Origami robots that reshape and transform themselves | Jamie Paik

Tradutor: Teresa Ferreira Revisora: Margarida Ferreira

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

Como engenheira de robótica, fazem-me muitas perguntas.

"When we will they start serving me breakfast?"

"Quando me vão servir o pequeno almoço?"

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

Eu pensava que o futuro da robótica seria mais parecido connosco.

I thought they would look like me,

Pensava que os robôs seriam parecidos comigo

so I built eyes that would simulate my eyes.

por isso construí olhos que simulavam os meus.

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

Construí dedos hábeis para me servir

baseballs.

bolas de beisebol.

Classical robots like this

Robôs clássicos como este

are built and become functional

constroem-se e funcionam

based on the fixed number of joints and actuators.

com base num número fixo de juntas e atuadores.

And this means their functionality and shape are already fixed

O que significa que a sua funcionalidade e forma já estão fixos

at the moment of their conception.

no momento da sua conceção.

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

Apesar de este braço ter um ótimo serviço

it even hit the tripod at the end--

— até atingiu o tripé no final —

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

não foi feito para nos cozinhar o pequeno almoço.

It's not really suited for scrambled eggs.

Não é adequado para fazer ovos mexidos.

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

Foi então que tive uma nova visão da robótica do futuro:

the transformers.

os "transformers".

They drive, they run, they fly,

Eles conduzem, correm, voam,

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

dependendo do novo ambiente em constante alteração

e da tarefa em questão.

To make this a reality,

Para tornar isto realidade,

you really have to rethink how robots are designed.

temos de repensar como são construídos os robôs.

So, imagine a robotic module in a polygon shape

Imaginem um módulo robótico em forma de polígono

and using that simple polygon shape

e imaginem utilizar essa forma de polígono

to reconstruct multiple different forms

para reconstruir várias formas diferentes

to create a new form of robot for different tasks.

e criar uma nova forma de robô para diferentes tarefas.

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

Em computação gráfica, não é novidade.

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

Já se faz há algum tempo, e a maioria dos filmes são feitos dessa forma.

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

Mas, se estamos a tentar fazer um robô que se move fisicamente,

it's a completely new story.

é completamente diferente.

It's a completely new paradigm.

É um paradigma completamente novo.

But you've all done this.

Mas já todos fizeram isto.

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

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

Origami is a versatile platform for designers.

O origami é uma plataforma versátil para os construtores.

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

Com uma só folha de papel, podemos fazer várias formas

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

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

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

É possível fazer qualquer forma 3D ao dobrar superfícies 2D,

and this is proven mathematically.

e isto prova-se de forma matemática.

And imagine if you were to have an intelligent sheet

Imaginem que têm uma folha inteligente

that can self-fold into any form it wants,

que se dobra sozinha em qualquer forma,

anytime.

em qualquer momento.

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

É nisso que tenho estado a trabalhar.

I call this robotic origami,

Chamo-lhe origami robótico,

"robogami."

"robogami".

This is our first robogami transformation

Esta é a nossa primeira transformação "robogami"

that was made by me about 10 years ago.

feita por mim há cerca de 10 anos.

From a flat-sheeted robot,

De um robô de folha plana,

it turns into a pyramid and back into a flat sheet

transforma-se numa pirâmide e novamente numa folha plana

and into a space shuttle.

e depois numa nave espacial.

Quite cute.

Muito querido.

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

Dez anos mais tarde, com o meu grupo de engenheiros robóticos ninjas

about 22 of them right now --

— cerca de 22 agora —

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.

A nova geração de "robogamis" tem um objetivo.

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

Por exemplo, este navega de forma autónoma através de diferentes terrenos.

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

Quando o terreno é seco e plano, rasteja.

And if it meets sudden rough terrain,

E, se encontrar terreno acidentado, começa a rolar.

it starts rolling.

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

Faz isto — é o mesmo robô —

but depending on which terrain it meets,

mas dependendo do terreno em que está

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

ativa uma sequência diferente de atuadores.

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

Quando encontra um obstáculo, salta por cima dele.

It does this by storing energy in each of its legs

Faz isto ao armazenar energia em cada uma das suas pernas

and releasing it and catapulting like a slingshot.

e ao libertá-la e catapultá-la como uma fisga.

And it even does gymnastics.

Até faz ginástica.

Yay.

Boa.

(Laughter)

(Risos)

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

Acabei de vos mostrar o que um só "robogami" pode fazer.

Imagine what they can do as a group.

Imaginem o que podem fazer em grupo.

They can join forces to tackle more complex tasks.

Podem juntar 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 diferentes formas.

Not only that, by controlling the folding joints,

Para além disso, ao controlar as juntas dobradiças,

we're able to create and attack different tasks.

conseguimos criar e enfrentar diferentes tarefas.

The form is making new task space.

A forma está a criar um novo espaço de tarefa.

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

E desta vez, o mais importante é a montagem.

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

Precisam de se encontrar uns aos outros num espaço diferente,

attach and detach, depending on the environment and task.

anexar ou separar-se, conforme o ambiente e a tarefa.

And we can do this now.

E podemos fazer isto agora.

So what's next?

O que vem a seguir?

Our imagination.

A nossa imaginação.

This is a simulation of what you can achieve

Isto é uma simulação do que podemos alcançar

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 rastejante de quatro pernas

turn into a little dog and make small gaits.

que se iria transformar num cão e dar pequenos passos.

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

Com o mesmo módulo, podemos transformá-lo em algo diferente:

a manipulator, a typical, classical robotic task.

um manipulador, uma tarefa robótica típica e clássica.

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

Com um manipulador, ele pode pegar num objeto.

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

Claro que são necessários mais módulos para aumentar o comprimento das pernas,

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

para atacar ou pegar em objetos grandes ou pequenos,

or even have a third arm.

ou até para ter um terceiro braço.

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

Para os "robogamis" não existe uma tarefa ou forma fixa.

They can transform into anything, anywhere, anytime.

Eles podem transformar-se em qualquer coisa, em qualquer lado, a qualquer hora.

So how do you make them?

Então, como os construímos?

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

O maior desafio técnico dos "robogamis" é mantê-los superfinos

flexible,

e flexíveis

but still remaining functional.

mantendo-se funcionais.

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

São compostos por várias camadas de circuitos, motores,

microcontrollers and sensors,

microcontroladores e sensores,

all in the single body,

tudo num único corpo.

and when you control individual folding joints,

Quando controlamos juntas dobradiças individuais,

you'll be able to achieve soft motions like that

somos capazes de realizar 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 tarefa,

robogamis are optimized to do multi-tasks.

os "robogamis" são otimizados para efetuar várias tarefas.

And this is quite important

E isto é muito importante

for the difficult and unique environments on the Earth

para o ambiente único e difícil do planeta Terra

as well as in space.

assim como do espaço.

Space is a perfect environment for robogamis.

O espaço é o ambiente perfeito para os "robogamis".

You cannot afford to have one robot for one task.

Não podemos dar-nos ao luxo de ter um robô para cada 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.

Precisamos de uma plataforma robótica que se transforme e cumpra várias tarefas.

What we want is a deck of thin robogami modules

Precisamos de um baralho de módulos finos de "robogami"

that can transform to do multiples of performing tasks.

que se transformem e façam múltiplas tarefas.

And don't take my word for it,

Não se limitem a acreditar em mim,

because the European Space Agency and Swiss Space Center

porque a Agência Espacial Europeia e o Centro Espacial Suíço

are sponsoring this exact concept.

estão a patrocinar este preciso conceito.

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

Aqui podem ver duas imagens de reconfiguração de "robogamis"

exploring the foreign land aboveground, on the surface,

a explorar terreno desconhecido acima do solo, na superfície,

as well as digging into the surface.

assim como a escavar a superfície.

It's not just exploration.

Não é apenas exploração.

For astronauts, they need additional help,

Para os astronautas, é uma ajuda adicional,

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

porque não podem levar estagiários lá para cima.

(Laughter)

(Risos)

They have to do every tedious task.

Eles têm de fazer todas as tarefas aborrecidas.

They may be simple,

Podem ser simples,

but super interactive.

mas super interativas.

So you need robots to facilitate their experiments,

Precisamos de robôs para facilitar as experiências,

assisting them with the communications

auxiliar com as comunicações

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

e até posicionar-se como um terceiro braço

para segurar diferentes ferramentas.

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

Mas como conseguirão 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-vos um "robogami" que está a segurar em detritos espaciais.

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

Podemos trabalhar com a visão para os controlar,

but what would be better is having the sensation of touch

mas seria muito melhor ter a sensação do 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 háptico,

a haptic interface that recreates the sensation of touch.

uma interface háptica que recrie a sensação de toque.

And using robogamis, we can do this.

Ao usar "robogamis", podemos fazê-lo.

This is the world's smallest haptic interface

Esta é a interface háptica mais pequena do mundo

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

que consegue recriar a sensação de toque debaixo dos nossos dedos.

We do this by moving the robogami

Fazemos isto ao mover o "robogami"

by microscopic and macroscopic movements at the stage.

com movimentos microscópicos e macroscópicos no dispositivo.

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

Não seremos apenas capazes de sentir

how big the object is,

o tamanho dos objetos,

the roundness and the lines,

a redondeza das linhas,

but also the stiffness and the texture.

mas também a rigidez e a textura.

Alex has this interface just underneath his thumb,

O Alex tem esta interface debaixo do polegar.

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

Se a utilizarmos com óculos e controladores VR,

now the virtual reality is no longer virtual.

a realidade virtual deixa de ser virtual.

It becomes a tangible reality.

Torna-se numa realidade tangível.

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

As bolas azul, vermelha e preta para as quais ele está a olhar

is no longer differentiated by colors.

já não se diferenciam por cores.

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

Agora são uma bola de borracha azul,

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

This is now possible.

Isto já é possível.

Let me show you.

Vou mostrar-vos.

This is really the first time this is shown live

Esta é a primeira demonstração ao vivo,

in front of a public grand audience,

perante uma grande audiência,

so hopefully this works.

por isso espero que funcione.

So what you see here is an atlas of anatomy

O que estão a ver é um atlas de anatomia

and the robogami haptic interface.

e a interface háptica "robogami".

So, like all the other reconfigurable robots,

Tal como todos os outros robôs reconfiguráveis

it multitasks.

realiza várias tarefas.

Not only is it going to serve as a mouse,

Não serve apenas como rato,

but also a haptic interface.

mas também como interface háptica.

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

Por exemplo, no espaço branco não há nenhum objeto.

That means there is nothing to feel,

O que significa que não há nada para sentir,

so we can have a very, very flexible interface.

então a interface é muito flexível.

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

Agora, vou utilizar isto como um rato para me aproximar da pele,

a muscular arm,

como um braço muscular,

so now let's feel his biceps,

para sentir os seus bíceps,

or shoulders.

ou os ombros.

So now you see how much stiffer it becomes.

Vejam como agora está mais firme.

Let's explore even more.

Vamos explorar mais.

Let's approach the ribcage.

Vou aproximar-me da caixa torácica.

And as soon as I move on top of the ribcage

Quando passo por cima da caixa torácica

and between the intercostal muscles,

e entre os músculos intercostais,

which is softer and harder,

com partes moles e duras,

I can feel the difference of the stiffness.

consigo sentir a diferença de rigidez.

Take my word for it.

Acreditem em mim.

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

Agora está mais rijo, em termos da força

it's giving back to my fingertip.

que exerce contra o meu dedo.

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

Mostrei-vos as superfícies que não se movem.

How about if I were to approach something that moves,

E, se abordasse algo que se move,

for example, like a beating heart?

como um coração?

What would I feel?

O que sentiria?

(Applause)

(Aplausos)

This can be your beating heart.

Este pode ser o vosso coração.

This can actually be inside your pocket

Podem ter isto no vosso bolso

while you're shopping online.

enquanto fazem compras na Internet.

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

Agora serão capazes de sentir o tecido da camisola que querem comprar.

how soft it is,

A sua suavidade,

if it's actually cashmere or not,

e se é realmente caxemira.

or the bagel that you're trying to buy,

Ou do pão que querem comprar,

how hard it is or how crispy it is.

se é duro ou estaladiço.

This is now possible.

Isto é possível agora.

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

O avanço da tecnologia robótica é mais personalizado e adaptativo

to adapt to our everyday needs.

para se ajustar às nossas necessidades diárias.

This unique specie of reconfigurable robotics

Esta espécie única de robôs reconfiguráveis

is actually the platform to provide this invisible, intuitive interface

é a plataforma que proporciona esta interface invisível e intuitiva

to meet our exact needs.

para satisfazer as nossas necessidades.

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

Estes robôs já não serão parecidos com personagens de filmes.

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

Em vez disso, serão o que vocês quiserem.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)