Robert Full: The secrets of nature's grossest creatures, channeled into robots

מתרגם: Ido Dekkers מבקר: Tal Dekkers

Even nature's most disgusting creatures

אפילו היצורים הכי דוחים בטבע

have important secrets,

יכולים ללמד אותנו סודות חשובים,

but who would want a swarm of cockroaches

אבל מי היה רוצה נחיל של מקקים

coming towards them?

שמגיע לכיוונם?

Yet one of the greatest differences between natural and human technologies

ועדיין אחד ההבדלים הגדולים בין טכנולוגיות אנושיות וטבעיות

relates to robustness.

מתייחס לעמידות.

Robust systems are stable in complex

מערכות עמידות עמידות בסביבות

and new environments.

מסובכות וחדשות.

Remarkably, cockroaches can self-stabilize

למרבא הפלא, מקקים יכולים ליצב את עצמם

running over rough terrain.

כשהם רצים על פני שטח קשים.

When we put a jet pack on them,

כשאנחנו שמים חליפת סילון עליהם,

or give them a perturbation like an earthquake,

או גורמים להם הפרעה כמו רעידת אדמה,

we discovered that their wonderfully tuned legs

גילינו שהרגליים המדהימות שלהם

allow them to self-stabilize

מאפשרות להם לייצב את עצמם

without using any of their brainpower.

בלי להשתמש בכלל במוח שלהם.

They can go over complex terrain like grass,

הם יכולים ללכת על פני שטח מורכבים כמו דשא,

no problem, and not get destabilized.

בלי בעיה, ולא לאבד יציבות.

We discovered a new behavior where,

גילינו התנהגות חדשה בה,

because of their shape,

בגלל הצורה שלהם,

they actually roll automatically to their side

הם למעשה מתגלגלים אוטומטית על הצד

to go through this artificial test bit of grass.

בכדי ללכת דרך הדשא המלאכותי הניסויי.

Robust systems can perform multiple tasks

מערכות עמידות יכולות לבצע פעילויות מרובות

with the same structure.

עם אותו מבנה.

Here's a new behavior we've discovered.

הנה התנהגות חדשה שגילינו.

The animals rapidly invert and disappear

החיות מתהפכות במהירות ונעלמות

in less than 150 milliseconds — you never see them —

תוך פחות מ 150 מילישיניות -- אתם לעולם לא רואים אותן --

using the same structures that they use to run, their legs.

על ידי שימוש במבנה בו הם משתמשים לריצה, הרגלים שלהם.

They can run upside down

הם יכולים לרוץ הפוך

very rapidly on rods, branches and wires,

מהר מאוד על מוטות, ענפים וחוטים,

and if you perturb one of those branches,

ואם אתם מפריעים לאחד הענפים האלו,

they can do this.

הם יכולים לעשות את זה.

They can perform gymnastic maneuvers

הם יכולים לבצע תמרונים ספורטיביים

like no robot we have yet.

כמו אף רובוט שיש לנו עדיין.

And they have nearly unlimited

ויש להם כושר תמרון

maneuverability with that same structure

כמעט בלתי מוגבל עם אותו המבנה

and unprecedented access to a variety

וגישה ללא תקדים למגוון

of different areas.

של אזורים שונים.

They have wings for flying when they get warm,

יש להם כנפיים לתעופה כשחם להם,

but they use those same wings to flip over

אבל הם מתשמשים באותן כנפיים כדי להתהפך

if they get destabilized.

אם הם מאבדים יציבות.

Very effective.

מאוד יעיל.

Robust systems are also fault tolerant and fail-safe.

מערכות עמידות הן גם עמידות לכשלים.

This is the foot of a cockroach.

זו רגל של מקק.

It has spines, gluey pads and claws,

יש לה שדרה, פדים דביקים וטפרים,

but if you take off those feet,

אבל אם תורידו את הרגלים האלו,

they can still go over rough terrain,

הם עדיין יכולים ללכת על שטח קשה,

like the bottom video that you see,

כמו בסרטון התחתון שאתם רואים,

without hardly slowing down. Extraordinary.

בלי כמעט להאט. מדהים.

They can run up mesh without their feet.

הם יכולים לרוץ במעלה רשת בלי הרגליים.

Here's an animal using a normal, alternating tripod:

הנה חיה שמשתמש בתלת רגל מתחלף רגיל:

three legs, three legs, three legs,

שלוש רגליים, שלוש רגליים, שלוש רגליים,

but in nature, the insects often have lost their legs.

אבל בטבע, חרקים הרבה פעמים מאבדים רגליים.

Here's one moving with two middle legs gone.

הנה אחד נע בלי שתי רגליים אמצעיות.

It can even lose three legs, in a tripod,

הוא יכול אפילו לאבד שלוש רגליים,

and adopt a new gait, a hopping gait.

ולאמץ צעד חדש, צעד קיפוץ.

And I point out that all of these videos

ואני מציין שכל הסרטונים האלה

are slowed down 20 times,

מואטים פי 20,

so they're actually really fast, when you see this.

אז הם למעשה די מהירים, כשאתם רואים את זה.

Robust systems are also damage resistant.

מערכות עמידות הן גם עמידות לנזקים.

Here's an animal climbing up a wall.

הנה חיה שמטפסת על קיר.

It looks like a rapid, smooth, vertical climb,

זה נראה טיפוס אנכי מהיר, חלק,

but when you slow it down,

אבל כשאתם מאיטים את זה,

you see something very different.

אתם רואים משהו שונה.

Here's what they do.

הנה מה שהם עושים.

They intentionally have a head-on collision with the wall

הם בכוונה מתנגשים חזיתית בקיר

so they don't slow down and can transition up it

כך שהם לא מאיטים ויכולים לשנות כיוון למעלה

in 75 milliseconds.

בתוך 75 מילישניות.

And they can do this in part because they have

והם יכולים לעשות את זה חלקית בגלל שיש להם

extraordinary exoskeletons.

שלד חיצוני יוצא דופן.

And they're really just made up of compliant joints

והם באמת עשויים ממפרקים מותאמים

that are tubes and plates

שהם צינורות ולוחיות

connected to one another.

מחוברות אחת לשניה.

Here's a dissection of an abdomen of a cockroach.

הנה ניתוח של בטן של מקק.

You see these plates, and you see the compliant membrane.

אתם רואים את הלוחיות האלו, ואתם רואים את הממברנות המותאמות.

My engineering colleague at Berkeley

העמית המהנדס שלי בברקלי

designed with his students

תיכנן עם הסטודנטים שלו

a novel manufacturing technique

טכנולוגיית יצור חדשנית

where you essentially origami the exoskeleton,

שם למעשה אתם עושים אוריגמי של השלד החיצוני,

you laser cut it, laminate it,

אתם חותכים אותו בלייזר, יוצרים שכבות,

and you fold it up into a robot.

ומקפלים אותו לרובוט.

And you can do that now in less than 15 minutes.

ואתם יכולים לעשות את זה בפחות מ 15 דקות.

These robots, called DASH,

הרובוטים האלה, שנקראים DASH,

for Dynamic Autonomous Sprawled Hexapod,

הקספודים פרושים אוטונומיים דינמיים,

are highly compliant robots,

הם רובוטים מאוד תואמים,

and they're remarkably robust as a result

והם עמידים להפליא כתוצאה

of these features.

מהתכונות האלו.

They're certainly incredibly damage resistant.

הם בהחלט מאוד עמידים לנזק.

(Laughter)

(צחוק)

They even have some of the behaviors of the cockroaches.

יש להם אפילו חלק מההתנהגויות של מקקים.

So they can use their smart, compliant body

אז הם יכולים להשתמש בגוף החכם והמותאם שלהם

to transition up a wall

לעלות על קירות

in a very simple way.

בדרך מאוד פשוטה.

They even have some of the beginnings

יש להם אפילו סוג של התחלה

of the rapid inversion behavior

של התנהגות התהפכות מהירה

where they disappear.

בה הם נעלמים.

Now we want to know why they can go anywhere.

עכשיו אנחנו רוצים לדעת למה הם יכולים ללכת לכל מקום.

We discovered that they can go through

גילינו שהם יכולים לעבור דרך

three-millimeter gaps,

מרווחים של שלושה מילימטר,

the height of two pennies, two stacked pennies,

הגובה של שני מטבעות, שני מטבעות בערמה,

and when they do this,

וכשהם עושים את זה,

they can actually run through those confined spaces

הם יכולים למעשה לרוץ דרך החללים הצפופים האלה

at high speeds,

במהירויות גבוהות,

although you never see it.

למרות שאתם אף פעם לא רואים את זה.

To understand it better,

כדי להבין את זה טוב יותר,

we did a CT scan of the exoskeleton

עשינו סריקת CT של השלד החיצוני שלהם

and showed that they can compress their body

והראנו שהם יכולים לדחוס את הגוף שלהם

by over 40 percent.

ב 40 אחוז.

We put them in a materials testing machine

אנחנו שמים אותם במכונת בדיקת חומרים

to look at the stress strain analysis

כדי לראות אנליזת עומס חומר

and showed that they can withstand forces

והראנו שהם יכולים לעמוד בכוחות

800 times their body weight,

גדולים פי 800 ממשקל גופם,

and after this they can fly and run

ואחרי זה הם יכולים לעוף ולרוץ

absolutely normally.

רגיל לחלוטין.

So you never know where

אז אתם לעולם לא יודעים לאן

curiosity-based research will lead,

מחקר מבוסס סקרנות יוביל,

and someday you may want a swarm

ויום אחד אתם אולי תרצו נחיל

of cockroach-inspired robots

של רובוטים בהשראת מקקים

to come at you.

שיבוא אליכם.

(Laughter)

(צחוק)

Thank you.

תודה לכם.

(Applause)

(מחיאות כפיים)