The incredible potential of flexible, soft robots | Giada Gerboni

Traductor: Analia Padin Revisor: Paula Motter

So, robots.

Entonces, los robots...

Robots can be programmed

Los robots pueden programarse

to do the same task millions of times with minimal error,

para hacer lo mismo millones de veces con un margen de error mínimo,

something very difficult for us, right?

lo que para nosotros es muy difícil, ¿verdad?

And it can be very impressive to watch them at work.

Verlos trabajar puede ser realmente impresionante.

Look at them.

Mírenlos.

I could watch them for hours.

Me pasaría horas mirándolos.

No?

¿No?

What is less impressive

Lo que no es tan impresionante

is that if you take these robots out of the factories,

es que, fuera de la fábrica,

where the environments are not perfectly known and measured like here,

donde el entorno no es del todo conocido y no está totalmente calibrado,

to do even a simple task which doesn't require much precision,

hasta una tarea simple que no requiere mucha precisión

this is what can happen.

puede resultar en esto.

I mean, opening a door, you don't require much precision.

A ver, abrir una puerta no requiere mucha precisión.

(Laughter)

(Risas)

Or a small error in the measurements,

O, por un pequeño error de medida,

he misses the valve, and that's it --

no llega a la válvula y ya está.

(Laughter)

(Risas)

with no way of recovering, most of the time.

La mayoría de las veces no hay forma de corregir.

So why is that?

¿Por qué pasa esto?

Well, for many years,

Bueno, desde hace muchos años

robots have been designed to emphasize speed and precision,

el diseño de robots hace hincapié en la velocidad y la precisión,

and this translates into a very specific architecture.

dando como resultado una arquitectura muy específica.

If you take a robot arm,

Un brazo robótico es un conjunto muy bien definido de elementos rígidos

it's a very well-defined set of rigid links

and motors, what we call actuators,

y de motores llamados "actuadores", que hacen mover las articulaciones.

they move the links about the joints.

In this robotic structure,

Esta estructura requiere una medición precisa del entorno,

you have to perfectly measure your environment,

so what is around,

es decir, de lo que está alrededor,

and you have to perfectly program every movement

y una perfecta programación de cada movimiento

of the robot joints,

de las articulaciones del robot,

because a small error can generate a very large fault,

porque un error pequeño puede generar una falla muy grande,

so you can damage something or you can get your robot damaged

con lo que se puede dañar algo o se puede dañar el robot,

if something is harder.

si se golpea contra algo más duro.

So let's talk about them a moment.

Hablemos de estos robots por un momento.

And don't think about the brains of these robots

Pero no piensen en el cerebro que tienen,

or how carefully we program them,

ni en lo bien programados que están.

but rather look at their bodies.

Fíjense más bien en sus cuerpos.

There is obviously something wrong with it,

Es obvio que algo está mal,

because what makes a robot precise and strong

porque lo que hace que un robot sea preciso y fuerte,

also makes them ridiculously dangerous and ineffective in the real world,

también lo hace ridículamente peligroso e inefectivo en el mundo real,

because their body cannot deform

porque su cuerpo no se deforma

or better adjust to the interaction with the real world.

ni se adapta a la interacción con el mundo real.

So think about the opposite approach,

Pensemos entonces en el enfoque opuesto:

being softer than anything else around you.

ser más blando que todo lo que nos rodea.

Well, maybe you think that you're not really able to do anything if you're soft,

Tal vez les parezca

que ser blando no sirve prácticamente para nada.

probably.

Well, nature teaches us the opposite.

Bueno, la naturaleza nos enseña lo contrario.

For example, at the bottom of the ocean,

En el fondo del océano, por ejemplo,

under thousands of pounds of hydrostatic pressure,

sometido a miles de kilos de presión hidrostática,

a completely soft animal

un animal completamente blando

can move and interact with a much stiffer object than him.

es capaz de moverse e interactuar con un objeto mucho más rígido.

He walks by carrying around this coconut shell

Camina llevando una cáscara de coco

thanks to the flexibility of his tentacles,

gracias a sus tentáculos flexibles,

which serve as both his feet and hands.

que le sirven a modo de pies y de manos.

And apparently, an octopus can also open a jar.

Y, aparentemente, un pulpo también es capaz de abrir un frasco.

It's pretty impressive, right?

Es bastante impresionante, ¿no?

But clearly, this is not enabled just by the brain of this animal,

Es obvio que esto no es posible únicamente gracias al cerebro del animal;

but also by his body,

también tiene que ver con su cuerpo.

and it's a clear example, maybe the clearest example,

Es, tal vez, el ejemplo más claro

of embodied intelligence,

de la inteligencia corporal,

which is a kind of intelligence that all living organisms have.

un tipo de inteligencia que tienen todos los organismos vivos.

We all have that.

Todos nosotros la tenemos.

Our body, its shape, material and structure,

La forma, el material y la estructura de nuestro cuerpo

plays a fundamental role during a physical task,

juegan un papel fundamental para hacer una tarea física,

because we can conform to our environment

porque nos permiten adaptarnos al entorno

so we can succeed in a large variety of situations

y resolver con éxito una variedad de situaciones

without much planning or calculations ahead.

sin mucha planificación ni cálculos previos.

So why don't we put some of this embodied intelligence

Entonces, ¿por qué no diseñar robots con un poco de esta inteligencia corporal,

into our robotic machines,

to release them from relying on excessive work

para que no requieran tanto trabajo,

on computation and sensing?

tanto cálculo y tantos sensores?

Well, to do that, we can follow the strategy of nature,

Para eso, podemos seguir la estrategia de la naturaleza,

because with evolution, she's done a pretty good job

que, a lo largo de la evolución, ha diseñado máquinas excelentes

in designing machines for environment interaction.

para interactuar con el medio.

And it's easy to notice that nature uses soft material frequently

Es fácil darse cuenta de que la naturaleza usa materiales blandos frecuentemente

and stiff material sparingly.

y materiales rígidos en forma esporádica.

And this is what is done in this new field of robotics,

Y esto es lo que hacemos en este nuevo campo de la robótica

which is called "soft robotics,"

que se llama "robótica blanda",

in which the main objective is not to make super-precise machines,

donde el objetivo principal no es diseñar máquinas súper precisas,

because we've already got them,

porque ya las tenemos,

but to make robots able to face unexpected situations in the real world,

sino diseñar robots capaces de afrontar situaciones inesperadas en el mundo real,

so able to go out there.

capaces de salir al mundo.

And what makes a robot soft is first of all its compliant body,

Para hacer un robot blando, lo primero que se necesita es un cuerpo maleable,

which is made of materials or structures that can undergo very large deformations,

hecho de materiales o estructuras con gran capacidad de deformación,

so no more rigid links,

así que no más elementos rígidos.

and secondly, to move them, we use what we call distributed actuation,

En segundo lugar, para moverlo, usamos "actuación distribuida".

so we have to control continuously the shape of this very deformable body,

Quiere decir que controlamos continuamente la forma de ese cuerpo tan deformable,

which has the effect of having a lot of links and joints,

produciendo el mismo efecto que tener muchos elementos rígidos y articulaciones,

but we don't have any stiff structure at all.

pero sin ninguna estructura rígida.

So you can imagine that building a soft robot is a very different process

Como pueden imaginar,

la construcción de un robot blando es muy distinta a la robótica tradicional,

than stiff robotics, where you have links, gears, screws

donde hay que combinar brazos, engranajes y tornillos de una forma muy definida.

that you must combine in a very defined way.

In soft robots, you just build your actuator from scratch

En la robótica blanda construimos el actuador de cero, prácticamente,

most of the time,

la mayoría de las veces,

but you shape your flexible material

amoldando el material flexible

to the form that responds to a certain input.

para que se deforme en función de un cierto estímulo.

For example, here, you can just deform a structure

Por ejemplo, aquí podemos deformar una estructura

doing a fairly complex shape

y darle una forma que sería bastante compleja

if you think about doing the same with rigid links and joints,

si tuviéramos que hacerla con elementos rígidos y articulaciones.

and here, what you use is just one input,

Aquí usamos un solo estímulo:

such as air pressure.

aire a presión.

OK, but let's see some cool examples of soft robots.

Veamos algunos ejemplos interesantes de robots blandos.

Here is a little cute guy developed at Harvard University,

Aquí tenemos un amiguito simpático desarrollado en la Universidad de Harvard,

and he walks thanks to waves of pressure applied along its body,

que camina cuando se le aplican ondas de presión a lo largo del cuerpo.

and thanks to the flexibility, he can also sneak under a low bridge,

Como es flexible, también es capaz de arrastrarse debajo de un puente,

keep walking,

pasar del otro lado, y luego seguir caminando de otra forma.

and then keep walking a little bit different afterwards.

And it's a very preliminary prototype,

Este es un prototipo muy preliminar,

but they also built a more robust version with power on board

pero también construyeron una versión más robusta con potencia incorporada

that can actually be sent out in the world and face real-world interactions

que puede salir y afrontar las interacciones con el mundo real,

like a car passing it over it ...

como ser atropellado por un auto...

and keep working.

y seguir caminando.

It's cute.

Es lindo.

(Laughter)

(Risas)

Or a robotic fish, which swims like a real fish does in water

O un pez robótico que nada como un pez real

simply because it has a soft tail with distributed actuation

simplemente porque tiene una cola blanda

con actuación distribuida que funciona también con aire a presión.

using still air pressure.

That was from MIT,

Ese es del MIT.

and of course, we have a robotic octopus.

Y, por supuesto, tenemos el pulpo robótico.

This was actually one of the first projects

Fue uno de los primeros proyectos en el nuevo campo de la robótica blanda.

developed in this new field of soft robots.

Here, you see the artificial tentacle,

Aquí vemos el tentáculo artificial,

but they actually built an entire machine with several tentacles

pero en realidad construyeron una máquina entera, con varios tentáculos,

they could just throw in the water,

que se puede tirar directamente al agua

and you see that it can kind of go around and do submarine exploration

y, como ven, puede desplazarse y hacer exploraciones submarinas

in a different way than rigid robots would do.

de una forma diferente a la de los robots rígidos.

But this is very important for delicate environments, such as coral reefs.

Esto es muy importante en ambientes delicados, como los arrecifes de coral.

Let's go back to the ground.

Volviendo a la superficie,

Here, you see the view

aquí tenemos una vista tomada desde un robot que crece,

from a growing robot developed by my colleagues in Stanford.

desarrollado por mis colegas en Stanford.

You see the camera fixed on top.

Vemos la cámara adosada arriba.

And this robot is particular,

Lo particular es que crece por la punta cuando se le inyecta aire a presión,

because using air pressure, it grows from the tip,

while the rest of the body stays in firm contact with the environment.

mientras el resto del cuerpo permanece en contacto con el entorno.

And this is inspired by plants, not animals,

Está inspirado en las plantas, no en los animales,

which grows via the material in a similar manner

porque las plantas crecen de una forma parecida

so it can face a pretty large variety of situations.

y así pueden afrontar gran variedad de situaciones.

But I'm a biomedical engineer,

Pero yo soy ingeniera biomédica,

and perhaps the application I like the most

y las aplicaciones en el campo médico son, tal vez, las que más me gustan.

is in the medical field,

and it's very difficult to imagine a closer interaction with the human body

Es difícil imaginar una interacción con el cuerpo humano más cercana

than actually going inside the body,

que directamente "entrar" en el cuerpo,

for example, to perform a minimally invasive procedure.

como cuando se realiza un procedimiento mínimamente invasivo, por ejemplo.

And here, robots can be very helpful with the surgeon,

Aquí, los robots pueden ayudar mucho al cirujano,

because they must enter the body

porque tienen que acceder al cuerpo por orificios pequeños

using small holes and straight instruments,

y con instrumentos rígidos.

and these instruments must interact with very delicate structures

Estos instrumentos deben interactuar con estructuras muy delicadas,

in a very uncertain environment,

en un entorno muy incierto y de forma segura.

and this must be done safely.

Also bringing the camera inside the body,

Además, poner la cámara dentro del cuerpo,

so bringing the eyes of the surgeon inside the surgical field

es decir, los ojos del cirujano dentro del campo quirúrgico,

can be very challenging if you use a rigid stick,

puede ser muy difícil con un elemento rígido,

like a classic endoscope.

como un endoscopio tradicional.

With my previous research group in Europe,

Con mi grupo anterior de investigación en Europa,

we developed this soft camera robot for surgery,

desarrollamos este robot quirúrgico blando con cámara,

which is very different from a classic endoscope,

que es muy diferente de un endoscopio tradicional

which can move thanks to the flexibility of the module

y que se mueve gracias a la flexibilidad del módulo,

that can bend in every direction and also elongate.

que puede elongarse y doblarse en cualquier dirección.

And this was actually used by surgeons to see what they were doing

Los cirujanos lo usaron para ver lo que hacían con otros instrumentos

with other instruments from different points of view,

desde distintos puntos de vista,

without caring that much about what was touched around.

sin preocuparse demasiado por lo que tocaban alrededor.

And here you see the soft robot in action,

Aquí vemos el robot blando en acción,

and it just goes inside.

y aquí lo vemos ingresar.

This is a body simulator, not a real human body.

Esto es un simulador; no es un cuerpo humano.

It goes around.

Ahí da la vuelta.

You have a light, because usually,

Tiene una luz, porque normalmente hay poca luz dentro del cuerpo.

you don't have too many lights inside your body.

(Risas)

We hope.

Esperemos.

(Laughter)

(Risas)

But sometimes, a surgical procedure can even be done using a single needle,

Pero hay procedimientos quirúrgicos que se realizan con tan solo una aguja,

and in Stanford now, we are working on a very flexible needle,

y ahora, en Stanford,

estamos desarrollando una aguja muy flexible.

Una especie de robot blando muy diminuto,

kind of a very tiny soft robot

which is mechanically designed to use the interaction with the tissues

mecánicamente diseñado para aprovechar la interacción con los tejidos

and steer around inside a solid organ.

y moverse dentro de un órgano sólido.

This makes it possible to reach many different targets, such as tumors,

Esto permite alcanzar tumores y otros objetivos específicos

deep inside a solid organ

en el interior de un órgano,

by using one single insertion point.

con tan solo una incisión.

And you can even steer around the structure that you want to avoid

Incluso se puede evitar una estructura

on the way to the target.

de camino al objetivo.

So clearly, this is a pretty exciting time for robotics.

Claramente, este es un momento muy interesante para la robótica.

We have robots that have to deal with soft structures,

Tenemos robots que trabajan con estructuras blandas,

so this poses new and very challenging questions

lo cual plantea preguntas nuevas y muy difíciles

for the robotics community,

para la comunidad de la robótica.

and indeed, we are just starting to learn how to control,

Recién estamos empezando a aprender cómo controlar,

how to put sensors on these very flexible structures.

cómo poner sensores en estas estructuras tan flexibles.

But of course, we are not even close to what nature figured out

Pero claramente estamos muy lejos de lo que creó la naturaleza

in millions of years of evolution.

durante millones de años de evolución.

But one thing I know for sure:

Pero hay algo que sí sé:

robots will be softer and safer,

los robots serán más blandos, más seguros,

and they will be out there helping people.

y estarán allí afuera ayudando a la gente.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)