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

Vertaald door: Dick Stada

Modern engineering focuses on rotating motors

Moderne machinebouw richt zich op draaiende motoren

to power almost any machine.

voor het aandrijven van bijna alle machines.

It has taken about 200 years

Het heeft ongeveer 200 jaar geduurd

for motors to become what they are today.

voordat motoren werden wat ze nu zijn.

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

Ze zijn nog steeds luid en onnatuurlijk in hun manier van doen.

The constant noise of machines

Het constante geluid van machines

causes problems for living beings everywhere,

veroorzaakt overal problemen voor levende wezens,

both in the ocean and also on land.

zowel in de oceaan als op het land.

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

Mensen die constant herrie horen, kunnen gestresst en gedeprimeerd raken

and even develop tinnitus.

en krijgen soms zelfs tinnitus.

In contrast,

Daarentegen kent de natuur geen draaiende motoren.

there are no rotating motors in nature.

Nature often smoothly, glides, swims or wiggles,

De natuur glijdt, zwemt of wiebelt vaak soepel,

without the rattling of rigid parts

zonder gerammel van stijve onderdelen

or the loud rubbing of surfaces.

of het luid schuren van oppervlaktes.

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

Ik geloof dat we opnieuw moeten bekijken hoe we machines maken.

Instead of using rigid or unnatural materials,

Als we in plaats van stijve, onnatuurlijke materialen te gebruiken,

what if we made biomimetic machines?

biomimetische machines zouden maken?

Machines made of soft or living materials

Machines die van zacht of levend materiaal gemaakt zijn,

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

die zichzelf aanpassen en veilig zijn om te gebruiken voor alledaagse taken.

Can you imagine boats or submarines that propel themselves

Stel je voor dat boten of onderzeeboten zich voortstuwen

by moving their tails from side to side,

door hun staart heen en weer te bewegen,

just like fish do?

zoals vissen doen.

So to imitate these natural movements,

Om die natuurlijke bewegingen na te doen,

we have to replace rotating motors

moeten we de draaiende motoren en snel draaiende schroeven

and fast, spinning propellers

with artificial muscles.

vervangen door kunstspieren.

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

Ik kan je vertellen dat dat kan.

Our team of researchers at MIT and ETH Zurich

Ons onderzoeksteam aan de MIT en de ETH in Zürich

has started to develop less disruptive robots

is gestart minder verstorende robots te ontwikkelen

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

met een nieuwe, biomimetische manier van door het water voortbewegen.

We created a biomimetic robotic fish.

We hebben een biomimetische robotvis gemaakt.

Her name is Sophie.

Haar naam is Sophie.

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

Ze is het eerste voorbeeld van een volledig losse, zachte robot

that can explore the ocean without the need for propellers.

die de oceaan kan ontdekken zonder dat een schroef nodig is.

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

Sophie pompt water heen en weer door haar zeer beweeglijke staart.

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

De staartbeweging doet de natuurlijke zwembeweging van een echte vis na.

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

Door Sophies natuurlijke ontwerp kan ze dichter bij de zeedieren komen.

Now, there's a catch.

Maar er is een complicatie.

Sophie is energy-hungry and loud.

Sophie heeft behoefte aan energie en is luidruchtig.

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

Ja, het is ons gelukt een robot te maken die zwemt als een vis,

but...

maar...

Sophie requires a motor and a pump to properly work.

Sophie had een motor en een pomp nodig om goed te werken.

Now we are replacing that motor and pump,

We vervangen die motor en pomp

which is noisy and not desired in such a way,

die luidruchtig zijn en daarom niet wenselijk.

we're replacing it with silent, artificial muscles.

We vervangen ze door stille, kunstmatige spieren.

These muscles are called HASELs.

Die spieren heten HASELs.

They directly and efficiently convert electrical energy

Ze zetten rechtstreeks en efficiënt elektrische energie om

into muscle contractions.

in spiersamentrekkingen.

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

Kijk eens naar deze grote spier waarmee we een been kunnen bewegen.

A stack of flexible sheets contracts and relaxes

Een stapel flexibele lagen trekt samen en ontspant,

just like a thigh muscle does.

net als bij een dijbeenspier.

Let me tell you how this works.

Ik zal vertellen hoe dat werkt.

So we take laminated sheets

We nemen gespleten vellen

to create pouches.

en maken er zakjes van.

We have several of these pouches within a single muscle.

Er zitten een paar van die zakjes in elke spier.

We now take a conductive ink

Dan nemen we geleidende inkt

and spray-coat that ink onto these pouches,

en spuiten die op deze zakjes,

and then we inject them with oil.

en dan spuiten we er olie in.

After having done this,

Daarna werkt de geleidende inkt

we have a conductive ink that acts like a flexible electrode

die werkt als een buigzame elektrode

that squeezes these liquid-filled pouches

die die met vloeistof gevulde zakjes samenknijpt

when a voltage is applied.

als er stroom op komt te staan.

Now, just like muscles with real fish,

Net als bij spieren van echte vissen

we take this kind of filmed muscles

nemen we dit soort gelaagde spieren

and pair them up as antagonistic pairs

en bundelen die tot tegengestelde paren

and put them into our soft robotic fish design.

en plaatsen die in onze zachte robotvis.

We 3D-print the hull

We 3D-printen de romp

and the spine of this fish,

en de ruggegraat van deze vis

using soft and rigid materials.

met zacht en stug materiaal.

The fish now swims silently

De vis zwemt nu stil

by electrically charging the muscles inside of the fish

door de spieren in de vis wisselend elektrisch te voeden

in an alternating fashion from one side to the other.

van de ene kant naar de andere.

To improve our designs,

Om de ontwerpen te verbeteren,

we do not rely on tedious trial and error fabrication.

vertrouwen we niet op moeizaam vallen en opstaan.

Instead, our software rapidly simulates

In plaats daarvan simuleert onze software het snel

and optimizes a design for performance

en optimaliseert het ontwerp op prestatie

before we have to build it.

voordat het gebouwd wordt.

Our approach creates a continuous design space

Onze aanpak zorgt voor ruimte bij het ontwerpen

that interpolates between existing fish designs to create new designs.

die bestaande vis-ontwerpen interpoleert om tot nieuwe ontwerpen te komen.

Our optimization then explores this continuous design space

Bij het optimaliseren gebruiken we continu die ontwikkelingsruimte

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

om tot nieuwe en snellere ontwerpen te komen die je nog nooit hebt gezien.

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

Misschien dat er ooit robots met echte spieren komen.

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

Zou het niet mooi zijn als zo’n levende robot zichzelf kan repareren,

just like human muscles do?

net als bij menselijke spieren?

I can tell you this.

Ik zal je dit zeggen:

Starting from muscle cells,

uitgaande van spiercellen

we can already print, grow and stimulate muscles.

kunnen we de spieren nu al printen, laten groeien en stimuleren.

We are now beginning to make these muscles larger,

We beginnen die spieren nu groter te maken,

longer-lasting and controllable.

langer te laten meegaan en regelbaar te maken.

It’s a fascinating challenge to engineer a standalone muscle

Het is een fascinerende uitdaging om een zelfstandige spier te maken

without a supporting organism

zonder ondersteunend organisme

that provides this muscle with an immune system.

dat die spier een immunsysteem geeft.

These living muscles efficiently convert chemical energy that comes from nutrients

Deze levende spieren zetten efficiënt chemische energie uit voedingsstoffen om

into muscle contractions.

in spiersamentrekkingen.

Living muscles can eventually become sustainable

Levende spieren kunnen uiteindelijk duurzaam worden

and biodegradable machines

en afbreekbare machines worden

that decrease emissions and pollution

die uitstoot en vervuiling van het milieu omlaag brengen,

all while actually truly mimicking nature.

terwijl ze de natuur echt nadoen.

So all of this,

Dit alles, zoals ik al zei,

what I've told you, is possible

with the knowledge that researchers and engineers have today.

is mogelijk met de kennis die onderzoekers en ingenieurs nu al hebben.

I believe we have to rethink every machine ever invented

Ik denk dat we elke machine die ooit is uitgevonden, moeten heroverwegen

from a holistic perspective.

vanuit een allesomvattend oogpunt.

We have to rethink what the machine should do

We moeten heroverwegen wat machines moeten doen

and what it should not do.

en wat ze niet moeten doen.

I think we want machines that safely integrate with us,

Ik denk dat we machines willen hebben die veilig voor ons zijn

improve our quality of life.

en ons leven verbeteren.

All the while, we respect nature,

Tegelijk respecteren we de natuur,

and don't pollute our world with loud noises.

en vervuilen de aarde niet met herrie.

So let's reimagine machines to take on forms

Laten we machines dus opnieuw bedenken

we have never thought of before

met vormen die we van tevoren nooit zouden hebben bedacht

and discover places we have never been to before.

en plekken ontdekken waar we nog nooit zijn geweest.

Thank you.

Dank je wel.

(Applause)

(Applaus)