The Future of Machines That Move like Animals | Robert Katzschmann | TED

Traduttore: Francesca Capizzi Revisore: Silvia Monti

Modern engineering focuses on rotating motors

L’ingegneria moderna è incentrata sull’uso di motori rotanti

to power almost any machine.

per alimentare quasi tutte le macchine.

It has taken about 200 years

Ci sono voluti circa 200 anni

for motors to become what they are today.

perché i motori diventassero quelli che sono oggi.

And they're still loud and unnatural in their ways.

E sono ancora chiassosi e innaturali.

The constant noise of machines

Il rumore incessante delle macchine

causes problems for living beings everywhere,

provoca ovunque problemi agli esseri viventi,

both in the ocean and also on land.

sia nell’oceano che sulla terraferma.

Humans who are constantly exposed to noise can become stressed, depressed

Le persone che sono costantemente esposte al rumore

possono diventare stressate, depresse

and even develop tinnitus.

o persino sviluppare il tinnito.

In contrast,

In natura, al contrario, non esistono motori rotanti.

there are no rotating motors in nature.

Nature often smoothly, glides, swims or wiggles,

La natura spesso scorre, si muove sinuosamente o con leggiadria,

without the rattling of rigid parts

senza attriti tra parti rigide

or the loud rubbing of surfaces.

o il rumore stridente delle superfici che sfregano.

I believe we can and should rehaul our approach to how we make machines.

Io credo che possiamo e che dovremmo rivedere

il nostro approccio al modo in cui costruiamo le macchine.

Instead of using rigid or unnatural materials,

Invece di usare materiali rigidi o innaturali,

what if we made biomimetic machines?

cosa accadrebbe se costruissimo macchine biomimetiche?

Machines made of soft or living materials

Macchine fatte di materiali morbidi o vivi

that are adaptive and safe to use in a variety of everyday tasks?

che si sappiano adattare

e siano sicure da usare in un’ampia gamma di attività quotidiane.

Can you imagine boats or submarines that propel themselves

Riuscite a immaginare navi o sottomarini che si sospingono

by moving their tails from side to side,

muovendo la coda da una parte all’altra, proprio come fanno i pesci?

just like fish do?

So to imitate these natural movements,

Per imitare questi movimenti naturali,

we have to replace rotating motors

dobbiamo rimpiazzare i motori e le eliche rotanti

and fast, spinning propellers

with artificial muscles.

con muscoli artificiali.

And I can tell you this, this can be done.

E ve lo posso assicurare: si può fare.

Our team of researchers at MIT and ETH Zurich

Il nostro team di ricercatori al MIT e all’ETH di Zurigo

has started to develop less disruptive robots

ha iniziato a sviluppare robot meno invasivi

by introducing a new, biomimetic way of moving through water.

introducendo un nuovo metodo biomimetico per muoversi nell’acqua.

We created a biomimetic robotic fish.

Abbiamo creato un pesce robot biomimetico.

Her name is Sophie.

Il suo nome è SoFi.

(Risate)

She's the first demonstration of a fully untethered, soft robot

È il primo esempio dimostrativo di un robot morbido e senza fili

in grado di esplorare l’oceano senza aver bisogno di propulsori.

that can explore the ocean without the need for propellers.

Sophie pumps water back and forth within a highly deformable tail.

SoFi pompa l’acqua dentro e fuori tramite una coda altamente deformabile.

Her tail movement imitates the natural swimming motion of real fish.

Il movimento della sua coda imita il naturale moto natatorio dei veri pesci.

Sophie's natural design allows her to closely monitor aquatic life.

Il design naturale di SoFi le permette di monitorare da vicino la vita acquatica.

Now, there's a catch.

Però... c’è un problema.

Sophie is energy-hungry and loud.

SoFi è energivora e rumorosa.

Yes, we successfully managed to build a robot that swims like a fish,

Sì, siamo riusciti a costruire un robot che nuota come un pesce,

but...

ma...

Sophie requires a motor and a pump to properly work.

SoFi ha bisogno di un motore e una pompa per funzionare correttamente.

Now we are replacing that motor and pump,

Ora, stiamo sostituendo quel motore e quella pompa,

which is noisy and not desired in such a way,

che sono chiassosi e non voluti,

we're replacing it with silent, artificial muscles.

con muscoli artificiali silenziosi.

These muscles are called HASELs.

Questi muscoli sono chiamati HASEL.

They directly and efficiently convert electrical energy

Essi convertono in modo diretto ed efficiente

l’energia elettrica in contrazioni muscolari.

into muscle contractions.

Take a look at this large muscle we made to lift and lower a leg.

Date un’occhiata a questo grosso muscolo

che abbiamo creato per fare alzare e abbassare una gamba.

A stack of flexible sheets contracts and relaxes

Delle membrane flessibili sovrapposte si contraggono e rilassano,

just like a thigh muscle does.

esattamente come fa il muscolo della coscia.

Let me tell you how this works.

Lasciate che vi spieghi come funziona.

So we take laminated sheets

Usiamo membrane laminate

to create pouches.

per creare delle sorta di sacchetti.

We have several of these pouches within a single muscle.

Ci sono parecchi sacchetti all’interno di un singolo muscolo.

We now take a conductive ink

Poi prendiamo un inchiostro conduttivo e lo spruzziamo su questi sacchetti,

and spray-coat that ink onto these pouches,

and then we inject them with oil.

all’interno dei quali iniettiamo successivamente un olio.

After having done this,

In questo modo, abbiamo un inchiostro conduttivo

we have a conductive ink that acts like a flexible electrode

che agisce come un elettrodo flessibile,

that squeezes these liquid-filled pouches

andando a strizzare questi sacchetti pieni di liquido

when a voltage is applied.

quando si applica una tensione elettrica.

Now, just like muscles with real fish,

Ora, proprio come succede con i muscoli di un vero pesce,

we take this kind of filmed muscles

prendiamo queste specie di muscoli rivestiti,

and pair them up as antagonistic pairs

li accoppiamo come muscoli antagonisti

and put them into our soft robotic fish design.

e li inseriamo nel nostro robot morbido a forma di pesce.

We 3D-print the hull

Stampiamo in 3D il corpo

and the spine of this fish,

e la spina dorsale di questo pesce

using soft and rigid materials.

usando sia materiali morbidi che materiali rigidi.

The fish now swims silently

Ora il pesce nuota silenziosamente

by electrically charging the muscles inside of the fish

caricando elettricamente i muscoli al suo interno

in an alternating fashion from one side to the other.

con un movimento alternato da un lato all’altro.

To improve our designs,

Per migliorare i nostri progetti

we do not rely on tedious trial and error fabrication.

non ci affidiamo al noioso metodo “prova e sbaglia”.

Instead, our software rapidly simulates

Il nostro software

simula rapidamente un progetto e ne ottimizza le prestazioni

and optimizes a design for performance

before we have to build it.

prima ancora che venga costruito.

Our approach creates a continuous design space

Il nostro approccio crea uno spazio di progettazione continuo

that interpolates between existing fish designs to create new designs.

che interpola i progetti già esistenti per crearne di nuovi.

Our optimization then explores this continuous design space

La nostra ottimizzazione quindi esplora questo spazio di progettazione continua

to come up with new and faster creatures we have not seen before.

per ideare le creature più innovative e più veloci

mai viste sino ad ora.

Robots one day might even be made of living muscle cells.

Un giorno i robot potrebbero persino essere fatti di cellule muscolari vive.

Wouldn't it be great if such a living robot would then heal itself,

Non sarebbe fantastico se un robot vivente di questo tipo

riuscisse a curarsi da solo, proprio come fanno i muscoli umani?

just like human muscles do?

I can tell you this.

Posso dirvi questo.

Partendo dalle cellule muscolari, siamo già in grado di stampare,

Starting from muscle cells,

we can already print, grow and stimulate muscles.

far crescere e stimolare i muscoli.

We are now beginning to make these muscles larger,

Stiamo iniziando a realizzare muscoli di dimensioni maggiori,

longer-lasting and controllable.

più durevoli e più controllabili.

It’s a fascinating challenge to engineer a standalone muscle

È una sfida affascinante progettare un muscolo che funzioni in modo autonomo,

without a supporting organism

senza il supporto di un organismo che gli fornisca un sistema immunitario.

that provides this muscle with an immune system.

These living muscles efficiently convert chemical energy that comes from nutrients

Questi muscoli vivi convertono efficientemente

l’energia chimica dei nutrienti in contrazioni muscolari.

into muscle contractions.

Living muscles can eventually become sustainable

I muscoli vivi potrebbero diventare macchine sostenibili e biodegradabili

and biodegradable machines

that decrease emissions and pollution

in grado di ridurre le emissioni e l’inquinamento,

all while actually truly mimicking nature.

imitando al contempo la natura alla perfezione.

So all of this,

Tutto quello di cui vi ho parlato si può realizzare

what I've told you, is possible

with the knowledge that researchers and engineers have today.

con la conoscenza che i ricercatori e gli ingegneri hanno già oggi.

I believe we have to rethink every machine ever invented

Credo che si debba ripensare ogni macchina mai inventata

from a holistic perspective.

con una prospettiva olistica.

We have to rethink what the machine should do

Dobbiamo riconsiderare quello che una macchina dovrebbe fare

and what it should not do.

e quello che non dovrebbe fare.

I think we want machines that safely integrate with us,

Penso che vogliamo macchine che collaborino con noi in modo sicuro

improve our quality of life.

per migliorare la qualità della nostra vita,

All the while, we respect nature,

rispettando al contempo la natura

and don't pollute our world with loud noises.

e non inquinando il nostro pianeta con rumori molesti.

So let's reimagine machines to take on forms

Quindi, reimmaginiamo le macchine per dar loro forme mai pensate prima

we have never thought of before

and discover places we have never been to before.

e per esplorare luoghi ancora sconosciuti.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)