Robert Full: Engineering and evolution

Robert Full, l'ingénierie et l'évolution

Traducteur: Guillaume Wambre Relecteur: David Rodrigues

Welcome. If I could have the first slide, please?

Bonjour. Pourrais-je avoir le premier slide s'il vous plait?

Contrary to calculations made by some engineers, bees can fly,

Contrairement aux calculs de certains ingénieurs, les abeilles peuvent voler,

dolphins can swim, and geckos can even climb

les dauphins peuvent nager, et les geckos peuvent toujours

up the smoothest surfaces. Now, what I want to do, in the short time I have,

grimper sur les surfaces les plus lisses. Maintenant ce que je veux faire, dans le peu de temps dont je dispose,

is to try to allow each of you to experience

c'est de permettre à chacun de vous d'essayer,

the thrill of revealing nature's design.

en quelque sorte, de découvrir ce que la nature à su mettre au point.

I get to do this all the time, and it's just incredible.

J'essaye de le faire tout le temps, c'est tout bonnement incroyable.

I want to try to share just a little bit of that with you in this presentation.

Je vais essayer de vous le faire partager un peu avec cette présentation.

The challenge of looking at nature's designs --

"Le challenge de découvrir les inventions de la nature"

and I'll tell you the way that we perceive it, and the way we've used it.

et je vais vous dire la façon dont nous le percevons, et la façon dont nous l'utilisons.

The challenge, of course, is to answer this question:

La difficulté bien sûr est de répondre à cette question :

what permits this extraordinary performance of animals

Quelle est l'extraordinaire capacité de cet animal

that allows them basically to go anywhere?

qui lui permet d'aller où il le désire?

And if we could figure that out, how can we implement those designs?

Si nous pouvions l'utiliser, dans quel domaine pourrions-nous le faire?

Well, many biologists will tell engineers, and others,

Donc, beaucoup de biologistes diront aux ingénieurs et aux autres,

organisms have millions of years to get it right;

les êtres vivants ont eu des millions d'années pour tout mettre au point,

they're spectacular; they can do everything wonderfully well.

ils sont spectaculaires, ils peuvent tout faire extrêmement bien.

So, the answer is bio-mimicry: just copy nature directly.

Et le mieux à faire est la "biomimicry" : juste copier directement ce que la nature a fait.

We know from working on animals that the truth is

Nous savons, à force de travailler sur les animaux, que ces solutions

that's exactly what you don't want to do -- because evolution works

sont opposées à ce que chacun essaye de faire. En effet l'évolution est basée

on the just-good-enough principle, not on a perfecting principle.

sur le principe du "juste suffisant", pas sur la perfection.

And the constraints in building any organism, when you look at it,

Et les contraintes à l'origine de tout organisme sont, à bien y regarder,

are really severe. Natural technologies have incredible constraints.

très strictes. Les technologies de la nature sont incroyablement contraintes.

Think about it. If you were an engineer and I told you

Réfléchissez y. Si vous étiez un ingénieur et que je vous disais

that you had to build an automobile, but it had to start off to be this big,

que vous avez à construire une automobile qui doit être de cette taille au début,

then it had to grow to be full size and had to work every step along the way.

puis qui doit grandir jusqu'à avoir sa taille normale et qui enfin doit fonctionner à chaque étape de sa croissance.

Or think about the fact that if you build an automobile, I'll tell you that you also -- inside it --

Dites vous aussi que si vous construisiez cette automobile, vous devriez aussi

have to put a factory that allows you to make another automobile.

mettre une usine capable de fabriquer une seconde automobile à l'intérieur.

(Laughter)

(Rires)

And you can absolutely never, absolutely never, because of history

Or, vous ne pouvez jamais, absolument jamais, en raison de l'histoire

and the inherited plan, start with a clean slate.

et du principe d'héritage, commencer à partir de rien.

So, organisms have this important history.

Les organismes ont cet historique si important.

Really evolution works more like a tinkerer than an engineer.

En réalité, l'évolution fonctionne plus comme un réparateur que comme un ingénieur.

And this is really important when you begin to look at animals.

C'est très important à cerner quand vous commencez à regarder les animaux.

Instead, we believe you need to be inspired by biology.

Plutôt que de croire qu'il faut toujours s'inspirer de la biologie,

You need to discover the general principles of nature,

il vous faut découvrir les principes même qui régissent la nature

and then use these analogies when they're advantageous.

et utiliser des analogies quand c'est avantageux.

This is a real challenge to do this, because animals,

C'est vraiment complexe à faire car ces animaux,

when you start to really look inside them -- how they work --

quand on commence à bien y regarder, la façon dont ils fonctionnent,

appear hopelessly complex. There's no detailed history

apparait désespérément complexe. Il n'y a pas d'archive

of the design plans, you can't go look it up anywhere.

de plans, vous ne pouvez les trouver nulle part.

They have way too many motions for their joints, too many muscles.

Ils ont développé bien trop de libertés via leurs articulations, trop de muscles,

Even the simplest animal we think of, something like an insect,

même dans les plus simples des animaux, comme les insectes,

and they have more neurons and connections than you can imagine.

et ils ont bien plus de neurones et de connections que vous pouvez l'imaginer.

How can you make sense of this? Well, we believed --

Comment pourrions nous concevoir tout cela? En fait nous croyons...

and we hypothesized -- that one way animals could work simply,

et nous partons du principe... que dans un sens, les animaux fonctionneraient simplement,

is if the control of their movements

comme si le contrôle de leurs mouvements

tended to be built into their bodies themselves.

pouvaient être issus de leur corps eux même.

What we discovered was that two-, four-, six- and eight-legged animals

Ce que nous avons découvert c'est que les animaux avec deux, quatres, six, huit pattes,

all produce the same forces on the ground when they move.

exercent le même effort sur le sol lorsqu'ils se déplacent.

They all work like this kangaroo, they bounce.

Ils fonctionnent tous comme ce kangourou, ils sautent.

And they can be modeled by a spring-mass system that we call the spring mass system

Et peuvent être modélisés par un ensemble de masse et de ressorts, que nous appelons système masse-ressort

because we're biomechanists. It's actually a pogo stick.

parce que nous somme des bio-mécaniciens, mais en fait c'est un bâton-sauteur.

They all produce the pattern of a pogo stick. How is that true?

Ils ont tous développés les caractéristiques d'un bâton-sauteur. Comment cela peut il être possible?

Well, a human, one of your legs works like two legs of a trotting dog,

En fait, pour un homme, une de vos jambes équivaut à deux pattes d'un chien qui trotte,

or works like three legs, together as one, of a trotting insect,

ou trois pattes fonctionnant ensemble d'un insecte qui trotte,

or four legs as one of a trotting crab.

voir quatre pour un crabe.

And then they alternate in their propulsion,

puis ils alternent pour se propulser,

but the patterns are all the same. Almost every organism we've looked at this way

mais le principe est toujours le même. Comme presque chaque organisme que nous avons observé de cette manière

-- you'll see next week, I'll give you a hint,

- vous allez le voir la semaine prochaine - Je vais vous donner un indice,

there'll be an article coming out that says that really big things

il va y avoir prochainement un article qui explique que certains animaux très gros

like T. rex probably couldn't do this, but you'll see that next week.

comme le T. Rex ne pouvaient sans doutes pas faire cela, mais vous le verrez la semaine prochaine.

Now, what's interesting is the animals, then -- we said -- bounce along

Maintenant ce qui est intéressant c'est que l'on ai dit que les animaux bondissaient

the vertical plane this way, and in our collaborations with Pixar,

dans le plan vertical, et avec notre collaboration avec Pixar

in "A Bug's Life," we discussed the

dans "1001 pattes" nous avons discutés

bipedal nature of the characters of the ants.

de la nature bipède des fourmies.

And we told them, of course, they move in another plane as well.

Et nous leur avons dit que bien sûr, ils se déplacent sur tous les plans de la même façon,

And they asked us this question. They say, "Why model

et ils nous ont posé la question : "Pourquoi faire des modèles

just in the sagittal plane or the vertical plane,

uniquement dans le plan sagital ou le plan vertical,

when you're telling us these animals are moving

alors que vous nous avez dit que ces animaux se déplacent

in the horizontal plane?" This is a good question.

dans le plan horizontal?" C'est une bonne question.

Nobody in biology ever modeled it this way.

Personne en biologie n'avait jamais modélisé de cette façon.

We took their advice and we modeled the animals moving

Nous avons pris en compte leur conseil et nous avons modélisé les animaux se déplacant

in the horizontal plane as well. We took their three legs,

dans le plan horizontal aussi. Nous avons pris leurs trois jambes,

we collapsed them down as one.

que nous avons condensé en une seul,

We got some of the best mathematicians in the world

et nous avons cherché quelques uns des meilleurs mathématiciens du monde

from Princeton to work on this problem.

venant de Princeton pour travailler sur ce problème.

And we were able to create a model

Nous avons été capable de créer un modèle

where animals are not only bouncing up and down,

où les animaux ne bondissent pas uniquement de bas en haut,

but they're also bouncing side to side at the same time.

mais ils bondissent aussi de chaque coté en même temps.

And many organisms fit this kind of pattern.

Or, beaucoup d'organismes fonctionnent de cette manière.

Now, why is this important to have this model?

Maintenant, pourquoi un tel modèle est il si important?

Because it's very interesting. When you take this model

Parce que c'est vraiment intéressant. Quand vous prenez ce modèle

and you perturb it, you give it a push,

et que vous le perturbez, que vous lui donnez une poussée,

as it bumps into something, it self-stabilizes, with no brain

comme s'il cognait contre quelquechose, il s'auto-stabilise, sans avoir besoin de cerveau,

or no reflexes, just by the structure alone.

ou de réflexes, la structure suffit.

It's a beautiful model. Let's look at the mathematics.

C'est un magnifique modèle. Maintenant jetons un oeil aux mathématiques

(Laughter)

(Rires)

That's enough!

C'est suffisant.

(Laughter)

(Rires)

The animals, when you look at them running,

Les animaux, quand vous les regardez courir,

appear to be self-stabilizing like this,

semblent être auto-stabilisés de cette façon,

using basically springy legs. That is, the legs can do

en utilisant uniquement leurs "jambes sauteuses". C'est que les jambes peuvent

computations on their own; the control algorithms, in a sense,

se débrouiller seules, les algorithmes de contrôle sont, en un sens,

are embedded in the form of the animal itself.

compris dans la structure de l'animal elle-même.

Why haven't we been more inspired by nature and these kinds of discoveries?

Pourquoi n'avons nous pas étés plus inspirés par la nature et ce type de découvertes?

Well, I would argue that human technologies are really different from

Et bien, j'aimerais dire que les technologies humaines sont vraiment différentes

natural technologies, at least they have been so far.

des technologie de la nature, ou du moins sont elles vraiment éloignées.

Think about the typical kind of robot that you see.

Réfléchissez au type de robot classique que vous voyez.

Human technologies have tended to be large, flat,

Les technologies humaines ont tendance à être larges, brutes,

with right angles, stiff, made of metal. They have rolling devices

avec des angles vifs, rigide, fait de métal. Elles ont des roues

and axles. There are very few motors, very few sensors.

et des axes. Elles ont très peu de moteurs, peu de capteurs.

Whereas nature tends to be small, and curved,

Alors que la nature tend à être petit, arrondi,

and it bends and twists, and has legs instead, and appendages,

elle se courbe et se tord et possède des jambes et des appendices,

and has many muscles and many, many sensors.

elle a beaucoup de muscles et beaucoup, beaucoup de capteurs.

So it's a very different design. However, what's changing,

C'est donc un design très différent. Du moins, ce qui change,

what's really exciting -- and I'll show you some of that next --

ce qui est vraiment excitant -- et je vais vous le présenter après --

is that as human technology takes on more of the characteristics

c'est que les technologies humaines se basent de plus en plus sur les caractéristiques

of nature, then nature really can become a much more useful teacher.

de la nature, donc la nature devient vraiment de plus en plus un professeur incontournable.

And here's one example that's really exciting.

Et voici un exemple qui est vraiment intéressant.

This is a collaboration we have with Stanford.

C'est une collaboration que nous avons avec Stanford.

And they developed this new technique, called Shape Deposition Manufacturing.

Et ils ont développé cette nouvelle technique appelée "Shape Deposition Manufacturing" (SDM)

It's a technique where they can mix materials together and mold any shape

C'est une technique qui permet de mélanger des matériaux ensemble et de mouler

that they like, and put in the material properties.

toutes les formes qu'ils veulent, et de leurs donner les propriétés des matériaux.

They can embed sensors and actuators right in the form itself.

Ils peuvent inclure les capteurs et les servocommandes directement dans la forme elle-même.

For example, here's a leg: the clear part is stiff,

Par exemple, voici une jambe -- la partie transparente est rigide,

the white part is compliant, and you don't need any axles there or anything.

la partie blanche est souple, et vous n'avez pas besoin du moindre axe ou quoique ce soit.

It just bends by itself beautifully.

Elle se plie juste parfaitement d'elle même.

So, you can put those properties in. It inspired them to show off

Vous pouvez donc mettre ces propriétés dans la jambe elle même. Ça les a poussé

this design by producing a little robot they named Sprawl.

à présenter cette étude en créant un petit robot qu'ils ont appelé Sprawl.

Our work has also inspired another robot, a biologically inspired bouncing robot,

Nos travaux ont aussi inspiré un autre robot, un robot sautant inspiré de la biologie,

from the University of Michigan and McGill

fait par l'Université du Michigan et McGill,

named RHex, for robot hexapod, and this one's autonomous.

appelé RHex, pour Robot Hexapode, et celui ci est autonome.

Let's go to the video, and let me show you some of these animals moving

Passons à la vidéo et laissez moi vous montrer quelques-uns de ces animaux se déplaçant.

and then some of the simple robots

Ainsi qu'une partie de ces robots basiques

that have been inspired by our discoveries.

qui ont été inspirés par nos découvertes.

Here's what some of you did this morning, although you did it outside,

C'est une partie de ce que vous avez fait ce matin, quoique vous le fassiez dehors

not on a treadmill.

même si ce n'est pas sur un tapis-roulant.

Here's what we do.

Voilà ce que nous faisons

(Laughter)

(Rires)

This is a death's head cockroach. This is an American cockroach

C'est une blatte tête-de-mort -- c'est une blatte Américaine

you think you don't have in your kitchen.

vous pensez que vous n'en avez pas dans votre cuisine.

This is an eight-legged scorpion, six-legged ant, forty-four-legged centipede.

C'est un scorpions avec 8 pattes, une fourmis à 6 pattes, un centipède avec 44 pattes.

Now, I said all these animals are sort of working like pogo sticks --

Maintenant, je vous ai dit que ces animaux marchent en quelque sorte comme des bâtons-sauteurs --

they're bouncing along as they move. And you can see that

ils sautent alors qu'ils se déplacent et vous pouvez le voir

in this ghost crab, from the beaches of Panama and North Carolina.

avec ce crabe fantôme des plages de Panama et de la Caroline du Nord.

It goes up to four meters per second when it runs.

Il peut aller jusqu'à 4 mètre par seconde quand il court.

It actually leaps into the air, and has aerial phases

Il bondit en fait dans les airs et a donc des phases aériennes

when it does it, like a horse, and you'll see it's bouncing here.

quand il fait cela, comme un cheval, et vous voyez qu'il bondit ici.

What we discovered is whether you look at the leg of a human

Ce que nous avons découvert est que même quand vous regardez les jambes d'un humain

like Richard, or a cockroach, or a crab, or a kangaroo,

comme Richard, ou une blatte, ou un crabe, ou un kangourou,

the relative leg stiffness of that spring is the same for everything we've seen so far.

la partie rigide du ressort est la même dans tout ce que nous avons vu jusqu'ici.

Now, what good are springy legs then? What can they do?

Ces jambes sauteuses sont très biens, mais que peuvent elles faire ?

Well, we wanted to see if they allowed the animals

En fait, nous voulions voir si elles permettaient aux animaux

to have greater stability and maneuverability.

d'avoir une meilleure stabilité et manœuvrabilité.

So, we built a terrain that had obstacles three times the hip height

Nous avons donc crée un terrain pourvu d'obstacles grand comme trois fois la hauteur de hanche

of the animals that we're looking at.

des animaux que nous observions

And we were certain they couldn't do this. And here's what they did.

et nous étions certains qu'ils ne pourraient pas le franchir. Et voici ce qu'ils ont fait.

The animal ran over it and it didn't even slow down!

L'animal le traverse et ne ralenti même pas.

It didn't decrease its preferred speed at all.

Ça ne réduit même pas sa vitesse de croisière du tout.

We couldn't believe that it could do this. It said to us

Nous ne pouvions croire qu'il pouvait faire cela. Il nous a indiqué

that if you could build a robot with very simple, springy legs,

que si vous pouvez construire un robot avec des jambes sauteuses toutes simples,

you could make it as maneuverable as any that's ever been built.

vous pourrez le rendre aussi manœuvrable que tout ce qui a été construit jusque là.

Here's the first example of that. This is the Stanford

Voici le premier exemple, voici le robot de Stanfort

Shape Deposition Manufactured robot, named Sprawl.

fait avec le principe de prototypage rapide (SDM) appelé Sprawl.

It has six legs -- there are the tuned, springy legs.

Il a six jambes, ce sont les jambes sauteuses améliorées.

It moves in a gait that an insect uses, and here it is

Il se déplace avec la même démarche que les insectes et le voici

going on the treadmill. Now, what's important about this robot,

se déplaçant sur le tapis roulant. Maintenant ce qui est vraiment important avec ce robot,

compared to other robots, is that it can't see anything,

comparé aux autres robots, c'est qu'il ne peut rien voir du tout,

it can't feel anything, it doesn't have a brain, yet it can maneuver

il ne peut rien ressentir, il n'a pas de cerveau, pourtant il peut manœuvrer

over these obstacles without any difficulty whatsoever.

à travers ces obstacles sans la moindre difficulté.

It's this technique of building the properties into the form.

C'est la technique qui consiste à incorporer les propriétés dans la forme.

This is a graduate student. This is what he's doing to his thesis project --

Voici un élève diplômé, voilà ce qu'il fait à son projet de thèse,

very robust, if a graduate student

extrêmement solide si un élève diplômé

does that to his thesis project.

peut réussir à faire la même chose à son projet de thèse.

(Laughter)

(Rires)

This is from McGill and University of Michigan. This is the RHex,

Celui-ci vient de McGill et de l'université du Michigan, c'est RHex,

making its first outing in a demo.

faisant sa première sortie pour une démonstration.

(Laughter)

(Rires)

Same principle: it only has six moving parts,

Même principe. Il possède uniquement six parties mobiles.

six motors, but it has springy, tuned legs. It moves in the gait of the insect.

Six moteurs, mais il a des jambes sauteuses améliorées. Il marche à la façon d'un insecte

It has the middle leg moving in synchrony with the front,

la jambe centrale est synchronisée avec celle de devant

and the hind leg on the other side. Sort of an alternating tripod,

et de derrière du coté opposé. Une sorte de tripode alterné,

and they can negotiate obstacles just like the animal.

et ils peuvent négocier les obstacles tout à fait comme les animaux.

(Laughter)

(Rires)

(Voice: Oh my God.)

Oh mon dieu.

(Applause)

(Applaudissements)

Robert Full: It'll go on different surfaces -- here's sand --

Il se déplace sur différentes surfaces, ici du sable,

although we haven't perfected the feet yet, but I'll talk about that later.

cependant nous n'avons pas optimisé le pied actuellement, mais je vous en parlerai après.

Here's RHex entering the woods.

Voici RHex entrant dans les bois.

(Laughter)

(Rires)

Again, this robot can't see anything, it can't feel anything,

Cette fois encore, ce robot ne peut rien voir, rien ressentir,

it has no brain. It's just working with a tuned mechanical system,

il n'a pas de cerveau. Il fonctionne uniquement avec un système mécanique

with very simple parts, but inspired from the fundamental dynamics of the animal.

avec des pièces très simples. Mais inspiré des dynamiques fondamentales des animaux.

(Voice: Ah, I love him, Bob.) RF: Here's it going down a pathway.

Ah, je l'aime Bob. Là il descend un chemin.

I presented this to the jet propulsion lab at NASA, and they said

Je l'ai présenté au laboration de propulsion jet de la NASA, et ils ont dit

that they had no ability to go down craters to look for ice,

qu'il n'avait pas la capacité de descendre dans des cratères pour chercher de la glace,

and life, ultimately, on Mars. And he said --

et de la vie à terme, sur Mars. Et ils disent cela

especially with legged-robots, because they're way too complicated.

en particulier avec les robots marchants parce qu'ils sont trop compliqués.

Nothing can do that. And I talk next. I showed them this video

C'est impossible à faire. Puis j'ai pris la parole. Je leurs ai montré cette vidéo

with the simple design of RHex here. And just to convince them

avec la conception basique de ce RHex, et juste pour les convaincre

we should go to Mars in 2011, I tinted the video orange

que nous devrions aller sur Mars en 2011, j'ai teint la vidéo en orange

just to give them the sense of being on Mars.

pour leur donner l'impression d'être sur Mars.

(Laughter)

(Rires)

(Applause)

(Applaudissements)

Another reason why animals have extraordinary performance,

Une autre raison pour laquelle les animaux ont des performances extraordinaires

and can go anywhere, is because they have an effective interaction

et peuvent aller n'importe où, c'est parce qu'ils ont une interaction efficace

with the environment. The animal I'm going to show you,

avec leur environnement. L'animal que je vais vous présenter

that we studied to look at this, is the gecko.

et sur lequel nous allons travailler est le gecko.

We have one here and notice its position. It's holding on.

Nous en avons un ici, notez sa position. Il ne bouge pas.

Now I'm going to challenge you. I'm going show you a video.

Maintenant je vais vous mettre à l'épreuve. Je vais vous montrer une vidéo.

One of the animals is going to be running on the level,

L'un des animaux sera en train de courir à l'horizontale,

and the other one's going to be running up a wall. Which one's which?

et l'autre sera en train de monter à un mur. Qui est qui?

They're going at a meter a second. How many think the one on the left

Ils avancent à un mètre par seconde. Combien pensez que celui de gauche

is running up the wall?

montait le mur?

(Applause)

(Applaudissements)

Okay. The point is it's really hard to tell, isn't it? It's incredible,

Okay. Le fait est que c'est vraiment dur à expliquer, n'est ce pas? C'est incroyable,

we looked at students do this and they couldn't tell.

nous avons observé des étudiants faisant cette expérience et ils n'ont pas pu expliquer.

They can run up a wall at a meter a second, 15 steps per second,

Ils peuvent monter à un mur à un mètre à la seconde, 15 pas par seconde

and they look like they're running on the level. How do they do this?

et comme s'ils courraient sur une surface horizontale. Comment peuvent-ils faire cela?

It's just phenomenal. The one on the right was going up the hill.

C'est juste phénoménal. Celui de droite monte sur un obstacle.

How do they do this? They have bizarre toes. They have toes

Comment font ils cela -- ils ont des orteils étranges -- ils ont des orteils

that uncurl like party favors when you blow them out,

qui se déroulent comme un cracker quand vous le faites exploser,

and then peel off the surface, like tape.

et se décrochent de la surface comme un ruban adhésif.

Like if we had a piece of tape now, we'd peel it this way.

Comme si nous avions du ruban adhésif et que nous le décrochions ainsi.

They do this with their toes. It's bizarre! This peeling inspired

Ils font cela avec leurs orteils. C'est bizarre. Ce décrochage a inspiré

iRobot -- that we work with -- to build Mecho-Geckos.

iRobot avec lequel nous avons travaillé, pour fabriquer des Meca-Geckos.

Here's a legged version and a tractor version, or a bulldozer version.

Il y a une version avec pattes, une version tracteur et une version bulldozer.

Let's see some of the geckos move with some video,

Voyons quelques mouvements du gecko avec quelques vidéos,

and then I'll show you a little bit of a clip of the robots.

et par la suite je vais vous montrer quelques extraits des robots.

Here's the gecko running up a vertical surface. There it goes,

Ici un gecko court sur une surface verticale, il vient de passer

in real time. There it goes again. Obviously, we have to slow this down a little bit.

en temps réel, il vient à nouveau de passer. Évidemment nous devons ralentir un petit peu.

You can't use regular cameras.

Vous ne pouvez pas utiliser des cameras standards.

You have to take 1,000 pictures per second to see this.

Vous devez prendre 1.000 images par seconde pour voir cela.

And here's some video at 1,000 frames per second.

Et voici quelques vidéos à 1.000 images par seconde.

Now, I want you to look at the animal's back.

Maintenant je veux voir le dos de l'animal.

Do you see how much it's bending like that? We can't figure that out --

Vous voyez à quel point il se plie comme cela? On n'arrive pas à comprendre pourquoi --

that's an unsolved mystery. We don't know how it works.

c'est un mystère insoluble. Nous ne savons pas comment il fonctionne.

If you have a son or a daughter that wants to come to Berkeley,

Si vous avez un fils ou une fille qui veut venir à Berkeley,

come to my lab and we'll figure this out. Okay, send them to Berkeley

dans mon laboratoire, nous pourrions chercher à comprendre. Okay, envoyez les à Berkeley

because that's the next thing I want to do. Here's the gecko mill.

car c'est la prochaine chose que je veux réaliser. Voici le rouleau à gecko.

(Laughter)

(Rires)

It's a see-through treadmill with a see-through treadmill belt,

C'est un tapis roulant transparent car avec un tapis transparent,

so we can watch the animal's feet, and videotape them

nous pouvons voir les pattes de l'animal, et les enregistrer

through the treadmill belt, to see how they move.

à travers le tapis, pour voir comment ils avancent.

Here's the animal that we have here, running on a vertical surface.

Voici l'animal que nous avons ici, courant sur une surface verticale,

Pick a foot and try to watch a toe, and see if you can see what the animal's doing.

choisissons une patte et essayons de voir l'orteil, et voyons si nous percevons ce que l'animal fait.

See it uncurl and then peel these toes.

Regardez le dérouler et décoller ses orteils.

It can do this in 14 milliseconds. It's unbelievable.

Il peut faire ça en 14 millisecondes. C'est incroyable.

Here are the robots that they inspire, the Mecho-Geckos from iRobot.

Voici les robots qu'ils ont inspirés, les Meca-Gecko d'iRobot.

First we'll see the animals toes peeling -- look at that.

Premièrement nous verrons les orteils se décoller -- regardez ça.

And here's the peeling action of the Mecho-Gecko.

Et voici l'action de décollement du Meca-Gecko

It uses a pressure-sensitive adhesive to do it.

il utilise un adhésif sensible à la pression pour faire cela.

Peeling in the animal. Peeling in the Mecho-Gecko --

Décollement chez l'animal, décollement chez le meca-gecko,

that allows them climb autonomously. Can go on the flat surface,

ça lui permet de grimper de façon autonome sur une surface plate

transition to a wall, and then go onto a ceiling.

puis sur un mur, puis d'aller sur le plafond.

There's the bulldozer version. Now, it doesn't use pressure-sensitive glue.

Là c'est la version bulldozer. Cette fois il n'utilise pas une glu sensible à la pression.

The animal does not use that.

L'animal n'utilise pas ça.

But that's what we're limited to, at the moment.

Mais c'est ça qui nous limite pour le moment.

What does the animal do? The animal has weird toes.

Que fait l'animal? Il a des orteils bizarres,

And if you look at the toes, they have these little leaves there,

et si vous regardez ces orteils ils ont des petites lamelles ici,

and if you blow them up and zoom in, you'll see

et si vous les écartez et que vous zoomez vous verrez

that's there's little striations in these leaves.

qu'il y a des petites stries dans ces lamelles.

And if you zoom in 270 times, you'll see it looks like a rug.

Et si vous zoomez 270 fois, vous verrez que ça ressemble à un tapis.

And if you blow that up, and zoom in 900 times,

Et si vous les écartez et zoomez 900 fois,

you see there are hairs there, tiny hairs. And if you look carefully,

vous voyez qu'il y a des poils ici, de minuscules poils, et si vous regardez attentivement

those tiny hairs have striations. And if you zoom in on those 30,000 times,

ces minuscules poils ont des stries. Et si vous zoomez sur elles 30.000 fois,

you'll see each hair has split ends.

vous verrez que chaque poil est aplati au bout.

And if you blow those up, they have these little structures on the end.

Et si vous les séparez, ils ont ces petites structures au bout.

The smallest branch of the hairs looks like spatulae,

La plus petite partie de ces poils ressemble à une spatule

and an animal like that has one billion of these nano-size split ends,

et un animal comme celui ci possède 1 milliard de ces bout aplatis nanoscopiques.

to get very close to the surface. In fact, there's the diameter of your hair --

pour aller très très près de la surface. En fait, ils ont le diamètre de vos cheveux,

a gecko has two million of these, and each hair has 100 to 1,000 split ends.

un gecko en possède 2 millions et chaque cheveu a entre 100 et 1.000 bout aplatis.

Think of the contact of that that's possible.

Imaginez le contact qui en résulte.

We were fortunate to work with another group

Nous avons eu la chance de travailler avec un autre groupe

at Stanford that built us a special manned sensor,

à Stanford qui nous a fabriqué un capteur spécial

that we were able to measure the force of an individual hair.

qui nous a permis de mesurer l'effort sur un seul poil.

Here's an individual hair with a little split end there.

Voici un seul poil avec un léger écrasement au bout,

When we measured the forces, they were enormous.

quand nous avons mesuré les efforts ils étaient énormes,

They were so large that a patch of hairs about this size --

ils étaient si grands qu'avec un ensemble de poil de cette taille,

the gecko's foot could support the weight of a small child,

la patte du gecko pourrait supporter le poids d'un petit enfant --

about 40 pounds, easily. Now, how do they do it?

autours de 40 livres facilement. Maintenant comment font ils cela?

We've recently discovered this. Do they do it by friction?

Nous avons récemment découvert cela. Font ils cela grâce à la friction?

No, force is too low. Do they do it by electrostatics?

Non, les forces sont trop faibles. Font ils cela par électrostatique ?

No, you can change the charge -- they still hold on.

Non, vous pouvez changer la charge, ils tiennent toujours.

Do they do it by interlocking? That's kind of a like a Velcro-like thing.

Font ils ça par emboitement? C'est une sorte de Velcro.

No, you can put them on molecular smooth surfaces -- they don't do it.

Non, vous pouvez les mettre sur des surfaces lisses au niveau moléculaire -- ça ne marche pas.

How about suction? They stick on in a vacuum.

Et la succion? Ils tiennent dans le vide.

How about wet adhesion? Or capillary adhesion?

Et l'adhésion grâce à l'humidité? Ou l'adhésion capillaire?

They don't have any glue, and they even stick under water just fine.

Ils n'ont pas de sorte de glu et tiennent sous l'eau comme si de rien n'était.

If you put their foot under water, they grab on.

Si vous passez leurs pattes sous l'eau ils tiennent toujours.

How do they do it then? Believe it or not, they grab on

Comment peuvent ils faire cela alors? Croyez le ou non ils tiennent

by intermolecular forces, by Van der Waals forces.

grâce aux efforts intermoléculaires, les forces de Van der Waals.

You know, you probably had this a long time ago in chemistry,

Vous en avez probablement entendu parlé il y a longtemps en chimie

where you had these two atoms, they're close together,

lorsque vous avez deux atomes, suffisamment proches,

and the electrons are moving around. That tiny force is sufficient

et que les électrons se déplacent autours. Ces petits efforts sont suffisants

to allow them to do that because it's added up so many times

pour leur permettre de faire cela car ils sont sommés de nombreuses fois

with these small structures.

avec ces petites structures.

What we're doing is, we're taking that inspiration of the hairs,

Ce que nous avons fait c'est s'inspirer de ces poils

and with another colleague at Berkeley, we're manufacturing them.

et avec un autre collègue de Berkeley, nous les avons industrialisés.

And just recently we've made a breakthrough, where we now believe

Et tout récemment nous avons fait une percée avec laquelle nous pensons à présent

we're going to be able to create the first synthetic, self-cleaning,

pouvoir créer le premier adhésif synthétique sec et auto-nettoyant.

dry adhesive. Many companies are interested in this.

Beaucoup de sociétés s'y intéressent.

(Laughter)

(Rires)

We also presented to Nike even.

Nous l'avons également présenté à Nike.

(Laughter)

(Rires)

(Applause)

(Applaudissements)

We'll see where this goes. We were so excited about this

Nous verrons où ça nous mènera. Nous étions si excités à propos de cela

that we realized that that small-size scale --

que nous avons réalisé qu'à une échelle plus petite,

and where everything gets sticky, and gravity doesn't matter anymore --

et dans un endroit où tout deviendrai collant, où la gravité n'aurait plus d'importance,

we needed to look at ants and their feet, because

nous devrions regarder les fourmis et leurs pattes, parce que

one of my other colleagues at Berkeley has built a six-millimeter silicone

un de mes autres collègues de Berkeley, a fabriqué un robot mobile en silicone

robot with legs. But it gets stuck. It doesn't move very well.

de 6 millimètre. Mais il reste coincé. Il ne bouge pas très bien.

But the ants do, and we'll figure out why, so that ultimately

Pourtant les fourmis y arrivent bien et nous allons voir comment, donc à terme

we'll make this move. And imagine: you're going to be able

nous pourrons faire ces mouvements. Et imaginez, vous aurez la possibilité

to have swarms of these six-millimeter robots available to run around.

d'avoir un essaim de ces robot de 6 millimètres capables de courir autour de vous.

Where's this going? I think you can see it already.

Où cela nous mène? Je pense que vous pouvez déjà l'imaginer.

Clearly, the Internet is already having eyes and ears,

Internet a clairement déjà des yeux et des oreilles,

you have web cams and so forth. But it's going to also have legs and hands.

vous avez des webcams et ainsi de suite. Mais il sera aussi capable d'avoir des jambes et des mains.

You're going to be able to do programmable

Vous aurez la capacité de programmer

work through these kinds of robots, so that you can run,

des tâches via ce genre de robots, donc vous pourrez courir,

fly and swim anywhere. We saw David Kelly is at the beginning of that with his fish.

voler ou nager n'importe où. Nous avons vu David Kelly's à l'origine de cela avec son poisson.

So, in conclusion, I think the message is clear.

Donc en conclusion, je pense que le message est clair.

If you need a message, if nature's not enough, if you care about

Si vous avez besoin d'un message, si la nature n'est pas suffisante, si vous vous intéressez

search and rescue, or mine clearance, or medicine,

à la recherche et au secours, ou au déminage, ou à la médecine

or the various things we're working on, we must preserve

ou aux diverses choses sur lesquelles nous travaillons, nous devons préserver

nature's designs, otherwise these secrets will be lost forever.

les inventions de la nature, autrement ces secrets seront perdus à jamais.

Thank you.

Merci

(Applause)

(Applaudissements)