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

63,710 views ・ 2022-11-25

TED


Dubbelklik op de Engelse ondertitels hieronder om de video af te spelen.

Vertaald door: Dick Stada
00:04
Modern engineering focuses on rotating motors
0
4209
3211
Moderne machinebouw richt zich op draaiende motoren
00:07
to power almost any machine.
1
7420
3129
voor het aandrijven van bijna alle machines.
00:10
It has taken about 200 years
2
10590
2252
Het heeft ongeveer 200 jaar geduurd
00:12
for motors to become what they are today.
3
12884
3003
voordat motoren werden wat ze nu zijn.
00:16
And they're still loud and unnatural in their ways.
4
16346
3337
Ze zijn nog steeds luid en onnatuurlijk in hun manier van doen.
00:20
The constant noise of machines
5
20267
2627
Het constante geluid van machines
00:22
causes problems for living beings everywhere,
6
22936
3295
veroorzaakt overal problemen voor levende wezens,
00:26
both in the ocean and also on land.
7
26273
2502
zowel in de oceaan als op het land.
00:29
Humans who are constantly exposed to noise can become stressed, depressed
8
29401
5297
Mensen die constant herrie horen, kunnen gestresst en gedeprimeerd raken
00:34
and even develop tinnitus.
9
34739
2169
en krijgen soms zelfs tinnitus.
00:38
In contrast,
10
38159
1585
Daarentegen kent de natuur geen draaiende motoren.
00:39
there are no rotating motors in nature.
11
39786
3003
00:43
Nature often smoothly, glides, swims or wiggles,
12
43623
4338
De natuur glijdt, zwemt of wiebelt vaak soepel,
00:47
without the rattling of rigid parts
13
47961
2753
zonder gerammel van stijve onderdelen
00:50
or the loud rubbing of surfaces.
14
50755
2294
of het luid schuren van oppervlaktes.
00:53
I believe we can and should rehaul our approach to how we make machines.
15
53842
5964
Ik geloof dat we opnieuw moeten bekijken hoe we machines maken.
01:00
Instead of using rigid or unnatural materials,
16
60181
4171
Als we in plaats van stijve, onnatuurlijke materialen te gebruiken,
01:04
what if we made biomimetic machines?
17
64394
2961
biomimetische machines zouden maken?
01:07
Machines made of soft or living materials
18
67397
2711
Machines die van zacht of levend materiaal gemaakt zijn,
01:10
that are adaptive and safe to use in a variety of everyday tasks?
19
70108
5088
die zichzelf aanpassen en veilig zijn om te gebruiken voor alledaagse taken.
01:16
Can you imagine boats or submarines that propel themselves
20
76865
3503
Stel je voor dat boten of onderzeeboten zich voortstuwen
01:20
by moving their tails from side to side,
21
80410
2419
door hun staart heen en weer te bewegen,
01:22
just like fish do?
22
82871
1418
zoals vissen doen.
01:24
So to imitate these natural movements,
23
84998
3503
Om die natuurlijke bewegingen na te doen,
01:28
we have to replace rotating motors
24
88543
2336
moeten we de draaiende motoren en snel draaiende schroeven
01:30
and fast, spinning propellers
25
90920
2378
01:33
with artificial muscles.
26
93340
1668
vervangen door kunstspieren.
01:35
And I can tell you this, this can be done.
27
95634
2752
Ik kan je vertellen dat dat kan.
01:39
Our team of researchers at MIT and ETH Zurich
28
99679
3879
Ons onderzoeksteam aan de MIT en de ETH in Zürich
01:43
has started to develop less disruptive robots
29
103558
2753
is gestart minder verstorende robots te ontwikkelen
01:46
by introducing a new, biomimetic way of moving through water.
30
106353
4963
met een nieuwe, biomimetische manier van door het water voortbewegen.
01:52
We created a biomimetic robotic fish.
31
112567
3420
We hebben een biomimetische robotvis gemaakt.
01:56
Her name is Sophie.
32
116571
1877
Haar naam is Sophie.
02:00
She's the first demonstration of a fully untethered, soft robot
33
120325
3670
Ze is het eerste voorbeeld van een volledig losse, zachte robot
02:04
that can explore the ocean without the need for propellers.
34
124037
3712
die de oceaan kan ontdekken zonder dat een schroef nodig is.
02:12
Sophie pumps water back and forth within a highly deformable tail.
35
132253
4964
Sophie pompt water heen en weer door haar zeer beweeglijke staart.
02:20
Her tail movement imitates the natural swimming motion of real fish.
36
140261
4839
De staartbeweging doet de natuurlijke zwembeweging van een echte vis na.
02:29
Sophie's natural design allows her to closely monitor aquatic life.
37
149979
5005
Door Sophies natuurlijke ontwerp kan ze dichter bij de zeedieren komen.
02:36
Now, there's a catch.
38
156236
2377
Maar er is een complicatie.
02:39
Sophie is energy-hungry and loud.
39
159406
2669
Sophie heeft behoefte aan energie en is luidruchtig.
02:42
Yes, we successfully managed to build a robot that swims like a fish,
40
162701
4462
Ja, het is ons gelukt een robot te maken die zwemt als een vis,
02:47
but...
41
167205
1126
maar...
02:52
Sophie requires a motor and a pump to properly work.
42
172794
5005
Sophie had een motor en een pomp nodig om goed te werken.
03:00
Now we are replacing that motor and pump,
43
180677
2836
We vervangen die motor en pomp
03:03
which is noisy and not desired in such a way,
44
183555
4171
die luidruchtig zijn en daarom niet wenselijk.
03:07
we're replacing it with silent, artificial muscles.
45
187767
3796
We vervangen ze door stille, kunstmatige spieren.
03:12
These muscles are called HASELs.
46
192605
2878
Die spieren heten HASELs.
03:16
They directly and efficiently convert electrical energy
47
196151
4170
Ze zetten rechtstreeks en efficiënt elektrische energie om
03:20
into muscle contractions.
48
200321
1877
in spiersamentrekkingen.
03:23
Take a look at this large muscle we made to lift and lower a leg.
49
203116
5005
Kijk eens naar deze grote spier waarmee we een been kunnen bewegen.
03:29
A stack of flexible sheets contracts and relaxes
50
209122
3795
Een stapel flexibele lagen trekt samen en ontspant,
03:32
just like a thigh muscle does.
51
212959
2336
net als bij een dijbeenspier.
03:38
Let me tell you how this works.
52
218506
1627
Ik zal vertellen hoe dat werkt.
03:41
So we take laminated sheets
53
221843
3962
We nemen gespleten vellen
03:45
to create pouches.
54
225847
2419
en maken er zakjes van.
03:48
We have several of these pouches within a single muscle.
55
228266
2961
Er zitten een paar van die zakjes in elke spier.
03:51
We now take a conductive ink
56
231686
1627
Dan nemen we geleidende inkt
03:53
and spray-coat that ink onto these pouches,
57
233354
3337
en spuiten die op deze zakjes,
03:56
and then we inject them with oil.
58
236733
2210
en dan spuiten we er olie in.
04:01
After having done this,
59
241905
1293
Daarna werkt de geleidende inkt
04:03
we have a conductive ink that acts like a flexible electrode
60
243198
4254
die werkt als een buigzame elektrode
04:07
that squeezes these liquid-filled pouches
61
247494
3295
die die met vloeistof gevulde zakjes samenknijpt
04:10
when a voltage is applied.
62
250830
1669
als er stroom op komt te staan.
04:15
Now, just like muscles with real fish,
63
255752
3378
Net als bij spieren van echte vissen
04:19
we take this kind of filmed muscles
64
259172
3128
nemen we dit soort gelaagde spieren
04:22
and pair them up as antagonistic pairs
65
262342
3003
en bundelen die tot tegengestelde paren
04:25
and put them into our soft robotic fish design.
66
265345
3712
en plaatsen die in onze zachte robotvis.
04:30
We 3D-print the hull
67
270725
2586
We 3D-printen de romp
04:33
and the spine of this fish,
68
273353
1835
en de ruggegraat van deze vis
04:38
using soft and rigid materials.
69
278066
3462
met zacht en stug materiaal.
04:43
The fish now swims silently
70
283613
3086
De vis zwemt nu stil
04:46
by electrically charging the muscles inside of the fish
71
286699
3337
door de spieren in de vis wisselend elektrisch te voeden
04:50
in an alternating fashion from one side to the other.
72
290036
4087
van de ene kant naar de andere.
04:55
To improve our designs,
73
295333
2169
Om de ontwerpen te verbeteren,
04:57
we do not rely on tedious trial and error fabrication.
74
297544
3378
vertrouwen we niet op moeizaam vallen en opstaan.
05:01
Instead, our software rapidly simulates
75
301798
4671
In plaats daarvan simuleert onze software het snel
05:06
and optimizes a design for performance
76
306469
3796
en optimaliseert het ontwerp op prestatie
05:10
before we have to build it.
77
310265
1793
voordat het gebouwd wordt.
05:14
Our approach creates a continuous design space
78
314644
4463
Onze aanpak zorgt voor ruimte bij het ontwerpen
05:19
that interpolates between existing fish designs to create new designs.
79
319148
4463
die bestaande vis-ontwerpen interpoleert om tot nieuwe ontwerpen te komen.
05:25
Our optimization then explores this continuous design space
80
325029
4088
Bij het optimaliseren gebruiken we continu die ontwikkelingsruimte
05:29
to come up with new and faster creatures we have not seen before.
81
329158
4463
om tot nieuwe en snellere ontwerpen te komen die je nog nooit hebt gezien.
05:34
Robots one day might even be made of living muscle cells.
82
334247
4755
Misschien dat er ooit robots met echte spieren komen.
05:39
Wouldn't it be great if such a living robot would then heal itself,
83
339043
5673
Zou het niet mooi zijn als zo’n levende robot zichzelf kan repareren,
05:44
just like human muscles do?
84
344757
1752
net als bij menselijke spieren?
05:47
I can tell you this.
85
347927
1168
Ik zal je dit zeggen:
05:49
Starting from muscle cells,
86
349137
1293
uitgaande van spiercellen
05:50
we can already print, grow and stimulate muscles.
87
350471
4547
kunnen we de spieren nu al printen, laten groeien en stimuleren.
05:56
We are now beginning to make these muscles larger,
88
356311
3628
We beginnen die spieren nu groter te maken,
05:59
longer-lasting and controllable.
89
359981
2836
langer te laten meegaan en regelbaar te maken.
06:04
It’s a fascinating challenge to engineer a standalone muscle
90
364777
4588
Het is een fascinerende uitdaging om een zelfstandige spier te maken
06:09
without a supporting organism
91
369365
1752
zonder ondersteunend organisme
06:11
that provides this muscle with an immune system.
92
371117
2795
dat die spier een immunsysteem geeft.
06:15
These living muscles efficiently convert chemical energy that comes from nutrients
93
375997
6256
Deze levende spieren zetten efficiënt chemische energie uit voedingsstoffen om
06:22
into muscle contractions.
94
382295
1960
in spiersamentrekkingen.
06:25
Living muscles can eventually become sustainable
95
385506
3129
Levende spieren kunnen uiteindelijk duurzaam worden
06:28
and biodegradable machines
96
388676
1752
en afbreekbare machines worden
06:30
that decrease emissions and pollution
97
390428
3629
die uitstoot en vervuiling van het milieu omlaag brengen,
06:34
all while actually truly mimicking nature.
98
394057
3211
terwijl ze de natuur echt nadoen.
06:39
So all of this,
99
399103
1168
Dit alles, zoals ik al zei,
06:40
what I've told you, is possible
100
400271
2211
06:42
with the knowledge that researchers and engineers have today.
101
402523
3754
is mogelijk met de kennis die onderzoekers en ingenieurs nu al hebben.
06:47
I believe we have to rethink every machine ever invented
102
407654
3962
Ik denk dat we elke machine die ooit is uitgevonden, moeten heroverwegen
06:51
from a holistic perspective.
103
411616
1752
vanuit een allesomvattend oogpunt.
06:53
We have to rethink what the machine should do
104
413660
3420
We moeten heroverwegen wat machines moeten doen
06:57
and what it should not do.
105
417121
1919
en wat ze niet moeten doen.
07:00
I think we want machines that safely integrate with us,
106
420500
3170
Ik denk dat we machines willen hebben die veilig voor ons zijn
07:03
improve our quality of life.
107
423670
2752
en ons leven verbeteren.
07:06
All the while, we respect nature,
108
426422
3254
Tegelijk respecteren we de natuur,
07:09
and don't pollute our world with loud noises.
109
429717
2795
en vervuilen de aarde niet met herrie.
07:14
So let's reimagine machines to take on forms
110
434681
4587
Laten we machines dus opnieuw bedenken
07:19
we have never thought of before
111
439268
2795
met vormen die we van tevoren nooit zouden hebben bedacht
07:22
and discover places we have never been to before.
112
442105
3420
en plekken ontdekken waar we nog nooit zijn geweest.
07:25
Thank you.
113
445525
1168
Dank je wel.
07:26
(Applause)
114
446693
3086
(Applaus)
Over deze website

Deze site laat u kennismaken met YouTube-video's die nuttig zijn om Engels te leren. U ziet Engelse lessen gegeven door topdocenten uit de hele wereld. Dubbelklik op de Engelse ondertitels op elke videopagina om de video af te spelen. De ondertitels scrollen synchroon met het afspelen van de video. Heeft u opmerkingen of verzoeken, neem dan contact met ons op via dit contactformulier.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7