Robert Full: Learning from the gecko's tail

Tłumaczenie: Marta Krzeminska Korekta: Marta Bromke

Let me share with you today an original discovery.

Podzielę się dziś ciekawym odkryciem.

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

Opowiem też jak do niego doszło,

not the way I present it in a scientific meeting,

ale nie tak, jak na sympozjach,

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

czy w magazynach naukowych.

It's a story about beyond biomimetics,

To opowieść od bioniki do dyscypliny,

to something I'm calling biomutualism.

którą nazywam biomutualizmem.

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

Jest to połączenie biologii z inną dyscypliną,

where each discipline reciprocally advances the other,

gdzie jedna dyscyplina wspiera drugą,

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

a wspólne odkrycia przekraczają pojedyncze dziedziny.

Now, in terms of biomimetics,

W bionice,

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

gdy technologia nabiera więcej cech naturalnych,

nature becomes a much more useful teacher.

natura staje się pomocnym nauczycielem.

Engineering can be inspired by biology

Inżynieria inspirowana jest biologią,

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

korzysta z jej zasad

but then integrating that with the best human engineering,

i łącząc je z osiągnięciami inżynierii

ultimately to make something actually better than nature.

produkuje coś lepszego niż natura.

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

Zainteresowało mnie to jako biologa.

These are gecko toes.

To palce gekona.

And we wondered how they use these bizarre toes

Zastanawialiśmy się, jak się ich używa,

to climb up a wall so quickly.

by tak szybko wspinać się na ściany.

We discovered it. And what we found was

Odkryliśmy, że gekony mają na palcach

that they have leaf-like structures on their toes,

struktury w kształcie liścia,

with millions of tiny hairs that look like a rug,

z milionami małych włosków.

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

Każdy włos ma paskudny przypadek rozdwojenia końcówek,

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

100 do 1000 rozdwojeń w rozmiarze nano.

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

Każdy osobnik ma 2 miliardy tych rozdwojeń.

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

Nie używają rzepów, przyssawek ani kleju.

They actually stick by intermolecular forces alone,

Przyczepiają się dzięki oddziaływaniom międzycząsteczkowym,

van der Waals forces.

oddziaływaniom van der Waalsa.

And I'm really pleased to report to you today

Dziś z dumą mogę ogłosić,

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

że stworzono pierwszy syntetyczny, suchy, samo-oczyszczający się klej.

From the simplest version in nature, one branch,

Z najprostszej naturalnej wersji,

my engineering collaborator, Ron Fearing, at Berkeley,

mój współpracownik, inżynier Ron Fearing,

had made the first synthetic version.

stworzył pierwszą wersję syntetyczną.

And so has my other incredible collaborator,

Kolejny mój współpracownik

Mark Cutkosky, at Stanford --

Mark Cutkosky na Stanford,

he made much larger hairs than the gecko,

stworzył włoski większe niż u gekona,

but used the same general principles.

ale według tych samych zasad.

And here is its first test.

Oto pierwszy test.

(Laughter)

(Śmiech)

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

To Kellar Autumn, mój dawny doktorant,

professor now at Lewis and Clark,

obecnie profesor na Lewis & Clark.

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

Eksperymentuje na własnym pierworodnym dziecku.

(Laughter)

(Śmiech)

More recently, this happened.

A ostatnio to.

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

Mężczyzna: Pierwszy raz ktoś się z tym wspiął.

Narrator: Lynn Verinsky, a professional climber,

Narrator: Zawodowa alpinistka Lynn Verinsky

who appeared to be brimming with confidence.

wydaje się pełna zaufania.

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

Lynn Verinsky: To całkowicie bezpieczne.

Man: How do you know?

Mężczyzna: Skąd wiesz? Lynn Verinsky: Ubezpieczenie OC. (Śmiech)

Lynn Verinsky: Because of liability insurance. (Laughter)

Mężczyzna: Skąd wiesz? Lynn Verinsky: Ubezpieczenie OC. (Śmiech)

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

Narrator: Zabezpieczona materacem i liną, Lynn rozpoczęła 18-metrową wspinaczkę.

Lynn began her 60-foot ascent.

Narrator: Zabezpieczona materacem i liną, Lynn rozpoczęła 18-metrową wspinaczkę.

Lynn made it to the top in a perfect pairing

Weszła na szczyt, idealnie łącząc Hollywood i naukę.

of Hollywood and science.

Weszła na szczyt, idealnie łącząc Hollywood i naukę.

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

Mężczyzna: Jesteś pierwszą osobą naśladującą gekona.

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

Lynn Verinsky: Nieźle. Co za zaszczyt.

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

Robert Full: To była chropowata powierzchnia,

But she actually used these on smooth surfaces --

lecz palety wypróbowano także na gładkich powierzchniach.

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

lecz palety wypróbowano także na gładkich powierzchniach.

And you can try this in the lobby,

Spróbujcie sami w lobby.

and look at the gecko-inspired material.

Obejrzycie tworzywo inspirowane gekonem.

Now the problem with the robots doing this

Robotom, które używają tego tworzywa.

is that they can't get unstuck,

trudno się odczepić.

with the material.

trudno się odczepić.

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

Tak robi to gekon. Gdy wbiega po ścianie,

from the surface, at high rates,

błyskawicznie odlepia palce.

as they run up the wall.

błyskawicznie odlepia palce.

Well I'm really excited today to show you

Dziś mogę zaprezentować

the newest version of a robot, Stickybot,

najnowszą wersję robota, Stickybot,

using a new hierarchical dry adhesive.

używającego hierarchicznego,

Here is the actual robot.

suchego tworzywa samoprzylepnego. Oto on.

And here is what it does.

A oto jak działa. Przyjrzyjcie się,

And if you look,

A oto jak działa. Przyjrzyjcie się,

you can see that it uses

korzysta z techniki odlepiania palców,

the toe peeling,

korzysta z techniki odlepiania palców,

just like the gecko does.

tak jak gekon.

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

Na filmie widać, jak wspina się po ścianie.

(Applause)

(Brawa)

There it is.

Proszę bardzo.

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

Może poruszać się po innych powierzchniach

that the Stanford group was able to do

dzięki nowemu tworzywu,

in designing this incredible robot.

które wynalazła grupa ze Stanford.

(Applause)

(Brawa)

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

Chciałbym coś podkreślić.

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

Ma ogon nie tylko po to,

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

by upodobnić się do gekona.

this kind of thing happens.

Już zdawało się, że rozgryźliśmy naturę.

The engineers told us, for the climbing robots,

Inżynierowie powiedzieli, że bez ogonów

that, if they don't have a tail,

Inżynierowie powiedzieli, że bez ogonów

they fall off the wall.

roboty będą spadać ze ścian.

So what they did was they asked us

Zadali nam ważne pytanie.

an important question.

Zadali nam ważne pytanie.

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

Powiedzieli: "To wygląda jak ogon,

Even though we put a passive bar there.

choć to tylko bierny pręt.

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

Czy zwierzęta używają ogonów przy wspinaniu?"

What they were doing was returning the favor,

Oddali nam przysługę,

by giving us a hypothesis to test,

dając do przetestowania hipotezę,

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

której byśmy w biologii nie postawili.

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

Spanikowaliśmy, bo jako biolodzy

being the biologists, and we should know this already.

powinniśmy byli to wiedzieć.

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

Pomyśleliśmy, do czego jest ogon.

Well we know that tails store fat, for example.

Do magazynowania tłuszczu.

We know that you can grab onto things with them.

Do łapania się różnych rzeczy.

And perhaps it is most well known

I, co oczywiste, do zapewniania równowagi.

that they provide static balance.

I, co oczywiste, do zapewniania równowagi.

(Laughter)

(Śmiech)

It can also act as a counterbalance.

Ogon stanowi też przeciwwagę.

So watch this kangaroo.

Patrzcie na kangura.

See that tail? That's incredible!

Widzicie ogon? Niesamowite!

Marc Raibert built a Uniroo hopping robot.

Marc Raibert zbudował skaczącego robota, Uniroo.

And it was unstable without its tail.

Bez ogona był niestabilny.

Now mostly tails limit maneuverability,

Ogony zmniejszają ruchliwość,

like this human inside this dinosaur suit.

jak u osoby w kostiumie dinozaura.

(Laughter)

(Śmiech)

My colleagues actually went on to test this limitation,

Moi koledzy badali to ograniczenie.

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

Zwiększyli moment bezwładności studenta,

and running them through and obstacle course,

dając mu ogon i każąc biec slalomem.

and found a decrement in performance,

Ogon pogarszał wyniki,

like you'd predict.

zgodnie z przypuszczeniem.

(Laughter)

(Śmiech)

But of course, this is a passive tail.

To jednak nieruchomy ogon.

And you can also have active tails.

A są też ruchome.

And when I went back to research this, I realized

Badając to odkryłem,

that one of the great TED moments in the past,

że na jednej z poprzednich konferencji TED

from Nathan,

Nathan mówił o ruchomych ogonach.

we've talked about an active tail.

Nathan mówił o ruchomych ogonach.

Video: Myhrvold thinks tail-cracking dinosaurs

Film: Myhrvold sądzi, że dinozaury machały ogonami

were interested in love, not war.

z miłości, nie ze złości.

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

Robert Full: Ogony służyły do porozumiewania się,

It can also be used in defense.

albo do obrony. Bardzo potężne.

Pretty powerful.

albo do obrony. Bardzo potężne.

So we then went back and looked at the animal.

Przyjrzeliśmy się, jak gekon wbiega po ścianie.

And we ran it up a surface.

Przyjrzeliśmy się, jak gekon wbiega po ścianie.

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

Dodaliśmy śliski pas, oznaczony na żółto.

that you see in yellow there.

Dodaliśmy śliski pas, oznaczony na żółto.

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

Spójrzcie, co robi z ogonem,

when it slips. This is slowed down 10 times.

kiedy się ślizga.

So here is normal speed.

Normalną prędkość zwolniliśmy 10 razy.

And watch it now slip,

Normalną prędkość zwolniliśmy 10 razy.

and see what it does with its tail.

Patrzcie, co robi z ogonem, kiedy się ślizga.

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

Ogon działa jak piąta noga, dodaje stabilności.

and it contributes to stability.

Ogon działa jak piąta noga, dodaje stabilności.

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

A oto co robi, gdy bardzo się poślizgnie. Niesamowite.

This is incredible.

A oto co robi, gdy bardzo się poślizgnie. Niesamowite.

The engineers had a really good idea.

Inżynierowie mieli świetny pomysł.

And then of course we wondered,

Zastanawialiśmy się jednak, jak to wygląda.

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

Zastanawialiśmy się jednak, jak to wygląda.

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

Gekon wspina się na ścianę czy drzewo.

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

Wchodzi na szczyt z liśćmi.

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

A gdyby wszedł na liść od spodu,

and there was some wind, or we shook it?

i zatrząsłby nim wiatr?

And we did that experiment, that you see here.

Zrobiliśmy eksperyment.

(Applause)

(Brawa)

And this is what we discovered.

Oto, co odkryliśmy.

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

W czasie rzeczywistym nic nie widać, więc zwolnimy.

But there it is slowed down.

W czasie rzeczywistym nic nie widać, więc zwolnimy.

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

To najszybszy odruch prostowania się w powietrzu.

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

Zerowy moment pędu, jeśli pamiętacie z fizyki.

righting response. But it's like a cat.

Jak kot, który podczas upadku przekręca tułów.

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

Jak kot, który podczas upadku przekręca tułów.

But geckos do it better.

Gekony robią to lepiej. Używają ruchomego ogona,

And they do it with their tail.

Gekony robią to lepiej. Używają ruchomego ogona,

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

którym machają podczas obrotu.

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

Zawsze lądują jak Superman-spadochroniarz.

Okay, now we wondered, if we were right,

Jeśli to prawda, sprawdziłoby się to też u robota.

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

Jeśli to prawda, sprawdziłoby się to też u robota.

So for TED we actually built a robot,

Zbudowaliśmy więc robota, prototyp z ogonem.

over there, a prototype, with the tail.

Zbudowaliśmy więc robota, prototyp z ogonem.

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

Wypróbujmy odruch prostowania się u robota z ogonem.

in a tail, with a robot.

Wypróbujmy odruch prostowania się u robota z ogonem.

If we could have the lights on it.

Skierujmy tu światła. Proszę bardzo.

Okay, there it goes.

Skierujmy tu światła. Proszę bardzo.

And show the video.

Teraz nagranie.

There it is.

Proszę bardzo.

And it works just like it does in the animal.

Tak samo, jak u zwierzęcia.

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

Wystarczy ruch ogona, by się wyprostować.

(Applause)

(Brawa)

Now, of course, we were normally frightened

Mieliśmy pewne obawy,

because the animal has no gliding adaptations,

bo gekon nie jest przystosowany do szybowania.

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

Wsadziliśmy go pionowego tunelu aerodynamicznego.

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

Cel do lądowania umieściliśmy

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

zaraz za ogrodzeniem z pleksiglasu.

(Laughter)

(Śmiech)

So we did. And here is what it does.

Oto co robi.

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

Wiatr wieje z dołu. To 10 razy zwolniony film.

It does an equilibrium glide. Highly controlled.

Robi bardzo wyważony ślizg równoważący.

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

To niesamowite, ale też pięknie wychodzi na zdjęciu.

when you take a picture of it.

To niesamowite, ale też pięknie wychodzi na zdjęciu.

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

Podczas ślizgu manewruje w powietrzu.

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

Macha ogonem, by skręcić w prawo lub w lewo.

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

Macha ogonem, by skręcić w prawo lub w lewo.

So we can maneuver this way.

Możemy tak manewrować.

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

Musieliśmy kręcić kilka razy, żeby uwierzyć.

it also does this. Watch this.

Wyszło coś takiego, zobaczcie.

It oscillates its tail up and down like a dolphin.

Macha ogonem jak delfin. Płynie w powietrzu.

It can actually swim through the air.

Macha ogonem jak delfin. Płynie w powietrzu.

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

Spójrzcie na przednie nogi.

What does that mean for the origin of flapping flight?

Czy stąd wziął się pomysł lotu za pomocą machania?

Maybe it's evolved from coming down from trees,

Może źródłem było spadanie z drzew

and trying to control a glide.

i próba kontroli ślizgu?

Stay tuned for that.

Ciąg dalszy nastąpi.

(Laughter)

(Śmiech)

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

Zastanawialiśmy się, czy mogą dzięki temu sterować.

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

Czy te predyspozycje pozwolą im trafić do celu?

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

Tu mamy tunel powietrzny.

And it certainly looks like it.

Wydaje się, że tak. Lepiej to widać od dołu.

You can see it even better from down on top.

Wydaje się, że tak. Lepiej to widać od dołu.

Watch the animal.

Spójrzcie.

Definitely moving towards the landing target.

Zbliża się do celu.

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

Patrzcie na ruch ogona. Niesamowite.

It's unbelievable.

Patrzcie na ruch ogona. Niesamowite.

So now we were really confused,

To nas zdezorientowało,

because there are no reports of it gliding.

bo nic nie wiadomo o takim szybowaniu.

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

Trzeba było to sprawdzić w naturze.

and see if it actually does this."

Trzeba było to sprawdzić w naturze.

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

W odróżnieniu od filmów przyrodniczych.

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

Czy w naturze gekony naprawdę szybują?

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

Pojechaliśmy do lasów Singapuru i Azji.

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

Pierwszy raz pokazuję ten film.

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

Jest autentyczny, bez inscenizacji.

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

Czerwona linia trajektorii szybowania.

Look at the end to see the animal.

Na jej końcu zwierzę.

But then as it gets closer to the tree,

Kiedy zbliża się do drzewa,

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

czy widzicie, jak ląduje?

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

Zbliża się. Gekon jest na końcu tej linii.

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

Patrzcie jak się zbliża. Widzicie lądowanie?

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

Patrzcie jak się zbliża. Widzicie lądowanie?

It actually uses its tail too,

Też używa ogona, tak samo jak w laboratorium.

just like we saw in the lab.

Też używa ogona, tak samo jak w laboratorium.

So now we can continue this mutualism

Mutualizm trwa; zasugerowaliśmy inżynierom

by suggesting that they can make an active tail.

stworzenie aktywnego ogona.

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

Oto pierwszy taki ogon u robota

made by Boston Dynamics.

zbudowanego przez Boston Dynamics.

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

Uważam, że należy pracować na biomutualizmem.

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

Zwiększy to szybkość odkryć.

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

Trzeba fundamentalnie zmienić system edukacji,

to balance depth with interdisciplinary communication,

by zrównoważyć specjalizację z interdyscyplinarnością.

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

Uczyć, jak rozwijać inne dyscypliny i jak z nich czerpać.

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

Potrzeba do tego chętnych i środowiska.

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

Czy to w ochronie, ratownictwie czy zdrowiu,

we must preserve nature's designs,

należy zachować wzory natury, albo zginą na zawsze.

otherwise these secrets will be lost forever.

należy zachować wzory natury, albo zginą na zawsze.

And from what I heard from our new president,

Po wystąpieniu naszego nowego prezydenta jestem optymistą.

I'm very optimistic. Thank you.

Dziękuję.

(Applause)

(Brawa)