Robert Full: Engineering and evolution

Robert Full sobre engenharia e evolução

Tradutor: Rui Alão Revisor: Fabio Ceconello

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

Bem-vindos. Poderia passar o primeiro slide, por favor?

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

Ao contrário dos cálculos feitos por engenheiros, abelhas podem voar,

dolphins can swim, and geckos can even climb

golfinhos podem nadar, e lagartos podem escalar

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

as superfícies mais lisas. Com o pouco tempo de que disponho, quero fazer com que

is to try to allow each of you to experience

cada um de vocês experimente,

the thrill of revealing nature's design.

de certa maneira, o prazer de descobrir o design da natureza.

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

Eu faço isso o tempo todo, e é incrível.

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

Gostaria de compartilhar um pouco disto com vocês nesta palestra.

The challenge of looking at nature's designs --

O desafio de perceber o design da natureza --

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

e eu vou contar o jeito como nós o percebemos, e como o usamos.

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

O desafio, é lógico, é responder a esta questão:

what permits this extraordinary performance of animals

O que faz com que estes animais tenham este desempenho

that allows them basically to go anywhere?

a ponto de irem onde quer que queiram?

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

E se nós descobríssemos um jeito de implementar estes designs?

Well, many biologists will tell engineers, and others,

Bem, muitos biólogos dirão a engenheiros e outros,

organisms have millions of years to get it right;

que os organismos levaram milhões de anos até chegarem a este ponto,

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

que são espetaculares, e que podem fazer qualquer coisa espetacularmente bem,

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

e que a resposta é biomímica -- copiar diretamente a natureza.

We know from working on animals that the truth is

Sabemos, de nosso trabalho com animais que, na verdade, isto é

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

exatamente o que você não deve fazer. Porque a evolução trabalha

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

sob o princípio do "bom-o-bastante", e não num princípio de aperfeiçoamento.

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

E as limitações em construir um organismo, quando você olha para ele,

are really severe. Natural technologies have incredible constraints.

são muito severas. As tecnologias naturais têm limitações incríveis.

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

Pense a respeito. Se você fosse um engenheiro e eu dissesse

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

que você teria que construir um automóvel, mas que ele teria que ser pequenininho,

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

e que ele teria que crescer até ficar grande e que teria que funcionar durante todo o processo.

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

Pense que se você construisse um automóvel, que você também teria que, dentro dele,

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

colocar uma fábrica que permitiria construir outros automóveis.

(Laughter)

(Risos)

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

Você nunca poderia, nunca, por causa do passado

and the inherited plan, start with a clean slate.

e da configuração herdada, começar por uma 'tabula rasa'.

So, organisms have this important history.

Então, organismos têm este passado importante.

Really evolution works more like a tinkerer than an engineer.

Na verdade, a evolução trabalha mais como um funileiro que como um engenheiro.

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

E isto é muito importante quando você começa a prestar atenção nos animais.

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

Ao invés disto, acreditamos que você precisa ser inspirado pela biologia.

You need to discover the general principles of nature,

Você precisa descobrir os princípios gerais da natureza.

and then use these analogies when they're advantageous.

e usar as analogias quando são vantajosas.

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

E isto é um desafio e tanto, porque

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

quando você começa a prestar atenção nos animais,

appear hopelessly complex. There's no detailed history

ele parecem ser inacreditavelmente complexos. Não existe um memorial detalhado

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

dos projetos anteriores, e você não pode consultá-lo em lugar nenhum.

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

Eles têm movimentos demais nas suas juntas, músculos demais,

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

mesmo o animal mais simples que podemos imaginar, algo como um inseto,

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

tem mais neurônios e conexões que você pode imaginar.

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

Como você pode racionalizar isto? Bem, acreditamos --

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

e formulamos hipóteses -- que eles poderiam funcionar de forma simples,

is if the control of their movements

se fizéssemos com que o controle de seus movimentos

tended to be built into their bodies themselves.

fosse construído junto com seus próprios corpos.

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

Descobrimos que animais de duas, quatro, seis e oito pernas

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

todos produzem as mesmas forças no chão quando se movimentam.

They all work like this kangaroo, they bounce.

Eles todos fazem como o canguru, eles pulam.

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

E podem ser modelados através de um sistema de oscilador-massa, que chamamos de sistema de oscilador-massa

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

porque somos bio mecânicos, na verdade é um pula-pula.

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

Eles sempre produzem o padrão do pula-pula. Como assim?

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

Bem, num humano, uma de suas pernas funciona como duas pernas de um cachorro trotando

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

ou como três de um inseto no trote,

or four legs as one of a trotting crab.

ou quatro de um carangueijo trotando.

And then they alternate in their propulsion,

E elas alternam na propulsão,

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

mas os padrões são sempre os mesmos. Quase todos os organismos que estudamos

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

-- vocês verão na próxima semana -- Vou dar uma dica,

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

haverá um artigo saindo que diz que coisas grandes

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

como o T. Rex provavelmente não podiam fazer isto, mas vocês verão na semana que vem.

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

O que é interessante é que os animais que mencionamos pulam

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

no plano vertical deste modo, e em colaboração com a Pixar

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

em "Vida de inseto", discutimos a

bipedal nature of the characters of the ants.

natureza bípede dos personagens das formigas.

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

E dissemos que elas se movem no outro plano também,

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

e nos fizeram a seguinte pergunta. "Por que modelar

just in the sagittal plane or the vertical plane,

somente o plano sagital (ou o vertical),

when you're telling us these animals are moving

quando está nos dizendo que se movem

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

no plano horizontal?" Esta é uma boa questão.

Nobody in biology ever modeled it this way.

Nenhum biólogo modelou deste jeito antes.

We took their advice and we modeled the animals moving

Aceitamos o conselho e modelamos o animal se movendo

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

no plano horizontal também. Pegamos três pernas,

we collapsed them down as one.

agrupamos em uma só,

We got some of the best mathematicians in the world

chamamos os melhores matemáticos no mundo

from Princeton to work on this problem.

de Princeton para resolver a questão.

And we were able to create a model

E conseguimos criar um modelo

where animals are not only bouncing up and down,

no qual os animais não só pulam para cima e para baixo,

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

mas também de um lado para o outro ao mesmo tempo.

And many organisms fit this kind of pattern.

E muitos organismos se encaixam neste padrão.

Now, why is this important to have this model?

Mas por que é importante chegar a este modelo?

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

Porque é interessante. Quando pegamos este modelo

and you perturb it, you give it a push,

e o perturbamos, damos um empurrão,

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

quando ele bate em alguma coisa, ele se auto-estabiliza, sem cérebro,

or no reflexes, just by the structure alone.

ou sem reflexos, apenas por sua estrutura.

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

É um modelo bonito. Vamos dar uma olhada na matemática.

(Laughter)

(Risos)

That's enough!

Pronto!

(Laughter)

(Risos)

The animals, when you look at them running,

Os animais, quando olhamos eles correndo

appear to be self-stabilizing like this,

parecem se auto-estabilizar assim,

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

usando basicamente pernas elásticas. Isto é, as pernas podem

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

processar por si mesmas, os algoritmos de controle estão inseridos

are embedded in the form of the animal itself.

de certo modo, na forma do próprio animal.

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

Por que não nos inspiramos na natureza e por este tipo de descoberta mais frequentemente?

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

Bem, eu diria que as tecnologias humanas são realmente diferentes das

natural technologies, at least they have been so far.

tecnologias naturais, ao menos têm sido até agora.

Think about the typical kind of robot that you see.

Pense no típico robô que você vê.

Human technologies have tended to be large, flat,

Tecnologias humanas tendem a ser grandes, planas,

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

com ângulos retos, duras, feitas de metal. Elas têm rolamentos

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

e eixos. Existem poucos motores, poucos sensores.

Whereas nature tends to be small, and curved,

Enquanto a natureza tende a ser pequena, e curva,

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

e ela se curva e torce e têm pernas em vez de apêndices,

and has many muscles and many, many sensors.

e tem muitos músculos e muitos e muitos sensores.

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

Portanto, é um design muito diferente. E no entanto,

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

o que está mudando -- e eu vou mostrar para vocês em breve --

is that as human technology takes on more of the characteristics

é que quanto mais a tecnologia humana tomar emprestado características

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

da natureza, mais a natureza pode se tornar um professor eficiente.

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

E aqui está um exemplo que é muito interessante.

This is a collaboration we have with Stanford.

Esta é uma colaboração que temos com Stanford.

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

E eles desenvolveram uma técnica chamada Produção de Deposição de Formas.

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

É uma técnica na qual eles podem misturar materiais e moldar qualquer forma

that they like, and put in the material properties.

que queiram, e colocar as propriedades do material.

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

Podem colocar sensores e atuadores dentro de própria forma.

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

Por exemplo, aqui está uma perna -- a parte transparente é dura,

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

a parte branca é adaptável, e você não precisa de nenhum eixo ou coisa parecida.

It just bends by itself beautifully.

Ela simplesmente se curva de forma elegante.

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

Portanto, você pode por estas propriedades lá. Isto os inspirou a mostrar

this design by producing a little robot they named Sprawl.

este design produzindo um robozinho batizado de Sprawl.

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

Nosso trabalho também inspirou outro robô, um robô pulador, inspirado pela biologia,

from the University of Michigan and McGill

da Universidade do Michigan e McGill

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

batizado de RHex, por ser um robô hexápode, e ele é autônomo.

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

Vamos ver o vídeo e deixem-me mostrar alguns destes animais se movendo.

and then some of the simple robots

Então, estes são alguns dos robôs mais simples

that have been inspired by our discoveries.

que foram inspirados em nossas descobertas.

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

Isto é o que alguns de vocês fizeram hoje pela manhã, embora tenham feito ao ar livre

not on a treadmill.

e não na esteira ergométrica.

Here's what we do.

Aqui é o que nós fazemos.

(Laughter)

(Risos)

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

Esta é uma barata -- do tipo americana

you think you don't have in your kitchen.

que você pensa que não tem em sua cozinha.

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

Este é um escorpião de oito pernas, uma formiga de seis pernas e um centípede de quarenta e quatro pernas.

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

Eu disse que estes animais são como pula-pulas --

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

eles estão pulando enquanto se movem e você pode ver isto

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

neste carangueijo Maria-farinha das praias do Panamá e da Carolina do Norte.

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

Ele chega a quatro metros por segundo quando corre.

It actually leaps into the air, and has aerial phases

Na verdade, ele pula no ar e tem fases aéreas

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

quando pula, como um cavalo, e você pode ver ele pulando aqui.

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

Descobrimos que não importa se você olha para uma perna de um humano

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

como o Richard, ou uma barata, ou um carangueijo, ou um canguru,

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

a rigidez relativa daquela mola é a mesma para todos os que estudamos até agora.

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

Mas será que as pernas elásticas são mesmo boas, o que elas podem fazer?

Well, we wanted to see if they allowed the animals

Bem, nós queríamos descobrir se elas davam maior estabilidade

to have greater stability and maneuverability.

e capacidade de manobra aos animais.

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

Então fizemos um terreno que tinha três vezes o tamanho da coxa

of the animals that we're looking at.

dos animais que estávamos estudando,

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

e estávamos certos que eles não conseguiriam vencer os obstáculos. E isto foi o que fizeram.

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

O animal correu sobre eles e nem mesmo diminuiu sua velocidade.

It didn't decrease its preferred speed at all.

Ele não diminuiu sua velocidade em nada.

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

Não acreditávamos que ele pudesse fazer isto. Isto nos dizia

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

que se você pudesse cunstruir um robô com pernas elásticas muito simples,

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

poderíamos fazê-lo tão manobrável quanto qualquer outro construído até hoje.

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

Este é o primeiro exemplo disto, este é o robô

Shape Deposition Manufactured robot, named Sprawl.

da Produção de Deposição de Formas de Stanford, chamado Sprawl.

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

Ele tem seis eprnas -- estas são as pernas elásticas ajustáveis.

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

Ele se move num andar típico de um inseto, e aqui está ele

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

numa esteira. O que é importante a respeito dele,

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

quando comparado com outros, é que ele não pode ver nada,

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

não pode sentir nada, não tem um cérebro, e mesmo assim ele pode manobrar

over these obstacles without any difficulty whatsoever.

por cima destes obstáculos sem a menor dificuldade.

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

Este é o resultado desta técnica de inserir propriedades na própria forma.

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

Este é um estudande de gradução, e isto é o que ele está fazendo à sua tese,

very robust, if a graduate student

muito resistente, se um estudante

does that to his thesis project.

faz isto à sua tese!

(Laughter)

(Risos)

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

Isto é da McGill e da Universidade do Michigan, é o RHex,

making its first outing in a demo.

saindo pela primeira vez, numa demo.

(Laughter)

(Risos)

Same principle: it only has six moving parts,

É o mesmo princípio. Ele tem só seis partes móveis.

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

Seis motores, mas tem pernas elásticas. Se move com o andar de um inseto

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

e sincroniza o andar da perna do meio com a da frente

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

e a de trás do lado oposto. Uma espécie de tripé alternado,

and they can negotiate obstacles just like the animal.

e eles podem administrar obstáculos exatamente como um animal.

(Laughter)

(Risos)

(Voice: Oh my God.)

(Ai meu Deus!)

(Applause)

(Aplausos)

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

Ele pode andar em superfícies diferentes, aqui está areia,

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

embora ainda não tenhamos aperfeiçoado os pés, mas eu falo disto depois.

Here's RHex entering the woods.

Aqui está o RHex entrando na floresta.

(Laughter)

(Risos)

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

Novamente este robô não pode ver ou sentir nada,

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

e não tem cérebro. Está trabalhando apenas com um sistema mecânico ajustado,

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

com partes muito simples. Mas inspirado na mecânica fundamental de um animal.

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

Ah, eu adoro ele Bob. Aqui vai ele descendo um caminho.

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

Eu o apresentei ao laboratório de propulsão a jato da NASA, e disseram

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

que eles não tem habilidade de descer crateras para procurar gelo,

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

e, em última análise, vida em Marte. Especialmente

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

com robôs com pernas porque eles são muito complicados.

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

Nada pode fazer isto. E eu falei depois. Mostrei este video

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

com o design simples do RHex aqui, e os convenci

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

que nós devemos ir à Marte em 2011, pintei o video de laranja

just to give them the sense of being on Mars.

para dar a impressão de que estávamos em Marte.

(Laughter)

(Risos)

(Applause)

(Aplausos)

Another reason why animals have extraordinary performance,

Outro motivo que faz com que animais tenham um desempenho extraordinário

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

e possam ir onde quiserem, é que eles têm uma interação efetiva

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

com o ambiente. O animal que vou mostrar agora

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

que estudamos para isso é a lagartixa.

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

Temos uma aqui... percebam a sua posição. Está se segurando.

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

Agora vou lançar um desafio. Vou mostrar o vídeo.

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

Um dos animais vai estar correndo em nível,

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

e outro vai estar subindo uma parede. Qual é qual?

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

Eles correm a um metro por segundo. Quantos de vocês pensam que o da esquerda

is running up the wall?

é o que está subindo a parede?

(Applause)

(Aplausos)

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

Ok. A verdade é que é muito difícil dizer, não é? É incrível,

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

vemos os estudantes fazerem isto e eles mesmos não sabem dizer.

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

Eles podem subir uma parede a um metro por segundo, quinze passos por segundo,

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

e parece que estão andando em nível, Como eles conseguem?

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

É fenomenal. O da direita é o que está subindo.

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

Como eles conseguem -- eles têm dedos estranhos -- têm dedos

that uncurl like party favors when you blow them out,

que desenrolam como uma lingua-de-sogra quando alguém assopra,

and then peel off the surface, like tape.

e descolam da superfície como uma fita.

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

Como se tivéssemos um pedaço de fita e fôssemos descolá-la.

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

Eles fazem isso com os dedos. É estranho. Este descolamento inspirou

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

a iRobot com a qual trabalhamos, a construir Mecho-Geckos. (Lagartixas-Mecânicas)

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

Aqui temos uma versão com pernas e outra sem, parecida com um trator.

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

Vamos ver como as lagartixas se movem com um vídeo.

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

e depois vou mostrar um pouco dos robôs.

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

temos a lagartixa subindo uma superfície vertical, aí vai ela,

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

em tempo real, olha ela aí de novo. Obviamente temos que ver em câmera lenta.

You can't use regular cameras.

não podemos usar câmeras comuns.

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

Temos que filmar a 1000 quadros por segundo para ver isto.

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

E aqui vemos o vídeo com 1000 quadros por segundo.

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

Gostaria de olhassem para as costas do animal.

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

Vocês vêem como ela se dobra? Nós não conseguimos explicar --

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

é um mistério ainda. Não sabemos como funciona.

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

Se você tem um filho ou filha que quer vir para Berkeley,

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

venha ao meu laboratório e vamos descobrir isto juntos. Ok, mande-os para Berkeley

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

porque esta é a próxima pesquisa que quero fazer.. Esta é a esteira da lagartixa.

(Laughter)

(Risos)

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

É uma esteira transparente com uma cinta também transparente,

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

para que possamos assistir aos pés do animal, e gravar em vídeo

through the treadmill belt, to see how they move.

através da esteira, para ver como eles se movem.

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

Aqui vemos o animal que temos aqui, correndo numa superfície vertical,

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

escolha um pé e tente ver o dedo, e veja se consegue ver o que o animal está fazendo.

See it uncurl and then peel these toes.

Veja ele desenrolar e descolar os dedos.

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

Ele pode fazer isto em 14 milisegundos. É inacreditável.

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

Estes são os robôs que ele inspirou, os Mecho-Geckos, da iRobot.

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

Primeiro vamos ver os dedos dele descolando - veja isto!

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

E aqui o descolamento do Mecho-Gecko

It uses a pressure-sensitive adhesive to do it.

ele usa um adesivo sensível à pressão para fazer isto.

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

Descolamento no animal, descolamento no Mecho-Gecko,

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

que permite com que possa escalar de forma autônoma, pode andar numa superfície lisa,

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

numa transição para uma parede, e depois andar pelo teto.

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

Esta é a versão trator. Ela usa cola sensível a pressão.

The animal does not use that.

O animal não usa.

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

Mas estamos limitados a esta solução no momento.

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

O que o animal usa? Ele tem dedos estranhos,

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

e se você olha para os dedos, eles têm estas folhas,

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

E se você amplia a imagem você vai ver

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

que existem estrias pequenas nas folhas.

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

e se você amplia 270 vezes, você vê que se parece com um tapete.

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

E se você amplia mais ainda, 900 vezes,

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

você vai ver que existem pelos ali, pequenos, e se você olhar com cuidado

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

estes pelinhos têm estrias. E se você amplia 30.000 vezes,

you'll see each hair has split ends.

vai descobrir que cada pelo tem várias pontas.

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

E se amplia mais, vai ver que existem pequenas estruturas no final.

The smallest branch of the hairs looks like spatulae,

O menor pedaço parece com uma espátula

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

e um animal como este têm cerca de 1 bilhão destas pontas

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

para ficar muito perto da superfície. Na verdade, este é o diâmetro do seu cabelo,

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

uma lagartixa tem 2 milhões destes e cada um tem entre 100 e 1.000 pontas.

Think of the contact of that that's possible.

Pense no contato que é possível com isto.

We were fortunate to work with another group

Tivemos a chance de trabalhar com outro grupo

at Stanford that built us a special manned sensor,

de Stanford que construiu um sensor especialmente para nós

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

e pudemos medir a força de cada pelo.

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

Este é um pelo individual com várias pontas,

When we measured the forces, they were enormous.

quando medimos as forças, elas eram enormes,

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

elas eram tão grandes que um grupo de pelos deste tamanho,

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

que o pé da lagartixa poderia suportar o peso de uma criança --

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

por volta de 18 quilos, facilmente. Como eles funcionam?

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

Descobrimos isto recentemente. Será que eles usam fricção?

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

Não, a força é muito pequena. Usam eletrostática?

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

Não, se mudamos a carga eles ainda funcionam.

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

Eles usam aquele efeito de adesão como o do Velcro?

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

Não, podemos coloca-los em superfícies lisas -- eles não usam.

How about suction? They stick on in a vacuum.

Que tal sucção? Eles se grudam mesmo no vácuo.

How about wet adhesion? Or capillary adhesion?

E que tal adesivos? Ou adesão capilar?

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

Eles não usam nenhum tipo de cola, e funcionam mesmo debaixo d'água.

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

Se você põe os pés deles debaixo d'água eles continuam grudados.

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

Como eles conseguem então? Acredite ou não, eles aderem

by intermolecular forces, by Van der Waals forces.

através de forças intermoleculares, pela força de van der Waals.

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

Você provavelmente estudou isto há muito tempo, em Química

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

quando você tem dois átomos, um perto do outro,

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

e os elétrons se movem em volta. Esta pequena força é suficiente

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

para que eles façam isto, porque ela é somada muitíssimas vezes

with these small structures.

com estas estruturas minúsculas.

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

Agora estamos pegando esta inspiração dos pelos,

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

e com outro colega de Berkeley, estamos entrando em produção.

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

E recentemente tivemos uma descoberta com a qual acreditamos

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

que seremos capazes de criar o primeiro adesivo seco, sintético e

dry adhesive. Many companies are interested in this.

auto-limpante. Muitas companhias estão interessadas nisto.

(Laughter)

(Risos)

We also presented to Nike even.

Até apresentamos para a Nike.

(Laughter)

(Risos)

(Applause)

(Aplausos)

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

Vamos ver até onde isto vai. Estamos tão otimistas

that we realized that that small-size scale --

neste caso que notamos que nesta escala tão pequena,

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

e onde tudo tende a aderir, e a gravidade não importa mais,

we needed to look at ants and their feet, because

precisamos olhar para os pés das formigas, porque

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

um dos meus colegas em Berkeley, construiu um robô de silício de 6 milímetros

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

com pernas. Mas ele prende e não se move muito bem.

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

Mas as formigas se movem, e nós vamos descobrir o porquê, de modo que mais tarde

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

vamos fazer ele funcionar. E, imagine, você vai poder ter enxames

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

destes robôs de 6 milímetros andando por aí.

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

Mas pra onde isto vai? Acho que você já sabe.

Clearly, the Internet is already having eyes and ears,

Obviamente a internet já tem olhos e ouvidos,

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

você tem web cams e tudo mais. Mas ela terá pernas e mãos.

You're going to be able to do programmable

Você poderá fazer trabalhos programáveis

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

usando estes tipos de robôs, então você poderá correr,

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

voar e nadar em qualquer lugar. Vimos David Kelly no começo com seu peixe.

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

em conclusão, a mensagem é clara.

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

Se você precisa de uma mensagem, se a natureza não é o bastante, se você se importa

search and rescue, or mine clearance, or medicine,

com buscas e resgates, ou se livrar de minas terrestres, ou se importa com medicina,

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

ou as várias coisas com as quais trabalhamos, precisamos preservar

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

o design da natureza, pois, de outra forma estes segredos vão se perder para sempre.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)