Robert Full: Learning from the gecko's tail

Translator: Elena Nedanovska Reviewer: Dragan Bocevski

Let me share with you today an original discovery.

Дозволете ми денес да споделам со вас едно оригинално откритие

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

Сакам да ви раскажам како навистина се случи тоа

not the way I present it in a scientific meeting,

а не она што го презентирам на научните состаноци,

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

или она што би го прочитале во научен труд.

It's a story about beyond biomimetics,

Тоа е приказна вон биониката,

to something I'm calling biomutualism.

за нешто што јас го нарекувам биомутyлизам.

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

Јас го дефинирам тоа како здружување меѓу биологијата и некоја друга дисциплина,

where each discipline reciprocally advances the other,

каде секоја дисциплина реципрочно ја унапредува другата.

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

а произлезените заеднички откритија се поголеми од откритијата во поединечните области.

Now, in terms of biomimetics,

Сега, од страна на биониката,

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

како што технологиите земаат се повеќе карактеристики од природата,

nature becomes a much more useful teacher.

така природата постанува се покорисна учителка.

Engineering can be inspired by biology

Инжинерингот може да биде инспириран од биологијата

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

преку користење на нејзините принципи и аналогии, кога тие се подобри.

but then integrating that with the best human engineering,

И преку нивно интегрирање со најдобрата човекова техника,

ultimately to make something actually better than nature.

за конечно да се создаде нешто што е подобро од самата природа.

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

Сега, како биолог, јас бев многу љубопитен во овој поглед.

These are gecko toes.

Ова се прсти од геко.

And we wondered how they use these bizarre toes

и ние се запрашавме како тие ги користат овие бизарни прсти

to climb up a wall so quickly.

за толку брзо искачување по ѕид.

We discovered it. And what we found was

И откривме. И она што го пронајдовме беше

that they have leaf-like structures on their toes,

дека тие имаат структури налик на лист на нивните прсти,

with millions of tiny hairs that look like a rug,

и милиони малечки влакна кои личат на тепих.

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

И секое од тие влакна го има најлошиот можен случај на расцепени краеви,

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

од околу 100 до 1000 расцепени краеви, кои се од нано-големина.

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

А секое поединечно има 2 билиони од овие нано-расцепени краеви.

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

Тие не се лепат со лепенка или со вшмукување или со лепило

They actually stick by intermolecular forces alone,

Тие всушност се прилепуваат само преку интермолекуларни сили,

van der Waals forces.

преку ван дер Валсовите сили.

And I'm really pleased to report to you today

Нависина ми e задоволство денес да ви соопштам

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

дека е направен првиот синтетички само-чистечки, сув адхезив.

From the simplest version in nature, one branch,

Од наједноставната верзија во природата, една гранка,

my engineering collaborator, Ron Fearing, at Berkeley,

мојот технички соработник, Рон Фиринг, од Беркли,

had made the first synthetic version.

ја има направано првата синтетичка верзија.

And so has my other incredible collaborator,

Како и мојот друг неверојатен соработник

Mark Cutkosky, at Stanford --

Марк Циткоски, од Стенфорд.

he made much larger hairs than the gecko,

Тој направи многу подолги влакна од тие на гекото,

but used the same general principles.

но ги користеше истите општи закони.

And here is its first test.

И еве го неговиот прв тест.

(Laughter)

(смеење)

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

Тоа е Келр Отм, мој поранешен докторант,

professor now at Lewis and Clark,

сега професор на Луис и Кларк,

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

буквално го дава своето првородено дете за овој тест.

(Laughter)

(смеење)

More recently, this happened.

Неодамна, се случи ова:

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

Човек: Ова е прв пат некој навистина да се искачи со него.

Narrator: Lynn Verinsky, a professional climber,

Раскажувач: Лин Верински, професионален планинар,

who appeared to be brimming with confidence.

која изгледаше полна со самодоверба.

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

Лин Верински: Искрено, ќе биде перфектно сигурно. Перфектно сигурно.

Man: How do you know?

Човек: Како знаете?

Lynn Verinsky: Because of liability insurance. (Laughter)

Лин Веински: Заради осигурувањето на одговорните.

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

Раскажувач: Со душек долу и прикачена со сигурносно јаже,

Lynn began her 60-foot ascent.

Лин го започна своето искачување од 60-стапки.

Lynn made it to the top in a perfect pairing

Лин се искачи до врвот со перфектна комбинација

of Hollywood and science.

на Холивуд и науката.

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

Човек: Вие сте првата личност официјално да имитира геко

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

Лин Верински: Ха! Ух. И тоа кава привилегија беше тоа за мене!

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

Роберт Фул: Тaа го направи тоа на нерамна површина.

But she actually used these on smooth surfaces --

Но всушност таа ги користеше овие за рамни провршини,

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

две, да се искачи, и да се извлече себе си нагоре.

And you can try this in the lobby,

И вие можете да ги пробате овие во лобито,

and look at the gecko-inspired material.

и да погледнете материјали инспирирани од гекото.

Now the problem with the robots doing this

Сега, кога ова се прави со роботи проблемот e што

is that they can't get unstuck,

тие не можат да се одлепат,

with the material.

од материјалот.

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

Ова е геко решението. Тие всушност ги одлепуваат своите прсти

from the surface, at high rates,

од површината, со голема брзина,

as they run up the wall.

додека трчаат нагоре по ѕидот.

Well I'm really excited today to show you

Денес сум навистина возбуден да ви ја покажам

the newest version of a robot, Stickybot,

најновата верзија на робот, Стикибот(лепибот),

using a new hierarchical dry adhesive.

кој користи нови хиерархиски суви лепила.

Here is the actual robot.

Еве го вистинскиот робот

And here is what it does.

и еве што тој може да направи.

And if you look,

И ако погледнете,

you can see that it uses

можете да видите дека тој го користи

the toe peeling,

лупењето на прстите,

just like the gecko does.

исто како што го прави гекото.

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

Ако можеме да ви го прикажеме видеото, ќе видите дека тој се искачува по ѕид.

(Applause)

(Аплауз)

There it is.

Ете го.

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

И сега може да оди и по други површини благодарение на новите лепила,

that the Stanford group was able to do

што ги направи групата на Стенфорд,

in designing this incredible robot.

при дизајнирањето на овој неверојатен робот.

(Applause)

(Аплауз)

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

Ох. Сакам да истакнам едно нешто, погледнете го Сткикиботот.

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

има нешто на себе. Не само што наликува на геко

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

туку има и опашка. И само што ќе помислите дека ја разбравте природата,

this kind of thing happens.

се случува ова.

The engineers told us, for the climbing robots,

Инженерите ни кажаа, дека ако кога се искачуваат

that, if they don't have a tail,

роботите немаат опашка

they fall off the wall.

тие паѓаат од ѕидот.

So what they did was they asked us

Па она што направија е, ни поставија

an important question.

важно прашање.

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

Тие рекоа, ’’Па, некако наликува на опашка.’’

Even though we put a passive bar there.

И покрај тоа што таму ставивме пасивна шипка.

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

’’Дали животните ги користат своите опашки кога се искачуваат по ѕидови?’’

What they were doing was returning the favor,

Она што тие направија е ни ја возвратија услугата,

by giving us a hypothesis to test,

давајќи ни хипотеза за тестирање,

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

во биологијата, на која нас не би ни текнало.

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

Се разбира, реално, ние тогаш испаничивне,

being the biologists, and we should know this already.

како биолози, ние би требало веќе да го знаеме ова.

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

Ние рековме, ’’ Па, што прават опашките?’’

Well we know that tails store fat, for example.

Знаеме дека опашките се залихи на масти, на пример.

We know that you can grab onto things with them.

Знаеме дека со нив можат да се зграбат работи

And perhaps it is most well known

И веројатно најопшто познато

that they provide static balance.

тие овозможуваат статичка стабилност.

(Laughter)

(смеење)

It can also act as a counterbalance.

Исто така може да делува како рамнотежа.

So watch this kangaroo.

Погледнете го кенгуров,

See that tail? That's incredible!

Ја гледате оашката? Тоа е неверојатно!

Marc Raibert built a Uniroo hopping robot.

Марк Реиберт направи Униру робот скокач.

And it was unstable without its tail.

И тој без опашката е нестабилен.

Now mostly tails limit maneuverability,

Повеќето опашки го ограничуваат движењето.

like this human inside this dinosaur suit.

Како овај човек во костим од диносаурус.

(Laughter)

(смеење)

My colleagues actually went on to test this limitation,

Мои колеги навистина го тестираа ова ограничување,

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

преку зголемување на моментот на инерција на студентот, значи имаа опашка,

and running them through and obstacle course,

и терајќи ги да се движат низ систем на пречки,

and found a decrement in performance,

го пронајдоја опаѓањето на нивната изведба.

like you'd predict.

Како што би се предвидело.

(Laughter)

(смеење)

But of course, this is a passive tail.

Се разбира, ова е пасивна опашка.

And you can also have active tails.

a можете да имате и активна опашка.

And when I went back to research this, I realized

Кога се вратив да го истражувам ова, сватив

that one of the great TED moments in the past,

дека во еден од минатите сјајни ТЕD моменти

from Nathan,

од Нејтан,

we've talked about an active tail.

зборувавне за активната опашка.

Video: Myhrvold thinks tail-cracking dinosaurs

Видео: Мирволд мисли дека диносаурусите кои удирале со опашките

were interested in love, not war.

биле заинтересирани за љубов, а не војна.

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

Роберт Фул: Тој зборуваше за опашката како бич за комуникација.

It can also be used in defense.

Исто така може да се користи за одбрана.

Pretty powerful.

Многу моќно.

So we then went back and looked at the animal.

Па, ние тогаш се вративме назад и го погледнавме животното.

And we ran it up a surface.

И го пуштивме да се движи по површина.

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

Но овојпат ставивме лизгав дел

that you see in yellow there.

кој можете да го видите во жолта боја, таму.

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

И погледнете десно, што прави животното со својата опашка

when it slips. This is slowed down 10 times.

кога се лизга. Ова е 10 пати забавено.

So here is normal speed.

Ова е во нормална брзина.

And watch it now slip,

и погледнете го како се лизга,

and see what it does with its tail.

и погледнете што прави со опашката.

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

Има активна опашка која функционира како петта нога.

and it contributes to stability.

И допринесува во стабилноста.

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

Еве што откривме кога ќе го пуштите многу да се лизга.

This is incredible.

Ова е неверојатно.

The engineers had a really good idea.

Инжињерите имаа многу добра идеја.

And then of course we wondered,

И се разбира потоа ние се прашавме,

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

во ред, тие имаат активна опашка, но ајде да ги сликаме.

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

Се искачуваат по ѕид, или дрво.

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

И стигнуваат до врвот и да речеме дека таму има лисја.

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

И што ќе се случи ако се качат од долната страна на листот,

and there was some wind, or we shook it?

и ако има ветер, или ако ние го затресеме?

And we did that experiment, that you see here.

И го направивне експериментот кој го можете да го видите овде.

(Applause)

(Аплауз)

And this is what we discovered.

И еве што откривме.

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

Ова е со нормална брзина. Не можете да видите ништо.

But there it is slowed down.

Но, еве го забавено.

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

Она што откривме е најбрзиот светски одговор во воздушно исправање.

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

За оние од вас кои се сеќаваат на својата физика, тоа е одговор на исправање

righting response. But it's like a cat.

со нулти-аголен-момент. Но, ова е како кај мачките.

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

Знаете, кога паѓаат мачките. Мачките го прават ова. Го извртуваат своето тело.

But geckos do it better.

Но, гекото го прави тоа подобро.

And they do it with their tail.

И тие го прават тоа со своите опашки.

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

Значи, тие го прават тоа замавнувајќи со своите активни опашки.

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

И притоа секогаш се приземјуваат со поза како супермен кога лета.

Okay, now we wondered, if we were right,

Во ред, сега се запрашавме, ако сме во право,

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

тогаш треба да го тестираме овој физички модел со робот.

So for TED we actually built a robot,

Па направивне робот за TED,

over there, a prototype, with the tail.

таму, прототип, со опашка.

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

И ќе го направиме првиот обид на исправање во воздух

in a tail, with a robot.

со опашка, на робот.

If we could have the lights on it.

Ако може да го осветлите него.

Okay, there it goes.

Во ред, ете го.

And show the video.

И покажете го видеото.

There it is.

Ете го.

And it works just like it does in the animal.

Функционира исто како и кај животното.

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

Значи се што ви треба да се исправите е замавнување со опашката.

(Applause)

(Аплауз)

Now, of course, we were normally frightened

Сега, нормално, ние бевме исплашени

because the animal has no gliding adaptations,

затоа што животното нема адаптации за едрење,

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

па помисливме, „Па тоа е во ред. Ќе поставиме вертикален воздушен тунел.“

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

Ќе го дуваме воздухот нагоре, и ќе му дадеме мета за слетување, стебло,

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

надвор од просторот од плексиглас, и да видиме што ќе се случи.

(Laughter)

(Смеење)

So we did. And here is what it does.

И го сторивме тоа. И еве што се случи.

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

Значи ветрот доаѓа одоздола. Ова е 10 пати забавено.

It does an equilibrium glide. Highly controlled.

Едри во рамнотежа. Високо контролирана.

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

Ова е некако неверојатно. Но всушност е навистина убаво,

when you take a picture of it.

кога ке го сликате.

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

И уште подобро, за време на лизгањето, маневрира во воздухот.

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

И тоа го прави така што ја зема опашката

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

и замавнува на една страна за да скршне лево, и на другата страна за да оди кон десно.

So we can maneuver this way.

Значи вака можеме да маневрираме.

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

И потоа -- да би поверувале, моравме да го снимиме ова повеќе пати --

it also does this. Watch this.

Исто така го прави и ова. Погледнете.

It oscillates its tail up and down like a dolphin.

Ја осцилира опашката горе-долу како делфин.

It can actually swim through the air.

Всушност тоа плива во воздухот.

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

Но погледнете му ги предните нозе. Можете ли да видите што прават тие?

What does that mean for the origin of flapping flight?

Што значи ова за потеклото на летањето со замавнување на крилја?

Maybe it's evolved from coming down from trees,

Можеби летањето еволуирало од паѓањето од дрва,

and trying to control a glide.

и обидот да се контролира едрењето.

Stay tuned for that.

Останете вклучени за ова.

(Laughter)

(Смеење)

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

После се запрашавме, „Дали со ова тие навистина можат да маневрираат?“

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

Ете ја целта за слетување. Дали тие можат да управуваат кон неа

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

со овие свои способности? Ете го во воздушниот тунел.

And it certainly looks like it.

И дефинитивно изгледа дека можат.

You can see it even better from down on top.

Можете подобро да видите од долу нагоре.

Watch the animal.

Погледнете го животното.

Definitely moving towards the landing target.

Дефинитивно се движи кон целта за слетување.

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

Гледајте го замавнувањето на неговата опашка додека го прави тоа. Само погледнете.

It's unbelievable.

Тоа е неверојатно.

So now we were really confused,

Но сега сме многу збунети.

because there are no reports of it gliding.

Бидејќи нема записи за неговото едрење.

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

Па рековме, „Забога, мора да одиме на терен

and see if it actually does this."

и да видиме дали навистина го прави ова.“

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

Се разбира, ова е во целосна спротивност од она како би гледале филм за природата.

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

Се запрашавме, „Дали тие навистина едрат во природата?“

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

Отидовме во шумите на Сингапур и Југоисточна Азија.

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

И во следното видео кое ќе го погледнете, за прв пат го покажавме ова.

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

Ова е вистинска снимка, не е сценирана, вистинско научно видео,

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

за животно кое едри надолу -- постои црвена линија на траекторија.

Look at the end to see the animal.

Погледнете го животното на крајот.

But then as it gets closer to the tree,

И како што се приближува до дрвото,

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

погледнете одблизу. И видете дали можете да го видите како слетува.

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

Ете го паѓа надолу. Гекото е на крајот од траекторијата.

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

Го гледате ли? Таму? Погледнете го како паѓа.

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

Сега погледнете таму горе и можете да го видите како се приземјува. Дали го видовте како удира?

It actually uses its tail too,

Всушност ја користи и опашката.

just like we saw in the lab.

Исто како што видовме во лабораторијата.

So now we can continue this mutualism

Па сега можеме да го продолжиме овој мутулизам

by suggesting that they can make an active tail.

сугерирајќи дека тие можат да направат активна опашка.

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

И ете ја првата активна опашка, на робот,

made by Boston Dynamics.

направена од Бостон Динамикс.

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

Во заклучок, мислам дека треба да го градиме биомутулизмот на начин на кој покажав,

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

со што би се зголемил чекорот на основни откритија, и нивната примена.

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

За ова да се направи, треба да го редизајнираме образованието така што,

to balance depth with interdisciplinary communication,

ќе се балансира длабочината во една дисциплина со комуникацијата помеѓу различните дисциплини.

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

И експлицитно, луѓето да се обучуваат како да допринесат во други дисциплини, и како да имаат корист од нив.

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

И се разбира ви требаат организмите и природата за тоа.

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

Тоа е тоа, било да се грижите за сигурност, потрага и спасување или здравје,

we must preserve nature's designs,

мораме да го зачуваме дизајнот на природата,

otherwise these secrets will be lost forever.

во спротивно овие тајни ќе бидат загубени засекогаш.

And from what I heard from our new president,

Од она што го слушнав од нашиот нов претседател,

I'm very optimistic. Thank you.

јас сум оптимист. Ви благодарам.

(Applause)

(Аплауз)