Origami robots that reshape and transform themselves | Jamie Paik

Translator: Hajar Almasi Reviewer: RAHAA IMANII

As a roboticist, I get asked a lot of questions.

به عنوان یک ربات‌شناس سوالات بسیار زیادی می‌پرسیدم.

"When we will they start serving me breakfast?"

«کِی برایم صبحانه حاضر می‌کنند؟»

So I thought the future of robotics would be looking more like us.

خب من فکر می‌کردم که آینده رباتیک بیشتر شبیه ما می‌شود.

I thought they would look like me,

فکر می‌کردم آینده رباتیک شبیه من باشد،

so I built eyes that would simulate my eyes.

پس چشمانی ساختم که چشمانم را شبیه‌سازی کند.

I built fingers that are dextrous enough to serve me ...

انگشتانی ساختم که به قدر کافی چالاک باشند که به من خدمت کنن ...

baseballs.

بازی بیس بال.

Classical robots like this

ربات‌های کلاسیکی مثل این،

are built and become functional

ساخته و فعال شده‌اند

based on the fixed number of joints and actuators.

براساس تعداد ثابتی از مفاصل و عملگرها کاربردی شده‌اند.

And this means their functionality and shape are already fixed

و این به این معنی است که قابلیت عملکردی و شکل آن‌ها در همان

at the moment of their conception.

لحظه تصور آن‌ها مشخص شده‌است.

So even though this arm has a really nice throw --

بنابراین حتی اگر این بازو واقعا پرتاب خوبی داشته باشد --

it even hit the tripod at the end--

حتی در پایان هم به سه‌پایه برسد-- (به هدف بخورد)

it's not meant for cooking you breakfast per se.

این به معنی نیست که برای شما به خودی خود صبحانه حاضر کند.

It's not really suited for scrambled eggs.

واقعا برای خاگینه درست کردن مناسب نیست.

So this was when I was hit by a new vision of future robotics:

و این زمانی بود که من دید جدیدی از ربات‌های آینده را هدف قرار دادم:

the transformers.

تغییرپذیرها. (تبدیل‌شوندگان)

They drive, they run, they fly,

آن‌ها رانندگی می‌کنند، می‌دوند، پرواز می‌کنند،

all depending on the ever-changing, new environment and task at hand.

همگی بسته به تغییرات دائمی، محیط جدید و کاری که آن‌ها در دست دارند، است.

To make this a reality,

برای تبدیل کردن آن به واقعیت،

you really have to rethink how robots are designed.

شما واقعا باید درباره نحوه طراحی ربات‌ها مجددا فکر کنید.

So, imagine a robotic module in a polygon shape

بنابراین، یک مدول (واحد) رباتیک را در شکلی چند ضلعی تصور کنید

and using that simple polygon shape

و استفاده از آن شکل چند ضلعی ساده را

to reconstruct multiple different forms

برای بازسازی چندین شکل مختلف

to create a new form of robot for different tasks.

برای ایجاد یک شکل جدید از ربات برای وظایف مختلف تصور کنید.

In CG, computer graphics, it's not any news --

در CG، گرافیک کامپیوتری، هیچ خبری نیست --

مدتی است که این کار انجام شده‌است، و این است که بیشتر فیلم‌ها چگونه ساخته می‌شوند.

it's been done for a while, and that's how most of the movies are made.

But if you're trying to make a robot that's physically moving,

اما اگر می‌خواهید یک ربات بسازید که حرکت فیزیکی بکند،

it's a completely new story.

داستان کاملا جدیدی است.

It's a completely new paradigm.

این یک نمونه کاملا جدید است.

But you've all done this.

ولی شما، همه این کارها را کرده‌اید.

Who hasn't made a paper airplane, paper boat, paper crane?

چه کسی تا حالا یک هواپیما یا قایق کاغذی درست نکرده است؟

Origami is a versatile platform for designers.

اوریگامی بستری چند منظوره برای طراحان است.

From a single sheet of paper, you can make multiple shapes,

از یک صفحه کاغذ، می‌توانید چندین شکل بسازید،

and if you don't like it, you unfold and fold back again.

و اگر دوست نداشتید، باز می‌توانید آن را باز کنید و دوباره تا بزنید.

Any 3D form can be made from 2D surfaces by folding,

هر شکل ۳بعدی را می توان از تا کردن سطوح ۲بعدی ساخت،

and this is proven mathematically.

And imagine if you were to have an intelligent sheet

و تصور کنید اگر یک برگه هوشمند داشتید

that can self-fold into any form it wants,

که می‌توانست به هر شکلی که می‌خواست خود را تا بزند،

anytime.

هر زمانی.

And that's what I've been working on.

و این چیزی است که بر روی آن دارم کار می‌کنم.

I call this robotic origami,

من این رباتیک اوریگامی را،

"robogami."

« روبوگامی » می‌نامم.

This is our first robogami transformation

این اولین روبوگامی ما است

that was made by me about 10 years ago.

که من حدود ۱۰ سال پیش ساخته‌ام.

From a flat-sheeted robot,

از یک ربات ورقه‌ای مسطح،

it turns into a pyramid and back into a flat sheet

به یک هرم تبدیل می‌شود و برمی‌گردد دوباره به شکل یک صفحه مسطح

and into a space shuttle.

و به شاتل فضایی تبدیل می‌شود.

Quite cute.

خیلی دلفریب است.

Ten years later, with my group of ninja origami robotic researchers --

ده سال بعد، با گروهِ پژوهش‌گرِ رباتیک اوریگامی مبارزم--

about 22 of them right now --

که الان حدود ۲۲ نفرند در حال حاضر--

we have a new generation of robogamis,

نسل جدیدی از «روبوگامی» ها را داریم،

and they're a little more effective and they do more than that.

و آن‌ها کمی کاراتر هستند و بیش از این‌ها کار می‌کنند.

So the new generation of robogamis actually serve a purpose.

بنابراین نسل جدیدِ روبوگامی‌ها درواقع در خدمت هدفی هستند.

For example, this one actually navigates through different terrains autonomously.

برای نمونه، این یکی در واقع در زمینه‌های مختلفی به صورت مستقل عمل می‌کند.

So when it's a dry and flat land, it crawls.

پس وقتی زمین صاف و خشک باشد، می‌خزد.

And if it meets sudden rough terrain,

و اگرناگهان زمین ناهموار شد،

it starts rolling.

شروع به غلتیدن می‌کند.

It does this -- it's the same robot --

این کار را می‌کند -- این همان ربات است --

but depending on which terrain it meets,

اما بسته به نوع زمینی که با آن مواجه شود،

it activates a different sequence of actuators that's on board.

توالی متفاوتی از عملگرها را فعال می‌کند که روی آن سوار است.

And once it meets an obstacle, it jumps over it.

و یک‌بار به یک مانع برخورد کرد، از روی آن پرید.

It does this by storing energy in each of its legs

این کار با ذخیره کردن انرژی در هر یک از ساق‌هایش

and releasing it and catapulting like a slingshot.

و رها کردن آن و پرت کردنش مانند یک تیروکمان انجام می‌شود.

And it even does gymnastics.

و حتی حرکات ژیمناستیک هم انجام می‌دهد.

Yay.

بله.

(Laughter)

(خنده حاضرین)

So I just showed you what a single robogami can do.

خب من فقط نشان دادم که یک روبوگامی به تنهایی چه‌کار می‌تواند بکند.

Imagine what they can do as a group.

تصور کنید به صورت گروهی چه کارهایی می‌توانند انجام دهند.

They can join forces to tackle more complex tasks.

آن‌ها می‌توانند نیروهایشان را برای کارهای پیچیده‌تری متحد کنند.

Each module, either active or passive,

هر واحدی از آن را، چه فعال و چه غیرفعال،

we can assemble them to create different shapes.

می‌توانیم آن‌ها را برای ایجاد شکل‌های متفاوتی روی هم سوار کنیم.

Not only that, by controlling the folding joints,

نه فقط آن، با کنترل مفاصل تاشو،

we're able to create and attack different tasks.

ما قادر به ایجاد و مبادرت به عمل کردن وظایف مختلفی هستیم.

The form is making new task space.

فرم، فضای کاری جدیدی ایجاد می‌کند.

And this time, what's most important is the assembly.

و این بار، آن‌چه که مهم است سوارکردن آنها بر روی هم است.

They need to autonomously find each other in a different space,

آن‌ها نیاز دارند که به طور مستقل یکدیگر را در یک فضای متفاوت پیدا کنند،

attach and detach, depending on the environment and task.

بسته به محیط و تکلیف، وصل و یا جدا شوند.

And we can do this now.

و حالا می توانیم این کار را بکنیم.

So what's next?

خب بعد چه؟

Our imagination.

قوه تخیل ما.

This is a simulation of what you can achieve

این یک شبیه‌سازی از چیزی است که شما می‌توانید

with this type of module.

با این نوع مدول‌ها به دست آورید.

We decided that we were going to have a four-legged crawler

تصمیم گرفتیم که یک کاوشگر چهار پا را

turn into a little dog and make small gaits.

به یک سگ کوچک تبدیل کنیم و مسابقات زیبایی سگها را ترتیب دهیم.

With the same module, we can actually make it do something else:

با همان مدول‌ها، در واقع می‌توانیم کاری کنیم که کار دیگری انجام بدهد:

a manipulator, a typical, classical robotic task.

یک بازوی خودکار، یک کار رباتیک کلاسیک معمولی.

So with a manipulator, it can pick up an object.

پس با یک بازوی خودکار، می‌تواند یک شی را بردارد.

Of course, you can add more modules to make the manipulator legs longer

البته، شما می‌توانید مدول‌های بیشتری اضافه کنید تا بازوی خودکار را بلندتر کنید.

to attack or pick up objects that are bigger or smaller,

تا چیزهای بزرگ‌تر و یا کوچک‌تر رابردارد،

or even have a third arm.

و یا حتی یک بازوی سوم هم داشته باشید.

For robogamis, there's no one fixed shape nor task.

برای روبوگامی‌ها، شکل و کار ثابتی وجود ندارد.

They can transform into anything, anywhere, anytime.

آن‌ها می‌توانند هر زمان و هرجایی به هر چیزی تبدیل شوند.

So how do you make them?

خب، چگونه آن‌ها را می‌سازید؟

The biggest technical challenge of robogami is keeping them super thin,

بزرگ‌ترین چالش تکنیکی روبوگامی‌ این است که آن‌ها را فوق‌العاده ظریف،

flexible,

و انعطاف‌پذیرنگه دارید،

but still remaining functional.

اما همچنان هم کارکردی باقی‌ بمانند.

They're composed of multiple layers of circuits, motors,

آن‌ها از لایه‌های متعدد مدار، موتورها،

microcontrollers and sensors,

میکروکنترلرها و حسگرها،

all in the single body,

همه در یک بدنه واحد تشکیل شده‌اند،

and when you control individual folding joints,

و زمانی که مفاصلِ تاشویِ جداگانه را کنترل می‌کنید،

you'll be able to achieve soft motions like that

می‌توانید حرکات نرمی مثل این دست یابید

upon your command.

که تحت فرمان شما باشد.

Instead of being a single robot that is specifically made for a single task,

به جای اینکه یک ربات منفرد باشد که به طورِ خاص برای یک وظیفه واحد ساخته شده‌باشد،

robogamis are optimized to do multi-tasks.

روبوگامی‌هایی هستند که برای انجام چند کار بهینه‌سازی شده‌‌اند.

And this is quite important

و این برای محیط‌های پیچیده

for the difficult and unique environments on the Earth

و منحصر به فرد روی زمین

as well as in space.

و نیز در فضا بسیار مهم است.

Space is a perfect environment for robogamis.

فضا یک محیط عالی برای روبوگامی‌‌ها است.

You cannot afford to have one robot for one task.

نمی‌توانید فقط یک روبات برای یک وظیفه تهیه کنید.

Who knows how many tasks you will encounter in space?

چه کسی می‌داند که با چند کار در فضا مواجهید؟

What you want is a single robotic platform that can transform to do multi-tasks.

آن‌چه می‌خواهید یک بستر روباتیکی است که بتواند تبدیل شود جهت انجام وظایف چندگانه.

What we want is a deck of thin robogami modules

آن‌چه ما می‌خواهیم یک دسته ورق از مدول‌های روبوگرامی بسیار نازک است

that can transform to do multiples of performing tasks.

که می‌توانند تغییر شکل یابند تا وظایف چندگانه انجام دهند.

And don't take my word for it,

و حرف مرا را به آن منظور نگیرید البته

because the European Space Agency and Swiss Space Center

چرا که آژانس فضایی اروپا و مرکز فضایی سوئیس

are sponsoring this exact concept.

این مفهوم دقیق را پشتیبانی می‌کنند.

So here you see a couple of images of reconfiguration of robogamis,

این‌جا چندین عکس از ترکیب‌بندی مجدد روبوگامی‌ها،

exploring the foreign land aboveground, on the surface,

کشف سرزمین‌های بیگانه، زندگی، بر روی سطح پوسته،

as well as digging into the surface.

و همچنین حفرکردن داخل پوسته را مشاهده می‌کنید.

It's not just exploration.

این فقط اکتشاف نیست.

For astronauts, they need additional help,

برای فضانوردان، آن‌ها به کمک اضافی نیاز دارند،

because you cannot afford to bring interns up there, either.

چون نمی‌توانید کارآموزها را آن بالا ببرید.

(Laughter)

(خنده حضار)

They have to do every tedious task.

مجبورند هر کار خسته‌کننده‌ای را انجام دهند

They may be simple,

ممکن است ساده باشد،

but super interactive.

اما بسیار تعاملی ‌اند.

So you need robots to facilitate their experiments,

پس به ربات‌ها نیازاست تا (فضانوردان) آزمایش‌هایشان را تسهیل کنند

assisting them with the communications

و به آن‌ها در ارتباطات کمک کرده،

and just docking onto surfaces to be their third arm holding different tools.

فقط به سطوح وصل می‌شوند تا بازویِ سوم آن‌ها ابزار متفاوتی را نگه‌دارند.

But how will they be able to control robogamis, for example,

اما چگونه آن‌ها می‌توانند روبوگامی‌ها را برای نمونه،

outside the space station?

خارج از ایستگاه فضایی کنترل کنند؟

In this case, I show a robogami that is holding space debris.

در این مورد، من یک روبوگامی‌ را نشان می‌دهم که زباله فضایی را در دست دارد.

You can work with your vision so that you can control them,

شما می‌توانید با دیدگاه خود کار کنید تا بتوانید آن‌ها را کنترل کنید،

but what would be better is having the sensation of touch

اما چه چیزی بهتر از این که حس لامسه

directly transported onto the hands of the astronauts.

به طور مستقیم به دست فضانوردان منتقل شود.

And what you need is a haptic device,

و آن‌چه که نیاز دارید، یک دستگاه لمسی،

a haptic interface that recreates the sensation of touch.

یک رابط لامسه‌ای که حس لامسه را بازسازی می‌کند.

و با استفاده از روبوگامی‌ها، می‌توانیم این کار را انجام دهیم.

And using robogamis, we can do this.

This is the world's smallest haptic interface

این کوچک‌ترین رابط لامسه‌ای در جهان است

that can recreate a sensation of touch just underneath your fingertip.

که می‌تواند حس لامسه را درست زیر نوک انگشت خود ایجاد کند.

We do this by moving the robogami

ما این کار را با حرکت روبوگامی

by microscopic and macroscopic movements at the stage.

با حرکات بسیار ریز و بسیار درشت در صحنه انجام می‌دهیم.

And by having this, not only will you be able to feel

و با داشتن این، نه تنها شما می‌توانید احساس کنید که

how big the object is,

شی چقدر بزرگ است،

the roundness and the lines,

گردی و خطوط،

but also the stiffness and the texture.

بلکه سفتی و بافت را نیز نشان می‌دهد.

Alex has this interface just underneath his thumb,

الکس این رابط را درست زیر انگشت خود دارد،

and if he were to use this with VR goggles and hand controllers,

و اگر او ازعینکِ واقعیت مجازی گوگل و کنترل گر دست استفاده کرده،

now the virtual reality is no longer virtual.

اکنون واقعیت مجازی دیگر مجازی نیست.

It becomes a tangible reality.

این یک واقعیت ملموس می‌شود.

The blue ball, red ball and black ball that he's looking at

توپ آبی، توپ قرمز و توپ سیاه که به آن نگاه می‌کند

is no longer differentiated by colors.

دیگر فقط با رنگ‌ها متمایز نمی‌شود.

Now it is a rubber blue ball, sponge red ball and billiard black ball.

حالا یک توپ پلاستیکی آبی است، توپ اسفنجی سرخ و توپ سیاه بیلیارد.

This is now possible.

اکنون این ممکن شده است.

Let me show you.

بگذارید به شما نشان دهم.

This is really the first time this is shown live

این نخستین باری است که این تصویر به صورت زنده

in front of a public grand audience,

در مقابل جمعیت عظیم عمومی نمایش داده می‌شود،

so hopefully this works.

پس امیدوارم کار کند.

So what you see here is an atlas of anatomy

پس چیزی که اینجا می‌بینید یک اطلس کالبد شناسی

and the robogami haptic interface.

و رابط لامسه ای روبوگامی است.

So, like all the other reconfigurable robots,

بنابراین، مانند دیگر ربات‌هایِ قابل پیکربندی مجدد دیگر،

it multitasks.

این کاری چندگانه است.

Not only is it going to serve as a mouse,

نه تنها به عنوان یک ماوس به کار می‌رود،

but also a haptic interface.

بلکه یک رابط لامسه‌ای نیز هست.

So for example, we have a white background where there is no object.

بنابراین برای مثال، ما یک پس‌زمینه سفید داریم که در آن هیچ چیزی نیست.

That means there is nothing to feel,

این یعنی هیچ چیزی برای حس کردن وجود ندارد،

so we can have a very, very flexible interface.

پس می‌توانیم یک رابطِ بسیار بسیار انعطاف‌پذیر داشته باشیم.

Now, I use this as a mouse to approach skin,

حالا، من از این به عنوان ماوس برای نزدیک شدن به پوست،

a muscular arm,

یک بازوی عضلانی استفاده می‌کنم،

so now let's feel his biceps,

پس اجازه دهید عضلات دو سر

or shoulders.

و یا شانه‌های او را حس کنیم.

So now you see how much stiffer it becomes.

پس حالا می‌بینید که چقدر سخت‌تر می‌شود.

Let's explore even more.

بیایید بیشتر بررسی کنیم.

Let's approach the ribcage.

بیایید به قفسه‌سینه نزدیک کنیم.

And as soon as I move on top of the ribcage

و به محض اینکه روی قفسه‌سینه حرکت می‌کنم

and between the intercostal muscles,

و بین ماهیچه‌های بین دنده‌ای،

which is softer and harder,

که نرم‌تر و سخت‌ترهستند،

I can feel the difference of the stiffness.

می‌توانم تفاوت سختی را حس کنم.

Take my word for it.

حرف مرا باور کنید.

So now you see, it's much stiffer in terms of the force

پس حالا می‌بینید، از نظر نیرویی

که به نوک انگشتانم باز می‌گردد، محکم‌تر است.

it's giving back to my fingertip.

So I showed you the surfaces that aren't moving.

پس من سطوحی را که حرکت نمی‌کنند را به شما نشان دادم.

How about if I were to approach something that moves,

اگر قرار بود به چیزی نزدیک شوم که حرکت کند،

for example, like a beating heart?

برای نمونه ، مانند قلب طپنده؟

What would I feel?

چه چیزی حس می‌کردم؟

(Applause)

(تشویق)

This can be your beating heart.

این می تواند قلب طپنده شما باشد.

This can actually be inside your pocket

این می‌تواند در واقع داخل جیب شما باشد

while you're shopping online.

در حالی که به صورت آنلاین خرید می‌کنید.

Now you'll be able to feel the difference of the sweater that you're buying,

اکنون شما قادر خواهید بود تفاوت پلیوری را که می‌خواهید بخرید، حس کنید،

how soft it is,

چه نرم است،

if it's actually cashmere or not,

این که آیا واقعا پشم کشمیر است،

or the bagel that you're trying to buy,

یا نان‌شیرینی که می‌خواهید بخرید،

how hard it is or how crispy it is.

چقدر سفت یا چقدر ترد است.

This is now possible.

اکنون امکان‌پذیرشده است.

The robotics technology is advancing to be more personalized and adaptive,

فناوری رباتیک در حال پیشرفت است تا شخصی سازی و انطباقی شود،

to adapt to our everyday needs.

تا با نیازهای روزمره ما سازگار شود.

This unique specie of reconfigurable robotics

این گونه منحصر به فردِ ربات‌های قابل پیکربندی مجدد

is actually the platform to provide this invisible, intuitive interface

در واقع بستری برای فراهم کردن این رابط نامریی و نامریی

to meet our exact needs.

برای برآوردن نیازهای دقیق ما است.

These robots will no longer look like the characters from the movies.

این ربات‌ها دیگر شبیه شخصیت‌های فیلم نخواهند بود.

Instead, they will be whatever you want them to be.

در عوض، آن‌ها هر چیزی که شما می‌خواهید می‌شوند.

Thank you.

سپاسگزارم.

(Applause)

(تشویق)