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

Vertaald door: Angélique van Schaick Nagekeken door: Els De Keyser

Even nature's most disgusting creatures

Zelfs de meest weerzinwekkende dieren uit de natuur

have important secrets,

hebben waardevolle geheimen.

but who would want a swarm of cockroaches

Maar wie wil nu dat er een zwerm kakkerlakken op hem afkomt ?

coming towards them?

Yet one of the greatest differences between natural and human technologies

Een van de grootste verschillen tussen natuurlijke en menselijke technologie

relates to robustness.

heeft met robuustheid te maken.

Robust systems are stable in complex

Robuuste systemen zijn stabiel in complexe en nieuwe omgevingen.

and new environments.

Remarkably, cockroaches can self-stabilize

Kakkerlakken kunnen zichzelf stabiliseren als ze over ruw terrein rennen.

running over rough terrain.

When we put a jet pack on them,

Als we ze een jetpack omdoen,

or give them a perturbation like an earthquake,

of een trilling zoals bij een aardbeving nabootsen,

we discovered that their wonderfully tuned legs

ontdekken we dat hun wonderlijk afgestelde poten

allow them to self-stabilize

zichzelf kunnen stabiliseren

without using any of their brainpower.

zonder gebruik te maken van het brein.

They can go over complex terrain like grass,

Zij gaan over complex terrein zoals gras

no problem, and not get destabilized.

en raken niet uit hun evenwicht.

We discovered a new behavior where,

We ontdekten nieuw gedrag

because of their shape,

waarbij ze, vanwege hun vorm, automatisch op hun zij rollen

they actually roll automatically to their side

to go through this artificial test bit of grass.

om door dit plukje kunstgras heen te komen.

Robust systems can perform multiple tasks

Robuuste systemen kunnen

verschillende taken uitvoeren met dezelfde structuur.

with the same structure.

Here's a new behavior we've discovered.

Dit is nieuw gedrag dat we ontdekt hebben.

The animals rapidly invert and disappear

De dieren keren snel om en verdwijnen

in less than 150 milliseconds — you never see them —

in minder dan 150 milliseconden, je ziet ze nooit.

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

Hierbij maken ze gebruik van hun poten.

They can run upside down

Ze kunnen ondersteboven rennen

very rapidly on rods, branches and wires,

heel snel, op stokken, takken en draden.

and if you perturb one of those branches,

Als je aan zo'n tak schudt, dan kunnen ze dit.

they can do this.

They can perform gymnastic maneuvers

Ze doen gymnastische bewegingen zoals nog niet één robot dat kan.

like no robot we have yet.

And they have nearly unlimited

Ze hebben een bijna onbeperkte wendbaarheid met dezelfde structuur

maneuverability with that same structure

and unprecedented access to a variety

en ongekende toegang tot allerlei verschillende gebieden.

of different areas.

They have wings for flying when they get warm,

Ze hebben vleugels om te vliegen als ze het warm krijgen.

but they use those same wings to flip over

Ze gebruiken deze vleugels ook om zich om te draaien

if they get destabilized.

als ze uit hun evenwicht zijn.

Very effective.

Heel effectief.

Robust systems are also fault tolerant and fail-safe.

Robuuste systemen zijn ook fouttolerant en betrouwbaar.

This is the foot of a cockroach.

Dit is de voet van een kakkerlak.

It has spines, gluey pads and claws,

Hij heeft doornen, lijmzooltjes en klauwen.

but if you take off those feet,

Als je deze voeten eraf zou halen,

they can still go over rough terrain,

kunnen ze nog steeds over ruw terrein,

like the bottom video that you see,

zoals je ziet bij de onderste video.

without hardly slowing down. Extraordinary.

Bijna zonder vertraging. Buitengewoon.

They can run up mesh without their feet.

Ze kunnen over gaas rennen zonder voeten.

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

Hier is een dier die afwisselend op drie poten loopt.

three legs, three legs, three legs,

drie poten, drie poten...

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

Maar in de natuur hebben insecten vaak hun poten verloren.

Here's one moving with two middle legs gone.

Hier beweegt er één zonder de twee middelste poten.

It can even lose three legs, in a tripod,

Het kan zelfs drie poten verliezen

and adopt a new gait, a hopping gait.

en een nieuw, springend loopje aannemen.

And I point out that all of these videos

Ik wijs jullie erop dat al deze video's 20 keer vertraagd zijn.

are slowed down 20 times,

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

Ze zijn dus erg snel als je dit ziet.

Robust systems are also damage resistant.

Robuuste systemen zijn ook schadebestendig.

Here's an animal climbing up a wall.

Hier is een dier dat een muur opklimt.

It looks like a rapid, smooth, vertical climb,

Het ziet eruit als een snelle, vloeiende, verticale klim.

but when you slow it down,

you see something very different.

Maar als je het vertraagt, zie je iets heel anders.

Here's what they do.

Dit is wat ze doen.

They intentionally have a head-on collision with the wall

Ze hebben een bewuste, frontale botsing met de muur.

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

Dus ze vertragen niet

in 75 milliseconds.

en kunnen overschakelen in 75 milliseconden.

And they can do this in part because they have

Deels kunnen ze dit doen omdat ze buitengewone exoskeletten hebben.

extraordinary exoskeletons.

And they're really just made up of compliant joints

Deze bestaan alleen maar uit buigzame gewrichten.

that are tubes and plates

Dat zijn buizen en platen die met elkaar verbonden zijn.

connected to one another.

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

Hier is een ontleding van een achterlijf van een kakkerlak.

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

Je ziet deze platen en je ziet het buigzame membraan.

My engineering colleague at Berkeley

Mijn technische collega van Berkeley

designed with his students

heeft met zijn studenten een nieuwe techniek ontworpen,

a novel manufacturing technique

where you essentially origami the exoskeleton,

waar je in principe de exoskelet vouwt,

you laser cut it, laminate it,

het lasert en lamineert, en het opvouwt tot een robot.

and you fold it up into a robot.

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

Je kunt dat nu doen in minder 15 minuten.

These robots, called DASH,

Deze robotten, genaamd DASH,

for Dynamic Autonomous Sprawled Hexapod,

voor 'Dynamic Autonomous Sprawled Hexapod',

are highly compliant robots,

zijn zeer flexibele robots.

and they're remarkably robust as a result

en buitengewoon robuust vanwege deze kenmerken.

of these features.

They're certainly incredibly damage resistant.

Ze zijn ongelofelijk schadebestendig.

(Laughter)

(Gelach)

They even have some of the behaviors of the cockroaches.

Ze vertonen zelfs wat gedrag van de kakkerlakken.

So they can use their smart, compliant body

Dus ze kunnen hun slimme, flexibele lichaam gebruiken

to transition up a wall

voor overschakeling naar een muur op een simpele manier.

in a very simple way.

They even have some of the beginnings

Ze laten zelfs een begin zien

of the rapid inversion behavior

van snel inversiegedrag waarbij ze verdwijnen.

where they disappear.

We willen weten hoe ze overal doorheen kunnen.

Now we want to know why they can go anywhere.

We discovered that they can go through

We ontdekten dat ze door spleten van drie millimeter kunnen,

three-millimeter gaps,

the height of two pennies, two stacked pennies,

de hoogte van twee muntjes op elkaar.

and when they do this,

Daarbij kunnen ze zelfs door deze nauwe ruimtes heen rennen

they can actually run through those confined spaces

at high speeds,

met grote snelheden, hoewel je dit nooit ziet.

although you never see it.

To understand it better,

Om dit beter te begrijpen, hebben we een CT scan gemaakt

we did a CT scan of the exoskeleton

and showed that they can compress their body

van het exoskelet,

om aan te tonen dat ze hun lichaam met meer dan 40% kunnen comprimeren.

by over 40 percent.

We put them in a materials testing machine

We stopten ze in een materiaaltestmachine

to look at the stress strain analysis

om de stress- en spanningsanalyse te beoordelen.

and showed that they can withstand forces

Die toonde aan dat ze krachten van 800 x hun lichaamsgewicht kunnen weerstaan,

800 times their body weight,

and after this they can fly and run

en daarna volkomen normaal kunnen vliegen en rennen.

absolutely normally.

So you never know where

Dus je weet nooit waar een onderzoek uit curiositeit toe kan leiden,

curiosity-based research will lead,

and someday you may want a swarm

en op een dag zou je willen

of cockroach-inspired robots

dat er een zwerm op kakkerlakken geïnspireerde robotten op je afkomt.

to come at you.

(Laughter)

(Gelach)

Thank you.

Dank u.

(Applause)

(Applaus)