Robert Full: Learning from the gecko's tail

Robert Full: apprenons de la queue du gecko

Traducteur: eric vautier Relecteur: Elisabeth Buffard

Let me share with you today an original discovery.

Laissez-moi partager aujourd'hui avec vous une découverte inédite.

But I want to tell it to you the way it really happened --

Mais je veux vous raconter comment ça s'est vraiment passé.

not the way I present it in a scientific meeting,

Et non comment je le présente dans les réunions scientifiques,

or the way you'd read it in a scientific paper.

ou comment vous le liriez dans une publication scientifique.

It's a story about beyond biomimetics,

Cette histoire dépasse le biomimétisme,

to something I'm calling biomutualism.

pour atteindre ce que j'appelle le biomutualisme.

I define that as an association between biology and another discipline,

Je définis cela comme l'association de la biologie et d'une autre discipline.

where each discipline reciprocally advances the other,

Où chaque discipline aide réciproquement l'autre,

but where the collective discoveries that emerge are beyond any single field.

mais où les découvertes collectives dépassent chaque spécialité prise séparément.

Now, in terms of biomimetics,

En ce qui concerne le biomimétisme,

as human technologies take on more of the characteristics of nature,

alors que les technologies humaines adoptent de plus plus les caractéristiques de la nature,

nature becomes a much more useful teacher.

la nature devient un professeur beaucoup plus utile.

Engineering can be inspired by biology

L'ingénierie peut être inspirée par la biologie

by using its principles and analogies when they're advantageous,

en reprenant ses principes et analogies quand ils sont utiles.

but then integrating that with the best human engineering,

Mais en y intégrant le meilleur de l'ingénierie humaine,

ultimately to make something actually better than nature.

pour obtenir finalement quelque chose de meilleur que la nature.

Now, being a biologist, I was very curious about this.

Étant biologiste, ce sujet a excité ma curiosité.

These are gecko toes.

Voici des doigts de gecko.

And we wondered how they use these bizarre toes

Nous nous demandions comment ils utilisaient ces doigts bizarres

to climb up a wall so quickly.

pour grimper si rapidement au mur.

We discovered it. And what we found was

Nous l'avons découvert : ils ont

that they have leaf-like structures on their toes,

des structures comme des feuilles sur leurs doigts,

with millions of tiny hairs that look like a rug,

avec des millions de petits poils comme un tapis.

and each of those hairs has the worst case of split-ends possible:

Et chacun de ces doigts a les pires fourches qu'on puisse trouver

about 100 to 1000 split ends that are nano-size.

entre 100 et 1000, qui sont nanométriques.

And the individual has 2 billion of these nano-size split ends.

Un individu a 2 milliards de ces fourches nanométriques.

They don't stick by Velcro or suction or glue.

Elles ne collent pas grâce à un Velcro, à la succion ou à une colle.♪

They actually stick by intermolecular forces alone,

Elles collent en fait seulement grâce aux forces intermoléculaires,

van der Waals forces.

les forces de Van der Waal.

And I'm really pleased to report to you today

Je suis très heureux de vous annoncer aujourd'hui

that the first synthetic self-cleaning, dry adhesive has been made.

que le premier adhésif auto-nettoyant de synthèse a été créé.

From the simplest version in nature, one branch,

A partir de sa version la plus simple dans la nature, une branche.

my engineering collaborator, Ron Fearing, at Berkeley,

mon collègue d'ingénierie, Ron Fearing, à Berkeley,

had made the first synthetic version.

a créé la première version de synthèse.

And so has my other incredible collaborator,

Mon autre collaborateur incroyable, Mark Cutkosky,

Mark Cutkosky, at Stanford --

à Stanford, a fait de même.

he made much larger hairs than the gecko,

Il a créé des poils beaucoup plus larges que ceux du gecko,

but used the same general principles.

mais a utilisé les mêmes principes généraux.

And here is its first test.

Voici son premier test.

(Laughter)

(Rires)

That's Kellar Autumn, my former Ph.D. student,

Voici Kellar Autumn, un ancien doctorant de mon labo,

professor now at Lewis and Clark,

désormais professeur à Lewis and Clark,

literally giving his first-born child up for this test.

offrant littéralement son aîné pour ce test.

(Laughter)

(Rires)

More recently, this happened.

Plus récemment a eu lieu ceci.

Man: This the first time someone has actually climbed with it.

Homme : c'est la première fois que quelqu'un grimpe avec.

Narrator: Lynn Verinsky, a professional climber,

Narrateur : Lynn Verinsky, un grimpeur professionnel,

who appeared to be brimming with confidence.

qui semble déborder de confiance.

Lynn Verinsky: Honestly, it's going to be perfectly safe. It will be perfectly safe.

Lynn Verinsky : Honnêtement, cela sera parfaitement sûr. Parfaitement sûr.

Man: How do you know?

Homme : Comment le savez-vous?

Lynn Verinsky: Because of liability insurance. (Laughter)

Lynn Verinsky : A cause de l'assurance responsabilité civile.

Narrator: With a mattress below and attached to a safety rope,

Narrateur : Avec un matelas en dessous et attaché à une corde de rappel,

Lynn began her 60-foot ascent.

Lynn commence son ascension de 20 mètres.

Lynn made it to the top in a perfect pairing

Lynn arrive au sommet dans un parfait mélange

of Hollywood and science.

de science et de trucages hollywoodiens.

Man: So you're the first human being to officially emulate a gecko.

Homme : Vous êtes donc le premier être humain à officiellement vous comporter en gecko.

Lynn Verinsky: Ha! Wow. And what a privilege that has been.

Lynn Verinsky : Super! Quel privilège!

Robert Full: That's what she did on rough surfaces.

Robert Full : Voilà ce qu'elle faisait sur des surfaces rugueuses.

But she actually used these on smooth surfaces --

Mais elle a en fait utilisé ces choses-là sur des surfaces lisses,

two of them -- to climb up, and pull herself up.

en l'occurrence deux, pour grimper et arriver en haut.

And you can try this in the lobby,

Vous pouvez essayer cela dans le hall,

and look at the gecko-inspired material.

et observer le matériel simili-gecko.

Now the problem with the robots doing this

Le problème avec les robots qui font cela

is that they can't get unstuck,

est qu'on ne peut plus les décoller,

with the material.

avec ce type d'équipement.

This is the gecko's solution. They actually peel their toes away

Voici la solution du gecko. En fait, il décolle ses doigts

from the surface, at high rates,

de la surface, à grande vitesse,

as they run up the wall.

en courant sur le mur.

Well I'm really excited today to show you

Je suis vraiment heureux aujourd'hui de vous montrer

the newest version of a robot, Stickybot,

la dernière version du robot Stickybot,

using a new hierarchical dry adhesive.

qui utilise une nouvelle colle à séchage hiérarchique.

Here is the actual robot.

Voici le robot.

And here is what it does.

Voici ce qu'il fait.

And if you look,

En regardant bien,

you can see that it uses

vous voyez qu'il utilise

the toe peeling,

le décollement de ses doigts,

just like the gecko does.

comme le gecko.

If we can show some of the video, you can see it climbing up the wall.

Si on peut passer une vidéo, vous le verrez grimper le long du mur.

(Applause)

(Applaudissements)

There it is.

Voilà.

And now it can go on other surfaces because of the new adhesive

Il peut aller sur d'autres surfaces grâce à la nouvelle colle,

that the Stanford group was able to do

que le Stanford group a créée

in designing this incredible robot.

en concevant ce robot incroyable.

(Applause)

(Applaudissements)

Oh. One thing I want to point out is, look at Stickybot.

Oh, une chose à noter. Regardez Stickybot.

You see something on it. It's not just to look like a gecko.

Vous voyez quelque chose dessus. Ce n'est pas seulement pour ressembler à un gecko.

It has a tail. And just when you think you've figured out nature,

Il a une queue. Quand vous croyez avoir compris la nature,

this kind of thing happens.

c'est ce qui arrive.

The engineers told us, for the climbing robots,

Les ingénieurs nous ont dit, les robots grimpeurs,

that, if they don't have a tail,

s'ils n'ont pas de queue,

they fall off the wall.

ils tombent du mur.

So what they did was they asked us

Ils nous ont posé une question,

an important question.

une question importante.

They said, "Well, it kind of looks like a tail."

Ils ont dit : "Hé, cela ressemble à une queue."

Even though we put a passive bar there.

Bien qu'on a mis une barre passive ici.

"Do animals use their tails when they climb up walls?"

"Les animaux utilisent-ils leur queue pour grimper aux murs?"

What they were doing was returning the favor,

Ils nous ont retourné la politesse,

by giving us a hypothesis to test,

en nous donnant une hypothèse à tester,

in biology, that we wouldn't have thought of.

en biologie, à laquelle nous n'aurions pas pensé.

So of course, in reality, we were then panicked,

Bien sûr, en réalité, nous étions paniqué,

being the biologists, and we should know this already.

étant les biologistes, nous aurions dû déjà savoir.

We said, "Well, what do tails do?"

On a dit : "Eh bien, à quoi sert la queue?"

Well we know that tails store fat, for example.

Nous savons que la queue stocke de la graisse, par exemple.

We know that you can grab onto things with them.

Nous savons qu'on peut attraper des choses avec.

And perhaps it is most well known

Et peut-être le plus connu :

that they provide static balance.

elle assure un équilibre à l'arrêt.

(Laughter)

(Rires)

It can also act as a counterbalance.

Elle peut agir comme contrepoids.

So watch this kangaroo.

Observez ce kangourou.

See that tail? That's incredible!

Vous voyez la queue? C'est incroyable!

Marc Raibert built a Uniroo hopping robot.

Marc Rabert a construit un robot sauteur, l'Uniroo.

And it was unstable without its tail.

Il était instable sans sa queue.

Now mostly tails limit maneuverability,

Mais la plupart du temps la queue diminue la manœuvrabilité.

like this human inside this dinosaur suit.

Comme pour cet humain en costume de dinosaure.

(Laughter)

(Rires)

My colleagues actually went on to test this limitation,

Mes collègues ont en fait testé cette limitation,

by increasing the moment of inertia of a student, so they had a tail,

en augmentant le moment d'inertie d'un étudiant : on lui met une queue,

and running them through and obstacle course,

il traverse en courant un parcours d'obstacles,

and found a decrement in performance,

et constate une diminution de la performance.

like you'd predict.

Comme vous l'auriez prédit.

(Laughter)

(Rires)

But of course, this is a passive tail.

Mais bien sûr, c'est une queue passive.

And you can also have active tails.

Il existe des queues actives.

And when I went back to research this, I realized

Quand j'ai repris mes recherches sur ce sujet, j'ai réalisé

that one of the great TED moments in the past,

qu'un des grands moments de TED, fut

from Nathan,

grâce à Nathan,

we've talked about an active tail.

quand nous avons parlé d'une queue active.

Video: Myhrvold thinks tail-cracking dinosaurs

Video : Myhrvold pense que les dinosaures à longue queue

were interested in love, not war.

étaient intéressés par l'amour, pas par la guerre.

Robert Full: He talked about the tail being a whip for communication.

Robert Full : Il parlait de la queue comme d'un moyen de communication.

It can also be used in defense.

Elle pouvait être utile pour se défendre.

Pretty powerful.

Plutôt puissante.

So we then went back and looked at the animal.

Nous nous sommes intéressés à nouveau à l'animal.

And we ran it up a surface.

Nous l'avons fait courir sur une surface.

But this time what we did is we put a slippery patch

Mais cette fois-ci, on a mis une bande glissante,

that you see in yellow there.

que vous voyez ici, en jaune.

And watch on the right what the animal is doing with its tail

Regardez sur la droite, ce que l'animal fait avec sa queue

when it slips. This is slowed down 10 times.

quand il glisse. Ceci est ralenti 10 fois.

So here is normal speed.

A vitesse normale.

And watch it now slip,

Regardez-le glisser,

and see what it does with its tail.

et observez ce qu'il fait avec sa queue.

It has an active tail that functions as a fifth leg,

Sa queue est active et fonctionne comme une 5ème jambe.

and it contributes to stability.

Et contribue à la stabilité.

If you make it slip a huge amount, this is what we discovered.

Si on le fait beaucoup glisser, voici ce que nous avons constaté.

This is incredible.

C'est incroyable.

The engineers had a really good idea.

Les ingénieurs ont vraiment eu une bonne idée.

And then of course we wondered,

Ensuite bien sûr, on s'est demandé :

okay, they have an active tail, but let's picture them.

OK, la queue est active, mais imaginons-les en action.

They're climbing up a wall, or a tree.

Ils grimpent sur un mur, ou sur un arbre.

And they get to the top and let's say there's some leaves there.

Arrivé en haut, imaginons qu'il y ait des feuilles.

And what would happen if they climbed on the underside of that leaf,

Que se passerait-il s'ils grimpaient sur la face inférieure d'une feuille,

and there was some wind, or we shook it?

et s'il y avait du vent, ou si on l'agitais?

And we did that experiment, that you see here.

Nous avons fait l'expérience, que vous voyez là.

(Applause)

(Applaudissements)

And this is what we discovered.

Voici ce que nous avons découvert.

Now that's real time. You can't see anything.

C'est en vitesse réelle. On ne voit rien.

But there it is slowed down.

Voici au ralenti.

What we discovered was the world's fastest air-righting response.

Ceci est la réaction de rééquilibrage la plus rapide au monde.

For those of you who remember your physics, that's a zero-angular-momentum

Pour ceux que se souviennent des cours de physique, c'est une réponse de

righting response. But it's like a cat.

rééquilibrage à moment cinétique nul. Mais comme un chat.

You know, cats falling. Cats do this. They twist their bodies.

Vous le savez, les chats tombent. Ils font ceci. Ils tordent leur corps.

But geckos do it better.

Les geckos le font mieux.

And they do it with their tail.

Et ils le font avec leur queue.

So they do it with this active tail as they swing around.

Ils le font avec leur queue active qu'ils battent.

And then they always land in the sort of superman skydiving posture.

Ils atterrissent donc toujours dans la position de Superman.

Okay, now we wondered, if we were right,

Bien sûr, nous nous sommes demandés : si nous avions raison,

we should be able to test this in a physical model, in a robot.

nous devrions pouvoir le tester sur un modèle physique, un robot.

So for TED we actually built a robot,

Pour TED, nous avons vraiment construit un robot,

over there, a prototype, with the tail.

ici, un prototype, avec une queue.

And we're going to attempt the first air-righting response

Voici la première tentative de réponse de rééquilibrage

in a tail, with a robot.

par la queue, avec un robot.

If we could have the lights on it.

Si on pouvait éclairer ceci.

Okay, there it goes.

OK, c'est parti.

And show the video.

Lancez la vidéo.

There it is.

Voilà.

And it works just like it does in the animal.

Cela fonctionne comme chez l'animal.

So all you need is a swing of the tail to right yourself.

Il suffit simplement d'un battement de queue pour rééquilibrer.

(Applause)

(Applaudissements)

Now, of course, we were normally frightened

Bien sûr, vous étiez normalement inquiets

because the animal has no gliding adaptations,

parce que l'animal n'est pas adapté au vol plané,

so we thought, "Oh that's okay. We'll put it in a vertical wind tunnel.

alors nous nous sommes dit : "OK. Mettons-le dans une soufflerie verticale.

We'll blow the air up, we'll give it a landing target, a tree trunk,

On souffle de l'air, on détermine une aire d'atterrissage, un tronc d'arbre,

just outside the plexi-glass enclosure, and see what it does.

juste à côté de la barrière en plexi, et voyons ce que se passe.

(Laughter)

(Rires)

So we did. And here is what it does.

On l'a fait. Voilà le résultat.

So the wind is coming from the bottom. This is slowed down 10 times.

Le vent arrive d'en bas. Ceci est ralenti dix fois.

It does an equilibrium glide. Highly controlled.

Cela crée une pente d'équilibre. Hautement contrôlée.

This is sort of incredible. But actually it's quite beautiful,

C'est incroyable. Mais c'est vraiment beau

when you take a picture of it.

quand on le photographie.

And it's better than that, it -- just in the slide -- maneuvers in mid-air.

C'est en fait mieux que ça : il arrive à évoluer entre deux courants.

And the way it does it, is it takes its tail

Il fait cela en utilisant sa queue

and it swings it one way to yaw left, and it swings its other way to yaw right.

et en la balançant d'un côté puis de l'autre pour rester droit.

So we can maneuver this way.

On peut se déplacer ainsi.

And then -- we had to film this several times to believe this --

Ensuite -- nous avons dû filmer à plusieurs reprises pour y croire --

it also does this. Watch this.

Il fait aussi cela. Regardez.

It oscillates its tail up and down like a dolphin.

Il fait bouger sa queue de haut en bas comme un dauphin.

It can actually swim through the air.

Il nage réellement dans l'air.

But watch its front legs. Can you see what they are doing?

Observez ses pattes avant. Vous voyez ce qu'elles font?

What does that mean for the origin of flapping flight?

Y a-t-il un lien avec les battements d'ailes?

Maybe it's evolved from coming down from trees,

Cela vient peut-être du besoin de descendre des arbres

and trying to control a glide.

tout en contrôlant un vol plané

Stay tuned for that.

La suite dans un instant...

(Laughter)

(Rires)

So then we wondered, "Can they actually maneuver with this?"

Nous sommes alors demandés : "Peuvent-ils manœuvrer ainsi?"

So there is the landing target. Could they steer towards it

Voici l'aire atterrissage. Y arriveront-ils en utilisant

with these capabilities? Here it is in the wind tunnel.

ces capacités? Le voici dans la soufflerie.

And it certainly looks like it.

On le dirait bien.

You can see it even better from down on top.

On le voit encore mieux depuis en dessous.

Watch the animal.

Observez l'animal.

Definitely moving towards the landing target.

Il se déplace vraiment vers l'aire d'atterrisage.

Watch the whip of its tail as it does it. Look at that.

Observez le fouettement de sa queue. Regardez ça.

It's unbelievable.

C'est incroyable.

So now we were really confused,

A ce moment-là, nous étions complètement perdus.

because there are no reports of it gliding.

Car il n'y a pas d'e publication sur le vol plané du gecko.

So we went, "Oh my god, we have to go to the field,

On s'est dit : "Mon Dieu, nous devons aller sur le terrain

and see if it actually does this."

voir comment il fait ça."

Completely opposite of the way you'd see it on a nature film, of course.

Exactement l'inverse de ce que vous verriez dans un film animalier, bien sûr.

We wondered, "Do they actually glide in nature?"

On s'est demandé : "Est-ce qu'ils font du vol plané dans la nature?"

Well we went to the forests of Singapore and Southeast Asia.

Nous sommes allés dans les forêts de Singapour et d'Asie du Sud-Est.

And the next video you see is the first time we've showed this.

La vidéo que vous allez voir est montrée ici pour la première fois.

This is the actual video -- not staged, a real research video --

C'est la vidéo brute, pas arrangée, une vidéo de recherche

of animal gliding down. There is a red trajectory line.

d'un animal en plein vol plané. Voici la trajectoire en rouge.

Look at the end to see the animal.

Regardez le bout de la trajectoire pour voir l'animal.

But then as it gets closer to the tree,

Mais quand il se rapproche de l'arbre,

look at the close-up. And see if you can see it land.

regardez l'agrandissement. Essayez de le voir atterrir.

So there it comes down. There is a gecko at the end of that trajectory line.

Le voici en bas. Il y a un gecko en bas de cette ligne rouge.

You see it there? There? Watch it come down.

Vous le voyez? Et ici? Regardez-le descendre.

Now watch up there and you can see the landing. Did you see it hit?

Maintenant, regardez là en haut et vous verrez l'atterrissage. Vous l'avez vu toucher?

It actually uses its tail too,

Il utilise aussi sa queue.

just like we saw in the lab.

Comme dans le laboratoire.

So now we can continue this mutualism

Nous pouvons continuer cette mutualisation

by suggesting that they can make an active tail.

en proposant de créer une queue active.

And here is the first active tail, in the robot,

Voici donc la première queue active, sur un robot,

made by Boston Dynamics.

créée par Boston Dynamics.

So to conclude, I think we need to build biomutualisms, like I showed,

Pour conclure, je pense qu'il faut encourager le biomutualisme, comme je l'ai montré,

that will increase the pace of basic discovery in their application.

cela accélèrera le rythme des découvertes, et leur application.

To do this though, we need to redesign education in a major way,

Pour ceci, nous devons modifier l'éducation d'une manière radicale,

to balance depth with interdisciplinary communication,

pour équilibrer la réflexion avec la communication inter-disciplinaire.

and explicitly train people how to contribute to, and benefit from other disciplines.

Former concrètement les gens, et bénéficier des autres disciplines.

And of course you need the organisms and the environment to do it.

Bien sûr, il faut aussi les organisations et l'environnement pour.

That is, whether you care about security, search and rescue or health,

En clair, que ce soit en sécurité, en sauvetage ou en santé,

we must preserve nature's designs,

nous devons protéger les schémas de la nature,

otherwise these secrets will be lost forever.

autrement ils seront perdus à jamais.

And from what I heard from our new president,

Mais d'après ce que notre nouveau président a dit,

I'm very optimistic. Thank you.

je suis très optimiste. Merci.

(Applause)

(Applaudissements)