Sarah Bergbreiter: Why I make robots the size of a grain of rice

Sarah Bergbreiter: Por que eu crio robôs do tamanho de um grão de arroz

Tradutor: Andrea Mussap Revisor: Gustavo Rocha

My students and I work on very tiny robots.

Meus alunos e eu trabalhamos com robôs muito pequenos.

Now, you can think of these as robotic versions

Você pode pensar neles como versões robóticas

of something that you're all very familiar with: an ant.

de algo que lhes é muito familiar: uma formiga.

Todos sabemos que as formigas e outros insetos dessa escala

We all know that ants and other insects at this size scale

can do some pretty incredible things.

podem fazer coisas incríveis.

We've all seen a group of ants, or some version of that,

Todos já vimos um grupo de formigas, ou alguma versão disso,

carting off your potato chip at a picnic, for example.

carregando seus salgadinhos em um piquenique, por exemplo.

But what are the real challenges of engineering these ants?

Mas quais são os reais desafios da engenharia destas formigas?

Well, first of all, how do we get the capabilities of an ant

Bem, em primeiro lugar, como colocar os recursos de uma formiga

in a robot at the same size scale?

em um robô de mesma escala de tamanho?

Well, first we need to figure out how to make them move

Primeiro precisamos descobrir como fazê-los se mover,

when they're so small.

quando são tão pequenos.

We need mechanisms like legs and efficient motors

Precisamos de pernas e motores eficientes

in order to support that locomotion,

para apoiar essa locomoção,

and we need the sensors, power and control

e precisamos de sensores, energia e controle

in order to pull everything together in a semi-intelligent ant robot.

para juntar tudo isso em um robô formiga semi-inteligente.

And finally, to make these things really functional,

E, por fim, para fazê-los realmente funcionais,

we want a lot of them working together in order to do bigger things.

queremos um monte deles trabalhando juntos, para fazerem coisas maiores.

So I'll start with mobility.

Então, começarei com a mobilidade.

Insects move around amazingly well.

Os insetos movem-se surpreendentemente bem.

This video is from UC Berkeley.

Este vídeo é da UC Berkeley.

It shows a cockroach moving over incredibly rough terrain

Mostra uma barata em movimento num terreno muito acidentado

without tipping over,

sem se virar,

and it's able to do this because its legs are a combination of rigid materials,

e ela é capaz disso porque suas pernas são uma combinação de materiais rígidos,

which is what we traditionally use to make robots,

o que tradicionalmente usamos para fazer os robôs,

and soft materials.

e materiais flexíveis.

Jumping is another really interesting way to get around when you're very small.

Saltar é outra forma interessante de se locomover quando se é muito pequeno.

So these insects store energy in a spring and release that really quickly

Então, estes insetos armazenam energia em uma mola e a liberam muito rapidamente

to get the high power they need to jump out of water, for example.

para obterem a alta energia que precisam para saltar da água, por exemplo.

So one of the big contributions from my lab

Assim, uma das grandes contribuições do meu laboratório

has been to combine rigid and soft materials

foi a de combinar materiais rígidos e flexíveis

in very, very small mechanisms.

em mecanismos muito, muito pequenos.

So this jumping mechanism is about four millimeters on a side,

Este mecanismo de salto tem cerca de quatro milímetros de um lado,

so really tiny.

então, é realmente pequeno.

The hard material here is silicon, and the soft material is silicone rubber.

O material rígido aqui é de silício, e o flexível é borracha de silicone.

And the basic idea is that we're going to compress this,

E a ideia básica é que vamos comprimir isso,

store energy in the springs, and then release it to jump.

armazenar energia nas molas, e liberá-la para saltar.

So there's no motors on board this right now, no power.

Portanto, não há motores nele, nenhuma energia.

This is actuated with a method that we call in my lab

Ele é acionado por um método que no laboratório chamamos

"graduate student with tweezers." (Laughter)

"aluno de pós-graduação com pinças." (Risos)

So what you'll see in the next video

O que vocês verão no próximo vídeo

is this guy doing amazingly well for its jumps.

é esse cara saltando surpreendentemente bem.

So this is Aaron, the graduate student in question, with the tweezers,

Este é o Aaron, o estudante de pós-graduação em questão, com a pinça,

and what you see is this four-millimeter-sized mechanism

e o que vocês veem é esse mecanismo de quatro milímetros

jumping almost 40 centimeters high.

saltando quase 40 centímetros de altura.

That's almost 100 times its own length.

Isso é quase 100 vezes seu próprio comprimento.

And it survives, bounces on the table,

E ele sobrevive, salta sobre a mesa,

it's incredibly robust, and of course survives quite well until we lose it

é incrivelmente forte, e é claro, sobrevive muito bem até que o perdemos,

because it's very tiny.

porque ele é muito pequeno.

Ultimately, though, we want to add motors to this too,

Enfim, também queremos adicionar motores nisso,

and we have students in the lab working on millimeter-sized motors

e temos alunos trabalhando em motores de tamanhos milimétricos

to eventually integrate onto small, autonomous robots.

para poder integrá-los a pequenos robôs autônomos.

But in order to look at mobility and locomotion at this size scale to start,

Mas, para trabalhar com mobilidade e locomoção nesta escala de tamanho,

we're cheating and using magnets.

estamos trapaceando e usando ímãs.

So this shows what would eventually be part of a micro-robot leg,

Isso mostra o que seria parte de uma perna microrrobô,

and you can see the silicone rubber joints

e pode-se ver as juntas de borracha de silicone

and there's an embedded magnet that's being moved around

e há um ímã embutido sendo movido

by an external magnetic field.

por um campo magnético externo.

So this leads to the robot that I showed you earlier.

Isso nos leva ao robô que eu lhes mostrei mais cedo.

The really interesting thing that this robot can help us figure out

O mais interessante que este robô pode nos ajudar a descobrir

is how insects move at this scale.

é como os insetos se movem nessa escala.

We have a really good model for how everything

Temos um modelo muito bom para tudo,

from a cockroach up to an elephant moves.

desde o movimento de uma barata ao de um elefante.

We all move in this kind of bouncy way when we run.

Todos nos movemos dessa forma saltitante quando corremos.

But when I'm really small, the forces between my feet and the ground

Mas quando eu sou bem pequeno, as forças entre os meus pés e o chão

are going to affect my locomotion a lot more than my mass,

afetarão minha locomoção muito mais do que a minha massa,

which is what causes that bouncy motion.

que é o que causa o movimento saltitante.

So this guy doesn't work quite yet,

Esse cara ainda não funciona bem,

but we do have slightly larger versions that do run around.

mas temos versões ligeiramente maiores que funcionam.

So this is about a centimeter cubed, a centimeter on a side, so very tiny,

Trata-se de um centímetro cúbico, um centímetro lateral, muito pequeno,

and we've gotten this to run about 10 body lengths per second,

e ele percorreu 10 comprimentos corporais por segundo,

so 10 centimeters per second.

10 centímetros por segundo.

It's pretty quick for a little, small guy,

Ele é bem rápido para um cara tão pequeno,

and that's really only limited by our test setup.

e só é limitado por nossa configuração de teste.

But this gives you some idea of how it works right now.

Mas isso lhes dá uma ideia de como ele funciona agora.

Também podemos imprimir versões 3D dele que podem passar por cima de obstáculos,

We can also make 3D-printed versions of this that can climb over obstacles,

a lot like the cockroach that you saw earlier.

muito parecidos com a barata que vocês viram anteriormente.

But ultimately we want to add everything onboard the robot.

Mas, por fim, queremos adicionar tudo ao robô.

We want sensing, power, control, actuation all together,

Queremos sensação, energia, controle, atuando em conjunto,

and not everything needs to be bio-inspired.

e nem tudo precisa ser inspirado na biologia

So this robot's about the size of a Tic Tac.

Este robô é do tamanho de um Tic Tac.

And in this case, instead of magnets or muscles to move this around,

E, neste caso, em vez de ímãs ou músculos para movê-lo,

we use rockets.

nós usamos foguetes.

So this is a micro-fabricated energetic material,

Este é um material energético microfabricado,

and we can create tiny pixels of this,

e podemos criar minúsculos pixels dele,

and we can put one of these pixels on the belly of this robot,

e podemos colocar um desses pixels na barriga deste robô,

and this robot, then, is going to jump when it senses an increase in light.

e ele vai saltar quando detectar um aumento da luz.

So the next video is one of my favorites.

O próximo vídeo é um dos meus favoritos.

So you have this 300-milligram robot

Temos este robô de 300 miligramas

jumping about eight centimeters in the air.

saltando cerca de oito centímetros no ar.

It's only four by four by seven millimeters in size.

Ele tem apenas 4 x 4 x 7 milímetros de tamanho.

And you'll see a big flash at the beginning

E vocês verão um grande flash no início

when the energetic is set off,

quando a energia é iniciada,

and the robot tumbling through the air.

e o robô dá cambalhotas no ar.

So there was that big flash,

Então, houve aquele grande flash,

and you can see the robot jumping up through the air.

e podemos ver o robô pulando no ar.

So there's no tethers on this, no wires connecting to this.

Portanto, não há cordas, não há fios conectados a ele.

Everything is onboard, and it jumped in response

Está tudo acoplado, ele pulou em resposta

to the student just flicking on a desk lamp next to it.

ao aluno acendendo uma lâmpada próxima a ele.

So I think you can imagine all the cool things that we could do

Então vocês podem imaginar todas as coisas legais que poderíamos fazer

with robots that can run and crawl and jump and roll at this size scale.

com robôs que correm, rastejam, saltam e rolam, com esta escala de tamanho.

Imagine the rubble that you get after a natural disaster like an earthquake.

Imaginem os escombros que ficam após um desastre natural como um terremoto.

Imagine these small robots running through that rubble

Pensem nesses pequenos robôs atravessando os escombros,

to look for survivors.

procurando por sobreviventes.

Or imagine a lot of small robots running around a bridge

Ou imaginem um monte de pequenos robôs circundando uma ponte

in order to inspect it and make sure it's safe

para inspecioná-la e certificar que é segura,

so you don't get collapses like this,

assim, não haverá colapsos como este

which happened outside of Minneapolis in 2007.

que aconteceu próximo de Minneapolis, em 2007.

Or just imagine what you could do

Ou imagine o que você poderia fazer

if you had robots that could swim through your blood.

se houvesse robôs que nadassem através de seu sangue.

Right? "Fantastic Voyage," Isaac Asimov.

Certo? "Viagem fantástica", Isaac Asimov.

Or they could operate without having to cut you open in the first place.

Ou eles poderiam operá-lo sem ter que cortá-lo, em princípio.

Or we could radically change the way we build things

Ou poderíamos mudar radicalmente a forma de construir coisas

if we have our tiny robots work the same way that termites do,

se nossos minúsculos robôs trabalharem como os cupins,

and they build these incredible eight-meter-high mounds,

e construírem esses incríveis montes de oito metros,

effectively well ventilated apartment buildings for other termites

apartamentos efetivamente bem ventilados para outros cupins

in Africa and Australia.

na África e Austrália.

So I think I've given you some of the possibilities

Então, eu acho que dei algumas possibilidades

of what we can do with these small robots.

do que podemos fazer com esses pequenos robôs.

And we've made some advances so far, but there's still a long way to go,

E já fizemos alguns avanços até agora, mas ainda há um longo caminho a trilhar,

and hopefully some of you can contribute to that destination.

e espero que alguns de vocês possam contribuir para esse destino.

Thanks very much.

Muito obrigada.

(Applause)

(Aplausos)