Origami robots that reshape and transform themselves | Jamie Paik

Traducteur: Aissa HAMMARI Relecteur: Jules Daunay

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

Comme je suis roboticienne, on me pose beaucoup de questions.

"When we will they start serving me breakfast?"

« Quand vont-ils me servir le petit déjeuner ? »

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

Alors, j'ai imaginé que l'avenir de la robotique nous ressemblerait plus.

J'ai pensé qu'il me ressemblerait,

I thought they would look like me,

so I built eyes that would simulate my eyes.

j'ai donc construit des yeux, pour simuler les miens.

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

J'ai construit des doigts suffisamment habiles pour m'envoyer...

baseballs.

des balles de base-ball.

Classical robots like this

Des robots standard comme celui-ci

are built and become functional

sont construits et deviennent fonctionnels

based on the fixed number of joints and actuators.

grâce à un nombre fixe d'articulations et de mécanismes.

And this means their functionality and shape are already fixed

Ce qui signifie que leurs fonctionnalités et leur forme sont déjà fixées

at the moment of their conception.

au moment de leur conception.

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

Alors, même si ce bras a un très bon lancer –

it even hit the tripod at the end--

il a même touché le trépied au final –

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

il n'est pas conçu pour vous préparer un petit déjeuner.

It's not really suited for scrambled eggs.

Il n'est pas très adapté pour préparer les œufs brouillés.

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

C'est alors que j'ai eu une nouvelle vision des robots du futur :

the transformers.

les Transformers.

They drive, they run, they fly,

Ils conduisent, ils courent, ils volent,

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

tout dépend de la tâche à accomplir et du nouveau contexte en perpétuelle évolution.

To make this a reality,

Pour en faire une réalité,

you really have to rethink how robots are designed.

il faut repenser à comment les robots sont conçus.

So, imagine a robotic module in a polygon shape

Imaginons un module robotique en forme de polygone

and using that simple polygon shape

et utilisons cette forme simple

to reconstruct multiple different forms

pour reconstituer plein de formes différentes

to create a new form of robot for different tasks.

et créer un nouveau genre de robot pour des tâches variées.

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

En infographie, ce n'est pas nouveau –

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

cela existe depuis un moment, la plupart des films sont faits ainsi.

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

Mais, si vous essayez de construire un robot qui bouge physiquement,

it's a completely new story.

c'est une tout autre histoire,

It's a completely new paradigm.

un paradigme totalement nouveau.

But you've all done this.

Pourtant, vous l'avez tous fait.

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

Qui n'a pas créé un avion, un bateau ou une grue en papier ?

Origami is a versatile platform for designers.

L'origami est un mode d'expression polyvalent pour les designers.

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

D'une feuille de papier, on peut créer plein de formes différentes

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

et si vous n'aimez pas le résultat, il suffit de déplier et plier à nouveau.

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

Chaque forme en 3D peut être réalisée à partir de surfaces 2D en les pliant,

and this is proven mathematically.

c'est démontré mathématiquement.

And imagine if you were to have an intelligent sheet

Et imaginez que vous ayez une feuille intelligente,

that can self-fold into any form it wants,

capable de se plier elle-même dans n'importe quelle forme,

anytime.

à tout moment.

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

C'est sur quoi j'ai travaillé.

I call this robotic origami,

J'appelle cet origami robotique

"robogami."

un « robogami ».

This is our first robogami transformation

Voici la première transformation de notre robogami

that was made by me about 10 years ago.

que j'ai réalisée il y a une dizaine d'années.

From a flat-sheeted robot,

D'une feuille plate, le robot

it turns into a pyramid and back into a flat sheet

se transforme en pyramide, à nouveau en feuille plate,

and into a space shuttle.

puis en navette spatiale.

Quite cute.

C'est plutôt mignon.

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

10 ans plus tard, avec mon groupe de chercheurs ninja en origami robotique –

about 22 of them right now --

nous sommes maintenant presque 22 –

we have a new generation of robogamis,

nous avons une nouvelle génération de robogamis.

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

Ils sont un peu plus efficaces et ils font plus de choses.

So the new generation of robogamis actually serve a purpose.

La nouvelle génération de robogamis a un but.

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

Par exemple, celui-ci évolue en autonomie sur différents terrains.

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

Sur un terrain sec et plat, il rampe.

And if it meets sudden rough terrain,

Et s'il rencontre soudain un terrain accidenté,

it starts rolling.

il commence à rouler.

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

Il le fait – c'est le même robot –

but depending on which terrain it meets,

selon le terrain qu'il rencontre,

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

il active une séquence différente de mécanismes embarqués.

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

Dès qu'il rencontre un obstacle, il saute par-dessus.

It does this by storing energy in each of its legs

Il le fait en stockant de l'énergie dans chacune de ses jambes,

and releasing it and catapulting like a slingshot.

en la libérant et en se catapultant comme un lance-pierres.

And it even does gymnastics.

Et il fait même de la gymnastique.

Yay.

Ouais.

(Laughter)

(Rires)

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

Je viens de vous montrer ce qu'un seul robogami peut faire.

Imagine what they can do as a group.

Imaginez ce qu'ils peuvent faire en groupe.

They can join forces to tackle more complex tasks.

Ils peuvent unir leurs forces pour s'atteler à des tâches plus complexes.

Each module, either active or passive,

Chaque module, actif ou passif,

we can assemble them to create different shapes.

peut être assemblé pour créer des formes différentes.

Not only that, by controlling the folding joints,

En plus de cela, en contrôlant le pliage des articulations,

we're able to create and attack different tasks.

nous sommes capables de créer et d'aborder différentes tâches.

The form is making new task space.

Les formes créent de nouvelles possibilités de tâches.

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

Et ici, c'est l'assemblage qui est le plus important.

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

Ils ont besoin de se retrouver tout seuls dans un espace différent,

attach and detach, depending on the environment and task.

de s'attacher et se détacher, selon le contexte et la tâche à effectuer.

And we can do this now.

Désormais, on le peut faire.

So what's next?

Alors, quelle est l'étape suivante ?

Our imagination.

Notre imagination.

This is a simulation of what you can achieve

Voici une simulation de ce que vous pouvez réaliser

with this type of module.

avec ce type de module.

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

Nous avons décidé de construire un robot rampant à quatre pattes

turn into a little dog and make small gaits.

qui se transforme en petit chien et se déplace par petits trots.

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

A partir du même module, nous pouvons en faire autre chose :

a manipulator, a typical, classical robotic task.

un bras manipulateur, une tâche typique pour un robot.

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

Grâce au bras manipulateur, il peut ramasser un objet.

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

Bien sûr, on peut ajouter plus de modules afin d'allonger les jambes du robot

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

pour qu'il appréhende ou ramasse des objets plus gros ou plus petits,

or even have a third arm.

ou même lui ajouter un troisième bras.

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

Pour les robogamis, il n'y a ni forme ni tâche fixe.

They can transform into anything, anywhere, anytime.

Ils peuvent se transformer en tout, partout et à tout moment.

So how do you make them?

Alors, comment les fabrique-t-on ?

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

Le plus grand défi technique du robogami est de le garder très fin,

flexible,

flexible,

but still remaining functional.

mais toujours fonctionnel.

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

Il est composé de plusieurs couches de circuits, de moteurs,

microcontrollers and sensors,

de microcontrôleurs et de capteurs,

all in the single body,

tous réunis en un ensemble.

and when you control individual folding joints,

Quand on contrôle chaque pliage d'articulation,

you'll be able to achieve soft motions like that

on peut réaliser des mouvements doux comme celui-ci

upon your command.

sur commande.

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

Au lieu d’être un robot conçu pour une seul tâche,

robogamis are optimized to do multi-tasks.

les robogamis sont optimisés pour effectuer des opérations multitâches.

And this is quite important

Et c'est très important

for the difficult and unique environments on the Earth

dans les environnements complexes et uniques sur Terre

as well as in space.

comme dans l'espace.

Space is a perfect environment for robogamis.

L'espace est un environnement parfait pour les robogamis.

You cannot afford to have one robot for one task.

On ne peut pas s'y permettre d'avoir un robot pour chaque tâche.

Who knows how many tasks you will encounter in space?

Qui sait ce que nous allons trouver à faire dans l'espace ?

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

Il nous faut une seule base robotique transformable et multi-tâches.

What we want is a deck of thin robogami modules

Il nous faut un ensemble de modules de robogamis fins

that can transform to do multiples of performing tasks.

et transformables pour effectuer des tâches variées.

And don't take my word for it,

Et je ne suis pas la seule à le dire

because the European Space Agency and Swiss Space Center

car l'Agence spatiale européenne et le Bureau spatial suisse

are sponsoring this exact concept.

soutiennent exactement la même idée.

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

Vous voyez ici quelques images de transformations des robogamis,

exploring the foreign land aboveground, on the surface,

qui explorent une terre étrangère au-dessus du sol, en surface,

as well as digging into the surface.

et qui creusent la surface.

It's not just exploration.

Ils ne font pas qu'explorer.

For astronauts, they need additional help,

Les astronautes ont besoin d'une aide supplémentaire,

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

car impossible d'emporter des stagiaires là-haut.

(Laughter)

(Rires)

They have to do every tedious task.

Ils doivent effectuer chaque tâche fastidieuse.

They may be simple,

Elles sont parfois simples,

but super interactive.

mais très interactives.

So you need robots to facilitate their experiments,

Il y a besoin de robots pour faciliter leurs expériences,

assisting them with the communications

en les aidant avec la communication,

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

en se positionnant à la surface comme troisième bras pour manipuler les outils.

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

Mais comment contrôler les robogamis, par exemple,

outside the space station?

en dehors de la station spatiale ?

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

Voici un robogami qui tient des débris spatiaux.

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

Vous pouvez voir ce qu'ils voient et ainsi les contrôler,

but what would be better is having the sensation of touch

mais ce serait mieux que la sensation du toucher

directly transported onto the hands of the astronauts.

soit directement transmise vers les mains des astronautes.

And what you need is a haptic device,

Vous avez besoin d'un appareil haptique,

a haptic interface that recreates the sensation of touch.

une interface haptique qui recrée la sensation du toucher.

And using robogamis, we can do this.

Et en utilisant des robogamis, nous pouvons le faire.

This is the world's smallest haptic interface

Voici l'interface haptique la plus petite au monde :

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

elle peut recréer la sensation du toucher juste sous vos doigts.

We do this by moving the robogami

Nous pouvons ainsi déplacer le robogami

by microscopic and macroscopic movements at the stage.

par des mouvements microscopiques et macroscopiques.

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

Et ce faisant, vous pourrez non seulement ressentir

how big the object is,

la taille de l'objet,

the roundness and the lines,

sa forme et ses lignes,

but also the stiffness and the texture.

mais aussi sa rigidité et sa texture.

Alex has this interface just underneath his thumb,

Cette interface est située juste sous le pouce d'Alex,

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

et s'il l'utilise avec un casque de réalité virtuelle et des manettes,

now the virtual reality is no longer virtual.

alors la réalité virtuelle n'a plus rien de virtuel.

It becomes a tangible reality.

Elle devient une réalité tangible.

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

Les boules bleue, rouge et noire qu'il regarde

is no longer differentiated by colors.

ne sont plus seulement différenciées par la couleur.

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

La bleue est désormais en caoutchouc, la rouge en mousse, la noire de billard.

This is now possible.

C'est aujourd'hui possible.

Let me show you.

Laissez-moi vous montrer.

This is really the first time this is shown live

C'est vraiment la première fois qu'on le montre en direct

in front of a public grand audience,

devant un public, un public nombreux,

so hopefully this works.

alors espérons que cela fonctionne.

So what you see here is an atlas of anatomy

Vous avez ici une image d'un atlas d'anatomie

and the robogami haptic interface.

et l'interface haptique du robogami.

So, like all the other reconfigurable robots,

Comme tous les autres robots reconfigurables,

it multitasks.

il est multi-tâche.

Not only is it going to serve as a mouse,

Il va non seulement servir de souris,

but also a haptic interface.

mais aussi d'interface haptique.

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

Alors, par exemple, nous avons un fond blanc vide.

That means there is nothing to feel,

C'est-à-dire qu'il n'y a pas de sensation,

so we can have a very, very flexible interface.

afin d'avoir une interface très flexible.

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

Maintenant, je l'utilise comme une souris pour s'approcher de la peau,

a muscular arm,

du bras musclé

so now let's feel his biceps,

pour sentir les biceps,

or shoulders.

ou les épaules.

So now you see how much stiffer it becomes.

Vous voyez maintenant à quel point il devient rigide.

Let's explore even more.

Explorons un peu plus.

Let's approach the ribcage.

Approchons-nous de la cage thoracique.

And as soon as I move on top of the ribcage

Dès que je remonte la cage thoracique

and between the intercostal muscles,

et que je passe entre les muscles intercostaux,

which is softer and harder,

qui sont plus tendres et plus durs,

I can feel the difference of the stiffness.

je peux sentir la différence de raideur.

Take my word for it.

Croyez-moi sur parole.

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

Il est maintenant beaucoup plus rigide et renvoie plus de résistance

it's giving back to my fingertip.

vers le bout de mes doigts.

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

Je vous ai fait une démonstration pour des surfaces immobiles.

How about if I were to approach something that moves,

Et si je devais m'approcher d'un organe en mouvement,

for example, like a beating heart?

par exemple, d'un cœur qui bat ?

What would I feel?

Que ressentirais-je ?

(Applause)

(Applaudissements)

This can be your beating heart.

Ce cœur qui bat, c'est peut-être le vôtre.

This can actually be inside your pocket

Cette interface peut se trouver à l'intérieur de votre poche

while you're shopping online.

quand vous achetez en ligne.

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

Vous pourrez sentir la texture du pull que vous voulez acheter,

how soft it is,

comme il est doux,

if it's actually cashmere or not,

si c'est vraiment du cachemire ou non,

or the bagel that you're trying to buy,

ou celle du bagel que vous pensez acheter,

how hard it is or how crispy it is.

comme il est dur ou croustillant.

This is now possible.

C'est maintenant possible.

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

La technologie robotique évolue pour devenir plus personnalisée et adaptable,

to adapt to our everyday needs.

afin de s’adapter à nos besoins de tous les jours.

This unique specie of reconfigurable robotics

Cette espèce unique de robots reconfigurables

is actually the platform to provide this invisible, intuitive interface

est le point de départ pour créer l'interface invisible et intuitive

to meet our exact needs.

qui répondra à nos besoins précis.

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

Ces robots ne ressembleront plus aux personnages de cinéma.

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

A la place, ils seront ce que vous voulez qu'ils soient.

Thank you.

Je vous remercie.

(Applause)

(Applaudissements)