Robert Full: Engineering and evolution

Tłumaczenie: Dominik Rzepka Korekta: Marek Kasiak

Welcome. If I could have the first slide, please?

Witam. Mogę prosić o pierwszy slajd?

Contrary to calculations made by some engineers, bees can fly,

Wbrew obliczeniom pewnych inżynierów pszczoły latają

dolphins can swim, and geckos can even climb

delfiny pływają a gekony potrafią wspinać się pionowo

up the smoothest surfaces. Now, what I want to do, in the short time I have,

nawet po najgładszych powierzchniach. Chciałbym teraz na chwilę

is to try to allow each of you to experience

dać wam doświadczyć

the thrill of revealing nature's design.

swego rodzaju dreszczu emocji odkrywania projektów przyrody

I get to do this all the time, and it's just incredible.

Mnie to uczucie nie opuszcza i jest ono po prostu niesamowite.

I want to try to share just a little bit of that with you in this presentation.

Chciałbym się podzielić z wami choć małą jego częścią podczas tej prezentacji.

The challenge of looking at nature's designs --

Wyzwanie obserwowania technik, które stosuje natura --

and I'll tell you the way that we perceive it, and the way we've used it.

A opowiem wam w jaki sposób je odkrywamy i wykorzystujemy --

The challenge, of course, is to answer this question:

Wyzwaniem jest odpowiedź na następujące pytanie:

what permits this extraordinary performance of animals

Jakie jest źródło tej nadzwyczajnej zdolności zwierząt

that allows them basically to go anywhere?

do poruszania się niemal w każdym środowisku?

And if we could figure that out, how can we implement those designs?

I jeżeli udałoby się je odkryć to jak zastosować je do naszych celów?

Well, many biologists will tell engineers, and others,

Wielu biologów powie inżynierom

organisms have millions of years to get it right;

że organizmy miały miliony lat by to osiągnąć,

they're spectacular; they can do everything wonderfully well.

taką widowiskową, cudowną skuteczność.

So, the answer is bio-mimicry: just copy nature directly.

A więc odpowiedzią jest biomimetyka - bezpośrednie wzorowanie się na naturze.

We know from working on animals that the truth is

Wiemy z naszych prac nad zwierzętami, że to dokładnie to,

that's exactly what you don't want to do -- because evolution works

czego nie chcemy robić. Ponieważ ewolucja działa

on the just-good-enough principle, not on a perfecting principle.

na zasadzie "wystarczy, żeby działało", nie osiąga perfekcji.

And the constraints in building any organism, when you look at it,

Jeżeli przyjrzeć się ograniczeniom w budowie organizmów,

are really severe. Natural technologies have incredible constraints.

są one naprawdę spore. Technologie naturalne mają ogromne ograniczenia.

Think about it. If you were an engineer and I told you

Pomyślcie - gdybyście byli inżynierami a ja kazałbym wam

that you had to build an automobile, but it had to start off to be this big,

zbudować pojazd, ale na początek musi być taki duży,

then it had to grow to be full size and had to work every step along the way.

potem musi urosnąć do właściwego rozmiaru, nie zaprzestając działania w trakcie.

Or think about the fact that if you build an automobile, I'll tell you that you also -- inside it --

Powiem więcej - budując go nie możecie zapomnieć

have to put a factory that allows you to make another automobile.

o umieszczeniu w jego środku fabryki pozwalającej wytworzyć kolejny pojazd.

(Laughter)

(Śmiech)

And you can absolutely never, absolutely never, because of history

I nie moglibyście nigdy, przenigdy, z powodu

and the inherited plan, start with a clean slate.

dziedzictwa z przeszłości zaczynać od na czysto od zera.

So, organisms have this important history.

Dziedzictwo przeszłości jest w przyrodzie bardzo ważne.

Really evolution works more like a tinkerer than an engineer.

Ewolucja działa bardziej jak majsterkowicz niż jak inżynier.

And this is really important when you begin to look at animals.

To niezwykle ważne kiedy przyglądamy się zwierzętom.

Instead, we believe you need to be inspired by biology.

Nie zawsze wiara w inspirację biologią jest dobra.

You need to discover the general principles of nature,

Trzeba poznać ogólne zasady rządzące przyrodą.

and then use these analogies when they're advantageous.

i tworzyć analogie kiedy są one korzystne.

This is a real challenge to do this, because animals,

Osiągnięcie tego jest prawdziwym wyzwaniem, ponieważ zwierzęta -

when you start to really look inside them -- how they work --

kiedy przyjrzeć się bliżej działaniu ich organizmów -

appear hopelessly complex. There's no detailed history

wydają się niewyobrażalnie złożone. Nie ma szczegółowej dokumentacji

of the design plans, you can't go look it up anywhere.

projektu, w której można by wszystko znaleźć.

They have way too many motions for their joints, too many muscles.

Ich stawy mają za dużo stopni swobody, mają zbyt wiele mięśni,

Even the simplest animal we think of, something like an insect,

- nawet najprostsze zwierzę jakie można wymyślić, np. owad,

and they have more neurons and connections than you can imagine.

mając przy tym więcej neuronów i połączeń niż możecie sobie wyobrazić.

How can you make sense of this? Well, we believed --

Jak można odnaleźć w tym sens? Wierzyliśmy i przypuszczaliśmy,

and we hypothesized -- that one way animals could work simply,

że jedynym prostym wyjaśnieniem mechanizmów poruszania się zwierząt

is if the control of their movements

jest sterowanie ich ruchami

tended to be built into their bodies themselves.

zawarte w samej budowie ich ciała.

What we discovered was that two-, four-, six- and eight-legged animals

Odkryliśmy, że dwu-, cztero-, sześcio- i ośmionożne zwierzęta

all produce the same forces on the ground when they move.

kiedy się poruszają - wywierają na podłoże takie same siły.

They all work like this kangaroo, they bounce.

Wszystkie działają jak ten kangur, odbijają się.

And they can be modeled by a spring-mass system that we call the spring mass system

Można je modelować jako układ sprężyna-masa który nazywamy układem sprężyna-masa

because we're biomechanists. It's actually a pogo stick.

gdyż jesteśmy biomechanikami, ale to właściwie coś jak kij pogo.

They all produce the pattern of a pogo stick. How is that true?

Wszystkie działają na wzór kija pogo. Jak to możliwe?

Well, a human, one of your legs works like two legs of a trotting dog,

U ludzi jedna noga działa jak dwie łapy idącego psa

or works like three legs, together as one, of a trotting insect,

albo jak trzy odnóża poruszającego się owada

or four legs as one of a trotting crab.

lub też cztery nogi maszerującego kraba.

And then they alternate in their propulsion,

Poruszają się naprzemiennie, według tego samego wzoru

but the patterns are all the same. Almost every organism we've looked at this way

Działają tak niemal wszystkie organizmy które badaliśmy

-- you'll see next week, I'll give you a hint,

- zobaczycie w przyszłym tygodniu. Zdradzę wam,

there'll be an article coming out that says that really big things

że będzie artykuł omawiający naprawdę ciekawe rzeczy,

like T. rex probably couldn't do this, but you'll see that next week.

np. Tyranozaur nie mógł się tak poruszać - to w przyszłym tygodniu.

Now, what's interesting is the animals, then -- we said -- bounce along

Jest ciekawe, że zwierzęta kołyszą się

the vertical plane this way, and in our collaborations with Pixar,

w płaszczyźnie pionowej. Podczas naszej współpracy

in "A Bug's Life," we discussed the

z Pixarem nad "Mrówką Z" dyskutowaliśmy

bipedal nature of the characters of the ants.

o dwunożnej postawie filmowych mrówek.

And we told them, of course, they move in another plane as well.

Powiedzieliśmy im oczywiście, że poruszają się też w innych płaszczyznach

And they asked us this question. They say, "Why model

i wtedy zapytali nas: "Czemu modelujemy ruch

just in the sagittal plane or the vertical plane,

tylko płaszczyźnie pionowej, wzdłużnej lub poprzecznej

when you're telling us these animals are moving

skoro mówicie nam, że zwierzęta te poruszają się

in the horizontal plane?" This is a good question.

w płaszczyźnie poziomej?". Dobre pytanie.

Nobody in biology ever modeled it this way.

Nikt w biologii nie modelował tego nigdy w ten sposób.

We took their advice and we modeled the animals moving

Poszliśmy za ich radą i zamodelowaliśmy zwierzęta poruszające się

in the horizontal plane as well. We took their three legs,

również w płaszczyźnie poziomej. Wzięliśmy ich trzy odnóża,

we collapsed them down as one.

połączyliśmy je razem jako jedno,

We got some of the best mathematicians in the world

zaprosiliśmy jednych z najlepszych matematyków na świecie,

from Princeton to work on this problem.

z Uniwersytetu Princeton, do pracy nad tym zagadnieniem.

And we were able to create a model

Udało nam się stworzyć model

where animals are not only bouncing up and down,

w którym zwierzęta nie tylko kołysały się w górę i w dół,

but they're also bouncing side to side at the same time.

ale równocześnie także na boki

And many organisms fit this kind of pattern.

Wiele organizmów pasuje do tego schematu.

Now, why is this important to have this model?

Jednak czemu ten model jest taki ważny?

Because it's very interesting. When you take this model

Ponieważ jest bardzo ciekawy. Kiedy weźmie się taki model

and you perturb it, you give it a push,

i zakłóci się jego pracę, popchnie się go

as it bumps into something, it self-stabilizes, with no brain

jakby zderzył się z czymś, on sam się ustabilizuje, bez udziału mózgu

or no reflexes, just by the structure alone.

i odruchów, wyłącznie w oparciu o własną budowę.

It's a beautiful model. Let's look at the mathematics.

To piękny model. Spójrzmy na równania.

(Laughter)

(Śmiech)

That's enough!

Wystarczy.

(Laughter)

(Śmiech)

The animals, when you look at them running,

Zwierzęta, kiedy spojrzymy na nie w biegu,

appear to be self-stabilizing like this,

wydają się być samostabilne jak to,

using basically springy legs. That is, the legs can do

używając tylko sprężynujących nóg. Oznacza to, że nogi mogą

computations on their own; the control algorithms, in a sense,

same wykonywać obliczenia, a algorytmy sterujące są

are embedded in the form of the animal itself.

w pewnym sensie wbudowane w sam kształt zwierzęcia.

Why haven't we been more inspired by nature and these kinds of discoveries?

Czemu nie czerpaliśmy inspiracji z przyrody i tym podobnych odkryć?

Well, I would argue that human technologies are really different from

Cóż, powiedziałbym, że ludzkie technologie bardzo różnią się od

natural technologies, at least they have been so far.

naturalnych, przynajmniej jak dotąd.

Think about the typical kind of robot that you see.

Pomyślcie o typowym robocie z jakim się spotkaliście.

Human technologies have tended to be large, flat,

Wynalazki ludzi są zazwyczaj duże, płaskie

with right angles, stiff, made of metal. They have rolling devices

kanciaste, sztywne, metalowe. Mają koła

and axles. There are very few motors, very few sensors.

i przeguby. Nie maja zbyt wiele napędów, czujników.

Whereas nature tends to be small, and curved,

Tymczasem twory natury są małe, zaokrąglone,

and it bends and twists, and has legs instead, and appendages,

wyginają się i skręcają, mają nogi zamiast kół.

and has many muscles and many, many sensors.

i całe mnóstwo mięśni i czułek.

So it's a very different design. However, what's changing,

Style są więc bardzo odmienne. Jednakże, co się zmienia

what's really exciting -- and I'll show you some of that next --

i co naprawdę ekscytujące - i co zaraz wam pokażę-

is that as human technology takes on more of the characteristics

że jeśli ludzka technologia czerpie więcej z cech

of nature, then nature really can become a much more useful teacher.

przyrody, wtedy przyroda może stać się znacznie lepszym nauczycielem.

And here's one example that's really exciting.

Tu jeden szczególnie ciekawy przykład -

This is a collaboration we have with Stanford.

nasza współpraca z Uniwersytetem Stanford.

And they developed this new technique, called Shape Deposition Manufacturing.

Rozwinęli nową technikę zwaną Shape Deposition Manufacturing

It's a technique where they can mix materials together and mold any shape

To technika pozwalająca mieszać różne materiały i formować dowolne kształty,

that they like, and put in the material properties.

posiadające cechy tych materiałów.

They can embed sensors and actuators right in the form itself.

Mogą zintegrować czujniki i napędy bezpośrednio w kształtce.

For example, here's a leg: the clear part is stiff,

Na przykład ta noga -- przezroczysta część jest sztywna,

the white part is compliant, and you don't need any axles there or anything.

część biała jest giętka - nie są już potrzebne żadne przeguby.

It just bends by itself beautifully.

Sama ładnie się zgina.

So, you can put those properties in. It inspired them to show off

Zainspirowało to ich do zaprezentowania

this design by producing a little robot they named Sprawl.

tego projektu poprzez stworzenie małego robota, którego nazwali Sprawl.

Our work has also inspired another robot, a biologically inspired bouncing robot,

Nasze prace również zaowocowały budową inspirowanego biologią, kołyszącego się robota,

from the University of Michigan and McGill

na Uniwersytecie w Michigan i Uniwersytecie McGill

named RHex, for robot hexapod, and this one's autonomous.

nazywanego RHex od "robot sześcionóg", jest on autonomiczny.

Let's go to the video, and let me show you some of these animals moving

Przejdźmy do filmu i zobaczmy kilka z tych zwierząt w ruchu,

and then some of the simple robots

a potem parę prostych robotów,

that have been inspired by our discoveries.

inspirowanych naszymi odkryciami.

Here's what some of you did this morning, although you did it outside,

To część z was robiła dziś rano, tyle że na zewnątrz

not on a treadmill.

zamiast na bieżni.

Here's what we do.

A oto czym się zajmujemy.

(Laughter)

(Śmiech)

This is a death's head cockroach. This is an American cockroach

To karaczan brazylijski -- a to amerykański karaluch,

you think you don't have in your kitchen.

nie chcielibyście go znaleźć w swojej kuchni.

This is an eight-legged scorpion, six-legged ant, forty-four-legged centipede.

Tu ośmionożny skorpion, sześcionożna mrówka, stonoga o 44 nogach

Now, I said all these animals are sort of working like pogo sticks --

Mówiłem, że wszystkie te zwierzęta poruszają się na zasadzie kija pogo --

they're bouncing along as they move. And you can see that

Kołyszą się wzdłuż kierunku ruchu, co możecie sami zauważyć

in this ghost crab, from the beaches of Panama and North Carolina.

u tego kraba-zjawy z plaż Panamy i Północnej Karoliny.

It goes up to four meters per second when it runs.

Biega z prędkością do 4 metrów na sekundę.

It actually leaps into the air, and has aerial phases

Właściwie wybija się w górę i momentami jest cały w powietrzu

when it does it, like a horse, and you'll see it's bouncing here.

jak galopujący koń; zobaczcie że też się kołysze.

What we discovered is whether you look at the leg of a human

Odkryliśmy, że niezależnie czy patrzymy na nogę człowieka

like Richard, or a cockroach, or a crab, or a kangaroo,

np. Richarda, czy też karalucha, kraba albo kangura

the relative leg stiffness of that spring is the same for everything we've seen so far.

względna sprężystość tych nóg jest taka sama w każdym przypadku, jaki dotąd analizowaliśmy.

Now, what good are springy legs then? What can they do?

Jaka jest korzyść ze sprężystych nóg, co potrafią ?

Well, we wanted to see if they allowed the animals

Chcieliśmy zobaczyć czy zapewniają zwierzętom

to have greater stability and maneuverability.

większą stabilność i sterowność.

So, we built a terrain that had obstacles three times the hip height

Zbudowaliśmy więc tor z przeszkodami trzy razy wyższymi niż wysokość bioder

of the animals that we're looking at.

badanych zwierząt

And we were certain they couldn't do this. And here's what they did.

i byliśmy pewni, że sobie z tym nie poradzą. Popatrzcie, co zrobiły.

The animal ran over it and it didn't even slow down!

Owad przebiegł nad nimi i nawet nie zwolnił.

It didn't decrease its preferred speed at all.

Zupełnie nie zmienił swojej zwykłej prędkości.

We couldn't believe that it could do this. It said to us

Nie mogliśmy w to uwierzyć. Uświadomiło nam to,

that if you could build a robot with very simple, springy legs,

że gdybyśmy zbudowali robota z prostymi sprężystymi nogami

you could make it as maneuverable as any that's ever been built.

mógłby być bardziej sterowny niż wszystkie dotychczasowe.

Here's the first example of that. This is the Stanford

Tutaj pierwszy przykład, wykonany na Stanford

Shape Deposition Manufactured robot, named Sprawl.

w technice Shape Deposition, robot Sprawl.

It has six legs -- there are the tuned, springy legs.

Ma sześć nóg - regulowanych sprężystych nóg.

It moves in a gait that an insect uses, and here it is

Chodzi podobnie do owadów, a tutaj

going on the treadmill. Now, what's important about this robot,

porusza się po bieżni. Ważną cechą tego robota

compared to other robots, is that it can't see anything,

w porównaniu do innych jest to, że nic nie widzi

it can't feel anything, it doesn't have a brain, yet it can maneuver

ani nie czuje, nie ma mózgu, a mimo to potrafi przebrnąć

over these obstacles without any difficulty whatsoever.

przez takie przeszkody bez większej trudności

It's this technique of building the properties into the form.

- dzięki technice nadawania kształtom właściwości.

This is a graduate student. This is what he's doing to his thesis project --

To jest student 5 roku, a oto co robi ze swoją pracą magisterską

very robust, if a graduate student

Całkiem solidne, jeżeli student

does that to his thesis project.

może tak potraktować swoją pracę.

(Laughter)

(Śmiech)

This is from McGill and University of Michigan. This is the RHex,

To robot RHex z McGill i Uniwersytetu Michigan

making its first outing in a demo.

na swoim pierwszym pokazowym wypadzie.

(Laughter)

(Śmiech)

Same principle: it only has six moving parts,

Ta sama zasada - ma tylko 6 ruchomych części.

six motors, but it has springy, tuned legs. It moves in the gait of the insect.

Sześć silników, ale ma też sprężyste, regulowane nogi. Chodzi jak owad,

It has the middle leg moving in synchrony with the front,

środkowa noga porusza się synchronicznie z przednią

and the hind leg on the other side. Sort of an alternating tripod,

i tylnią po przeciwnej stronie. Taki naprzemienny trojnóg.

and they can negotiate obstacles just like the animal.

Potrafią pokonywać przeszkody dokładnie tak, jak zwierzęta.

(Laughter)

(Śmiech)

(Voice: Oh my God.)

O Boże.

(Applause)

(Oklaski)

Robert Full: It'll go on different surfaces -- here's sand --

Będzie chodził po różnych podłożach, tutaj piasek.

although we haven't perfected the feet yet, but I'll talk about that later.

chociaż stopy nie są jeszcze dopracowane, o tym powiem później.

Here's RHex entering the woods.

A oto RHex wkraczający do lasu.

(Laughter)

(Śmiech)

Again, this robot can't see anything, it can't feel anything,

Ten robot również nic nie widzi, nic nie czuje

it has no brain. It's just working with a tuned mechanical system,

i nie ma mózgu. To tylko urządzenie mechaniczne

with very simple parts, but inspired from the fundamental dynamics of the animal.

zbudowane z bardzo prostych części - ale inspirowane dynamiką ruchów zwierząt.

(Voice: Ah, I love him, Bob.) RF: Here's it going down a pathway.

Uwielbiam go, Bob. Tutaj idzie chodnikiem.

I presented this to the jet propulsion lab at NASA, and they said

Pokazałem to w laboratorium napędów odrzutowych w NASA, powiedzieli mi,

that they had no ability to go down craters to look for ice,

że nie mieli możliwości schodzić do kraterów w poszukiwaniu lodu.

and life, ultimately, on Mars. And he said --

i śladów życia na Marsie. Jak mówili -

especially with legged-robots, because they're way too complicated.

szczególnie dotyczyło to robotów kroczących, były zbyt skomplikowane.

Nothing can do that. And I talk next. I showed them this video

Nic nie dało się zrobić. Potem ja pokazałem im ten film

with the simple design of RHex here. And just to convince them

z prostym projektem RHex żeby przekonać ich, że powinniśmy

we should go to Mars in 2011, I tinted the video orange

lecieć na Marsa w 2011. Przygotowałem film w pomarańczowym odcieniu

just to give them the sense of being on Mars.

żeby stworzyć im wrażenie, że są na Marsie.

(Laughter)

(Śmiech)

(Applause)

(Oklaski)

Another reason why animals have extraordinary performance,

Kolejnym powodem, dla którego zwierzęta świetnie radzą sobie

and can go anywhere, is because they have an effective interaction

z poruszaniem się, jest ich skuteczna interakcja

with the environment. The animal I'm going to show you,

z otoczeniem. Zwierzę, które zaraz wam pokaże

that we studied to look at this, is the gecko.

badaliśmy pod tym kątem - to gekon.

We have one here and notice its position. It's holding on.

Mamy tutaj jednego, zwróćcie uwagę na jego położenie. Trzyma się.

Now I'm going to challenge you. I'm going show you a video.

Zadam wam zagadkę. Pokażę wam film.

One of the animals is going to be running on the level,

Jeden gekon będzie biegł w poziomie,

and the other one's going to be running up a wall. Which one's which?

a drugi pionowo po ścianie. Zgadnijcie który jest który ?

They're going at a meter a second. How many think the one on the left

Biegną z prędkością jednego metra na sekundę. Ile osób uważa, że ten po lewej

is running up the wall?

biegnie po ścianie.

(Applause)

(Oklaski)

Okay. The point is it's really hard to tell, isn't it? It's incredible,

OK. Widzicie, że trudno to właściwie zgadnąć, prawda ? To niesamowite,

we looked at students do this and they couldn't tell.

zrobiliśmy ten test ze studentami, mieli ten sam problem.

They can run up a wall at a meter a second, 15 steps per second,

Potrafią się wspinać na ścianę metr na sekundę, 15 kroków na sekundę

and they look like they're running on the level. How do they do this?

i sprawiają wrażenie biegających po ziemi. Jak one to robia ?

It's just phenomenal. The one on the right was going up the hill.

To po prostu fenomenalne. To ten prawej wspinał się w górę.

How do they do this? They have bizarre toes. They have toes

Jak to robią - mają nietypowe palce,

that uncurl like party favors when you blow them out,

rozkładające się jak urodzinowe piszczałki, kiedy się w nie dmucha.

and then peel off the surface, like tape.

a potem odrywają je od powierzchni jak taśmę.

Like if we had a piece of tape now, we'd peel it this way.

Tak jakbyśmy odrywali kawałek taśmy klejącej.

They do this with their toes. It's bizarre! This peeling inspired

Robią tak ze swoimi palcami. Dość dziwaczne. To zrywanie zainspirowało

iRobot -- that we work with -- to build Mecho-Geckos.

naszych kolegów z iRobot do budowy Mecha-Gekona

Here's a legged version and a tractor version, or a bulldozer version.

Tu w wersji chodzącej, traktorowej i buldożerowej.

Let's see some of the geckos move with some video,

Zobaczmy gekony w ruchu na filmie,

and then I'll show you a little bit of a clip of the robots.

a potem pokażę wam parę scen z robotami.

Here's the gecko running up a vertical surface. There it goes,

Tutaj gekon biegnie po pionowej powierzchni, o tutaj,

in real time. There it goes again. Obviously, we have to slow this down a little bit.

w czasie rzeczywistym, i jeszcze raz. Jak widać trzeba to nieco zwolnić.

You can't use regular cameras.

Trzeba użyć specjalnych kamer

You have to take 1,000 pictures per second to see this.

nagrywających 1000 klatek na sekundę żeby to zobaczyć.

And here's some video at 1,000 frames per second.

To jest film z 1000 klatek na sekundę.

Now, I want you to look at the animal's back.

Popatrzcie na jego plecy.

Do you see how much it's bending like that? We can't figure that out --

Widzicie, jak bardzo się zgina ? Nie możemy tego rozgryźć --

that's an unsolved mystery. We don't know how it works.

to nierozwiązana zagadka. Nie wiemy jak to działa.

If you have a son or a daughter that wants to come to Berkeley,

Jeżeli wasz syn lub córka chcą studiować na Berkeley

come to my lab and we'll figure this out. Okay, send them to Berkeley

niech przyjdą do mojego laboratorium, rozwiążemy to.

because that's the next thing I want to do. Here's the gecko mill.

Tym będziemy się teraz zajmować. To jest gekonowa bieżnia.

(Laughter)

(Śmiech)

It's a see-through treadmill with a see-through treadmill belt,

To bieżnia z przezroczystymi pasami,

so we can watch the animal's feet, and videotape them

do obserwacji i filmowania stóp zwierząt,

through the treadmill belt, to see how they move.

przez pas bieżni, aby zobaczyć jak się poruszają.

Here's the animal that we have here, running on a vertical surface.

To zwierzę które tu mamy biegnie po pionowej powierzchni,

Pick a foot and try to watch a toe, and see if you can see what the animal's doing.

wybierzcie sobie jedną stopę i obserwujcie palce - popatrzcie co on nimi robi.

See it uncurl and then peel these toes.

Widzicie, rozkłada a potem odkleja palce.

It can do this in 14 milliseconds. It's unbelievable.

Robi to w 14 milisekund. Nieprawdopodobne.

Here are the robots that they inspire, the Mecho-Geckos from iRobot.

To roboty zainspirowane nimi, Mecha-Gekony firmy iRobot.

First we'll see the animals toes peeling -- look at that.

Najpierw zobaczymy jak zwierzęta odklejają palce - popatrzcie.

And here's the peeling action of the Mecho-Gecko.

A teraz odklejanie u Mecha-Gekona

It uses a pressure-sensitive adhesive to do it.

- korzysta z czułego na nacisk kleju.

Peeling in the animal. Peeling in the Mecho-Gecko --

Odklejanie u zwierzęcia, odklejanie u Mecha-Gekona,

that allows them climb autonomously. Can go on the flat surface,

pozwala im wspinać się samodzielnie po płaskich powierzchniach

transition to a wall, and then go onto a ceiling.

przechodząc na ścianę, a potem na sufit.

There's the bulldozer version. Now, it doesn't use pressure-sensitive glue.

Wersja buldożerowa. Ale on nie używa kleju czułego na nacisk.

The animal does not use that.

Gekon tego nie robi.

But that's what we're limited to, at the moment.

Nas na razie nie stać na więcej.

What does the animal do? The animal has weird toes.

Jak więc robi to gekon ? Ma nietypowe palce,

And if you look at the toes, they have these little leaves there,

i kiedy im się przyjrzeć - mają malutkie listki,

and if you blow them up and zoom in, you'll see

po powiększeniu zobaczymy

that's there's little striations in these leaves.

na nich małe prążki.

And if you zoom in 270 times, you'll see it looks like a rug.

Kiedy przybliżymy 270 razy, zobaczymy coś w rodzaju dywanu

And if you blow that up, and zoom in 900 times,

A po kolejnym, 900-krotnym powiększeniu

you see there are hairs there, tiny hairs. And if you look carefully,

ujrzycie tam włoski, a jeśli spojrzycie uważnie -

those tiny hairs have striations. And if you zoom in on those 30,000 times,

- te włoski też mają prążki. Zbliżając je 30,000 razy,

you'll see each hair has split ends.

zauważycie, że włosy mają rozłożyste końcówki

And if you blow those up, they have these little structures on the end.

Mają na końcach specjalne małe struktury.

The smallest branch of the hairs looks like spatulae,

Najmniejsze odgałęzienie włosa wygląda jak łopatka

and an animal like that has one billion of these nano-size split ends,

i takie zwierzę ma 1 miliard tych rozłożystych nano-końcówek

to get very close to the surface. In fact, there's the diameter of your hair --

przylegających do podłoża. Dla porównania - średnica naszego włosa,

a gecko has two million of these, and each hair has 100 to 1,000 split ends.

gekon ma 2 miliony takich, a każdy włos ma od 100 do 1000 rozłożystych końcówek.

Think of the contact of that that's possible.

Pomyślcie, jakie to stwarza możliwości kontaktu.

We were fortunate to work with another group

Mamy szczęście współpracować z inną grupą

at Stanford that built us a special manned sensor,

ze Stanford, która buduje specjalny czujnik

that we were able to measure the force of an individual hair.

którym można będzie zmierzyć oddziaływanie pojedynczego włosa.

Here's an individual hair with a little split end there.

Tutaj pojedynczy włos z małą rozłożystą końcówką,

When we measured the forces, they were enormous.

kiedy mierzyliśmy siły, były ogromne,

They were so large that a patch of hairs about this size --

tak duże, że pukiel włosów tej wielkości

the gecko's foot could support the weight of a small child,

jak stopa gekona mógłby utrzymać ciężar małego dziecka --

about 40 pounds, easily. Now, how do they do it?

około 20kg, bez problemu. Jak to się dzieje ?

We've recently discovered this. Do they do it by friction?

Odkryliśmy to niedawno. Wykorzystują tarcie ?

No, force is too low. Do they do it by electrostatics?

Nie, siła byłaby za mała. Przyciąganie elektrostatyczne ?

No, you can change the charge -- they still hold on.

Nie, można zmieniać ładunek a one dalej się trzymają.

Do they do it by interlocking? That's kind of a like a Velcro-like thing.

Może mają haczyki, jak rzepy ?

No, you can put them on molecular smooth surfaces -- they don't do it.

Nie, można je umieścić na molekularnie gładkich powierzchniach - to nie to.

How about suction? They stick on in a vacuum.

A może przyssawki ? Nie, trzymają się też w próżni.

How about wet adhesion? Or capillary adhesion?

Mokra adhezja ? Albo adhezja kapilarna ?

They don't have any glue, and they even stick under water just fine.

Nie, nie mają żadnego kleju i dobrze utrzymują się w wodzie.

If you put their foot under water, they grab on.

Kiedy włoży się im stopy do wody - przyczepiają się.

How do they do it then? Believe it or not, they grab on

Jak one to robią ? Wierzcie lub nie, przyczepiają się

by intermolecular forces, by Van der Waals forces.

dzięki oddziaływaniom międzycząsteczkowym, siłom van der Waalsa.

You know, you probably had this a long time ago in chemistry,

Mieliście to pewnie dawno temu na chemii,

where you had these two atoms, they're close together,

tworzą się gdy dwa atomy są tak blisko siebie,

and the electrons are moving around. That tiny force is sufficient

ze ich elektrony zaczynają oddziaływać. Ta maleńka siła wystarcza

to allow them to do that because it's added up so many times

im do tego, ponieważ jest wielokrotnie zsumowana

with these small structures.

dzięki tym mikrostrukturom.

What we're doing is, we're taking that inspiration of the hairs,

W naszej pracy wzorujemy się na tych włosach

and with another colleague at Berkeley, we're manufacturing them.

i produkujemy je razem z kolegą z Berkeley.

And just recently we've made a breakthrough, where we now believe

Niedawno dokonaliśmy przełomu dzięki któremu - jak sądzimy

we're going to be able to create the first synthetic, self-cleaning,

będziemy mogli stworzyć pierwszy syntetyczny, samooczyszczający

dry adhesive. Many companies are interested in this.

suchy klej. Wiele firm jest tym zainteresowanych

(Laughter)

[Linia geko-produktów ?] (Śmiech)

We also presented to Nike even.

Pokazywaliśmy to nawet u Nike.

(Laughter)

[Po prostu się trzymaj.] (Śmiech)

(Applause)

[Po prostu się trzymaj.] (Oklaski)

We'll see where this goes. We were so excited about this

Zobaczymy, co z tego wyniknie. Byliśmy tak podekscytowani

that we realized that that small-size scale --

kiedy dotarła do nas ta mikroskala,

and where everything gets sticky, and gravity doesn't matter anymore --

gdzie wszystko jest lepkie a grawitacja nie ma już takiego znaczenia.

we needed to look at ants and their feet, because

Postanowiliśmy zbadać mrówki i ich stopy -

one of my other colleagues at Berkeley has built a six-millimeter silicone

jeden z moich kolegów w berkeley zbudował szeciomilimetrowego krzemowego

robot with legs. But it gets stuck. It doesn't move very well.

robota kroczącego. Niestety utknął - ma problemy z ruchem.

But the ants do, and we'll figure out why, so that ultimately

Mrówki ich nie mają i chcemy dowiedzieć się czemu, żeby

we'll make this move. And imagine: you're going to be able

go poprawić. Wyobraźcie sobie, że będziemy mogli

to have swarms of these six-millimeter robots available to run around.

mieć latajace roje takich sześciomilimetrowych robotów.

Where's this going? I think you can see it already.

Dokąd to zmierza ? Myślę, że już widzicie.

Clearly, the Internet is already having eyes and ears,

Internet ma juz oczy i uszy,

you have web cams and so forth. But it's going to also have legs and hands.

macie kamery internetowe itd. Ale będzie miał również ręce i nogi.

You're going to be able to do programmable

Będziecie mogli pracować takimi robotami

work through these kinds of robots, so that you can run,

programując je tak, żeby biegać, latać i pływać

fly and swim anywhere. We saw David Kelly is at the beginning of that with his fish.

nimi gdzie tylko zechcecie. Widzieliście na początku Davida Kelly'ego z jego rybą.

So, in conclusion, I think the message is clear.

Podsumowując - sądzę, że przesłanie jest jasne.

If you need a message, if nature's not enough, if you care about

Nawet jeśli sama przyroda to za mało, to jeśli ważne są dla nas

search and rescue, or mine clearance, or medicine,

akcje ratunkowe, rozbrajanie min, medycyna

or the various things we're working on, we must preserve

i wiele innych tematów nad którymi pracujemy, musimy ocalić

nature's designs, otherwise these secrets will be lost forever.

projekty natury, bo możemy utracić jej sekrety na zawsze .

Thank you.

Dziękuję.

(Applause)

(Oklaski)