Origami robots that reshape and transform themselves | Jamie Paik

Traduttore: Elena Pedretti Revisore: SILVIA ALLONE

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

Da esperta di robotica, ricevo un sacco di domande.

"When we will they start serving me breakfast?"

"Quando inizieranno a servirmi la colazione?"

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

Pensavo che i robot del futuro sarebbero stati più simili a noi.

Credevo che mi avrebbero assomigliato,

I thought they would look like me,

so I built eyes that would simulate my eyes.

così ho costruito occhi simili ai miei.

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

Ho costruito dita abbastanza abili da servirmi...

baseballs.

palle da baseball.

Classical robots like this

I robot tradizionali come questo

are built and become functional

vengono costruiti e diventano funzionali

based on the fixed number of joints and actuators.

sulla base di un numero fisso di articolazioni e attuatori.

And this means their functionality and shape are already fixed

Ciò significa che la loro forma e funzionalità sono già determinate

at the moment of their conception.

al momento della loro progettazione.

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

Così, anche se questo braccio lancia davvero bene -

it even hit the tripod at the end--

alla fine ha persino colpito il treppiede -

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

non è di per sé pensato per prepararvi la colazione.

It's not really suited for scrambled eggs.

Non è adatto a strapazzare le uova.

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

Allora ho immaginato i robot del futuro in un modo diverso:

the transformers.

come Transformers.

They drive, they run, they fly,

Guidano, corrono, volano,

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

a seconda del compito e dell'ambiente che si trovano davanti.

To make this a reality,

Per realizzare tutto ciò,

you really have to rethink how robots are designed.

bisogna davvero rivedere come i robot vengono progettati.

So, imagine a robotic module in a polygon shape

Allora, immaginate un modulo robotico con forma di poligono

and using that simple polygon shape

e pensate di usare quella semplice forma poligonale

to reconstruct multiple different forms

per ricreare molteplici altre forme

to create a new form of robot for different tasks.

creando nuovi robot per compiti diversi.

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

Nel mondo della computer grafica, CG, non è certo una novità,

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

lo si fa da tempo, la si utilizza per la maggior parte dei film.

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

Tuttavia, cercare di realizzare un robot in grado di muoversi

it's a completely new story.

è tutta un'altra storia.

It's a completely new paradigm.

Si tratta di un modello del tutto diverso.

But you've all done this.

Voi, però, l'avete già fatto.

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

Chi non ha mai creato un aeroplano, una barchetta o una gru di carta?

Origami is a versatile platform for designers.

Gli origami sono un'utile base di partenza per i progettisti.

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

Si possono creare molteplici forme partendo da un unico foglio di carta

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

e se non si è soddisfatti lo si può spiegare e ripiegare daccapo.

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

Possiamo piegare una superficie 2D per realizzare una qualsiasi forma 3D,

and this is proven mathematically.

è matematicamente provato.

And imagine if you were to have an intelligent sheet

Immaginate ora di avere un foglio intelligente

that can self-fold into any form it wants,

che riesce a piegare se stesso per creare tutte le forme che vuole,

anytime.

in qualsiasi momento.

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

Ecco, io sto lavorando su questo.

I call this robotic origami,

Chiamo questi robot-origami

"robogami."

"robogami".

This is our first robogami transformation

Questa è la prima trasformazione di un robogami

that was made by me about 10 years ago.

che ho realizzato dieci anni fa.

From a flat-sheeted robot,

Un foglio robotico

it turns into a pyramid and back into a flat sheet

che si trasforma in piramide per poi tornare piatto

and into a space shuttle.

prima di diventare una navetta spaziale.

Quite cute.

Davvero carino.

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

Dieci anni dopo, col mio gruppo di ricercatori ninja -

about 22 of them right now --

circa 22 al momento -

we have a new generation of robogamis,

abbiamo creato una nuova generazione di robogami

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

che sono un po' più efficienti e versatili.

So the new generation of robogamis actually serve a purpose.

Questi nuovi robogami hanno uno scopo reale.

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

Questo riesce a districarsi autonomamente su tipi di terreni diversi:

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

su un terreno secco e piano cammina lentamente,

And if it meets sudden rough terrain,

ma se il terreno si fa scosceso,

it starts rolling.

inizia a rotolare.

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

È lo stesso robot,

but depending on which terrain it meets,

ma a seconda del terreno che deve affrontare

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

attiva una sequenza diversa di attuatori

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

e se incontra un ostacolo, lo salta.

It does this by storing energy in each of its legs

Lo fa incamerando energia in ognuna delle sua gambe

and releasing it and catapulting like a slingshot.

per poi rilasciarla di colpo creando un effetto fionda.

And it even does gymnastics.

Riesce persino a fare ginnastica.

Yay.

Evviva.

(Laughter)

(Risate)

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

Dunque, vi ho appena mostrato ciò che un singolo robogami riesce a fare.

Imagine what they can do as a group.

Pensate a cosa può fare in gruppo.

They can join forces to tackle more complex tasks.

I robogami possono unire le forze per affrontare compiti più complessi.

Each module, either active or passive,

Ogni modulo, che sia attivo o passivo,

we can assemble them to create different shapes.

può essere assemblato per creare forme differenti.

Not only that, by controlling the folding joints,

Inoltre, grazie al controllo dei raccordi snodati

we're able to create and attack different tasks.

possiamo creare e affrontare compiti diversi.

The form is making new task space.

La forma permette nuove possibilità d'azione.

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

La cosa più importante è l'assemblaggio.

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

Devono trovarsi in modo autonomo in uno spazio diverso,

attach and detach, depending on the environment and task.

attaccarsi e staccarsi a seconda di ambiente circostante e compiti.

And we can do this now.

Ora tutto ciò è possibile.

So what's next?

Qual è il passo successivo?

Our imagination.

La nostra immaginazione.

This is a simulation of what you can achieve

Questa simulazione mostra cosa si può ottenere

with this type of module.

da questo tipo di modulo.

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

Abbiamo deciso di trasformare un robot gattonatore a quattro gambe

turn into a little dog and make small gaits.

in un cagnolino che muove piccoli passi.

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

Lo stesso modulo può anche diventare qualcosa di diverso:

a manipulator, a typical, classical robotic task.

un manipolatore, ossia un robot che svolge compiti tradizionali.

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

Un manipolatore può sollevare un oggetto.

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

Naturalmente, è possibile aggiungere altri moduli per allungare le sue gambe,

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

permettendogli così di afferrare oggetti più grandi o più piccoli,

or even have a third arm.

o persino un terzo braccio.

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

I robogami non hanno una forma o un compito predeterminato.

They can transform into anything, anywhere, anytime.

Possono trasformarsi in qualunque cosa, ovunque e in qualsiasi momento.

So how do you make them?

Come vengono realizzati?

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

La sfida tecnica principale è mantenerli il più possibile sottili,

flexible,

flessibili,

but still remaining functional.

preservando, però, la loro funzionalità.

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

Sono formati da molteplici livelli di circuiti, motori,

microcontrollers and sensors,

microcontrollori e sensori,

all in the single body,

tutti in un unico corpo.

and when you control individual folding joints,

Controllando i singoli raccordi snodati,

you'll be able to achieve soft motions like that

si possono ottenere movimenti fluidi come questi

upon your command.

con un semplice comando.

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

Invece di essere un unico robot destinato ad un unico compito,

robogamis are optimized to do multi-tasks.

un robogami è ottimizzato per svolgere più compiti.

And this is quite important

È una cosa molto importante

for the difficult and unique environments on the Earth

se si pensa ai diversi e peculiari ambienti sulla Terra

as well as in space.

ma anche nello Spazio.

Space is a perfect environment for robogamis.

Lo Spazio è l'ambiente perfetto per i robogami.

You cannot afford to have one robot for one task.

Lì non è conveniente avere un robot diverso per ogni compito.

Who knows how many tasks you will encounter in space?

Chissà quanti compiti diversi si dovranno affrontare nello Spazio?

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

L'ideale è un unico robot in grado di trasformarsi a seconda del compito.

What we want is a deck of thin robogami modules

Ciò che serve è un insieme di leggeri moduli robogami

that can transform to do multiples of performing tasks.

capaci di trasformarsi a seconda del compito da svolgere.

And don't take my word for it,

Non sono l'unica a pensarla così,

because the European Space Agency and Swiss Space Center

perché l'Agenzia Spaziale Europea e il Centro Spaziale Svizzero

are sponsoring this exact concept.

sostengono questo stesso punto di vista.

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

Ecco alcune immagini di robogami che si riconfigurano

exploring the foreign land aboveground, on the surface,

per esplorare un paesaggio sconosciuto in superficie,

as well as digging into the surface.

ma anche sotto la superficie.

It's not just exploration.

Non si tratta solo di esplorare:

For astronauts, they need additional help,

agli astronauti serve un ulteriore aiuto,

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

perché lassù non si possono portare dei tirocinanti.

(Laughter)

(Risate)

They have to do every tedious task.

Devono svolgere da soli ogni noioso compito.

They may be simple,

A volte i compiti sono semplici, ma estremamente interattivi.

but super interactive.

So you need robots to facilitate their experiments,

Servono dunque dei robot che facilitino gli esperimenti,

assisting them with the communications

assistano nelle telecomunicazioni

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

o semplicemente fungano da portaoggetti attaccati alle superfici.

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

Come sarà possibile, per esempio, controllare i robogami

outside the space station?

al di fuori della stazione spaziale?

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

Qui vedete un robogami che trattiene un detrito spaziale.

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

Si può usare la vista per guidarli,

but what would be better is having the sensation of touch

ma la cosa migliore sarebbe trasferire la sensazione tattile

directly transported onto the hands of the astronauts.

direttamente alle mani degli astronauti.

And what you need is a haptic device,

Per farlo serve un dispositivo aptico,

a haptic interface that recreates the sensation of touch.

un'interfaccia aptica che riproduca il senso del tatto.

And using robogamis, we can do this.

Con i robogami ciò è possibile.

This is the world's smallest haptic interface

Questa è l'interfaccia aptica più piccola del mondo

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

in grado di ricreare la sensazione tattile appena sotto la punta delle dita.

We do this by moving the robogami

Per farlo, facciamo compiere al robogami

by microscopic and macroscopic movements at the stage.

movimenti microscopici e macroscopici.

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

Questo permette non solo di sentire al tatto

how big the object is,

le dimensioni dell'oggetto

the roundness and the lines,

e la rotondità delle sue linee,

but also the stiffness and the texture.

ma anche la sua rigidità e consistenza.

Alex has this interface just underneath his thumb,

L'interfaccia si trova appena sotto al pollice di Alex

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

e grazie a visori VR e controlli manuali

now the virtual reality is no longer virtual.

la realtà virtuale smette di essere virtuale

It becomes a tangible reality.

per diventare tangibile.

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

Le palle blu, rossa e nera che sta guardando

is no longer differentiated by colors.

non sono più differenziate solo dai loro colori.

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

Ora la palla blu è di gomma, la rossa è di spugna e la nera è da biliardo.

This is now possible.

Adesso tutto questo è possibile.

Let me show you.

Vi faccio vedere.

This is really the first time this is shown live

È la prima volta in assoluto che viene mostrato dal vivo,

in front of a public grand audience,

davanti ad un vasto pubblico,

so hopefully this works.

quindi spero che funzioni.

So what you see here is an atlas of anatomy

Allora, qui vedete una tavola anatomica

and the robogami haptic interface.

e il robogami che funge da interfaccia aptica.

So, like all the other reconfigurable robots,

Come tutti gli altri robot riconfigurabili,

it multitasks.

anche questo può fare più cose.

Not only is it going to serve as a mouse,

Non funge solo da mouse,

but also a haptic interface.

ma anche da interfaccia aptica.

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

Se abbiamo uno sfondo bianco, senza oggetti,

That means there is nothing to feel,

non c'è nulla da sentire,

so we can have a very, very flexible interface.

per cui possiamo avere un'interfaccia molto flessibile.

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

Ora utilizzo il mouse per avvicinarmi alla pelle,

a muscular arm,

ad un braccio muscoloso,

so now let's feel his biceps,

per sentire i bicipiti

or shoulders.

o le spalle.

So now you see how much stiffer it becomes.

Adesso potete osservare l'interfaccia che si irrigidisce.

Let's explore even more.

Continuiamo ad esplorare.

Let's approach the ribcage.

Avviciniamoci alla cassa toracica.

And as soon as I move on top of the ribcage

Appena mi sposto sopra di essa

and between the intercostal muscles,

e tra i muscoli degli spazi intercostali,

which is softer and harder,

attraversando consistenze diverse,

I can feel the difference of the stiffness.

posso avvertire la differente rigidità.

Take my word for it.

Fidatevi della mia parola.

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

Come vedete, ora è più rigido, è maggiore la forza

it's giving back to my fingertip.

che restituisce alla punta del mio dito.

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

Vi ho mostrato superfici che non si muovono,

How about if I were to approach something that moves,

ma se invece volessi toccare qualcosa che si muove,

for example, like a beating heart?

per esempio un cuore che batte?

What would I feel?

Cosa sentirei?

(Applause)

(Applauso)

This can be your beating heart.

Questo cuore che batte potrebbe essere il vostro.

This can actually be inside your pocket

Potreste tenere questo dispositivo nella vostra tasca,

while you're shopping online.

mentre fate acquisti su Internet.

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

Potreste avvertire la consistenza del maglione che state comprando,

how soft it is,

la sua morbidezza,

if it's actually cashmere or not,

se è realmente vero cashmere,

or the bagel that you're trying to buy,

oppure sapere se il bagel che volete acquistare

how hard it is or how crispy it is.

è duro o croccante.

This is now possible.

Questo ora è possibile.

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

La robotica si sta evolvendo per essere più personalizzata e flessibile,

to adapt to our everyday needs.

per adattarsi alle nostre esigenze quotidiane.

This unique specie of reconfigurable robotics

Questa specie unica di robot riconfigurabili

is actually the platform to provide this invisible, intuitive interface

rappresenta la base per ottenere un'interfaccia invisibile e intuitiva

to meet our exact needs.

che risponda in modo preciso ai nostri bisogni.

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

Questi robot non assomiglieranno più ai personaggi dei film,

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

ma saranno tutto ciò che voi vogliate che siano.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applauso)