνο.

Οι διεργασίες στην μητρική πλακέτα

So here the processes on board

παίρνουν πληροφορίες από επιταχυνσιόμετρα

are getting feedback from accelerometers and gyros on board,

και ενσωματωμένα γυροσκόπια

and calculating, like I said before,

και υπολογίζουν, όπως είπα πριν,

commands at 600 times a second,

600 εντολές το δευτερόλεπτο

to stabilize this robot.

για την σταθεροποίηση του ρομπότ.

So on the left, you see Daniel throwing this robot up into the air,

Στα αριστερά, βλέπεται τον Ντάνιελ να πετάει το ρομπότ στον αέρα.

and it shows you how robust the control is.

Και φαίνεται πόσο ομαλός είναι ο έλεγχος.

Με οποιονδήποτε τρόπο και να το πετάξετε,

No matter how you throw it,

the robot recovers and comes back to him.

το ρομπότ επανέρχεται και γυρίζει πίσω σε αυτόν.

So why build robots like this?

Γιατί, λοιπόν, να φτιάξουμε τέτοια ρομπότ;

Λοιπόν, αυτά τα ρομπότ έχουν πολλές εφαρμογές.

Well, robots like this have many applications.

Μπορείτε να τα στείλετε στο εσωτερικό κτιρίων σαν αυτό

You can send them inside buildings like this,

as first responders to look for intruders,

ως τους πρώτους ανταποκριτές για να ψάξουν εισβολείς,

ίσως για έλεγχο βιοχημικών διαρροών,

maybe look for biochemical leaks,

διαρροών αερίων.

gaseous leaks.

Μπορούν ακόμα να χρησιμοποιηθούν

You can also use them for applications like construction.

σε εργασίες όπως η κατασκευαστική.

So here are robots carrying beams, columns

Εδώ τα ρομπότ μεταφέρουν δοκούς, υποστυλώματα

και συναρμολογούν κατασκευές που μοιάζουν με κύβο.

and assembling cube-like structures.

I'll tell you a little bit more about this.

Θα σας πω για αυτό σε λίγο.

The robots can be used for transporting cargo.

Τα ρομπότ μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μεταφορά φορτίων.

So one of the problems with these small robots

Ένα, λοιπόν, από τα προβλήματα με αυτά τα μικρά ρομπότ

is their payload-carrying capacity.

είναι το ωφέλιμο φορτίο τους.

So you might want to have multiple robots carry payloads.

Μπορεί, λοιπόν, να θέλετε πολλαπλά ρομπότ

να μεταφέρουν φορτία.

This is a picture of a recent experiment we did --

Αυτή είναι μια φωτογραφία από ένα πρόσφατο πείραμα που κάναμε

για την ακρίβεια δεν είναι και τόσο πρόσφατο πια --

actually not so recent anymore --

in Sendai, shortly after the earthquake.

στην Σεντάι αμέσως μετά τον σεισμό.

So robots like this could be sent into collapsed buildings,

Ρομπότ σαν και αυτά μπορούν να σταλούν σε γκρεμισμένα κτίρια

για εκτίμηση ζημιών μετά από φυσικές καταστροφές

to assess the damage after natural disasters,

ή να σταλούν σε κτίρια αντιδραστήρων

or sent into reactor buildings,

to map radiation levels.

για την καταγραφή των επιπέδων ακτινοβολίας.

So one fundamental problem that the robots have to solve

Έτσι, ένα βασικό πρόβλημα

που πρέπει να λύσουν τα ρομπότ, εάν τα θέλουμε αυτόνομα,

if they are to be autonomous,

is essentially figuring out how to get from point A to point B.

είναι η εξεύρεση ενός τρόπου

μετάβασης από το σημείο Α στο σημείο Β.

So this gets a little challenging,

Αυτό αποτελεί μια μικρή πρόκληση,

because the dynamics of this robot are quite complicated.

γιατί η δυναμική αυτού του ρομπότ είναι αρκετά πολύπλοκη.

In fact, they live in a 12-dimensional space.

Για την ακρίβεια, ζουν σε ένα χώρο 12 διαστάσεων.

Χρησιμοποιούμε, λοιπόν, ένα μικρό τέχνασμα.

So we use a little trick.

We take this curved 12-dimensional space,

Παίρνουμε αυτόν τον κυρτό χώρο των 12 διαστάσεων

και τον μετατρέπουμε

and transform it into a flat, four-dimensional space.

σε έναν επίπεδο τετραδιάστατο χώρο.

Και αυτός ο τετραδιάστατος χώρος

And that four-dimensional space consists of X, Y, Z,

αποτελείται από τους άξονες X, Y, Z και την γωνία εκτροπής.

and then the yaw angle.

And so what the robot does,

Και αυτό που κάνει αυτό το ρομπότ

is it plans what we call a minimum-snap trajectory.

είναι να σχεδιάζει από που αποκαλούμε ελάχιστη διαδρομή.

Να σας θυμίσω από την Φυσική,

So to remind you of physics:

You have position, derivative, velocity;

έχουμε την θέση, κατεύθυνση, ταχύτητα,

then acceleration;

μετά την επιτάχυνση

and then comes jerk,

και μετά έχουμε μια απότομη κίνηση

and then comes snap.

και μετά έρχεται η διαδρομή.

So this robot minimizes snap.

Αυτό, λοιπόν, το ρομπότ ελαχιστοποιεί τη διαδρομή.

So what that effectively does,

Αυτό που πετυχαίνει

is produce a smooth and graceful motion.

είναι να παράγει μια ομαλή και χαριτωμένη κίνηση.

And it does that avoiding obstacles.

Και αυτό το κάνει με το να αποφεύγει εμπόδια.

Αυτές, λοιπόν, οι ελάχιστες διαδρομές στον επίπεδο χώρο

So these minimum-snap trajectories in this flat space are then transformed

μετατρέπονται ξανά και δίνονται πίσω

back into this complicated 12-dimensional space,

σε αυτόν τον πολύπλοκο χώρο των 12 διαστάσεων,

τις οποίες πρέπει να εκτελέσει το ρομπότ

which the robot must do for control and then execution.

για έλεγχο και μετά για εκτέλεση.

So let me show you some examples

Επιτρέψτε μου να σας δείξω μερικά παραδείγματα

of what these minimum-snap trajectories look like.

για το πώς είναι αυτές οι ελάχιστες τροχιές.

Και, στο πρώτο βίντεο,

And in the first video,

you'll see the robot going from point A to point B,

βλέπετε ένα ρομπότ να πηγαίνει από το σημείο Α στο σημείο Β

μέσω ενός ενδιάμεσου σημείου.

through an intermediate point.

(Whirring noise)

Αυτό, λοιπόν, το ρομπότ είναι ικανό

So the robot is obviously capable of executing any curve trajectory.

να εκτελέσει οποιαδήποτε καμπύλη τροχιά.

Αυτές είναι κυκλικές τροχιές

So these are circular trajectories,

where the robot pulls about two G's.

όπου το ρομπότ δέχεται επιτάχυνση περίπου 2G.

Here you have overhead motion capture cameras on the top

Εδώ έχουμε κάμερες γενικής καταγραφής της κίνησης στην κορυφή

that tell the robot where it is 100 times a second.

που ενημερώνουν το ρομπότ για τη θέση του 100 φορές το δευτερόλεπτο.

It also tells the robot where these obstacles are.

Επίσης, ενημερώνει το ρομπότ που είναι αυτά τα εμπόδια.

Και τα εμπόδια μπορεί να είναι κινούμενα.

And the obstacles can be moving.

And here, you'll see Daniel throw this hoop into the air,

Εδώ βλέπετε τον Ντάνιελ να πετάει μια στεφάνη στον αέρα,

while the robot is calculating the position of the hoop,

ενώ το ρομπότ υπολογίζει τη θέση της στεφάνης

και προσπαθεί να προσδιορίσει πώς να περάσει με βέλτιστο τρόπο μέσα από αυτήν.

and trying to figure out how to best go through the hoop.

Σαν ακαδημαϊκοί,

So as an academic,

we're always trained to be able to jump through hoops

έχουμε μάθει να πηδάμε μέσα από στεφάνες ώστε να μαζέψουμε χρήματα για τα εργαστήριά μας

to raise funding for our labs,

και μαθαίνουμε και στα ρομπότ μας να κάνουν το ίδιο.

and we get our robots to do that.

(Applause)

(Χειροκρότημα)

Κάτι άλλο που μπορεί να κάνει το ρομπότ

So another thing the robot can do

είναι να θυμάται τμήματα της πορείας του

is it remembers pieces of trajectory

that it learns or is pre-programmed.

που μαθαίνει ή έχει προγραμματιστεί.

Εδώ, λοιπόν, βλέπετε ένα ρομπότ

So here, you see the robot combining a motion that builds up momentum,

να συνδυάζει μια κίνηση

που χτίζεται δυναμικά

and then changes its orientation and then recovers.

και μετά αλλάζει προσανατολισμό και μετά επανέρχεται.

Πρέπει να το κάνει αυτό, γιατί αυτό το κενό στο παράθυρο

So it has to do this because this gap in the window

is only slightly larger than the width of the robot.

είναι ελαφρώς μεγαλύτερο από το πλάτος του ρομπότ.

Όπως όταν ένας καταδύτης στέκεται στο βατήρα

So just like a diver stands on a springboard

and then jumps off it to gain momentum,

και μετά πηδάει από αυτόν για να αποκτήσει ορμή,

και μετά κάνει αυτή την πιρουέτα, την δυόμιση περιστροφών

and then does this pirouette, this two and a half somersault through

και μετά επανέρχεται με χάρη.

and then gracefully recovers,

this robot is basically doing that.

Αυτή είναι η βασική λειτουργία του ρομπότ.

So it knows how to combine little bits and pieces of trajectories

Γνωρίζει πως να συνδυάσει μικρά κομμάτια από τροχιές

to do these fairly difficult tasks.

για να κάνει αυτές τις αρκετά δύσκολες διαδρομές.

Ας αλλάξουμε θέμα.

So I want change gears.

So one of the disadvantages of these small robots is its size.

Ένα από τα μειονεκτήματα αυτών των μικρών ρομπότ είναι το μέγεθός τους.

Και, όπως σας είπα νωρίτερα,

And I told you earlier

that we may want to employ lots and lots of robots

μπορεί να θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε πάρα πολλά ρομπότ

για να υπερβούμε τους περιορισμούς του μεγέθους.

to overcome the limitations of size.

Έτσι, μια δυσκολία

So one difficulty is:

How do you coordinate lots of these robots?

είναι πώς συντονίζεις όλα αυτά τα ρομπότ;

And so here, we looked to nature.

Εδώ, λοιπόν, εξετάσαμε τι συμβαίνει στη φύση.

So I want to show you a clip of Aphaenogaster desert ants,

Θέλω, λοιπόν, να σας δείξω ένα βίντεο

με αυστραλιανά μυρμήγκια της ερήμου

στο εργαστήριο του καθηγητή Στίβεν Πρατ όπου μεταφέρουν ένα αντικείμενο.

in Professor Stephen Pratt's lab, carrying an object.

Για την ακρίβεια αυτό είναι ένα κομμάτι σύκου.

So this is actually a piece of fig.

Για την ακρίβεια, οτιδήποτε είναι επικαλυμμένο με χυμό σύκου

Actually you take any object coated with fig juice,

τα μυρμήγκια θα το μεταφέρουν στη φωλιά.

and the ants will carry it back to the nest.

So these ants don't have any central coordinator.

Αυτά, λοιπόν, τα μυρμήγκια δεν έχουν κάποιον κεντρικό συντονιστή.

Νιώθουν τους γείτονές τους.

They sense their neighbors.

Δεν υπάρχει σαφής επικοινωνία.

There's no explicit communication.

Αλλά, λόγω του ότι νιώθουν τους γείτονές τους,

But because they sense the neighbors

και επειδή νιώθουν το αντικείμενο,

and because they sense the object,

they have implicit coordination across the group.

έχουν σαφή συντονισμό μέσα στην ομάδα.

Τέτοιου είδους συντονισμό

So this is the kind of coordination we want our robots to have.

θέλουμε να έχουν τα ρομπότ μας.

So when we have a robot which is surrounded by neighbors --

Έχουμε, λοιπόν, ένα ρομπότ

που περιτριγυρίζεται από γείτονες

και ας δούμε τα ρομπότ I και J --

and let's look at robot I and robot J --

αυτό που θέλουμε τα ρομπότ να κάνουν

what we want the robots to do,

είναι να παρακολουθούν τις αποστάσεις μεταξύ τους

is to monitor the separation between them,

as they fly in formation.

καθώς πετούν σε σχηματισμό.

And then you want to make sure

Και θέλουμε να είμαστε σίγουροι

that this separation is within acceptable levels.

ότι αυτές οι αποστάσεις είναι μέσα σε αποδεκτά όρια.

Ξαναλέω, τα ρομπότ ελέγχουν αυτό το σφάλμα

So again, the robots monitor this error

and calculate the control commands 100 times a second,

και υπολογίζουν τις εντολές ελέγχου

100 φορές το δευτερόλεπτο,

which then translates into motor commands,

που μετά μεταφράζονται στον ρότορα σε 600 φορές το δευτερόλεπτο.

600 times a second.

Αυτό, λοιπόν, πρέπει να γίνεται

So this also has to be done in a decentralized way.

με έναν αποκεντρωτικό τρόπο.

Again, if you have lots and lots of robots,

Ξανά, εάν έχετε πάρα πολλά ρομπότ,

είναι αδύνατος ο κεντρικός συντονισμός όλης αυτής της πληροφορίας

it's impossible to coordinate all this information centrally

fast enough in order for the robots to accomplish the task.

τόσο γρήγορα ώστε τα ρομπότ να εκτελέσουν το έργο.

Plus, the robots have to base their actions only on local information --

Συν το ότι τα ρομπότ πρέπει να βασίζουν τις ενέργειές τους

μόνο στις τοπικές πληροφορίες,

τι νιώθουν από τους γείτονές τους.

what they sense from their neighbors.

Και, τέλος,

And then finally,

we insist that the robots be agnostic to who their neighbors are.

επιμένουμε ότι τα ρομπότ πρέπει να είναι αδιάφορα

για το ποιοι είναι οι γείτονές τους.

So this is what we call anonymity.

Είναι αυτό που ονομάζουμε ανωνυμία.

Αυτό, λοιπόν, που θέλω να σας δείξω

So what I want to show you next is a video of 20 of these little robots,

είναι ένα βίντεο

από 20 τέτοια μικρά ρομπότ

flying in formation.

που πετούν σε σχηματισμό.

Παρακολουθούν την κίνηση των διπλανών τους.

They're monitoring their neighbors' positions.

Διατηρούν τον σχηματισμό.

They're maintaining formation.

The formations can change.

Ο σχηματισμός μπορεί να αλλάξει.

They can be planar formations,

Μπορεί να είναι επίπεδοι σχηματισμοί,

they can be three-dimensional formations.

μπορεί να είναι τρισδιάστατοι σχηματισμοί.

Όπως μπορείτε να δείτε εδώ,

As you can see here,

they collapse from a three-dimensional formation into planar formation.

μεταπίπτουν από έναν τρισδιάστατο σε έναν επίπεδο σχηματισμό.

Και για να πετάξουν μέσα από αντικείμενα

And to fly through obstacles,

they can adapt the formations on the fly.

μπορούν να προσαρμόσουν τους σχηματισμούς στον αέρα.

Ξαναλέω ότι, αυτά τα ρομπότ ήρθαν πολύ κοντά μεταξύ τους.

So again, these robots come really close together.

As you can see in this figure-eight flight,

Όπως μπορείτε να δείτε σε αυτή την πτήση σχήματος "8",

they come within inches of each other.

πλησιάζουν σε απόσταση εκατοστών το ένα από το άλλο.

Και παρά τις αεροδυναμικές αλληλεπιδράσεις

And despite the aerodynamic interactions with these propeller blades,

από τους έλικες,

they're able to maintain stable flight.

μπορούν να διατηρήσουν σταθερή πτήση.

(Applause)

(Χειροκρότημα)

Από τη στιγμή που ξέρουν πως να πετάξουν σε σχηματισμούς,

So once you know how to fly in formation,

μπορούν να σηκώσουν αντικείμενα συνεργατικά.

you can actually pick up objects cooperatively.

Αυτό μας δείχνει

So this just shows that we can double, triple, quadruple

πως μπορούμε να διπλασιάσουμε, τριπλασιάσουμε, τετραπλασιάσουμε

τη δύναμη των ρομπότ

the robots' strength,

by just getting them to team with neighbors, as you can see here.

απλά σχηματίζοντας ομάδες με γείτονες, όπως μπορείτε να δείτε εδώ.

Ένα από τα μειονεκτήματα αυτού είναι,

One of the disadvantages of doing that is, as you scale things up --

καθώς ανεβαίνουμε κλίμακα.

so if you have lots of robots carrying the same thing,

εάν έχουμε πολλά ρομπότ που μεταφέρουν το ίδιο αντικείμενο,

έχετε στην ουσία αποτελεσματική αύξηση της αδράνειας,

you're essentially increasing the inertia,

and therefore you pay a price; they're not as agile.

και επομένως πληρώνουμε το τίμημα: δεν είναι τόσο ευκίνητα.

But you do gain in terms of payload-carrying capacity.

Αλλά κερδίζετε σε ωφέλιμο φορτίο.

Μία άλλη εφαρμογή που θέλω να σας δείξω

Another application I want to show you -- again, this is in our lab.

ξανά από το εργαστήριό μας.

This is work done by Quentin Lindsey, who's a graduate student.

Η εργασία αυτή έχει γίνει από τον τελειόφοιτο Κουέντιν Λίντσεϊ.

Ο αλγόριθμός του στην ουσία λέει σε αυτά τα ρομπότ

So his algorithm essentially tells these robots

πως να χτίσουν αυτόνομα

how to autonomously build cubic structures

κυβικές κατασκευές

από μικές σανίδες.

from truss-like elements.

Ο αλγόριθμός του λέει στο ρομπότ

So his algorithm tells the robot what part to pick up,

ποιο μέρος να σηκώσει,

πότε και που να το τοποθετήσει.

when, and where to place it.

Σε αυτό το βίντεο βλέπετε

So in this video you see --

and it's sped up 10, 14 times --

-- είναι επιταγχυμένο κατά 10 - 14 φορές --

βλέπετε τρεις διαφορετικές κατασκευές να χτίζονται από αυτά τα ρομπότ.

you see three different structures being built by these robots.

Επαναλαμβάνω, όλα είναι αυτόνομα

And again, everything is autonomous,

και το μόνο που πρέπει να κάνει ο Κουέντιν

and all Quentin has to do

is to give them a blueprint of the design that he wants to build.

είναι να τους δώσει ένα σχεδιάγραμμα

αυτού που θέλει να κατασκευάσει.

So all these experiments you've seen thus far,

Όλα αυτά τα πειράματα που είδαμε μέχρι στιγμής,

all these demonstrations,

όλες αυτές οι παρουσιάσεις,

have been done with the help of motion-capture systems.

έχουν γίνει με τη βοήθεια συστήματων καταγραφής κίνησης.

Τι γίνεται όμως εάν αφήσουμε το εργαστήριο

So what happens when you leave your lab,

και πάμε έξω στον πραγματικό κόσμο;

and you go outside into the real world?

And what if there's no GPS?

Και τι γίνεται όταν δεν υπάρχει διαθέσιμο GPS;

So this robot is actually equipped with a camera,

Αυτό, λοιπόν, το ρομπότ

είναι εξοπλισμένο με μία κάμερα

και ένα τηλέμετρο λέιζερ, σαρωτή λέιζερ.

and a laser rangefinder, laser scanner.

Και χρησιμοποιεί αυτούς τους αισθητήρες

And it uses these sensors to build a map of the environment.

για να χαρτογραφήσει το περιβάλλοντα χώρο.

Αυτός ο χάρτης αποτελείται από χαρακτηριστικά

What that map consists of are features --

-- όπως εισόδους, παράθυρα,

like doorways, windows, people, furniture --

ανθρώπους, έπιπλα --

και μετά υπολογίζει που βρίσκεται

and it then figures out where its position is,

σε σχέση με αυτά τα χαρακτηριστικά.

with respect to the features.

So there is no global coordinate system.

Δεν υπάρχει, λοιπόν, ένα παγκόσμιο σύστημα συντεταγμένων.

Το σύστημα συντεταγμένων καθορίζεται σε σχέση με το ρομπότ,

The coordinate system is defined based on the robot,

where it is and what it's looking at.

που βρίσκεται και προς τα που έχει στραφεί.

And it navigates with respect to those features.

Και πλοηγείται σε σχέση με αυτά τα χαρακτηριστικά.

Θέλω να σας δείξω ένα απόσπασμα

So I want to show you a clip

of algorithms developed by Frank Shen and Professor Nathan Michael,

από αλγόριθμους που ανέπτυξε ο Φράνκ Σεν

και ο καθηγητής Νέιθαν Μάικλ

that shows this robot entering a building for the very first time,

που δείχνει αυτό το ρομπότ να μπαίνει σε ένα κτίριο για πρώτη φορά

and creating this map on the fly.

και να δημιουργεί τον χάρτη επιτόπου.

So the robot then figures out what the features are,

Έτσι, το ρομπότ βρίσκει ποια χαρακτηριστικά υπάρχουν.

it builds the map,

Δημιουργεί τον χάρτη.

it figures out where it is with respect to the features,

Βρίσκει τη θέση του σε σχέση με τα χαρακτηριστικά

and then estimates its position 100 times a second,

και μετά εκτιμά την θέση του

100 φορές το δευτερόλεπτο

allowing us to use the control algorithms that I described to you earlier.

επιτρέποντάς μας να χρησιμοποιήσουμε τους αλγορίθμους ελέγχου

που σας περιέγραψα νωρίτερα.

So this robot is actually being commanded remotely by Frank,

Στην ουσία το ρομπότ παίρνει εντολές

εξ' αποστάσεως από τον Φράνκ.

Αλλά το ρομπότ μπορεί επίσης να υπολογίσει

but the robot can also figure out where to go on its own.

που να πάει από μόνο του.

Υποθέστε, λοιπόν, ότι πρέπει να το στείλω σε ένα κτίριο

So suppose I were to send this into a building,

που δεν έχω ιδέα πώς είναι,

and I had no idea what this building looked like.

μπορώ να ζητήσω στο ρομπότ να μπει μέσα,

I can ask this robot to go in,

να δημιουργήσει έναν χάρτη

create a map,

και μετά να επιστρέψει και να μου πει πώς είναι το κτίριο.

and then come back and tell me what the building looks like.

So here, the robot is not only solving the problem

Εδώ, λοιπόν, το ρομπότ όχι μόνο λύνει το πρόβλημα,

του πώς να πάω από το σημείο Α στο σημείο Β του χάρτη,

of how to go from point A to point B in this map,

but it's figuring out what the best point B is at every time.

αλλά βρίσκει

ποιο είναι το καλύτερο σημείο Β κάθε φορά.

Στην ουσία γνωρίζει που να πάει

So essentially it knows where to go

to look for places that have the least information,

για να βρει σημεία που έχουν την μικρότερη πληροφορία.

Με αυτόν τον τρόπο συμπληρώνει τον χάρτη.

and that's how it populates this map.

So I want to leave you with one last application.

Θα ήθελα να σας αφήσω

με μια τελευταία εφαρμογή.

And there are many applications of this technology.

Και υπάρχουν πολλές εφαρμογές για αυτή την τεχνολογία.

I'm a professor, and we're passionate about education.

Είμαι καθηγητής και είμαστε παθιασμένοι με την εκπαίδευση.

Ρομπότ σαν αυτό μπορούν πραγματικά να αλλάξουν τον τρόπο

Robots like this can really change the way we do K-12 education.

με τον οποίο διδάσκουμε την υποχρεωτική εκπαίδευση.

Αλλά, είμαστε στην Νότια Καλιφόρνια,

But we're in Southern California,

κοντά στο Λος Άντζελες,

close to Los Angeles,

οπότε θα πρέπει να τελειώσω

so I have to conclude with something focused on entertainment.

με κάτι σχετικό με την διασκέδαση.

Θέλω να κλείσω με ένα μουσικό βίντεο.

I want to conclude with a music video.

Θα ήθελα να σας παρουσιάσω τους δημιουργούς, Άλεξ και Ντάνιελ,

I want to introduce the creators, Alex and Daniel, who created this video.

που έφτιαξαν αυτό το βίντεο

(Χειροκρότημα)

(Applause)

So before I play this video,

Πριν, λοιπόν, παρουσιάσω αυτό το βίντεο,

I want to tell you that they created it in the last three days,

θέλω να σας πω ότι το δημιούργησαν τις τελευταίες τρεις μέρες

after getting a call from Chris.

μόλις δέχθηκαν το τηλεφώνημα του Κρις.

And the robots that play in the video are completely autonomous.

Και τα ρομπότ που φαίνονται στο βίντεο

είναι πλήρως αυτόνομα.

You will see nine robots play six different instruments.

Θα δείτε εννέα ρομπότ να παίζουν έξι διαφορετικά όργανα.

Και, φυσικά, φτιάχτηκε ειδικά για το TED 2012.

And of course, it's made exclusively for TED 2012.

Ας το παρακολουθήσουμε.

Let's watch.

(Sound of air escaping from valve)

(Music)

(Whirring sound)

(Music)

(Μουσική)

(Χειροκρότημα)

(Applause) (Cheers)