Meet the dazzling flying machines of the future | Raffaello D'Andrea

Translator: Hamid Reza Khodayari Reviewer: soheila Jafari

What started as a platform for hobbyists

آنچه در ابتدا برای سرگرمی ساخته شد

is poised to become a multibillion-dollar industry.

در راه تبدیل شدن به یک صنعت چندین میلیون دلاری است

Inspection, environmental monitoring, photography and film and journalism:

بازرسی، نظارت برمحیط زیست، عکس برداری وفیلمبرداری و روزنامه نگاری

these are some of the potential applications for commercial drones,

اینها تنها برخی از کاربردهای احتمالی برای پهپادهای تجاری است،

and their enablers are the capabilities being developed

وآنچه اینها را توانمند می‌سازد قابلیت‌هایی هستند که در حال توسعه

at research facilities around the world.

در مراکز تحقیقاتی در سراسر دنیا می‌باشند.

For example, before aerial package delivery

مثلا پیش از آنکه تحویل هوایی بسته

entered our social consciousness,

وارد خِرَد جمعی ما شود

an autonomous fleet of flying machines built a six-meter-tall tower

یک گروه از ماشینهای پرنده مستقل از هم یک برج شش متری

composed of 1,500 bricks

متشکل از ۱٫۵۰۰ آجر را ساختند

in front of a live audience at the FRAC Centre in France,

در مقابل دیدگان حضار درمرکز FRAC در فرانسه

and several years ago, they started to fly with ropes.

وچندین سال پیش آنها باطناب به پروازدر آمدند

By tethering flying machines,

با کنترل ماشین‌های پرنده

they can achieve high speeds and accelerations in very tight spaces.

آنها می‌توانند به سرعت و شتاب بالا در فضاهای کوچک پرواز کنند.

They can also autonomously build tensile structures.

آنها همچنین می توانند به طور مستقل سازه‌های قابل انعطاف بسازند

Skills learned include how to carry loads,

مهارت‌های فراگرفته شده عبارتند از نحوه حمل بار

how to cope with disturbances,

نحوه برآمدن از پس اختلال‌ها

and in general, how to interact with the physical world.

و به شکل کلی نحوه تعامل با دنیای فیزیکی

Today we want to show you some new projects that we've been working on.

امروز ما قصد داریم چند تا از پروژه های خود را به شما نشان دهیم.

Their aim is to push the boundary of what can be achieved

هدفشان آن است مرزهای آنچه توسط پرواز مستقل انجام شدنی است

with autonomous flight.

را گسترده ترکنند.

Now, for a system to function autonomously,

حال برای آنکه یک سامانه بتواند مستقل عمل کند،

it must collectively know the location of its mobile objects in space.

لازم است از موقعیت اشیا متحرک خود در فضا مطلع باشد.

Back at our lab at ETH Zurich,

در آزمایشگاه دانشگاه فناوری زوریخ

we often use external cameras to locate objects,

ما اغلب از دوربین های بیرونی جهت مکان‌یابی اشیا بهره می‌گیریم،

which then allows us to focus our efforts

که به ما امکان تمرکز تلاش‌هایمان بر روی

on the rapid development of highly dynamic tasks.

توسعه سریع کارهای بسیار متحرک را می‌دهد.

For the demos you will see today, however,

البته برای آنچه امروز به شما نشان می‌دهیم،

we will use new localization technology developed by Verity Studios,

از فناوری موقعیت یاب جدید ساخته شده توسط شرکت Verity Studios که زیر

a spin-off from our lab.

مجموعه آزمایشگاه ما هست بهره می بریم.

There are no external cameras.

در اینجا هیچ دوربین بیرونی وجود ندارد.

Each flying machine uses onboard sensors to determine its location in space

هرماشین پرنده با استفاده ازحسگرهای خود موقعیتش را در هوا تعیین می‌کند

and onboard computation to determine what its actions should be.

وبا بهره‌گیری از محاسبات درونی آنچه که بایدانجام دهد را مشخص می‌نماید.

The only external commands are high-level ones

تنها دستورات بیرونی دستوراتی در«سطح بالا هستند.»

such as "take off" and "land."

مانند " بلندشدن" و " نشستن"

This is a so-called tail-sitter.

اسم اینو ماگذاشتیم " دُم پرنده."

It's an aircraft that tries to have its cake and eat it.

این یک هواپیماست که دوکار نشدنی را با هم انجام می‌دهد.

Like other fixed-wing aircraft, it is efficient in forward flight,

مثل همه هواپیماهای با بال ثابت در حرکت رو به جلو مهارت دارد،

much more so than helicopters and variations thereof.

خیلی بهتر ازچرخ بال ها و امثال آنها.

Unlike most other fixed-wing aircraft, however,

با این حال برخلاف بیشترهواپیماهای با بال ثابت،

it is capable of hovering,

می‌تواند درهوامعلق بماند،

which has huge advantages for takeoff, landing

که این امر مزیت بسیاری برای بلند شدن و فرود امدن

and general versatility.

و تنوع حرکت عمومی دارد.

There is no free lunch, unfortunately.

متاسفانه هر چیزی هزینه دارد.

One of the limitations with tail-sitters

یکی از محدودیت‌های آنها این است که

is that they're susceptible to disturbances such as wind gusts.

به راحتی تحت تاثیر اختلالاتی مثل بادهای تند قرار می‌گیرند.

We're developing new control architectures and algorithms

ما داریم الگوریتم‌ها و ساختارهای جدید کنترلی رامی‌سازیم

that address this limitation.

که به این محدودیت فائق آیند.

The idea is for the aircraft to recover

هدف این است که بتواند تعادل خود را بیابد

no matter what state it finds itself in,

صرف نظر از اینکه پهپاد خودش را درچه موقعیتی می‌یابد،

and through practice, improve its performance over time.

و بتواند در اثر تمرین عملکرد خود را بهبود بخشد.

(Applause)

(تشویق)

OK.

بسیارخوب.

When doing research,

وقتی تحقیق می‌کنیم،

we often ask ourselves fundamental abstract questions

ما از خود سوالات بنیادی و انتزاعی می‌پرسیم

that try to get at the heart of a matter.

که به اصل موضوع می‌پردازند.

For example, one such question would be,

مثلا یک از این سوالات این است که،

what is the minimum number of moving parts needed for controlled flight?

حداقل چند قطعه متحرک برای پرواز کنترل شده لازم هست؟

Now, there are practical reasons

دلایل عملی وجود دارند که

why you may want to know the answer to such a question.

چرا شما ممکن است بخواهید پاسخ به این سوال را بدانید

Helicopters, for example,

چرخ بال‌ها به عنوان مثال،

are affectionately known as machines with a thousand moving parts

می‌دانیم که هزاران قطعه متحرک دارند

all conspiring to do you bodily harm.

که همه این قطعات در حال توطئه برای آسیب زدن به شما هستند.

It turns out that decades ago,

معلوم شده که دهه‌ها قبل،

skilled pilots were able to fly remote-controlled aircraft

خلبانان ماهرقادربودند هواپیمای کنترل ازراه دور را که تنها دوقطعه

that had only two moving parts:

متحرک داشت را به پرواز در آورند:

a propeller and a tail rudder.

یکی"ملخ" و دیگری "سکان عقب"

We recently discovered that it could be done with just one.

ما اخیرا متوجه شدیم که اینکار تنها با یک قطعه شدنی است.

This is the monospinner,

و آن " تک گََرد" است

the world's mechanically simplest controllable flying machine,

ازنظر مکانیکی ساده ترین ماشین پرنده جهان

invented just a few months ago.

که چند ماه پیش اختراع شد.

It has only one moving part, a propeller.

تنها یک قطعه متحرک دارد یعنی" ملخ"

It has no flaps, no hinges, no ailerons,

هیچ باله‌ای ونه هیچ لولایی

no other actuators, no other control surfaces,

نه هیچ موتوردیگری ونه هیچ سطوح کنترلی

just a simple propeller.

فقط یک ملخ ساده.

Even though it's mechanically simple,

گرچه از نظرمکانیکی ساده است،

there's a lot going on in its little electronic brain

در مغزالکترونیکی کوچکش اتفاقات زیادی درحال انجام است

to allow it to fly in a stable fashion and to move anywhere it wants in space.

تا بتواند باثبات حرکت کرده و هرجا که در هوا می‌خواهد برود.

Even so, it doesn't yet have

با این وجود هنوز الگوریتم‌های

the sophisticated algorithms of the tail-sitter,

پیشرفته "دم پرنده"راندارد

which means that in order to get it to fly,

یعنی برای اینکه بتوانم پروازش دهم

I have to throw it just right.

فقط باید مستقیم پرتابش کنم.

And because the probability of me throwing it just right is very low,

احتمال اینکه من آنرا مستقیم پرتاب کنم کم هست

given everybody watching me,

چونکه همه دارند مرا نگاه می‌کنند

what we're going to do instead

آنچه درعوض می‌خواهیم انجام

is show you a video that we shot last night.

دهیم نمایش فیلمی است که شب گذشته ضبط کردیم.

(Laughter)

(خنده)

(Applause)

(تشویق)

If the monospinner is an exercise in frugality,

اگر "تک گرد" را نشانه تفریط بدانیم

this machine here, the omnicopter, with its eight propellers,

این ماشین یعنی" چرخبال چند منظوره" باهشت ملخ،

is an exercise in excess.

نشانه افراط است.

What can you do with all this surplus?

شما با این همه بخش اضافی چه می‌توانید بکنید؟

The thing to notice is that it is highly symmetric.

نکته قابل توجه تقارن بسیارآن است.

As a result, it is ambivalent to orientation.

درنتیجه تنها در یک جهت حرکت نمی‌کند

This gives it an extraordinary capability.

این موضوع به آن قابلیت فوق العاده‌ای می‌دهد.

It can move anywhere it wants in space

در هوا به هر جا که می خواهد می‌رود

irrespective of where it is facing

بدون توجه به اینکه در چه جهتی است

and even of how it is rotating.

وبدون توجه به اینکه چطورمی چرخد.

It has its own complexities,

این پیچیده گی‌های خاص خود را

mainly having to do with the interacting flows

دارد که عمداتا به جریان‌های هوای تاثیرگذاری که

from its eight propellers.

ناشی از هشت ملخ هست برمی‌گردد.

Some of this can be modeled, while the rest can be learned on the fly.

برخی از اینها قابل برنامه ریزی و بقیه قابل یادگیری هنگام پروازهستند.

Let's take a look.

بیایید نگاهی بیندازیم.

(Applause)

(تشویق)

If flying machines are going to enter part of our daily lives,

اگر قرار است ماشین‌های پرنده بخشی از زندگی روزانه ما شوند

they will need to become extremely safe and reliable.

باید بسیار بی‌خطر وقابل اعتماد باشند.

This machine over here

ماشینی که در آنجا می‌بینید

is actually two separate two-propeller flying machines.

در واقع متشکل است از دو ماشین پرنده مجزا است که هر یک دارای دوملخ هست.

This one wants to spin clockwise.

این می‌خواهد در جهت عقربه ساعت بچرخد.

This other one wants to spin counterclockwise.

دیگری می خواهد خلاف عقربه ساعت بچرخد.

When you put them together,

وقتی آنها را ترکیب کنید

they behave like one high-performance quadrocopter.

مانند یک چرخبال چهار ملخه عملکرد بالا کار می‌کنند.

If anything goes wrong, however --

با این حال اگر مشکلی پیش بیاید--

a motor fails, a propeller fails, electronics, even a battery pack --

مثلا موتوری از کاربیفتد، ملخی کارنکند سیستم الکترونیکی دچارمشکل شود ویا حتی باطری---

the machine can still fly, albeit in a degraded fashion.

ماشین هنوز قادر به پرواز خواهد بود گرچه نامنظم.

We're going to demonstrate this to you now by disabling one of its halves.

ما این قابلیت را با ازکار انداختن یک نیمه نشان می دهیم.

(Applause)

(تشویق)

This last demonstration

این نمایش آخری

is an exploration of synthetic swarms.

گردش زنبورهای رباتی است،

The large number of autonomous, coordinated entities

تعداد زیادی ازماشین‌های مستقل هم آهنگ با هم

offers a new palette for aesthetic expression.

پالت نقاشی جدیدی است برای بیان زیبایی.

We've taken commercially available micro quadcopters,

در اینجا چرخبال‌های چهار ملخه‌ی بسیار کوچکی را می‌بینید

each weighing less than a slice of bread, by the way,

که هر یک کمتر از یک تکه نان وزن دارند،

and outfitted them with our localization technology

و مجهز به فناوری تشخیص مکان ما

and custom algorithms.

والگوریتم‌های خاص خود می‌باشند.

Because each unit knows where it is in space

چون هر واحد می‌داند در هوادرچه موقعیتی است

and is self-controlled,

و سیستم خود کنترلی دارد،

there is really no limit to their number.

در واقع هیچ محدودیتی در تعداد آنها نیست.

(Applause)

(تشویق)

(Applause)

(تشویق)

(Applause)

(تشویق)

Hopefully, these demonstrations will motivate you to dream up

امیدوارم این نمایش‌ها در شما انگیزه ایجاد کند تا نقش‌های کاملا

new revolutionary roles for flying machines.

نو ومتفاوتی را برای ماشینهای پرنده در سر بپرورانید

That ultrasafe one over there for example

مثلا آن یک که فوق العاده بی‌خطر است

has aspirations to become a flying lampshade on Broadway.

آرزودارد که تبدیل به یک آباژور پرنده در برادوی شود.

(Laughter)

(خنده)

The reality is that it is difficult to predict

واقعیت آن است که تاثیر فنآوری نوظهور را

the impact of nascent technology.

دشوار است که پیش‌بینی کنیم.

And for folks like us, the real reward is the journey and the act of creation.

وبرای کسانی مانند ما جایزه واقعی خلق چیزهای بدیع ومسیررسیدن به آن هست.

It's a continual reminder

این یک یادآوری دایمی از این

of how wonderful and magical the universe we live in is,

واقعیت است که جهانی که ما در آنیم چقدرشگفت انگیز وجادویی است،

that it allows creative, clever creatures

که اجازه می دهد موجودات خلاق و با هوش

to sculpt it in such spectacular ways.

آن را به این طرق تماشایی شکل دهند.

The fact that this technology

این واقعیت که این فناوری

has such huge commercial and economic potential

چنین قابلیت‌های تجاری واقتصادی عظیمی دارد

is just icing on the cake.

موضوع را جذاب‌تر می‌کند.

Thank you.

تشکر.

(Applause)

(تشویق)