Robots that fly ... and cooperate | Vijay Kumar

Vijay Kumar : des robots qui volent .. et travaillent ensemble

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2012-03-01 ・ TED


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Robots that fly ... and cooperate | Vijay Kumar

Vijay Kumar : des robots qui volent .. et travaillent ensemble

2,182,164 views ・ 2012-03-01

TED


Veuillez double-cliquer sur les sous-titres anglais ci-dessous pour lire la vidéo.

Traducteur: Elisabeth Buffard Relecteur: Sabine Sur
00:20
Good morning.
0
20566
1159
Bonjour
00:22
I'm here today to talk about autonomous flying beach balls.
1
22853
4153
Je suis ici aujourd'hui pour parler
de ballons de plage volants et autonomes.
00:27
(Laughter)
2
27030
1008
Non, de robots aériens agiles comme celui-ci.
00:28
No, agile aerial robots like this one.
3
28062
2865
00:31
I'd like to tell you a little bit about the challenges in building these,
4
31624
3460
Je voudrais vous parler des défis rencontrés lors de leur construction
et de quelques-unes des possibilités formidables
00:35
and some of the terrific opportunities for applying this technology.
5
35108
3392
d'application de cette technologie.
00:38
So these robots are related to unmanned aerial vehicles.
6
38957
4608
Donc, ces robots
sont apparentés à des drones.
Cependant, les drones que vous voyez ici sont grands.
00:44
However, the vehicles you see here are big.
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44199
2651
Ils pèsent des tonnes,
00:47
They weigh thousands of pounds, are not by any means agile.
8
47318
3269
ne sont pas du tout agiles.
00:50
They're not even autonomous.
9
50611
1625
Ils ne sont même pas autonomes.
00:52
In fact, many of these vehicles are operated by flight crews
10
52886
4182
En fait, bon nombre de ces véhicules
sont manoeuvrés par des équipes de pilotage
qui peuvent compter des pilotes,
00:57
that can include multiple pilots,
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57092
2560
00:59
operators of sensors,
12
59676
2206
des opérateurs de capteurs
01:01
and mission coordinators.
13
61906
1330
et plusieurs coordonnateurs de mission.
01:03
What we're interested in is developing robots like this --
14
63922
2743
Ce qui nous intéresse, c'est le développement de robots de ce genre -
et voici deux autres photos -
01:06
and here are two other pictures --
15
66689
1690
des robots qu'on peut acheter dans le commerce.
01:08
of robots that you can buy off the shelf.
16
68403
2683
Ce sont donc des hélicoptères à quatre rotors
01:11
So these are helicopters with four rotors,
17
71110
3284
et ils font à peu près un mètre
01:14
and they're roughly a meter or so in scale,
18
74418
3690
et pèsent plusieurs kilos.
01:18
and weigh several pounds.
19
78132
1460
Nous leur ajoutons des capteurs et des processeurs,
01:20
And so we retrofit these with sensors and processors,
20
80076
3355
et ces robots peuvent voler en intérieur
01:23
and these robots can fly indoors.
21
83455
2206
sans GPS.
01:25
Without GPS.
22
85685
1319
Le robot que je tiens dans ma main
01:27
The robot I'm holding in my hand
23
87457
1888
est de ce type,
01:29
is this one,
24
89369
1650
et il a été créé par deux étudiants,
01:31
and it's been created by two students,
25
91043
3143
Alex et Daniel.
01:34
Alex and Daniel.
26
94210
1648
Il pèse un peu plus
01:36
So this weighs a little more than a tenth of a pound.
27
96493
3115
d'un vingtième de kilo.
01:39
It consumes about 15 watts of power.
28
99632
2579
Il consomme environ 15 watts d'électricité.
Comme vous pouvez le voir,
01:42
And as you can see, it's about eight inches in diameter.
29
102235
2833
il fait environ 20 cm de diamètre.
Laissez-moi vous montrer rapidement
01:46
So let me give you just a very quick tutorial
30
106330
2595
01:48
on how these robots work.
31
108949
1666
comment ces robots fonctionnent.
Un robot dispose donc de quatre rotors.
01:51
So it has four rotors.
32
111043
1193
01:52
If you spin these rotors at the same speed,
33
112260
2048
Si vous faites tourner ces rotors à la même vitesse,
01:54
the robot hovers.
34
114332
1199
le robot plane.
01:56
If you increase the speed of each of these rotors,
35
116420
3636
Si vous augmentez la vitesse de chacun de ces rotors,
alors le robot s'envole, il s'élève en accélérant.
02:00
then the robot flies up, it accelerates up.
36
120080
2539
02:02
Of course, if the robot were tilted,
37
122643
2432
Bien sûr, si on faisait basculer le robot,
si on l'inclinait à l'horizontale,
02:05
inclined to the horizontal,
38
125099
1310
02:06
then it would accelerate in this direction.
39
126433
2803
alors il accélèrerait dans cette direction.
02:09
So to get it to tilt,
40
129686
1413
Donc, pour le faire basculer, voici l'une des deux façons de le faire.
02:11
there's one of two ways of doing it.
41
131123
2093
Donc, sur cette image
02:13
So in this picture, you see that rotor four is spinning faster
42
133240
3636
vous voyez que le rotor n° 4 tourne plus vite
02:16
and rotor two is spinning slower.
43
136900
1968
et que le rotor n° 2 tourne plus lentement.
02:18
And when that happens,
44
138892
1560
Quand c'est le cas,
02:20
there's a moment that causes this robot to roll.
45
140476
3051
il y a un tangage qui fait basculer le robot.
Et dans l'autre sens,
02:24
And the other way around,
46
144495
1255
02:25
if you increase the speed of rotor three and decrease the speed of rotor one,
47
145774
5579
si vous augmentez la vitesse du rotor n°3
et diminuez la vitesse du rotor n°1,
alors le robot bascule en avant.
02:31
then the robot pitches forward.
48
151377
1859
02:33
And then finally,
49
153820
1168
Enfin,
02:35
if you spin opposite pairs of rotors
50
155012
2894
si vous faites tourner des paires de rotors opposés
02:37
faster than the other pair,
51
157930
1692
plus vite que l'autre paire,
02:39
then the robot yaws about the vertical axis.
52
159646
2721
alors le robot s'oriente sur l'axe vertical.
Donc, un processeur embarqué
02:42
So an on-board processor
53
162391
1460
02:43
essentially looks at what motions need to be executed
54
163875
3307
s'intéresse essentiellement aux mouvements qui doivent être exécutés
et combine ces mouvements
02:47
and combines these motions,
55
167206
1970
et calcule quelles commandes envoyer aux moteurs
02:49
and figures out what commands to send to the motors --
56
169200
3110
600 fois par seconde.
02:52
600 times a second.
57
172334
1412
02:53
That's basically how this thing operates.
58
173770
1969
C'est en gros comme ça que ça fonctionne.
Donc, l'un des avantages de cette conception
02:56
So one of the advantages of this design
59
176247
2142
c'est que quand on réduit la taille globale,
02:58
is when you scale things down,
60
178413
1899
le robot devient naturellement agile.
03:00
the robot naturally becomes agile.
61
180336
2318
Donc ici R
03:03
So here, R is the characteristic length of the robot.
62
183194
4063
est la longueur caractéristique du robot.
C'est la moitié du diamètre, en fait.
03:07
It's actually half the diameter.
63
187281
1674
03:09
And there are lots of physical parameters that change as you reduce R.
64
189595
4641
Et il y a beaucoup de paramètres physiques qui changent
quand on réduit R.
03:14
The one that's most important is the inertia,
65
194968
2631
Celui qui est le plus important
est l'inertie ou la résistance au mouvement.
03:17
or the resistance to motion.
66
197623
1921
Ainsi, il s'avère
03:19
So it turns out the inertia, which governs angular motion,
67
199568
4476
que l'inertie, qui gouverne le mouvement angulaire,
se met à l'échelle R puissance 5.
03:24
scales as a fifth power of R.
68
204068
2600
Donc plus vous réduisez R,
03:27
So the smaller you make R,
69
207046
1696
03:28
the more dramatically the inertia reduces.
70
208766
2317
plus l'inertie se réduit de façon spectaculaire.
03:31
So as a result, the angular acceleration,
71
211956
2935
Donc, l'accélération angulaire,
03:34
denoted by the Greek letter alpha here,
72
214915
2039
désignée ici par la lettre grecque alpha,
03:36
goes as 1 over R.
73
216978
1619
devient un sur R.
03:38
It's inversely proportional to R.
74
218621
1729
Elle est inversement proportionnelle à R.
03:40
The smaller you make it, the more quickly you can turn.
75
220374
2770
Plus on la réduit, plus on peut tourner vite.
Cela devrait apparaître clairement dans ces vidéos.
03:44
So this should be clear in these videos.
76
224219
1961
En bas à droite, on peut voir un robot
03:46
On the bottom right, you see a robot performing a 360-degree flip
77
226204
4459
effectuer un tonneau de 360 ​​degrés
03:50
in less than half a second.
78
230687
1548
en moins d'une demi-seconde.
03:52
Multiple flips, a little more time.
79
232656
2580
Des tonneaux multiples, un peu plus de temps.
Donc, ici, les processus embarqués
03:56
So here the processes on board
80
236259
1881
reçoivent les retours des accéléromètres
03:58
are getting feedback from accelerometers and gyros on board,
81
238164
3184
et des gyroscopes embarqués
04:01
and calculating, like I said before,
82
241372
2118
et calculent, comme je l'ai dit avant,
04:03
commands at 600 times a second,
83
243514
1809
les commandes 600 fois par seconde
04:05
to stabilize this robot.
84
245347
1889
pour stabiliser ce robot.
04:07
So on the left, you see Daniel throwing this robot up into the air,
85
247607
3350
Donc, sur la gauche, vous voyez Daniel jeter ce robot en l'air.
04:10
and it shows you how robust the control is.
86
250981
2027
Et ça vous montre la robustesse du contrôle.
Peu importe comment on le jette,
04:13
No matter how you throw it,
87
253032
1310
04:14
the robot recovers and comes back to him.
88
254366
2912
le robot récupère et revient à lui.
04:18
So why build robots like this?
89
258881
1777
Alors, pourquoi construire des robots comme celui-ci?
Des robots de ce genre ont de nombreuses applications.
04:21
Well, robots like this have many applications.
90
261079
2571
On peut les envoyer à l'intérieur de bâtiments comme celui-ci
04:24
You can send them inside buildings like this,
91
264198
2471
04:26
as first responders to look for intruders,
92
266693
3587
comme premiers intervenants à la recherche d'intrus,
peut-être à la recherche de fuites biochimiques,
04:30
maybe look for biochemical leaks,
93
270304
3301
de fuites de gaz.
04:33
gaseous leaks.
94
273629
1151
On peut aussi les utiliser
04:35
You can also use them for applications like construction.
95
275102
3714
pour des applications comme la construction.
04:38
So here are robots carrying beams, columns
96
278840
4524
Voici des robots qui transportent des poutres, des colonnes
et qui assemblent des structures cubiques.
04:43
and assembling cube-like structures.
97
283388
1848
04:45
I'll tell you a little bit more about this.
98
285260
2056
Je vais vous en dire un peu plus à ce sujet.
04:48
The robots can be used for transporting cargo.
99
288695
2541
Les robots peuvent être utilisés pour le transport de fret.
04:51
So one of the problems with these small robots
100
291583
3113
Donc, l'un des problèmes avec ces petits robots
04:54
is their payload-carrying capacity.
101
294720
2001
est leur capacité de charge utile
04:56
So you might want to have multiple robots carry payloads.
102
296745
3017
Donc, il faudra peut-être avoir plusieurs robots
pour transporter des charges utiles.
05:00
This is a picture of a recent experiment we did --
103
300746
2355
Ceci est une photo d'une expérience récente
plus si récente que ça en fait
05:03
actually not so recent anymore --
104
303125
1595
05:04
in Sendai, shortly after the earthquake.
105
304744
2492
à Sendai peu de temps après le tremblement de terre.
05:07
So robots like this could be sent into collapsed buildings,
106
307938
3191
Des robots comme celui-ci pourraient être envoyés dans les bâtiments écroulés
pour évaluer les dégâts après les catastrophes naturelles,
05:11
to assess the damage after natural disasters,
107
311153
2891
ou envoyés dans les bâtiments réacteurs
05:14
or sent into reactor buildings,
108
314068
1582
05:15
to map radiation levels.
109
315674
1619
pour cartographier les niveaux de radiation.
05:19
So one fundamental problem that the robots have to solve
110
319583
3521
Un problème fondamental
que les robots doivent résoudre s'ils veulent être autonomes
05:23
if they are to be autonomous,
111
323128
1579
05:24
is essentially figuring out how to get from point A to point B.
112
324731
3505
est en gros de trouver
comment aller du point A au point B.
05:28
So this gets a little challenging,
113
328937
1667
Cela devient un peu difficile
05:30
because the dynamics of this robot are quite complicated.
114
330628
3007
parce que la dynamique de ce robot est assez compliquée.
05:33
In fact, they live in a 12-dimensional space.
115
333659
2492
En fait, ils vivent dans un espace à 12 dimensions.
Alors, nous utilisons une petite astuce.
05:36
So we use a little trick.
116
336524
1444
05:37
We take this curved 12-dimensional space,
117
337992
3413
Nous profitons de cet espace courbe à 12 dimensions
et le transformons
05:41
and transform it into a flat, four-dimensional space.
118
341429
3894
en un espace plat à quatre dimensions.
Et cet espace à quatre dimensions
05:45
And that four-dimensional space consists of X, Y, Z,
119
345347
3071
se compose de X, Y, Z et de l'angle d'orientation.
05:48
and then the yaw angle.
120
348442
1412
05:49
And so what the robot does,
121
349878
1358
Et alors ce robot
05:51
is it plans what we call a minimum-snap trajectory.
122
351260
3976
planifie ce que nous appelons une trajectoire de décrochage minimum.
Un rappel de physique,
05:56
So to remind you of physics:
123
356209
1397
05:57
You have position, derivative, velocity;
124
357630
2054
vous avez la position, la dérivée, la vitesse,
05:59
then acceleration;
125
359708
1856
puis l'accélération,
06:01
and then comes jerk,
126
361588
2101
puis vient la secousse
06:03
and then comes snap.
127
363713
1420
puis vient le décrochage
06:05
So this robot minimizes snap.
128
365578
2452
Donc, ce robot minimise le décrochage.
06:08
So what that effectively does,
129
368800
1436
Cela produit effectivement
06:10
is produce a smooth and graceful motion.
130
370260
2624
un mouvement doux et gracieux.
06:12
And it does that avoiding obstacles.
131
372908
2842
Le tout en évitant les obstacles.
Ces trajectoires de décrochage minimum dans cet espace plat
06:16
So these minimum-snap trajectories in this flat space are then transformed
132
376313
3563
sont ensuite transformées à nouveau
06:19
back into this complicated 12-dimensional space,
133
379900
3325
dans cet espace complexe à 12 dimensions,
ce que le robot doit faire
06:23
which the robot must do for control and then execution.
134
383249
2986
pour le contrôle et l'exécution.
06:26
So let me show you some examples
135
386749
1540
Alors laissez-moi vous montrer quelques exemples
06:28
of what these minimum-snap trajectories look like.
136
388313
2777
de ce à quoi ressemblent ces trajectoires de décrochage minimum.
Et dans la première vidéo,
06:31
And in the first video,
137
391114
1151
06:32
you'll see the robot going from point A to point B,
138
392289
2729
vous verrez le robot aller du point A au point B
par un point intermédiaire.
06:35
through an intermediate point.
139
395042
1623
06:36
(Whirring noise)
140
396990
2730
Ainsi, le robot est évidemment capable
06:43
So the robot is obviously capable of executing any curve trajectory.
141
403377
3621
d'exécuter n'importe quelle trajectoire courbe.
Ce sont donc des trajectoires circulaires
06:47
So these are circular trajectories,
142
407022
1714
06:48
where the robot pulls about two G's.
143
408760
2500
où le robot subit environ deux G.
06:52
Here you have overhead motion capture cameras on the top
144
412844
3702
Ici vous avez des caméras de captation de mouvement sur le dessus
06:56
that tell the robot where it is 100 times a second.
145
416570
3206
qui disent au robot où il se trouve 100 fois par seconde.
06:59
It also tells the robot where these obstacles are.
146
419800
2436
Elles disent aussi au robot où sont ces obstacles.
Et les obstacles peuvent être en mouvement.
07:03
And the obstacles can be moving.
147
423140
1556
07:04
And here, you'll see Daniel throw this hoop into the air,
148
424720
3127
Et ici, vous verrez Daniel jeter ce cerceau dans l'air,
07:07
while the robot is calculating the position of the hoop,
149
427871
2659
tandis que le robot calcule la position du cerceau
et essaye de trouver la meilleure façon de passer à travers le cerceau.
07:10
and trying to figure out how to best go through the hoop.
150
430554
2880
En tant qu'universitaire, on nous forme toujours
07:14
So as an academic,
151
434002
1234
07:15
we're always trained to be able to jump through hoops
152
435260
2528
à réussir les épreuves de sélection afin de lever des fonds pour nos labos,
07:17
to raise funding for our labs,
153
437812
1485
et ce sont nos robots qui le font pour nous.
07:19
and we get our robots to do that.
154
439321
1915
07:21
(Applause)
155
441260
6365
(Applaudissements)
Autre chose que le robot peut faire :
07:28
So another thing the robot can do
156
448524
1611
il se souvient des bouts de trajectoire
07:30
is it remembers pieces of trajectory
157
450159
2077
07:32
that it learns or is pre-programmed.
158
452260
2904
qu'il apprend ou qui sont pré-programmés.
Ici vous pouvez voir le robot
07:35
So here, you see the robot combining a motion that builds up momentum,
159
455466
4770
effectuer un mouvement qui exige
d'accumuler de la vitesse
07:40
and then changes its orientation and then recovers.
160
460260
2976
de modifier son orientation, puis de se redresser.
Donc, il doit le faire parce que cette ouverture dans la fenêtre
07:44
So it has to do this because this gap in the window
161
464004
2960
07:46
is only slightly larger than the width of the robot.
162
466988
3458
est à peine supérieure à la largeur du robot.
Alors, tout comme un plongeur sur un tremplin
07:51
So just like a diver stands on a springboard
163
471050
2753
07:53
and then jumps off it to gain momentum,
164
473827
2453
se jette pour gagner de la vitesse,
et puis fait sa pirouette, ces deux saltos et demi
07:56
and then does this pirouette, this two and a half somersault through
165
476304
3229
et puis il récupère facilement,
07:59
and then gracefully recovers,
166
479557
1402
08:00
this robot is basically doing that.
167
480983
1698
c'est en gros ce que ce robot fait.
08:02
So it knows how to combine little bits and pieces of trajectories
168
482705
3080
Il sait comment combiner de petits bouts de trajectoires
08:05
to do these fairly difficult tasks.
169
485809
2999
pour effectuer ces tâches assez difficiles.
Je veux changer de vitesse.
08:10
So I want change gears.
170
490018
1218
08:11
So one of the disadvantages of these small robots is its size.
171
491260
3839
L'un des inconvénients de ces petits robots est leur taille.
Et je vous l'ai dit plus tôt :
08:15
And I told you earlier
172
495654
1152
08:16
that we may want to employ lots and lots of robots
173
496830
2349
on peut vouloir employer des tas de robots
pour surmonter les limitations de taille.
08:19
to overcome the limitations of size.
174
499203
2033
Donc, une difficulté
08:22
So one difficulty is:
175
502010
1574
08:23
How do you coordinate lots of these robots?
176
503608
2793
est de savoir comment coordonner un bon nombre de ces robots?
08:26
And so here, we looked to nature.
177
506425
1811
Et ici nous nous sommes tournés vers la nature.
08:28
So I want to show you a clip of Aphaenogaster desert ants,
178
508544
4608
Je tiens donc à vous montrer une vidéo
des fourmis du désert Aphaenogaster
dans le laboratoire du professeur Stephen Pratt portant un objet.
08:33
in Professor Stephen Pratt's lab, carrying an object.
179
513176
3388
C'est en fait un morceau de figue.
08:36
So this is actually a piece of fig.
180
516588
1715
En fait, vous prenez un objet quelconque enduit de jus de figue
08:38
Actually you take any object coated with fig juice,
181
518327
2400
et les fourmis vont le ramener au nid.
08:40
and the ants will carry it back to the nest.
182
520751
2091
08:42
So these ants don't have any central coordinator.
183
522866
3169
Ces fourmis n'ont pas de coordinateur central.
Elles repèrent leurs voisins.
08:46
They sense their neighbors.
184
526487
1547
Il n'y a pas de communication explicite.
08:48
There's no explicit communication.
185
528058
2285
Mais parce qu'elles repèrent les voisins
08:50
But because they sense the neighbors
186
530367
1739
et parce qu'elles repèrent l'objet,
08:52
and because they sense the object,
187
532130
1776
08:53
they have implicit coordination across the group.
188
533930
2830
elles ont une coordination implicite au sein du groupe.
C'est le genre de coordination
08:57
So this is the kind of coordination we want our robots to have.
189
537474
3420
que nous voulons pour nos robots.
09:01
So when we have a robot which is surrounded by neighbors --
190
541569
4778
Lorsque nous avons un robot
qui est entouré par des voisins -
et regardons le robot I et le robot J -
09:06
and let's look at robot I and robot J --
191
546371
2229
ce que nous voulons que les robots fassent
09:08
what we want the robots to do,
192
548624
1548
c'est surveiller la distance qui les sépare
09:10
is to monitor the separation between them,
193
550196
2111
09:12
as they fly in formation.
194
552331
1905
quand ils volent en formation.
09:14
And then you want to make sure
195
554537
1481
Et puis, on veut s'assurer
09:16
that this separation is within acceptable levels.
196
556042
2904
que cette distance est dans des limites acceptables.
Encore une fois, les robots surveillent cette erreur
09:19
So again, the robots monitor this error
197
559303
2468
09:21
and calculate the control commands 100 times a second,
198
561795
4149
et calculent les commandes de contrôle
100 fois par seconde,
09:25
which then translates into motor commands,
199
565968
2023
ce qui se traduit alors par des commandes motrices 600 fois par seconde.
09:28
600 times a second.
200
568015
1215
Cela doit aussi se faire
09:29
So this also has to be done in a decentralized way.
201
569254
3222
d'une manière décentralisée.
09:32
Again, if you have lots and lots of robots,
202
572785
2334
Encore une fois, si vous avez des tas de robots,
il est impossible de coordonner toutes ces informations de façon centrale
09:35
it's impossible to coordinate all this information centrally
203
575143
3277
09:38
fast enough in order for the robots to accomplish the task.
204
578444
3177
assez vite pour que les robots accomplissent la tâche.
09:41
Plus, the robots have to base their actions only on local information --
205
581645
4348
En plus les robots sont amenées à fonder leurs actions
uniquement sur des informations locales,
ce qu'ils repèrent de leurs voisins.
09:46
what they sense from their neighbors.
206
586017
2119
Et enfin,
09:48
And then finally,
207
588160
1386
09:49
we insist that the robots be agnostic to who their neighbors are.
208
589570
4100
nous tenons à ce que les robots ne sachent pas
l'identité exacte de leurs voisins.
09:53
So this is what we call anonymity.
209
593694
2117
C'est ce que nous appelons l'anonymat.
Je veux vous montrer maintenant
09:57
So what I want to show you next is a video of 20 of these little robots,
210
597258
6417
une vidéo
de 20 de ces petits robots
10:03
flying in formation.
211
603699
1537
volant en formation.
Ils surveillent la position de leurs voisins.
10:06
They're monitoring their neighbors' positions.
212
606144
2896
Ils maintiennent la formation.
10:09
They're maintaining formation.
213
609064
1902
10:10
The formations can change.
214
610990
1780
Les formations peuvent changer.
10:12
They can be planar formations,
215
612794
1679
Ces formations peuvent être planaires,
10:14
they can be three-dimensional formations.
216
614497
2103
elles peuvent être tridimensionnelles.
Comme vous pouvez le voir ici,
10:17
As you can see here,
217
617331
1341
10:18
they collapse from a three-dimensional formation into planar formation.
218
618696
3687
ils se replient d'une formation en trois dimensions dans la formation planaire.
Et pour voler à travers les obstacles
10:22
And to fly through obstacles,
219
622407
1531
10:23
they can adapt the formations on the fly.
220
623962
2952
ils peuvent s'adapter aux formations à la volée.
Encore une fois, ces robots sont très rapprochés.
10:28
So again, these robots come really close together.
221
628026
2463
10:30
As you can see in this figure-eight flight,
222
630513
2388
Comme vous pouvez le voir dans ce vol en huit,
10:32
they come within inches of each other.
223
632925
1984
ils viennent à quelques centimètres les uns des autres.
Et malgré les interactions aérodynamiques
10:35
And despite the aerodynamic interactions with these propeller blades,
224
635377
4317
des pales de l'hélice,
10:39
they're able to maintain stable flight.
225
639718
2148
ils sont en mesure de maintenir un vol stable.
10:41
(Applause)
226
641890
6896
(Applaudissements)
Une fois que vous savez comment voler en formation,
10:49
So once you know how to fly in formation,
227
649246
1999
vous pouvez effectivement ramasser des objets en collaboration.
10:51
you can actually pick up objects cooperatively.
228
651269
2216
Cela montre simplement
10:53
So this just shows that we can double, triple, quadruple
229
653509
4577
que nous pouvons doubler, tripler, quadrupler
la force des robots
10:58
the robots' strength,
230
658110
1158
10:59
by just getting them to team with neighbors, as you can see here.
231
659292
3077
en les amenant à s'associer avec leurs voisins, comme vous pouvez le voir ici.
Un des inconvénients de faire ça
11:02
One of the disadvantages of doing that is, as you scale things up --
232
662393
4142
est, que comme on augmente l'échelle globale --
11:06
so if you have lots of robots carrying the same thing,
233
666559
2564
si on a beaucoup de robots qui transportent la même chose,
en fait on augmente l'inertie,
11:09
you're essentially increasing the inertia,
234
669147
2720
11:11
and therefore you pay a price; they're not as agile.
235
671891
2619
et donc on subit la conséquence, ils ne sont pas aussi agiles.
11:14
But you do gain in terms of payload-carrying capacity.
236
674978
3096
Mais on y gagne en capacité de transport de charge utile.
Une autre application que je souhaite vous montrer -
11:18
Another application I want to show you -- again, this is in our lab.
237
678098
3215
une fois de plus, c'est dans notre laboratoire.
11:21
This is work done by Quentin Lindsey, who's a graduate student.
238
681337
3165
Ce travail est effectué par Quentin Lindsey qui est un étudiant de troisième cycle.
Son algorithme dit essentiellement à ces robots
11:24
So his algorithm essentially tells these robots
239
684526
2620
comment construire de manière autonome
11:27
how to autonomously build cubic structures
240
687170
4072
des structures cubiques
à partir d'éléments de type treillis.
11:31
from truss-like elements.
241
691266
1970
Son algorithme indique au robot
11:34
So his algorithm tells the robot what part to pick up,
242
694441
3760
quelle partie ramasser,
quand et où la placer.
11:38
when, and where to place it.
243
698225
1825
Dans cette vidéo vous voyez -
11:40
So in this video you see --
244
700471
1483
11:41
and it's sped up 10, 14 times --
245
701978
2024
et c'est accéléré 10, 14 fois -
vous voyez ces robots en train de construire trois structures différentes.
11:44
you see three different structures being built by these robots.
246
704026
3089
Et là encore, tout est autonome,
11:47
And again, everything is autonomous,
247
707139
2026
et tout ce que Quentin doit faire
11:49
and all Quentin has to do
248
709189
1283
11:50
is to give them a blueprint of the design that he wants to build.
249
710496
3935
est de leur donner un plan
de ce qu'il veut construire.
11:56
So all these experiments you've seen thus far,
250
716925
2811
Toutes ces expériences que vous avez vues jusqu'à présent,
11:59
all these demonstrations,
251
719760
1350
toutes ces manifestations,
12:01
have been done with the help of motion-capture systems.
252
721134
3102
ont été réalisées avec l'aide de systèmes de captation de mouvement.
Que se passe-t-il lorsque vous quittez votre laboratoire
12:05
So what happens when you leave your lab,
253
725029
2507
et vous aller dehors dans le monde réel?
12:07
and you go outside into the real world?
254
727560
2037
12:09
And what if there's no GPS?
255
729922
1706
Et si il n'y a pas de GPS ?
12:12
So this robot is actually equipped with a camera,
256
732755
4337
Donc, ce robot
est en fait équipé d'une caméra
et d'un pointeur laser H, un scanner laser.
12:17
and a laser rangefinder, laser scanner.
257
737116
2373
Et il utilise ces capteurs
12:20
And it uses these sensors to build a map of the environment.
258
740140
3920
pour élaborer une carte de l'environnement.
La carte se compose de caractéristiques --
12:24
What that map consists of are features --
259
744084
3286
comme des portes, fenêtres,
12:27
like doorways, windows, people, furniture --
260
747394
3871
les gens, les meubles -
et ensuite il calcule sa position
12:31
and it then figures out where its position is,
261
751289
2143
par rapport aux caractéristiques.
12:33
with respect to the features.
262
753456
1401
12:34
So there is no global coordinate system.
263
754881
2210
Il n'y a pas de système de coordonnées global.
Le système de coordonnées est défini d'après le robot,
12:37
The coordinate system is defined based on the robot,
264
757115
2506
12:39
where it is and what it's looking at.
265
759645
2057
où il se trouve et ce qu'il regarde.
12:42
And it navigates with respect to those features.
266
762575
2755
Et il navigue en fonction de ces caractéristiques.
Je tiens donc à vous montrer un clip
12:46
So I want to show you a clip
267
766316
1420
12:47
of algorithms developed by Frank Shen and Professor Nathan Michael,
268
767760
3952
des algorithmes développés par Frank Shen
et le professeur Nathan Michael
12:51
that shows this robot entering a building for the very first time,
269
771736
3769
qui montre ce robot qui entre dans un bâtiment pour la première fois
12:55
and creating this map on the fly.
270
775529
2422
et crée cette carte à la volée.
12:58
So the robot then figures out what the features are,
271
778642
3158
Le robot détermine ensuite les caractéristiques.
13:01
it builds the map,
272
781824
1151
Il élabore la carte.
13:02
it figures out where it is with respect to the features,
273
782999
2967
Il calcule où il se trouve en fonction des caractéristiques
13:05
and then estimates its position 100 times a second,
274
785990
3948
et estime alors sa position
100 fois par seconde
13:09
allowing us to use the control algorithms that I described to you earlier.
275
789962
3818
nous permettant d'utiliser les algorithmes de contrôle
que je vous ai décrits plus tôt.
13:13
So this robot is actually being commanded remotely by Frank,
276
793804
4433
Donc, ce robot est en fait commandé
à distance par Frank.
Mais le robot peut aussi calculer
13:18
but the robot can also figure out where to go on its own.
277
798261
3539
où aller tout seul.
Supposons donc que je doive l'envoyer dans un bâtiment
13:22
So suppose I were to send this into a building,
278
802125
2207
et je n'aie aucune idée de ce à quoi ce bâtiment ressemble,
13:24
and I had no idea what this building looked like.
279
804356
2302
Je peux demander à ce robot d'entrer,
13:26
I can ask this robot to go in,
280
806682
1444
d'élaborer une carte
13:28
create a map,
281
808150
1904
et puis de revenir et de me dire à quoi le bâtiment ressemble.
13:30
and then come back and tell me what the building looks like.
282
810078
2865
13:32
So here, the robot is not only solving the problem
283
812967
3168
Ici, le robot résout non seulement le problème,
comment aller du point A, au point B sur cette carte
13:36
of how to go from point A to point B in this map,
284
816159
2634
13:38
but it's figuring out what the best point B is at every time.
285
818817
4399
mais il calcule
quel est le meilleur point B à chaque fois.
Donc, essentiellement, il sait où aller
13:43
So essentially it knows where to go
286
823240
2054
13:45
to look for places that have the least information,
287
825318
2785
pour trouver les endroits qui ont le moins d'informations.
Et c'est comme ça qu'il remplit cette carte.
13:48
and that's how it populates this map.
288
828127
1968
13:50
So I want to leave you with one last application.
289
830944
2998
Je vais finir
avec une dernière application.
13:54
And there are many applications of this technology.
290
834982
2524
Et il y a de nombreuses applications de cette technologie.
13:57
I'm a professor, and we're passionate about education.
291
837823
2548
Je suis professeur, et nous sommes passionnés par l'éducation.
Des robots comme celui-là peuvent vraiment changer la façon dont
14:00
Robots like this can really change the way we do K-12 education.
292
840395
3936
nous pratiquons l'éducation secondaire.
Mais nous sommes en Californie du Sud,
14:04
But we're in Southern California,
293
844355
1825
près de Los Angeles,
14:06
close to Los Angeles,
294
846204
1833
je dois donc conclure
14:08
so I have to conclude with something focused on entertainment.
295
848061
3250
avec quelque chose d'axé sur le divertissement.
Je voudrais conclure avec un clip musical.
14:12
I want to conclude with a music video.
296
852407
1834
Je tiens à présenter les créateurs, Alex et Daniel,
14:14
I want to introduce the creators, Alex and Daniel, who created this video.
297
854265
4714
qui ont conçu cette vidéo.
(Applaudissements)
14:19
(Applause)
298
859003
6878
14:25
So before I play this video,
299
865905
1434
Avant de jouer cette vidéo,
14:27
I want to tell you that they created it in the last three days,
300
867363
3197
je tiens à vous dire qu'ils l'ont créée au cours des trois derniers jours
14:30
after getting a call from Chris.
301
870584
1652
après avoir reçu un appel de Chris.
14:32
And the robots that play in the video are completely autonomous.
302
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Et les robots qui jouent la vidéo
sont complètement autonomes.
14:36
You will see nine robots play six different instruments.
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Vous verrez neuf robots qui jouent six instruments différents.
Et bien sûr, le clip est une exclusivité pour TED 2012.
14:40
And of course, it's made exclusively for TED 2012.
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Regardons.
14:44
Let's watch.
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1152
14:46
(Sound of air escaping from valve)
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4404
14:53
(Music)
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14:56
(Whirring sound)
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5520
15:19
(Music)
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6629
(Musique)
(Applaudissements)
16:24
(Applause) (Cheers)
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