Robert Full: Secrets of movement, from geckos and roaches

روبرت فول: سخني درباره نحوه حركت جانوران

Translator: Omid Kavehei Reviewer: Maral Salehi

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

تصور کنید هر یک از شما یک دانشجو در آزمایشگاه من هستید.

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

کاری که من از شما می‌خواهم انجام بدهيد این است که با الهام از بیولوژی يك طرح ایجاد کنيد.

And so here's the challenge:

بنابراین چالش ما این است:

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

من از شما می خواهم كه به من در ساختن یک مدل تماسي پارامتري پويا و كاملا سه بعدی کمک کنید.

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

این بدان معنی است که آیا می توانید کمک کنید تا یک پا بسازم؟

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

و این یک چالش واقعی است و من از شما می خواهم که کمکم کنید.

Of course, in the challenge there is a prize.

والبته این چالش یک جایزه دارد.

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

این جایزه کاملا شبیه جایزه ی ted نیست اما یک تی-شرت منحصر به فرد آزمایشگاه ماست.

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

بنابراین خواهش می کنم ایده های خودتون را درباره ی طراحی یک پا برای من بفرستید.

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

حال اگرما بخواهیم یک پا طراحی کنیم ، چه باید بکنیم؟

We have to first know what a foot is.

در ابتدا ما باید بدانیم که پا چیست؟

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

اگر ما به فرهنگ لغات مراجعه کنیم خواهد گفت "پا قسمت پایینی ساق است

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

که درحال ایستادن و راه رفتن در تماس مستقیم با زمین است"

That's the traditional definition.

این معنای متعارف است.

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

اما اگر شما واقعا بخواهید یک تحقیق انجام دهید، چه کار باید بکنید؟

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

شما باید به نوشتارهاي مربوط مراجعه كرده و ببینید چه چیزهایی راجع به پا شناخته شده است.

So you go to the literature. (Laughter)

بنابراين شما دنبال نوشتارها می‌روید. (خنده حضار)

Maybe you're familiar with this literature.

ممکنه شما با این نوشتار آشنا باشید.

The problem is, there are many, many feet.

مشکل اینجاست که پاهای خیلی خیلی زیادی وجود دارند.

How do you do this?

چطور از عهده‌اش بر می آیید؟

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

لازم است كه همه‌ی پاها را بررسي کنید و اصول چگونگی کار آنها را به دست بياوريد.

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

و من از شما می خواهم که به من کمک کنید در کلیپ بعدی این کار را انجام بدهم.

As you see this clip, look for principles,

همان طور که کلیپ را می بینید دنبال اصول اساسی بگردید

and also think about experiments that you might design

و همچنین درباره ی آزمایش هایی که شما ممکنه طراحی کنید

in order to understand how a foot works.

تا بفهمید که یک پا چگونه کار میکند فكر كنيد.

See any common themes? Principles?

الگوهای مشترکی می بینید؟ اصول اساسي؟

What would you do?

چه کار خواهید کرد؟

What experiments would you run?

چه آزمایشی را اجرا خواهید کرد؟

Wow. (Applause)

وای (تشویق حضار)

Our research on the biomechanics of animal locomotion

تحقیق ما درمورد بایومکانیک حرکت حيوانات

has allowed us to make a blueprint for a foot.

به ما این امكان را داده است كه یک طرح اوليه برای پا درست کنیم.

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

این طرحي بر گرفته از طبیعت است، اما یک کپی از يك پای خاص که به آن نگاه کردید نیست،

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

اين ترکیبي از راز های پاهای بسياري است.

Now it turns out that animals can go anywhere.

اکنون معلوم شده است که حیوانات می توانند به هر جا بروند.

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

آنها می توانند روی سطح هایی حرکت کنند -همانطور که دیدید- که

in the probability of contact, the movement of that surface

از نظر احتمال تماس، حرکت آن سطح،

and the type of footholds that are present.

و نوع مكاني كه زير پا قرار مي‌گيرد متغیر هستند.

If you want to study how a foot works,

اگر شما می خواهید مطالعه کنید که یک پا چگونه کار می کند،

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

ما مي‌خواهيم آن سطوح يا خار و خاشاك‌ها را شبیه سازی کنیم.

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

زمانی که ما آن را انجام دادیم، در اینجا آزمایش جدیدي كه انجام داديم هست:

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

ما يك جانور را روي سطحي گذاشتيم و مجبورش كرديم بدود --این عنکبوت علفزار را--

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

روی سطحی که 99 درصد سطح تماسي آن حذف شده بود.

But it didn't even slow down the animal.

اما حتی این هم جانور را کند نکرد.

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

آن همچنان با سرعتی معادل سرعت يك انسان يعني 300 مایل بر ساعت می‌دود.

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

حال ببينيم او چگونه می تواند اين کار را بکند؟ خوب - با دقت بیشتری نگاه کنید.

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

وقتی ما تصویر را 50 برابر آهسته می کنیم می بینیم چگونه ساق پا با ناهمواریهای شبیه‌سازی شده برخورد می کند.

The leg is acting as a foot.

ساق پا مثل یک پا عمل می کند.

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

و در حقیقت آن جانور قسمت های دیگر ساق پا را

more frequently than the traditionally defined foot.

خیلی بیشتر از آنچه كه در تعریف مرسوم سنتی پا آمده است با سطح مماس مي‌كند.

The foot is distributed along the whole leg.

پس كار كف پا در تمام طول پا( شامل: ساق پا و ران) تقسيم مي‌شود.

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

می توانید یک آزمایش دیگر انجام دهید با یک سوسک که پا دارد،

and you can remove its foot.

و می توانید یک پایش را قطع کنید.

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

من چند سوسک به شما می دهم. یک نگاه به پاهایشان بندازید.

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

بدون پا بودن. چي مي‌شود؟ سرعتشون حتی کم هم نمی شود.

It can run the same speed without even that segment.

او می تواند حتی بدون آن قسمت هم با همان سرعت قبلی بدود.

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

نگران نباشيد، مشکلی برای سوسک پيش نمياد - پاي آنها دوباره رشد مي‌كند.

How do they do it?

آنها چگونه این کار (دویدن با همان سرعت) را انجام می دهند؟

Look carefully: this is slowed down 100 times,

بدقت نگاه کنید : این تصویر 100 برابر آهسته‌تر شده است،

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

و نگاه کنید که با باقی ساق پایش چه کار می کند.

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

از باقي پايش مثل یک پا استفاده می‌کند.

very effective.

خیلی كارآمد است.

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

اکنون سوالی که مطرح مي‌شود این است كه، این كار پا كه به عهده ساير قسمت‌هاي پا قرار مي‌گيرد چقدر عمومیت دارد (بین حیوانات و جانوران)؟

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

و رفتار بعدی این جانور که به شما نشان خواهم داد و اولین باری که ما آن را ديديم خيلي حیرت زده شديم.

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

خبرنگاران، این خارج از اطلاع رسانی است این یک محدودیت رسمی است--

Take a look at what that is!

یک نگاه بیندازید که این چی هست!

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

این یک اختاپوس دو پاست که خود را به شکل يك نارگیل غلطان درآورده است.

It was discovered by Christina Huffard

این بوسیله ی "کریستینا هافورد" کشف شده است

and filmed by Sea Studios, right here from Monterey.

و بوسیله ی "سی استدیو" فیلم برداری شده ، همین جا در "مونتری".

We've also described another species of bipedal octopus.

ما همچنین یک نوع دیگری از اختاپوس های دو پا را شرح داده‌ايم.

This one disguises itself as floating algae.

این یکی خودش را بشکل جلبك‌ شناور در می‌آورد.

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

او روی دو پایش راه می‌رود و بازوهای دیگرش را بالا در هوا نگه می‌دارد که دیده نشود.

(Applause)

(تشویق حضار)

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

و نگاه کنید که اون با پايش چکار می کند تا روي زمين ناهموار بايستد.

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

او از كل طول پا به زیبایی استفاده می کند به‌گونه‌اي که انگار آن موانع اصلا آن جا نیستند.

truly extraordinary.

به واقع شگفت انگیز است.

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

در سال 1951 "اسچر" این نقاشی را کشیده است. او تصور کرده که یک حیوان خیالی نقاشي کرده است.

But we know that art imitates life,

اما ما می دانیم که هنر از زندگی الهام می گیرد.

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

این نشان می دهد که طبیعت سه میلیون سال پیش حیوان بعدی را پرورش داده است.

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

این جانوري شبیه میگو است که "استاموتوپاد" نامیده می شود،

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

و این چگونگی حرکت آن در سواحل پاناماست:

it actually rolls, and it can even roll uphill.

این جانور عملا غلت می زند و می تواند به بالاي تپه غل بخورد.

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

این نهایت استفاده از كل پا است، در مورد اين جانور كل بدن مانند پاي اون عمل میکند.

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

خوب اگر ما بخواهیم كه نخستين ويژگي مهم را به طرح اولیه خود اضافه كنيم،

we want to add distributed foot contact.

ما بايد استفاده از تماس كل پا را اضافه کنيم.

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

نه تنها پا به معنای متعارف آن، بلکه کل پا(ساق و ران)،

and even of the body.

و حتی بدن نيز.

Can this help us inspire the design of novel robots?

آیا این می تواند الهام‌بخش ما در طراحي رباتهای جدید باشد؟

We biologically inspired this robot, named RHex,

ما به صورت بیولوژیکی این ربات را به نام RHex الهام گرفته‌ايم،

built by these extraordinary engineers over the last few years.

اين ربات بوسیله‌ی این مهندسان فوق‌العاده در طي چند سال گذشته ساخته شده است.

RHex's foot started off to be quite simple,

پای RHex ابتدا خیلی ساده بود،

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

و در طول زمان تنظیم شده و نهایتا بشکل این نصفه دایره در آمد.

Why is that? The video will show you.

چرا اینجوریست؟ این ویدیو نشان خواهد داد.

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

نگاه کنید که ربات اکنون کجاي پايش را با سطح تماس مي‌دهد تا بتواند با این سطح ناهموار كنار بيايد.

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

چیزی که شما مشاهده خواهید کرد در واقع، همان استفاده از پاي نیم‌دایره‌اي به عنوان كل پا است.

Watch it go over this.

نگاه کنید چگونه از روی این رد می شود.

You can see it here well on this debris.

شما به خوبی می توانید آن را روی این قلوه سنگ ها ببینید.

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

شگفت انگیزه.هیچ حس گری نیست، همه‌ی کنترل در داخل پاها تنظیم شده است.

Really simple, but beautiful.

واقعا ساده اما زیبا است.

Now, you might have noticed something else about the animals

اکنون شما ممكنه به چیز دیگری راجع به این حیوانات

when they were running over the rough terrain.

وقتی كه آن‌ها روی سطوح سخت می دويدند توجه كرده‌ باشيد.

And my assistant's going to help me here.

و دستیار من در این جا به من کمک می‌کند.

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

وقتی شما پا های سوسک را لمس می کنید -- میتوانی میکروفن را برای او بگیری؟

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

وقتی پا های سوسک را لمس کردید چه طور بودند؟

Did you notice something?

آیا متوجه چيزي شدید؟

Boy: Spiny.

"پسر": خاردار بودند.

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

رابرت فول: اون خاردار است درسته؟ اون خیلی خار دارد، مگه نه؟ یه جورایی آزاردهنده است.

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

شاید ما اونو بدیم به نگهبان‌مان و ببینیم که آیا اون به اندازه کافی شجاع هست که به سوسک دست بزند.

(Laughter)

(خنده حضار)

Chris Anderson: Did you touch it?

کریس اندرسون: اونو لمس کردی؟

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

"رابرت فول": بنابر این اگر با به این دقت نگاه کنید، چیزی که می بینید این است که آن ها خار دارند

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

و تا چند هفته ی قبل هیچ کس نمی دانست که آن خارها براي چه هستند.

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

آن ها به عنوان محافظ و ساختمان انتقال حواس شناخته می شدند.

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

ما پي برديم که آن ها برای چیز دیگری هستند - این جا قسمتی از آن خار است.

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

آنها طوري تنظيم شده‌اند که به راحتی در یک جهت قرار مي‌گيرند

to pull the leg out from debris,

تا ساق پارا از قلوه سنگ ها بیرون بکشند،

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

اما آن ها در جهت دیگر سخت هستند بنابر این از ناهمواریهای سطح استفاده می کنند.

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

اکنون ، خرچنگها جا پاها را از دست نمی دهند به این علت که آنها به صورت عادی روی ماسه حرکت می کنند

until they come to our lab.

تا این که به آزمایشگاه ما آمدند

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

جایی که آن ها با این گونه شبکه مشکل دارند،

because they don't have spines.

زیرا پاي آنها خار ندارد.

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

خرچنگها خارهای پاهایشان را از دست داده اند بنابراین آن ها با سطح های سختی مثل این مشکل دارند.

But of course, we can deal with that

اما البته ما می توانیم آن را حل کنیم،

because we can produce artificial spines.

زیرا که ما می توانیم خارهای مصنوعی تولید کنیم.

We can make spines that catch on simulated debris

ما می توانیم خارهایی درست کنیم که روی قلوه سنگ های شبیه سازی شده مانور کند

and collapse on removal to easily pull them out.

و محو بشوند برای این که راحت بشود آنها را بیرون آورد.

We did that by putting these artificial spines on crabs,

ما این کار را با قرار دادن این خارهای مصنوعی در خرچنگ ها انجام دادیم،

as you see here, and then we tested them.

همانطور که شما این جا می بینید و ما آن ها را امتحان کردیم.

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

آیا ما واقعا معیارهای اساسی تنظیم را می فهمیم؟ جواب بله است

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

این (ویدیو) 20 بار آهسته تر شده و خرچنگ درست روی حرکت از روی شبکه تمرکز کرده

(Laughter) (Applause)

(خنده)(تشویق)

A little better than nature.

یه کمي بهتر از طبیعت.

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

خوب براي طرحمان احتیاج داریم که یک خارهای تنظیم شده اضافه کنیم.

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

اکنون آیا این به ما کمک خواهد کرد كه به طراحي ربات‌های بالارونده كارآمدتر فکر کنیم؟

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

خوب rhex این جاست-- rhex در روی ریل ها مشکل دارد -- روی ریل های نرم همان طور که اینجا می بینید

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

بنابراین چرا خار اضا فه نکنیم؟ زیر دوستان من این کار را در دانشگاه پنسیلوانیا انجام داده‌اند.

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

"دان کودیتسچک" چند میخ فولادی--خیلی ساده--روی ربات قرار داد

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

و اکنون rhex اینجاست اکنون به روی آن فولادها و ريل‌ها می رود --بدون هیچ مشکلی!

How does it do it?

چگونه این کار را انجام میدهد؟

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

بیایید سرعت آن را کم کنیم و می توانید خارها را در حین کار ببینید.

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

نگاه کنید ساق پاها می آیند و خواهید دید که درست همین جا را میگیرد.

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

او قادر نبود که قبلا آن را انجام دهد ،او لیز می خورد و گیر می کرد و کج می شد.

And watch again, right there -- successful.

و نگاه کنید دوباره درست همین جا --موفق بود.

Now just because we have a distributed foot and spines

اکنون ما این را فقط به دلیل توزیع کردن پا و خارها داریم

doesn't mean you can climb vertical surfaces.

به این معنی نیست که ما می توانیم از سطوح عمودی بالا برویم.

This is really, really difficult.

این خیلی خیلی سخت است.

But look at this animal do it!

اما به این حیوان نگاه کنید که انجامش می دهد!

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

یکی از آن ها که من دست به دست می دهم در حال بالا رفتن از یک سطح عمودی که یک فلز صاف است مي‌باشد.

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

این خیلی فوق العاده است که چه قدر سریع می تواند آن را انجام دهد.

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

اما اگر آن را آهسته کنید شما چیز خیلی فوق العاده ای می بینید.

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

این یک راز است حیوانات به طور موثری بالا می روند باخزيدن و نگاه کردن--

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

و انجام دادن ترسناك آن و در واقع با توجه به چسبيدن به سطح.

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

در واقع مانند شنا کردن به بالای سطح به نظر می رسد.

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

همانطور که می بینید ما در واقع آن رفتار را مثل یک سیال بهتر مي‌توانيم مدل سازی کنیم.

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

این توزیع پا در واقع بیشتر مانند یک پارو عمل می کند.

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

همین درست است وقتی که نگاه می کنیم به این مارمولک که در حال حرکت روی ماسه روان است.

Watch its feet.

به پاهایش نگاه کنید.

It's actually functioning as a paddle

در واقع به عنوان پارو عمل می کنند

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

اگرچه آن با سطحی در تماس هست که ما عموما آن را جامد مي‌دانيم.

This is not different from what my former undergraduate discovered

این با چیزی که دانشجوى دوره ليسانس قبلی من کشف کرده بود فرق چندانی ندارد

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

وقتی او دریافت که چگونه مارمولک ها می توانند روی آب بدوند.

Can you use this to make a better robot?

آیا شما می توانید از این استفاده کنید تا یک ربات بهتر بسازید؟

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

"مارتین بویهلر"--که الان در "بوستون-دینامیک" است-- اينكارو كرده است--

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

او این ایده را گرفت و rhex را به Aqua RHex تبدیل کرد.

So here's RHex with paddles,

در نتیجه اینجا rhex با پاروها است

now converted into an incredibly maneuverable swimming robot.

و اکنون به یک ربات شناگر با قابلیت مانور بسیار بالا تبدیل شده است.

For rough surfaces, though, animals add claws.

وهمچنین برای سطح های سخت حیوانات چنگک ها را اضافه مي‌كنند.

And you probably feel them if you grabbed it.

و احتمالا آن ها را احساس می کنید اگر آن را بگیرید.

Did you touch it?

آیا لمسش کردید؟

CA: I did.

CA: بله

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

RF : و آن ها در گرفتن سطح ها با چنگک هایشان خیلی خوب هستند.

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

"مارک کاتکوسکی" در دانشگاه استنفورد یکی از همکاران من که یک مهندس فوق العاده است

who developed this technique called Shape Deposition Manufacturing,

کسی که این تکنیکی را توسعه داد که "ساخت رسوبگيري شكل نامیده می شود،

where he can imbed claws right into an artificial foot.

كه در آن او چنگک ها را درست به یک پای مصنوعی مي‌افزاید.

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

و در اینجا یک نسخه ساده از یک پا برای ربات جدید است که در چند لحظه نشون می دهم.

So to our blueprint, let's attach claws.

بنابر این برای طرح مان بیایید چنگک ها را اضافه کنیم.

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

اکنون اگر شما به حیوانات نیز نگاه کنید به صورتی که در همه ی سطح ها روان باشند،

the animals use hybrid mechanisms

حیوانات از مکانیسم پیوندی استفاده می کنند

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

که شامل چنگک ها و خارها و موها و پدها (چنبرهای نرم) و چسب ها و چسبندگی های ظریف

and a whole bunch of other things.

و کلی از چیز های دیگر مي‌شود.

These are all from different insects.

اینها همه از حشرات متفاوتی هستند.

There's an ant crawling up a vertical surface.

این جا یک مورچه است که از یک سطح عمودی بالا می رود.

Let's look at that ant.

بیایید یک نگاه به آن مورچه کنید.

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

این پای یک مورچه است شما موها و چنگکها و این چیز هارا اینجا می بینید.

This is when its foot's in the air.

این حالتی است که پایش در هوا است.

Watch what happens when the foot goes onto your sandwich.

نگاه کنید که چه اتفاقی میافتد وقتی پا وارد ساندویج شما می شود.

You see what happens?

می بینید چه اتفاقی می افتد؟

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

پد (چنبره) بیرون می آید و اینجایی است که چسب هست.

Here from underneath is an ant foot,

اینجا پای یک مورچه از زیر است،

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

و وقتی چنگک ها فرو نمی روند آن pad بیرون می آید بدون این که مورچه کاری انجام دهد.

It just extrudes.

آن فقط بیرون می آید.

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

و گرفتن این تصویر سخت بود-- من فکر می کنم این تصویری از پای یک مورچه روی يك رشته باشد.

So it's pretty tough to do.

خوب اين كار سخت است.

This is what it looks like close up --

و این است که چگونه از نزدیک به نظر می رسد

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

این جا پای مورچه است و این جا چسب است.

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

و ما دریافتیم که این چسب ممکن است یک ترکیب دو مرحله ای جالب باشد.

It certainly helps it to hold on.

اما به طور قطع کمک می کند تا او خود را نگه دارد.

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

بنابر این در طرح مان چند پد چسبنده هم می چسبانیم.

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

شما ممکن است به سطح های نرمی که ما از آنها الهام گرفته ایم فکر کنید.

Now we have something better here.

اکنون ما چیز بهتری این جا داریم.

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

مارمولک خانگى یک مثال خوب نانوتکنولوژی در طبیعت است.

These are its feet.

این ها پاهایش هستند.

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

آن ها خیلی شبیه فضایی ها هستند. و این راز که آن‌ها با اين پاها مي‌چسبند،

involves their hairy toes.

شامل انگشتان پشمالويشان هم مي‌شود.

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

آن ها می توانند یک صفحه را با سرعت یک متر بر ثانیه به بالا بدوند،

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

ومی توانند 30 قدم در آن یک ثانیه بر دارند شما به سختی می توانید آن ها را ببینید.

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

اگر ما آن را آهسته کنیم آن ها پاهایشان را در یک هزارم ثانیه تماس می دهند،

and detach them in 16 milliseconds.

و آن ها را در 16هزارم ثانیه جدا می کنند.

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

و هنگامی که تماشا میکنید که چگونه آن را جدا می کنند باور نکردنی است.

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

آن ها از سطح می کنند مانند اینکه شما یک تیکه نوار چسب را می کنید.

Very strange. How do they stick?

خیلی عجیبه! چگونه این کار را انجام می دهند؟

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

اگر به پاهایشان نگاه کنید آن ها یک عضو برگ مانند دارند که "لینالا" نامیده می شود

with millions of hairs.

كه میلیون‌ها مو دارد.

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

و هر مو بيشترين تعداد شاخه‌شاخه شدن در انتها را دارا است.

It has a hundred to a thousand split ends,

آن شامل صد تا هزار انتهای بخشی است.

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

و رازاین است زیرا آن تماس نزدیک را ممكن می‌كند.

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

مارمولک خانگى دارای یک بیلیون از انتهاهای شاخه شاخه شده با اندازه 200 نانومتر است.

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

آن ها با چسب نمی چسبند یا مثل ولکرو کار نمی کنند یا مثل مکش هم کار نمی کنند.

We discovered they work by intermolecular forces alone.

ما در یافتیم که آن ها فقط با نیروی بین مولکولی کار می کنند.

So to our blueprint, we split some hairs.

بنا بر این در طرحمان ما چند مو قرار دادیم.

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

و با این طرح اولین چسب خشک خود تمیزكننده را بدست آوردیم.

the patent issued, we're happy to say.

و آن را به ثبت رسانديم، خوشحالیم که اينو بگیم.

And here's the simplest version in nature,

و اینجا ساده ترین ورژن در طبیعت است،

and here's my collaborator Ron Fearing's attempt

و اینجا همکار من "ران فیرینگ" که کار می کند

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

روی نسخه مصنوعی این چسب خشک که از "پلی رتان" درست شده است.

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

و اینجا اولین تلاش برای به کارگیری آن است.

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

نفع زیادی برای استفاده از این چسب در زمینه های مختلف وجود دارد.

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

من مطمئن هستم که شما می توانید به هزاران استفاده ی ممکن فکر کنید.

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

خیلی از مردم چنین فکری داشته اند، و ما خیلی خوشحالیم که این را به عنوان یک محصول بشناسیم.

We have imagined products; for example, this one:

ما به این محصولات فکر کردیم برای مثال این یکی از آن هاست:

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

ما به چسب-زخم هایی با الهام از بیولوژی فکر کردیم.

We took some hairs from a molting gecko;

ما تعدادی مو از پوست یک مارمولک خانگى گرفتیم؛

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

سه دسته از آن ها را اینجا قرار دادیم و این چسب-زخم ها را درست کردیم.

This is an undergraduate volunteer --

این کار داوطلبانه ی یک دانشجوى دوره ليسانس است--

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

ما 30000 دانشجوى دوره ليسانس داریم بنابر این می توانیم از بین آن ها انتخاب کنیم--

that's actually just a red pen mark.

و در واقع به يك اشاره قلم بند است.

But it makes an incredible Band-Aid.

اما یک چسب-زخم فوق العاده درست کرده است.

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

آن هوا دهی شده است ،و به راحتی می تواند کنده شود، و هیچ رنجی ایجاد نمی کند و زیر آب هم کار می کند.

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

من فکر می کنم این یک مثال شگفت آور از اين است كه يك تحقیق بر پایه‌ی کنجکاوی چگونه است--

we just wondered how they climbed up something --

و ما در تعجبیم که آنها چگونه ایده‌ای را پرورش می دهند--

can lead to things that you could never imagine.

که می تواند به چیز هایی که تصورش را هرگز نمی کنید برسد.

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

و این فقط یک مثال از این است که چرا ما احتیاج داریم از تحقیقات بر پایه ی کنجکاوی حمایت کنیم.

Here you are, pulling off the Band-Aid.

بفرمایید ، موفقیت چسب-زخم.

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

بنابر این دوباره تعریف می کنیم که پا چی هست.

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

سوال این است که آیا ما می توانیم از این راز ها استفاده کنیم تا

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

طرح بهتری از یک پا بدست بیاوریم ،بهتر از آنچه در طبیعت دیدیم؟

Here's the new project:

در اينجا يك پروژه جديد است:

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

ما در حال تلاش برای ساخت اولین ربات بالا رونده امداد و نجات هستیم --بدون مکش یا آهنربا--

that can only move on limited kinds of surfaces.

آن ها فقط می توانند روی انواع محدودی از سطح ها حرکت کنند.

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

من اسم ربات جدیدی را RiSE می گذارم مخفف "Robot in Scansorial Environment" و آن در نظر گرفتن طبیعت است.

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

و ما یک تیم فوق العاده قوی از بیولوژیست ها و مهندسان برای ساخت این ربات داریم.

And here is RiSE.

و رايز( RiSE) اينجا است.

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

آن 6 پا و یک دم دارد و در اینجا او روی فنس و درخت است.

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

و اینجا اولین قدم RiSE روی سطح شیب دار است.

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

صدا را دارید؟ می توانید صدای بالا رفتن را بشنوید.

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

و این جا او به سمت شما میاد در اولین قدم ها روی دیوار.

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

و در اینجا ساده ترین پاهایش را استفاده می کنند بنابراین خیلی جدید است.

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

اما ما فکر می کنیم که ما دینامیک را درست از ربات گرفتیم.

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

"مارک کاتوسکی" همچنین آن را یک قدم جلوتر برد

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

او یکی از کسانی است که قادر است این پا ها و انگشتان تولید شده را بسازد.

The next step is to make compliant toes,

مرحله ی بعد درست کردن انگشتان فرمانبردار است،

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

و تلاش برای اضافه کردن خارها و چنگک ها و آماده سازی برای چسب خشک است.

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

بنابر این ایده این است که اول انگشتان و پا را درست کنند،

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

تلاش برای وفق آن و نهایتا قرار دادن آن روی ربات.

And that's exactly what he's done.

و این دقیقا کاری است که او انجام داد.

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

او در واقع یک پای رباتی بر گرفته از طبیعت ساخته است.

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

و اینجا "مارک کاتوسکی" و طرح فوق العاده دانشجویانش.

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

و این ها انگشتان تقویت شده هستند شش-تا از آنها هست،

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

و آن ها از معیار هایی که من راجع به آن ها صحبت کردم جمعا برای طرح استفاده کردند.

So this is not using any suction, any glue,

بنابر این این بدون استفاده از مکش و چسب است،

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

و نهایتا ، وقتی به ربات وصل می شود--

it's as biologically inspired as the animal --

آن به اندازه همان حیوان دارای ملهم از بیولوژی است--

hopefully be able to climb any kind of a surface.

با امید به اینکه قادر باشد از هر سطحی بالا برود.

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

اینجا اونو می بینید که از دیوار یک ساختمان در استنفورد بالا میرود.

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

آن سرعت گرفت --دوباره ، این یک پا هست در حال بالا رفتن.

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

این کل ربات نیست ، هنوز ما در حال کار روی آن هستیم--

now you can see how it's attaching.

اکنون شما می توانید ببینید چگونه وصل می شود.

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

این سازه های تقویتی شامل ستون فقرات پد (چنبره)های اصطکاک و نهایتا موهای چسبنده

to grab onto very challenging, difficult surfaces.

برای گرفتن سطح های سخت و چالش انگیز.

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

بنابر این آن ها قادر بودند که این چیزها را بگیرند ، اکنون این 20 برابر سریع شده است--

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

آیا می توانید آن را در تلاش برای بالا رفتن و نجات کسی در اون طبقه ی بالایی تصور کنید؟ درسته؟

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

شما اکنون می توانید آن را تصویر سازی کنید این غیر ممکن نیست.

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

ای یک کار چالش انگیز است اما بعدها بیشتر از این کار می بینید.

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

برای نتيجه: ما رازهای طراحی از روي طبیعت را با تماشای چگونگی ساختار پاها گرفته‌ایم.

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

ما یاد گرفته ایم که باید کنترل را به قسمت های کوچکتر توزیع کنیم.

Don't put it all in the brain,

همه را در مغز قرار ندهید،

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

بلکه قسمتی از کنترل را در پاهای تقویتی، ساق و قسمت های بالایی پاها و حتی بدن قرار دهید.

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

طبیعت از راه‌حل‌های ترکیبی استفاده می کند نه يک راه حل واحد.

and they're integrated and beautifully robust.

آنها به خوبی منسجم شده و بسيار محكم و قوي هستند.

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

و سوم اينكه ما اعتقاد داریم که نمی خواهیم از طبیعت تقلید کنیم اما به جای آن از بیولوژی الهام می گیریم

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

و از این معیارهای نو با بهترین راه حل های مهندسی که موجود هستند استفاده می کنیم

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

تا به صورت بالقوه چیزی بهتر از طبیعت بسازيم.

So there's a clear message:

بنابراین ، یک پیغام واضح در اینجا هست:

whether you care about a fundamental, basic research

خواه شما به تحقیقات بنيادي

of really interesting, bizarre, wonderful animals,

از حیوانات خیلی عجیب ، جالب، فوق العاده توجه کنید يا خير،

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

یا بخواهید که یک ربات امداد و نجات بسازید

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

که شمارو در زلزله ها کمک کند یا کسی را از آتش نجات دهد،

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

یا دغدغه دارو و درمان داشته باشيد، ما باید طرحهای طبیعی را حفظ کنیم.

Otherwise these secrets will be lost forever.

در غیر این صورت، این رازها برای همیشه از دست خواهد رفت.

Thank you.

متشکرم