The Future of Machines That Move like Animals | Robert Katzschmann | TED

Translator: Saameh Sanaaee Reviewer: sadegh vn

Modern engineering focuses on rotating motors

مهندسی مدرن روی موتورهای چرخان

to power almost any machine.

برای تامین انرژی تقریباً هر ماشینی تمرکز می‌کند.

It has taken about 200 years

تقریبا ۲۰۰سال طول کشیده است

for motors to become what they are today.

تا موتورها به چیزی که الان هستند، تبدیل شود.

And they're still loud and unnatural in their ways.

و آن‌ها هنوز صدای زیادی دارند و در کارشان غیرطبیعی هستند.

The constant noise of machines

صدای دائمی ماشین‌ها

causes problems for living beings everywhere,

در همه‌جا باعث ایجاد مشکل برای موجودات زنده می‌شود،

both in the ocean and also on land.

هم در اقیانوس‌ها و هم در خشکی.

Humans who are constantly exposed to noise can become stressed, depressed

انسان‌هایی که مدام در محیط‌های پرسروصدا هستند، ممکن است دچار استرس، افسردگی

and even develop tinnitus.

و حتی وزوز گوش شوند.

In contrast,

در مقابل،

there are no rotating motors in nature.

هیچ موتور چرخنده‌ای در طبیعت نیست.

Nature often smoothly, glides, swims or wiggles,

طبیعت معمولاً به آرامی سر می‌خورد، شنا می‌کند و یا تکان می‌خورد

without the rattling of rigid parts

بدون لرزش قطعات سخت

or the loud rubbing of surfaces.

یا سایش [با صدای] بلندِ سطوح.

I believe we can and should rehaul our approach to how we make machines.

من باور دارم که می‌توانیم و باید روش ساخت ماشین‌هایمان را بازنگری کنیم.

Instead of using rigid or unnatural materials,

به‌جای استفاده از مواد سخت یا غیرطبیعی،

what if we made biomimetic machines?

چه می‌شود اگر ماشین‌های بیومِمتیک (الهام گرفته از طبیعت) بسازیم؟

Machines made of soft or living materials

ماشین‌هایی که از مواد نرم یا زنده ساخته شده‌اند

that are adaptive and safe to use in a variety of everyday tasks?

که سازگار و برای استفاده در کارهای روزانه‌ی مختلف ایمن هستند؟

Can you imagine boats or submarines that propel themselves

می‌توانید قایق‌ها یا زیردریایی‌هایی را تصور کنید که خودشان را

by moving their tails from side to side,

توسط حرکت دُمشان به این‌طرف و آن‌طرف حرکت می‌دهند،

just like fish do?

درست مثل ماهی‌ها؟

So to imitate these natural movements,

برای این که این حرکات طبیعی را تقلید کنیم،

we have to replace rotating motors

باید موتورهای چرخنده

and fast, spinning propellers

و پروانه‌های سریع و چرخان را

with artificial muscles.

با ماهیچه‌های مصنوعی جایگزین کنیم.

And I can tell you this, this can be done.

و می‌توانم به شما بگویم، این کار شدنی است.

Our team of researchers at MIT and ETH Zurich

تیم تحقیقاتی ما در MIT و ETH زوریخ

has started to develop less disruptive robots

شروع به تولید ربات‌هایی کرده‌اند که کمتر مخرب هستند

by introducing a new, biomimetic way of moving through water.

با معرفی یک روش بیومیمتیک جدید برای حرکت در آب.

We created a biomimetic robotic fish.

ما یک ماهی روباتیک و بیوممتیک ساختیم.

Her name is Sophie.

اسمش سوفی است.

She's the first demonstration of a fully untethered, soft robot

او اولین نمونه‌ی یک روبات نرم و کاملا بدون اتصال است

that can explore the ocean without the need for propellers.

که می‌تواند اقیانوس را بدون نیاز به پروانه کاوش کند.

Sophie pumps water back and forth within a highly deformable tail.

سوفی آب را با دمی بسیار تفییر شکل‌پذیر به جلو وعقب پمپ می‌کند.

Her tail movement imitates the natural swimming motion of real fish.

حرکات دمش از شنای طبیعی ماهی‌های واقعی تقلید می‌کند.

Sophie's natural design allows her to closely monitor aquatic life.

طراحی طبیعی سوفی به او اجازه می‌دهد که زندگی در آب را از نزدیک زیر نظر بگیرد.

Now, there's a catch.

حالا، مسئله‌ای وجود دارد.

Sophie is energy-hungry and loud.

سوفی گشنه‌ی انرژی و پرصداست.

Yes, we successfully managed to build a robot that swims like a fish,

بله، ما توانستیم با موفقیت روباتی بسازیم که مثل یک ماهی شنا می‌کند،

but...

اما...

Sophie requires a motor and a pump to properly work.

سوفی نیازمند یک موتور و یک پمپ برای کارکرد درست است.

Now we are replacing that motor and pump,

حالا ما در حال جایگزینی آن موتور و پمپ هستیم،

which is noisy and not desired in such a way,

که پرسروصداست و به این حالت مطلوب نیست،

we're replacing it with silent, artificial muscles.

ما داریم با ماهیچه‌های بی‌صدا و مصنوعی جایگزین‌اش می‌کنیم.

These muscles are called HASELs.

این ماهیچه‌ها هِیزِل نام دارند.

They directly and efficiently convert electrical energy

آن‌ها انرژی الکتریکی را به‌طور مستقیم و کارامد

into muscle contractions.

به انقباض عضلانی تبدیل می‌کند.

Take a look at this large muscle we made to lift and lower a leg.

به این ماهیچه‌ی بزرگی که برای بلندکردن و پایین‌بردن یک پا ساخته‌ایم، نگاه کنید.

A stack of flexible sheets contracts and relaxes

یک دسته از صفحات انعطاف‌پذیر منقبض و شل می‌شوند

just like a thigh muscle does.

درست مثل ماهیچه‌ی ران.

Let me tell you how this works.

بگذارید به شما بگویم که چگونه کار می‌کند.

So we take laminated sheets

خب، ما صفحات لمینیت‌شده را

to create pouches.

برای ساختن کیسه‌هایی استفاده می‌کنیم.

We have several of these pouches within a single muscle.

ما تعداد زیادی از این کیسه‌ها را در یک ماهیچه خواهیم داشت.

We now take a conductive ink

حالا یک جوهر رسانا را

and spray-coat that ink onto these pouches,

به عنوان یک پوشش بر روی این کیسه‌ها اسپری می‌کنیم،

and then we inject them with oil.

و سپس به درونشان روغن تزریق می‌کنیم.

After having done this,

بعد از انجام این کار،

we have a conductive ink that acts like a flexible electrode

ما یک جوهر رسانا داریم که مانند اکترود منعطف عمل می‌کند

that squeezes these liquid-filled pouches

و کیسه‌های پرشده با مایعات را وقتی که ولتاژی اعمال شود، منقبض می‌کند.

when a voltage is applied.

Now, just like muscles with real fish,

حالا، درست مثل ماهیچه‌ی ماهی‌های واقعی،

we take this kind of filmed muscles

ما این ماهیچه‌هایی که با فیلم (لایه‌ی جوهر) پوشیده شده‌اند

and pair them up as antagonistic pairs

را با جفت‌های آنتاگونیستی (مخالف) جفت می‌کنیم

and put them into our soft robotic fish design.

و آن‌ها را در ماهی رباتیک‌مان جایگذاری می‌کنیم.

We 3D-print the hull

ما بدنه‌ی ضدآب و ستون فقرات این ماهی را به طور سه‌بعدی پرینت می‌کنیم

and the spine of this fish,

using soft and rigid materials.

با استفاده از مواد نرم و سخت.

The fish now swims silently

ماهی حالا بدون صدا شنا می‌کند

by electrically charging the muscles inside of the fish

توسط شارژ الکتریکی ماهیچه‌های درون ماهی

in an alternating fashion from one side to the other.

به شکل متناوب از یک سمت به سمتی دیگر.

To improve our designs,

برای بهبود طرح‌هایمان،

we do not rely on tedious trial and error fabrication.

ما به روش‌های ساخت با آزمون و خطاهای خسته‌کننده تکیه نمی‌کنیم.

Instead, our software rapidly simulates

به جای آن، نرم‌افزارمان با سرعت شبیه‌سازی کرده

and optimizes a design for performance

و طرحی را برای کارکرد بهینه می‌کند

before we have to build it.

قبل از اینکه ما آن را بسازیم.

Our approach creates a continuous design space

روش ما یک فضای متوالی برای طراحی ایجاد می‌کند

that interpolates between existing fish designs to create new designs.

که بین طراحی‌های موجود ماهی‌ها کاوش می‌کند تا طرح‌های جدیدی تولید کند.

Our optimization then explores this continuous design space

سپس [برنامه‌ی] بهینه‌سازی ما این فضای متوالی طراحی را کاوش می‌کند

to come up with new and faster creatures we have not seen before.

تا به موجودات جدید و پرسرعت‌تری برسد که ما هرگز آن‌ها را ندیده‌ایم.

Robots one day might even be made of living muscle cells.

ربات‌ها حتی ممکن است روزی از سلول‌های زنده‌ی ماهیچه ساخته شوند.

Wouldn't it be great if such a living robot would then heal itself,

پس عالی نمی‌شود اگر چنین ربات زنده‌ای بتواند خودش را ترمیم کند،

just like human muscles do?

درست مثل ماهیچه‌های انسان؟

I can tell you this.

می‌توانم این را به شما بگویم.

Starting from muscle cells,

با شروع از سلول‌های ماهیچه،

we can already print, grow and stimulate muscles.

ما توانسته‌ایم ماهیچه‌ها را پرینت کنیم، رشد دهیم و شبیه‌سازی کنیم.

We are now beginning to make these muscles larger,

ما حالا شروع به بزرگ‌ترکردن، ماندگارترکردن و قابل کنترل کردنِ این ماهیچه‌ها کرده‌ایم.

longer-lasting and controllable.

It’s a fascinating challenge to engineer a standalone muscle

چالش شگفت‌انگیزی است که یک ماهیچه‌ی مستقل را مهندسی کنیم

without a supporting organism

بدون یک ارگانیسم پشتیبان

that provides this muscle with an immune system.

که برای این ماهیچه، یک سیستم ایمنی ارائه کند.

These living muscles efficiently convert chemical energy that comes from nutrients

این ماهیچه‌های زنده، انرژی شیمیایی حاصل از مواد غذایی را با کارایی بالا

into muscle contractions.

به انقباضات عضلانی تبدیل می‌کنند.

Living muscles can eventually become sustainable

ماهیچه‌های زنده می‌توانند سرانجام پایدار شوند

and biodegradable machines

و ماشین‌های تجزیه‌پذیری باشند

that decrease emissions and pollution

که انتشارات و آلودگی را کاهش می‌دهند

all while actually truly mimicking nature.

هنگامی که واقعا از طبیعت الهام گرفته و از آن تقلید می‌کنند.

So all of this,

پس همه‌ی این‌ها،

what I've told you, is possible

چیزی که به شما گفته‌ام، ممکن است

with the knowledge that researchers and engineers have today.

با دانشی که محققان و مهندسان امروزه دارند.

I believe we have to rethink every machine ever invented

باور دارم که ما باید روی تمام ماشین‌هایی که تا به حال اختراع کرده‌ایم تجدیدنظر کنیم

from a holistic perspective.

از یک زاویه‌ی دید کلی‌نگر.

We have to rethink what the machine should do

ما باید در اینکه یک ماشین باید چه کاری انجام دهد

and what it should not do.

و چه کاری را نباید انجام دهد، تجدید نظر کنیم.

I think we want machines that safely integrate with us,

فکر می‌کنم ماشین‌هایی را می‌خواهیم که به طور ایمن ما را کامل کنند

improve our quality of life.

و کیفیت زندگی ما را افزایش دهند.

All the while, we respect nature,

همزمان با این که به طبیعت احترام می‌گذاریم

and don't pollute our world with loud noises.

و جهانمان را با صداهای بلند آلوده نمی‌کنیم.

So let's reimagine machines to take on forms

پس بیایید ماشین‌هایی را تصور کنیم که شکل‌هایی را به خود می‌گیرند

we have never thought of before

که ما هرگز به آن‌ها فکر نکرده‌ایم

and discover places we have never been to before.

و مکان‌هایی را کشف کنیم که هرگز پایمان را به آن‌ها نگذاشته‌ایم.

Thank you.

از شما ممنونم.

(Applause)

(تشویق)