Robert Full: Learning from the gecko's tail

Traduttore: Marco Morgione Revisore: Maria Gitto

Let me share with you today an original discovery.

Lasciate che condivida oggi qui con voi un'originale scoperta.

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

Ma voglio raccontarvela nel modo in cui è avvenuta veramente.

not the way I present it in a scientific meeting,

Non come la presento alle conferenze scientifiche,

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

o come la leggereste in una rivista scientifica.

It's a story about beyond biomimetics,

E' una storia che va oltre la biomimetica,

to something I'm calling biomutualism.

che sfocia in qualcosa che chiamo biomutualismo.

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

Lo definisco un'associazione tra la biologia e un'altra disciplina,

where each discipline reciprocally advances the other,

in cui ogni disciplina fa progredire reciprocamente le altre,

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

ma in cui i risultati collettivi che emergono vanno oltre ogni singolo campo.

Now, in terms of biomimetics,

Dunque, in termini di biomimetica,

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

dal momento che le tecnologie umane si avvicinano sempre di più alle caratteristiche della natura,

nature becomes a much more useful teacher.

la natura diventa una fonte semre più utile da cui apprendere.

Engineering can be inspired by biology

L'ingegneria può ispirarsi alla biologia

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

attraverso i suoi principi e le sue analogie quando sono vantaggiosi,

but then integrating that with the best human engineering,

integrando poi il tutto con la miglior ingegneria umana,

ultimately to make something actually better than nature.

al fine di produrre qualcosa che sia migliore di ciò che crea la natura.

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

Ora, essendo un biologo, ero molto incuriosito da tutto questo.

These are gecko toes.

Queste sono zampe di geco.

And we wondered how they use these bizarre toes

E ci chiedevamo come usassero questi arti bizzarri

to climb up a wall so quickly.

per arrampicarsi sui muri così velocemente.

We discovered it. And what we found was

Lo abbiamo scoperto. E ciò che abbiamo trovato

that they have leaf-like structures on their toes,

è che le loro zampe hanno una struttura a foglia,

with millions of tiny hairs that look like a rug,

con milioni di piccoli peli che sembrano un tappeto.

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

Ed ognuno di questi peli ha le peggiori doppie punte che si possano immaginare,

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

da 100 a 1000 doppie punte, misurabili in nanometri.

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

E ogni esemplare ha 2 miliardi di queste doppie punte in nanoscala.

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

Non si aggrappano con il velcro, a ventosa o con un adesivo,

They actually stick by intermolecular forces alone,

ma si aggrappano solamente con le forze intermolecolari,

van der Waals forces.

le forze di van der Waals.

And I'm really pleased to report to you today

E sono molto lieto di annunciarvi che oggi

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

è stato creato il primo adesivo sintetico, autopulente e secco.

From the simplest version in nature, one branch,

Partendo dalla versione più semplice in natura, un ramo,

my engineering collaborator, Ron Fearing, at Berkeley,

il mio collaboratore, l'ingegnere Ron Fearing, dell'università di Berkley,

had made the first synthetic version.

ha creato la prima versione sintetica.

And so has my other incredible collaborator,

E così ha fatto l'altro mio illustre collaboratore,

Mark Cutkosky, at Stanford --

Mark Cutkosky, dell'università di Standford.

he made much larger hairs than the gecko,

Lui ha creato dei peli molto più grandi di quelli del geco,

but used the same general principles.

usando comunque gli stessi principi generali.

And here is its first test.

Ed ecco qui il suo primo test.

(Laughter)

(Risate)

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

Quello è Kellar Autumn, il mio ex allievo dottorando,

professor now at Lewis and Clark,

ora professore alla Lewis and Clark,

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

che sacrifica il suo figlio primogentio per questo test.

(Laughter)

(Risate)

More recently, this happened.

Più recentemente, è successo questo.

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

Ragazzo: Questa è la prima volta che qualcuno lo usa per arrampicarsi.

Narrator: Lynn Verinsky, a professional climber,

Narratore: Lynn Verinsky, un'arrampicatrice professionista,

who appeared to be brimming with confidence.

sembra essere piena di fiducia.

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

Lynn Verinsky: Sinceramente, sarà perfettamente sicuro. Sarà perfettamente sicuro.

Man: How do you know?

Ragazzo: Come fai ad esserne così sicura?

Lynn Verinsky: Because of liability insurance. (Laughter)

Lynn Verinsky: Grazie all'assicurazione sulla vita.

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

Narratore: Con un materasso in fondo e legata ad una corda di sicurezza,

Lynn began her 60-foot ascent.

Lynn inizia la sua arrampicata di 20 metri.

Lynn made it to the top in a perfect pairing

Lynn è riuscita ad arrivare in cima unendo perfettamente

of Hollywood and science.

una scena hollywoodiana e un traguardo scientifico.

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

Ragazzo: Quindi sei il primo essere umano che ha ufficialmente emulato un geco.

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

Lynn Verinsky: Si! Wow. E che previlegio è stato.

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

Robert Full: Questo è stato ciò che ha fatto su superfici ruvide.

But she actually used these on smooth surfaces --

Ma su superfici lisce ha usato questi,

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

ne ha usati due, per arrampicarsi e tirarsi su.

And you can try this in the lobby,

E potete provarli nell'atrio,

and look at the gecko-inspired material.

oltre a dare un'occhiata al resto del materiale ispirato al geco.

Now the problem with the robots doing this

Ora, il problema che sorge con i robot che si arrampicano,

is that they can't get unstuck,

è che una volta aggrappati,

with the material.

non riescono a staccarsi a causa dell'adesivo.

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

Questa è la soluzione del geco. Solleva le dita delle zampe

from the surface, at high rates,

dalla superficie, molto velocemente,

as they run up the wall.

mano mano che si arrampica sul muro.

Well I'm really excited today to show you

Bene, sono molto entusiasta di mostrarvi oggi

the newest version of a robot, Stickybot,

la nuova versione del robot, Stickybot,

using a new hierarchical dry adhesive.

che usa un nuovo adesivo secco gerarchico.

Here is the actual robot.

Questo è il robot in questione.

And here is what it does.

Ed ecco cosa è in grado di fare.

And if you look,

E se fate attenzione,

you can see that it uses

potete vedere

the toe peeling,

che solleva le dita delle zampe,

just like the gecko does.

proprio come fa il geco.

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

Se possiamo mostrare una parte del video, potrete vederlo mentre si arrampica sul muro.

(Applause)

(Applausi)

There it is.

Eccolo qua.

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

E adesso è in grado di arrampicarsi su varie superfici grazie al nuovo adesivo

that the Stanford group was able to do

che il gruppo della Standford ha realizzato

in designing this incredible robot.

nel progettare questo incredibile robot.

(Applause)

(Applausi)

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

Ah. Una cosa che vi volevo far notare, guardate Stickybot.

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

Vedete qualcosa di particolare. Non solo assomiglia ad un geco,

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

ma ha anche una coda. Proprio quando si pensa di aver compreso a pieno la natura,

this kind of thing happens.

succede questo.

The engineers told us, for the climbing robots,

Gli ingegneri ci hanno detto che se questi robot arrampicatori

that, if they don't have a tail,

non avessero una coda,

they fall off the wall.

cadrebbero dal muro.

So what they did was they asked us

Quindi ci hanno posto

an important question.

un importante quesito.

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

Ci hanno detto: "Beh, più o meno assomiglia a una coda."

Even though we put a passive bar there.

Anche se abbiamo installato una barra passiva.

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

"Ma gli animali usano la loro coda mentre si arrampicano sui muri?"

What they were doing was returning the favor,

Ciò che hanno fatto è stato ricambiare il favore,

by giving us a hypothesis to test,

dandoci un' ipotesi da dimostrare,

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

in campo bologico, a cui non avremmo mai pensato.

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

Quindi, ovviamente, siamo andati nel panico,

being the biologists, and we should know this already.

essendo biologi avremmo dovuto già saperlo.

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

Ci chiedemmo, "Beh, che ruolo hanno le code?"

Well we know that tails store fat, for example.

Dunque sappiamo che accumulano il grasso, per esempio.

We know that you can grab onto things with them.

Sappiamo che possono essere usate dall'animale per aggrapparsi a vari oggetti.

And perhaps it is most well known

E forse la loro funzione più conosciuta,

that they provide static balance.

è garantire l'equilibrio statico.

(Laughter)

(Risate)

It can also act as a counterbalance.

Può anche fungere da contrappeso.

So watch this kangaroo.

Guardate questo canguro.

See that tail? That's incredible!

Vedete la coda? E' incredibile!

Marc Raibert built a Uniroo hopping robot.

Marco Raibert ha costruito "Uniroo" un robot in grado di saltare.

And it was unstable without its tail.

Ed era instabile senza la sua coda.

Now mostly tails limit maneuverability,

Dunque la maggior parte delle code limita la manovrabilità.

like this human inside this dinosaur suit.

Come succede a questo essere umano dentro un costume da dinosauro.

(Laughter)

(Risate)

My colleagues actually went on to test this limitation,

I miei colleghi sono andati realmente a testare questa limitazione,

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

incrementando il momento di inerzia di uno studente, a cui avevano messo una coda,

and running them through and obstacle course,

facendolo correre lungo un percorso ad ostacoli,

and found a decrement in performance,

riscontrando un calo di prestazioni fisiche.

like you'd predict.

Come era stato previsto.

(Laughter)

(Risate)

But of course, this is a passive tail.

Ma ovviamente, questa era una coda passiva.

And you can also have active tails.

E si possono avere anche code attive.

And when I went back to research this, I realized

E quando sono tornato a fare ricerca su questo, ho realizzato

that one of the great TED moments in the past,

che uno dei grandi momenti per TED nel passato,

from Nathan,

da Nathan in poi,

we've talked about an active tail.

abbiamo parlato di una coda attiva.

Video: Myhrvold thinks tail-cracking dinosaurs

Video: Myhrvold è convinto che i dinosauri che agitavano la coda

were interested in love, not war.

fossero interessati a fare l'amore, non la guerra.

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

Robert Full: lui parlò a proposito della coda come una frusta usata per comunicare.

It can also be used in defense.

Può essere anche usata per difendersi.

Pretty powerful.

Con molta potenza.

So we then went back and looked at the animal.

Quindi siamo tornati ad occuparci dell'animale.

And we ran it up a surface.

E gli abbiamo fatto risalire una superficie.

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

Ma questa volta abbiamo aggiunto un pannello scivoloso

that you see in yellow there.

che vedete lì, in giallo.

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

E guardate a destra, guardate cosa fa l'animale con la sua coda

when it slips. This is slowed down 10 times.

quando scivola. Questo è rallentato 10 volte.

So here is normal speed.

Questo è a velocità normale.

And watch it now slip,

Guardate adesso mentre scivola,

and see what it does with its tail.

e osservate cosa fa con la sua coda.

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

Ha una coda attiva che agisce come una quinta zampa.

and it contributes to stability.

E contribuisce alla stabilità.

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

Se gli facciamo risalire una superficie ben più scivolosa, ecco cosa abbiamo scoperto.

This is incredible.

Questo è incredibile.

The engineers had a really good idea.

Gli ingegneri hanno avuto davvero una brillante idea.

And then of course we wondered,

E poi ovviamente ci siamo detti,

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

ok, hanno una coda attiva, ma facciamogli qualche foto.

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

Mentre si arrampicano su un muro o su un albero.

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

Ipotizziamo che arrivino in cima e ci siano delle foglie.

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

Cosa succederebbe se camminassero sotto una foglia,

and there was some wind, or we shook it?

e ci fosse un pò di vento, o la scuotessimo?

And we did that experiment, that you see here.

Quindi abbiamo fatto questo esperimento, che vedete qui.

(Applause)

(Applausi)

And this is what we discovered.

E questo è stato quello che abbiamo scoperto.

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

Ora, questo è a velocità normale. Non potete vedere nente.

But there it is slowed down.

Ma ecco l'immagine al rallentatore.

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

Quello che abbiamo scoperto è la reazione di raddrizzamento aerea più veloce al mondo.

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

Per chi di voi si ricorda un pò di fisica, quella è una reazione di raddrizzamento

righting response. But it's like a cat.

senza cambio del momento angolare. Però è come un gatto.

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

Come sapete, i gatti quando cadono fanno lo stesso. Ruotano il corpo.

But geckos do it better.

Ma i gechi lo fanno meglio.

And they do it with their tail.

E lo fanno con la loro coda.

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

Quindi si raddrizzano con la coda girando su sé stessi.

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

Atterrando così in una postura che ricorda superman mentre vola.

Okay, now we wondered, if we were right,

Ok, quindi ci siamo detti, se abbiamo ragione,

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

dovremmo essere in grado di testarlo su un modello fisico, un robot.

So for TED we actually built a robot,

Così che per TED abbiamo di fatto costruito un robot,

over there, a prototype, with the tail.

eccolo lì, un prototipo, con la coda.

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

E sperimenteremo per la prima volta la reazione di raddrizzamento

in a tail, with a robot.

con la coda, in un robot.

If we could have the lights on it.

Se possiamo avere le luci sul robot.

Okay, there it goes.

Ok, ecco qua.

And show the video.

Mostriamo il video.

There it is.

Eccolo qua.

And it works just like it does in the animal.

E funziona esattamente nello stesso modo dell'animale.

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

Quindi tutto ciò di cui avete bisogno è un colpo di coda per raddrizzarvi.

(Applause)

(Applausi)

Now, of course, we were normally frightened

Bene, a questo punto eravamo preoccupati

because the animal has no gliding adaptations,

perché l'animale non ha subito adattamenti atti a planare,

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

quindi ci siamo detti, "Beh, mettiamolo in una piccola galleria del vento verticale.

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

Faremo uscire l'aria dal basso, gli indicheremo un punto dove atterrare, un tronco d'albero,

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

appena fuori dal cilindro di plexiglas, e guardiamo cosa fa."

(Laughter)

(Risate)

So we did. And here is what it does.

Lo abbiamo fatto. Ed ecco come ha reagito il geco.

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

Quindi, l'aria arriva dal basso. Queste immagini sono rallentate 10 volte.

It does an equilibrium glide. Highly controlled.

Plana in equilibrio. Con un gran controllo.

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

Questo è qualcosa di incredibile. Ma è addirittura bellissimo

when you take a picture of it.

se scatti una foto.

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

Ma è in grado di fare meglio, mentre plana, corregge la sua posizione in aria.

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

E lo fa con la sua coda

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

spostandola a destra per muoversi a sinista e viceversa.

So we can maneuver this way.

Così come facciamo noi.

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

Inoltre - abbiamo dovuto filmarlo più volte per credere ai nostri occhi -

it also does this. Watch this.

è anche in grado di fare questo. Guardate.

It oscillates its tail up and down like a dolphin.

Fa oscillare la coda su e giu come un delfino.

It can actually swim through the air.

Ed è letteralmente in grado di nuotare nell'aria.

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

Ma osservate le zampe anteriori. Vedete come si muovono?

What does that mean for the origin of flapping flight?

Questo può essere significativo per le origini del volo alare?

Maybe it's evolved from coming down from trees,

Forse si è evoluto cadendo dagli alberi,

and trying to control a glide.

provando a controllare il volo planato.

Stay tuned for that.

Non cambiate canale se volete scoprirlo.

(Laughter)

(Risate)

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

Quindi ci siamo chiesti "Possono correggere la loro posizione con questi movimenti delle zampe?"

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

Dunque, lì vediamo il punto di atterraggio. Sono in grado di sfruttare la loro abilità

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

per dirigersi verso quel punto? Eccolo qui nella galleria del vento.

And it certainly looks like it.

Beh sembra proprio di sì.

You can see it even better from down on top.

Lo potete vedere ancora meglio dall'alto.

Watch the animal.

Guardate l'animale.

Definitely moving towards the landing target.

Senza dubbio si muove verso il punto di atterragio.

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

Osservate come muove la coda. Guardate.

It's unbelievable.

E' incredibile.

So now we were really confused,

A questo punto eravamo davvero confusi.

because there are no reports of it gliding.

Perchè non ci sono documentazioni sul volo planato dei gechi.

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

Quindi ci siamo detti "Oh mio dio, dobbiamo andare a fare ricerca sul campo

and see if it actually does this."

e vedere se plana veramente."

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

In modo assolutamente opposto a come lo vedreste in un documentario, ovviamente.

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

Ci siamo chiesti, "Ma planano davvero in natura?"

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

Bene, siamo andati nelle foreste di Singapore e del sud-est asiatico.

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

E il prssimo video che vedrete è la nostra anteprima assoluta.

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

Questo è il video originale, non è stato montato, un vero video di ricerca

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

sul volo planato del geco - c'è una linea rossa che descrive la traiettoria.

Look at the end to see the animal.

Guardate all'estremità per vedere l'animale.

But then as it gets closer to the tree,

Ma guardate l'ingrandimento

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

mano a mano che si avvicina all'albero. E cercate di vederlo mentre atterra.

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

Ecco che scende. C' è un geco all'estremità della linea di traiettoria.

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

Lo vedete lì? Lì? Guardatelo mentre scende.

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

Ora guardate su in alto e vedrete l'atterraggio. Lo avete visto l'impatto?

It actually uses its tail too,

Usa anche la coda.

just like we saw in the lab.

Proprio come abbiamo visto in laboratorio.

So now we can continue this mutualism

Quindi ora possiamo continuare questo mutualismo

by suggesting that they can make an active tail.

proponendo agli ingegneri di realizzare una coda attiva.

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

Ed ecco la prima coda attiva, in un robot,

made by Boston Dynamics.

costruito dalla Boston Dynamics.

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

Dunque in conclusione, penso che sia necessario instaurare questo biomutualismo, come ho mostrato,

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

poiché aumenterà la frequenza delle scoperte di base, nelle loro applicazioni.

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

Per riuscirci, dobbiamo ripianificare l'educazione in modo più ampio,

to balance depth with interdisciplinary communication,

per equilibrare l'intensità di studio con la comunicazione interdisciplinare.

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

Ed educare le persone a chiare lettere su come contribuire e come imparare dalle altre discipline.

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

Ovviamnete sono necessari precisi organismi e condizioni per riuscirci.

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

La chiave è, anche se vi interessate di sicurezza, di ricerca e soccorso, di sanità,

we must preserve nature's designs,

che dobbiamo preservare i disegni della natura,

otherwise these secrets will be lost forever.

altrimenti questi segreti andranno persi per sempre.

And from what I heard from our new president,

E da quello che ho sentito dal nostro nuovo presidente,

I'm very optimistic. Thank you.

sono molto ottimista. Grazie.

(Applause)

(Applausi)