Origami robots that reshape and transform themselves | Jamie Paik

Tradutor: Maurício Kakuei Tanaka Revisor: Leonardo Silva

As a roboticist, I get asked a lot of questions.

Como especialista em robótica, me fazem muitas perguntas.

"When we will they start serving me breakfast?"

"Quando os robôs começarão a me servir café da manhã?"

So I thought the future of robotics would be looking more like us.

Eu achava que o futuro da robótica seria mais parecido conosco.

I thought they would look like me,

Achava que eles se pareceriam comigo.

so I built eyes that would simulate my eyes.

Construí olhos que simulariam os meus.

I built fingers that are dextrous enough to serve me ...

Construí dedos habilidosos o bastante para me lançar...

baseballs.

bolas de beisebol.

Classical robots like this

Robôs clássicos como este

are built and become functional

são construídos e se tornam funcionais

based on the fixed number of joints and actuators.

com base no número fixo de articulações e acionadores.

And this means their functionality and shape are already fixed

Isso significa que a funcionalidade e a forma deles já estão fixas

no momento de sua concepção.

at the moment of their conception.

So even though this arm has a really nice throw --

Mesmo que este braço tenha um arremesso muito bom...

it even hit the tripod at the end--

ele até atingiu o tripé no final...

it's not meant for cooking you breakfast per se.

não serve para preparar sozinho o café da manhã para nós.

It's not really suited for scrambled eggs.

Não é muito adequado para ovos mexidos.

So this was when I was hit by a new vision of future robotics:

Foi quando me ocorreu uma nova visão da robótica do futuro:

the transformers.

os robôs que se transformam.

They drive, they run, they fly,

Eles dirigem, correm, voam,

all depending on the ever-changing, new environment and task at hand.

tudo dependendo do novo ambiente e da tarefa iminente em constante mudança.

To make this a reality,

Para tornar isso uma realidade,

you really have to rethink how robots are designed.

precisamos realmente repensar a forma como os robôs são projetados.

So, imagine a robotic module in a polygon shape

Imaginem um módulo robótico em forma de polígono,

and using that simple polygon shape

que usa essa forma de polígono simples

to reconstruct multiple different forms

para reconstruir várias formas diferentes

to create a new form of robot for different tasks.

para criar uma nova forma de robô para tarefas diferentes.

In CG, computer graphics, it's not any news --

Em CG, computação gráfica, não é nenhuma novidade.

it's been done for a while, and that's how most of the movies are made.

Tem sido feito há algum tempo, e assim a maioria dos filmes é feita.

But if you're trying to make a robot that's physically moving,

Mas se estamos tentando criar um robô que está se movendo fisicamente,

it's a completely new story.

é uma história completamente nova.

It's a completely new paradigm.

É um paradigma completamente novo.

But you've all done this.

Mas todos vocês já fizeram isso.

Who hasn't made a paper airplane, paper boat, paper crane?

Quem já não fez um avião, um barco ou um cisne de papel?

Origami is a versatile platform for designers.

O origami é uma plataforma versátil para designers.

From a single sheet of paper, you can make multiple shapes,

A partir de uma única folha de papel, podemos criar várias formas

and if you don't like it, you unfold and fold back again.

e, se não gostarmos, desdobramos e voltamos a dobrar novamente.

Any 3D form can be made from 2D surfaces by folding,

Qualquer forma 3D pode ser criada a partir de superfícies 2D por dobradura,

and this is proven mathematically.

e isso é comprovado matematicamente.

And imagine if you were to have an intelligent sheet

Imaginem se tivéssemos uma folha inteligente

that can self-fold into any form it wants,

que pudesse se autodobrar em qualquer forma que quisesse,

anytime.

a qualquer momento.

And that's what I've been working on.

É nisso que venho trabalhando.

I call this robotic origami,

Chamo isso de origami robótico,

"robogami."

"robogami".

This is our first robogami transformation

Esta é nossa primeira transformação de robogami,

that was made by me about 10 years ago.

que criei há cerca de dez anos.

From a flat-sheeted robot,

A partir de um robô de folha lisa,

ele se transforma numa pirâmide e volta para uma folha lisa

it turns into a pyramid and back into a flat sheet

and into a space shuttle.

e para um ônibus espacial.

Quite cute.

Muito fofo.

Ten years later, with my group of ninja origami robotic researchers --

Dez anos depois, com meu grupo ninja de pesquisadores de robótica de origami,

about 22 of them right now --

cerca de 22 deles neste momento,

we have a new generation of robogamis,

temos uma nova geração de robogamis,

and they're a little more effective and they do more than that.

que são um pouco mais eficazes e fazem mais do que isso.

So the new generation of robogamis actually serve a purpose.

Essa nova geração, na verdade, serve a um propósito.

For example, this one actually navigates through different terrains autonomously.

Por exemplo, este robô navega por terrenos diferentes de forma autônoma.

So when it's a dry and flat land, it crawls.

Quando é uma terra seca e plana, ele rasteja.

And if it meets sudden rough terrain,

E se, de repente, encontrar um terreno acidentado,

it starts rolling.

ele começa a rolar.

It does this -- it's the same robot --

Ele faz isso, é o mesmo robô,

but depending on which terrain it meets,

mas, dependendo do terreno que encontrar,

it activates a different sequence of actuators that's on board.

ele ativa uma sequência diferente de acionadores que estão a bordo.

And once it meets an obstacle, it jumps over it.

Quando encontra um obstáculo, salta sobre ele.

It does this by storing energy in each of its legs

Isso é feito pelo armazenamento de energia em cada uma de suas pernas

and releasing it and catapulting like a slingshot.

e pela liberação e pelo arremesso dessa energia como um estilingue.

And it even does gymnastics.

E ele até faz ginástica.

Yay.

Viva.

(Laughter)

(Risos)

So I just showed you what a single robogami can do.

Só mostrei a vocês o que um único robogami pode fazer.

Imagine what they can do as a group.

Imaginem o que eles podem fazer como um grupo.

They can join forces to tackle more complex tasks.

Podem unir forças para lidar com tarefas mais complexas.

Each module, either active or passive,

Cada módulo, ativo ou passivo,

we can assemble them to create different shapes.

pode ser montado para criar formas diferentes.

Not only that, by controlling the folding joints,

Além disso, pelo controle das articulações dobráveis,

we're able to create and attack different tasks.

conseguimos criar e atacar tarefas diferentes.

The form is making new task space.

A forma está criando um novo espaço para tarefas.

And this time, what's most important is the assembly.

Desta vez, o mais importante é a montagem.

They need to autonomously find each other in a different space,

Eles precisam se encontrar de modo autônomo em um espaço diferente,

attach and detach, depending on the environment and task.

encaixar e desencaixar, dependendo do ambiente e da tarefa.

And we can do this now.

E podemos fazer isso agora.

So what's next?

Então, o que vem depois?

Our imagination.

Nossa imaginação.

This is a simulation of what you can achieve

Esta é uma simulação do que podemos conseguir

with this type of module.

com este tipo de módulo.

We decided that we were going to have a four-legged crawler

Decidimos que iríamos ter um rastreador de quatro pernas,

turn into a little dog and make small gaits.

transformá-lo num cachorrinho e criar pequenos modos de andar.

With the same module, we can actually make it do something else:

Com o mesmo módulo, podemos, na verdade, fazer outra coisa:

a manipulator, a typical, classical robotic task.

um manipulador, uma tarefa robótica clássica e típica.

So with a manipulator, it can pick up an object.

Com um manipulador, ele pode pegar um objeto.

Of course, you can add more modules to make the manipulator legs longer

Claro, podemos incluir mais módulos para alongar as pernas do manipulador

to attack or pick up objects that are bigger or smaller,

para atacar ou pegar objetos maiores ou menores,

or even have a third arm.

ou até mesmo ter um terceiro braço.

For robogamis, there's no one fixed shape nor task.

Para os robogamis, não há tarefa nem forma fixa.

They can transform into anything, anywhere, anytime.

Eles podem se transformar em qualquer coisa, em qualquer lugar,

a qualquer momento.

So how do you make them?

Então, como os criamos?

The biggest technical challenge of robogami is keeping them super thin,

O maior desafio técnico do robogami é mantê-lo superfino,

flexible,

flexível,

but still remaining functional.

mas ainda assim funcional.

They're composed of multiple layers of circuits, motors,

Eles são compostos de múltiplas camadas de circuitos, motores,

microcontrollers and sensors,

microcontroladores e sensores,

all in the single body,

tudo no corpo único,

and when you control individual folding joints,

e, quando controlarmos articulações individuais dobráveis,

you'll be able to achieve soft motions like that

conseguiremos alcançar movimentos suaves como este

upon your command.

ao nosso comando.

Instead of being a single robot that is specifically made for a single task,

Em vez de ser um único robô feito especificamente para uma única tarefa,

robogamis are optimized to do multi-tasks.

os robogamis são otimizados para realizar várias tarefas.

And this is quite important

Isso é muito importante

for the difficult and unique environments on the Earth

para os ambientes difíceis e únicos na Terra,

as well as in space.

bem como no espaço.

Space is a perfect environment for robogamis.

O espaço é um ambiente perfeito para robogamis.

You cannot afford to have one robot for one task.

Não podemos nos dar ao luxo de ter um robô para uma tarefa.

Who knows how many tasks you will encounter in space?

Quem sabe quantas tarefas encontraremos no espaço?

What you want is a single robotic platform that can transform to do multi-tasks.

Queremos uma plataforma robótica única

que possa se transformar para executar várias tarefas.

What we want is a deck of thin robogami modules

Queremos uma plataforma de módulos robóticos finos

that can transform to do multiples of performing tasks.

que possa se transformar para executar várias tarefas.

And don't take my word for it,

Não aceitem o que digo sem verificar,

because the European Space Agency and Swiss Space Center

porque a Agência Espacial Europeia e o Swiss Space Center

are sponsoring this exact concept.

estão patrocinando esse exato conceito.

So here you see a couple of images of reconfiguration of robogamis,

Aqui vemos algumas imagens de reconfiguração de robogamis,

exploring the foreign land aboveground, on the surface,

explorando a terra estrangeira acima do solo, na superfície,

as well as digging into the surface.

bem como escavando a superfície.

It's not just exploration.

Não é apenas exploração.

For astronauts, they need additional help,

Os astronautas precisam de ajuda adicional,

because you cannot afford to bring interns up there, either.

porque também não podemos nos dar ao luxo de levar estagiários para lá.

(Laughter)

(Risos)

They have to do every tedious task.

Os robogamis têm que fazer todas as tarefas tediosas.

They may be simple,

Eles podem ser simples,

but super interactive.

mas são superinterativos.

So you need robots to facilitate their experiments,

Precisamos de robôs para facilitar os experimentos dos astronautas,

assisting them with the communications

ajudá-los com as comunicações

and just docking onto surfaces to be their third arm holding different tools.

e simplesmente acoplar-se em superfícies

para serem o terceiro braço deles que segura ferramentas diferentes.

But how will they be able to control robogamis, for example,

Mas, como eles poderão controlar os robogamis, por exemplo,

outside the space station?

fora da estação espacial?

In this case, I show a robogami that is holding space debris.

Neste caso, mostro um robogami que contém detritos espaciais.

You can work with your vision so that you can control them,

Pode-se trabalhar com a visão para que se consiga controlá-los,

but what would be better is having the sensation of touch

mas seria melhor ter a sensação de toque

directly transported onto the hands of the astronauts.

transportada diretamente para as mãos dos astronautas.

And what you need is a haptic device,

Precisamos de um dispositivo tátil,

a haptic interface that recreates the sensation of touch.

de uma interface tátil que recrie a sensação de toque.

And using robogamis, we can do this.

Usando robogamis, conseguimos fazer isso.

This is the world's smallest haptic interface

Esta é a menor interface tátil do mundo,

that can recreate a sensation of touch just underneath your fingertip.

capaz de recriar uma sensação de toque logo abaixo da ponta do dedo.

We do this by moving the robogami

Fazemos isso movendo o robogami

by microscopic and macroscopic movements at the stage.

com movimentos microscópicos e macroscópicos no palco.

And by having this, not only will you be able to feel

Assim, não só conseguiremos sentir

how big the object is,

o tamanho do objeto,

the roundness and the lines,

o contorno e as linhas,

but also the stiffness and the texture.

mas também a rigidez e a textura.

Alex has this interface just underneath his thumb,

Alex tem essa interface logo abaixo do polegar,

and if he were to use this with VR goggles and hand controllers,

e se ele fosse usar isso com óculos de realidade virtual e controles manuais,

now the virtual reality is no longer virtual.

agora a realidade virtual não é mais virtual.

It becomes a tangible reality.

Torna-se uma realidade tangível.

The blue ball, red ball and black ball that he's looking at

As bolas azul, vermelha e preta que ele está examinando

is no longer differentiated by colors.

não são mais diferenciadas por cores.

Now it is a rubber blue ball, sponge red ball and billiard black ball.

Agora é uma bola azul de borracha,

uma bola vermelha de esponja e uma bola preta de bilhar.

This is now possible.

Isso agora é possível.

Let me show you.

Deixem-me mostrar a vocês.

This is really the first time this is shown live

Esta é realmente a primeira vez em que isto é mostrado ao vivo,

in front of a public grand audience,

diante de uma grande plateia.

so hopefully this works.

Então, espero que isto funcione.

So what you see here is an atlas of anatomy

Vemos aqui um atlas de anatomia

and the robogami haptic interface.

e a interface tátil do robogami.

So, like all the other reconfigurable robots,

Como todos os outros robôs reconfiguráveis,

it multitasks.

ela é multitarefa.

Not only is it going to serve as a mouse,

Não só vai servir como um mouse,

but also a haptic interface.

mas também como uma interface tátil.

So for example, we have a white background where there is no object.

Por exemplo, temos um fundo branco onde não há objeto.

That means there is nothing to feel,

Isso significa que não há nada a sentir.

so we can have a very, very flexible interface.

Portanto, podemos ter uma interface muito flexível.

Now, I use this as a mouse to approach skin,

Uso isto como um mouse para me aproximar da pele,

a muscular arm,

um braço musculoso.

so now let's feel his biceps,

Agora vamos sentir os bíceps

or shoulders.

ou os ombros dele.

So now you see how much stiffer it becomes.

Vemos o quanto ele fica mais duro.

Let's explore even more.

Vamos explorar ainda mais.

Let's approach the ribcage.

Vamos nos aproximar da caixa torácica.

And as soon as I move on top of the ribcage

Assim que me movo para cima da caixa torácica

and between the intercostal muscles,

e entre os músculos intercostais,

which is softer and harder,

que é mais suave e mais dura,

I can feel the difference of the stiffness.

posso sentir a diferença da rigidez.

Take my word for it.

Acreditem em mim.

So now you see, it's much stiffer in terms of the force

Agora vemos que é muito mais dura em termos da força contrária

it's giving back to my fingertip.

que sinto na ponta do meu dedo.

So I showed you the surfaces that aren't moving.

Mostrei a vocês as superfícies que não estão se movendo.

How about if I were to approach something that moves,

Que tal se eu me aproximasse de algo que se move,

for example, like a beating heart?

como, por exemplo, um coração pulsante?

What would I feel?

O que eu sentiria?

(Applause)

(Aplausos)

This can be your beating heart.

Este pode ser nosso coração pulsante.

This can actually be inside your pocket

Isto pode realmente estar dentro do bolso

while you're shopping online.

enquanto estamos fazendo compras on-line.

Now you'll be able to feel the difference of the sweater that you're buying,

Agora conseguiremos sentir a diferença do suéter que estamos comprando,

how soft it is,

o quanto ele é macio,

if it's actually cashmere or not,

se é, na verdade, caxemira ou não,

or the bagel that you're trying to buy,

ou o pãozinho que estamos tentando comprar,

how hard it is or how crispy it is.

o quanto é duro ou crocante.

This is now possible.

Isso agora é possível.

The robotics technology is advancing to be more personalized and adaptive,

A tecnologia robótica está avançando para ser mais personalizada e adaptável,

to adapt to our everyday needs.

para se adaptar às nossas necessidades diárias.

This unique specie of reconfigurable robotics

Essa espécie única de robótica reconfigurável

is actually the platform to provide this invisible, intuitive interface

é, na verdade, a plataforma para fornecer essa interface invisível e intuitiva

to meet our exact needs.

para atender às nossas necessidades exatas.

These robots will no longer look like the characters from the movies.

Esses robôs não se parecerão mais com os personagens dos filmes.

Instead, they will be whatever you want them to be.

Em vez disso, eles serão o que quisermos que sejam.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)