The Future of Machines That Move like Animals | Robert Katzschmann | TED

Tradutor: Eliana Santos Revisora: Nadia Tira

Modern engineering focuses on rotating motors

A engenharia moderna concentra-se em motores rotativos

to power almost any machine.

para acionar quase qualquer máquina.

It has taken about 200 years

Demorou cerca de 200 anos

for motors to become what they are today.

para os motores se tornarem no que são hoje.

And they're still loud and unnatural in their ways.

E ainda são barulhentos e artificiais.

The constant noise of machines

O barulho constante das máquinas

causes problems for living beings everywhere,

causa problemas a seres vivos em todo o lado,

both in the ocean and also on land.

tanto no oceano como em terra.

Humans who are constantly exposed to noise can become stressed, depressed

Os humanos que estão constantemente expostos a ruído

podem ficar stressados, deprimidos

and even develop tinnitus.

e até desenvolver zumbidos.

In contrast,

Pelo contrário,

there are no rotating motors in nature.

não existem motores rotativos na Natureza.

Nature often smoothly, glides, swims or wiggles,

A Natureza costuma deslizar, nadar ou abanar suavemente

without the rattling of rigid parts

sem o ruído de partes rígidas

or the loud rubbing of surfaces.

ou a fricção ruidosa de superfícies.

I believe we can and should rehaul our approach to how we make machines.

Acredito que podemos e devemos reformular

a nossa abordagem ao modo como fazemos máquinas.

Instead of using rigid or unnatural materials,

Em vez de usarmos materiais rígidos e artificiais,

what if we made biomimetic machines?

e se fizéssemos máquinas biomiméticas?

Machines made of soft or living materials

Máquinas feitas de materiais suaves ou vivos

that are adaptive and safe to use in a variety of everyday tasks?

que sejam adaptáveis e fáceis de utilizar numa variedade de tarefas diárias?

Can you imagine boats or submarines that propel themselves

Conseguem imaginar barcos ou submarinos que se propulsionam

by moving their tails from side to side,

ao mover as suas “caudas” de lado a lado,

just like fish do?

tal como os peixes fazem?

So to imitate these natural movements,

Para imitar estes movimentos naturais,

we have to replace rotating motors

temos de substituir os motores rotativos

and fast, spinning propellers

e as hélices rotativas e rápidas

with artificial muscles.

por músculos artificiais.

And I can tell you this, this can be done.

E posso dizer-vos que isto pode ser feito.

Our team of researchers at MIT and ETH Zurich

A nossa equipa de investigadores no MIT e ETH Zurich

has started to develop less disruptive robots

começou a desenvolver robôs menos perturbadores

by introducing a new, biomimetic way of moving through water.

ao introduzir uma nova forma biomimética de movimento em água.

We created a biomimetic robotic fish.

Criámos um peixe robótico biomimético.

Her name is Sophie.

Chama-se Sophie.

She's the first demonstration of a fully untethered, soft robot

É a primeira demonstração de um robô totalmente livre e suave

that can explore the ocean without the need for propellers.

que pode explorar o oceano sem necessidade de hélices.

Sophie pumps water back and forth within a highly deformable tail.

A Sophie bombeia água numa cauda altamente deformável.

Her tail movement imitates the natural swimming motion of real fish.

O seu movimento de cauda imita o movimento natural de nadar de peixes reais.

Sophie's natural design allows her to closely monitor aquatic life.

O design natural da Sophie permite-lhe monitorizar rigorosamente a vida aquática.

Now, there's a catch.

Mas há um problema.

Sophie is energy-hungry and loud.

A Sophie consome muita energia e é ruidosa.

Yes, we successfully managed to build a robot that swims like a fish,

Sim, conseguimos criar com êxito um robô que nada como um peixe,

but...

mas...

Sophie requires a motor and a pump to properly work.

a Sophie precisa de um motor e uma bomba para funcionar corretamente.

Now we are replacing that motor and pump,

Agora estamos a substituir esse motor e bomba,

which is noisy and not desired in such a way,

que são ruidosos e não se deseja que sejam assim,

we're replacing it with silent, artificial muscles.

estamos a substitui-los por músculos artificiais e silenciosos.

These muscles are called HASELs.

Estes músculos chamam-se HASELs.

They directly and efficiently convert electrical energy

Eles convertem energia elétrica de modo direto e eficaz

into muscle contractions.

em contrações musculares.

Take a look at this large muscle we made to lift and lower a leg.

Vejam este grande músculo que fizemos para levantar e baixar uma perna.

A stack of flexible sheets contracts and relaxes

Um monte de placas flexíveis contrai e relaxa

just like a thigh muscle does.

tal como um músculo da coxa.

Let me tell you how this works.

Deixem que vos diga como funciona.

So we take laminated sheets

Pegamos em placas laminadas

to create pouches.

para criar bolsas.

We have several of these pouches within a single muscle.

Temos várias bolsas destas dentro de um único músculo.

We now take a conductive ink

Depois pegamos numa tinta condutiva

and spray-coat that ink onto these pouches,

e pulverizamos essa tinta nestas bolsas,

and then we inject them with oil.

e depois injetámo-las com lubrificante.

After having done this,

Após fazer isto,

we have a conductive ink that acts like a flexible electrode

temos uma tinta condutiva que atua como um elétrodo flexível

that squeezes these liquid-filled pouches

que aperta estas bolsas cheias de líquido

when a voltage is applied.

quando é aplicada tensão.

Now, just like muscles with real fish,

Tal como os músculos de peixes reais,

we take this kind of filmed muscles

pegamos neste tipo de músculos

and pair them up as antagonistic pairs

e colocámo-los em pares como pares contrários

and put them into our soft robotic fish design.

e colocámo-los no nosso suave design de peixe robótico.

We 3D-print the hull

Imprimimos a carcaça em 3D

and the spine of this fish,

e a espinha deste peixe,

using soft and rigid materials.

usando materiais suaves e rígidos.

The fish now swims silently

Agora, o peixe nada silenciosamente

by electrically charging the muscles inside of the fish

ao carregar eletricamente os músculos dentro do peixe

in an alternating fashion from one side to the other.

de um modo alternante de um lado para o outro.

To improve our designs,

Para melhorar os nossos designs,

we do not rely on tedious trial and error fabrication.

não dependemos de testes tediosos e erros de fabrico.

Instead, our software rapidly simulates

Em vez disso, o nosso software rapidamente simula

and optimizes a design for performance

e otimiza um design para desempenho

before we have to build it.

antes de termos de o construir.

Our approach creates a continuous design space

A nossa abordagem cria um espaço de design contínuo

that interpolates between existing fish designs to create new designs.

que interpola entre designs de peixe existentes para criar novos designs.

Our optimization then explores this continuous design space

Depois, a nossa otimização explora este espaço de design contínuo

to come up with new and faster creatures we have not seen before.

para criar criaturas novas e mais rápidas que nunca vimos.

Robots one day might even be made of living muscle cells.

Um dia, os robôs até poderão ser feitos de células musculares vivas.

Wouldn't it be great if such a living robot would then heal itself,

Não seria incrível se um robô vivo pudesse curar-se a si mesmo,

just like human muscles do?

tal como os músculos humanos fazem?

I can tell you this.

Posso dizer-vos isto.

A começar pelas células musculares,

Starting from muscle cells,

we can already print, grow and stimulate muscles.

já podemos imprimir, desenvolver e estimular músculos.

We are now beginning to make these muscles larger,

Agora, estamos a começar a tornar estes músculos maiores,

longer-lasting and controllable.

mais duradouros e controláveis.

It’s a fascinating challenge to engineer a standalone muscle

É um desafio fascinante conceber um músculo autónomo

without a supporting organism

sem um organismo de apoio

that provides this muscle with an immune system.

que forneça a este músculo um sistema imunitário.

These living muscles efficiently convert chemical energy that comes from nutrients

Estes músculos vivos convertem eficazmente energia química que provém de nutrientes

into muscle contractions.

em contrações musculares.

Living muscles can eventually become sustainable

Os músculos vivos podem acabar por se tornar sustentáveis

and biodegradable machines

e máquinas biodegradáveis

that decrease emissions and pollution

que reduzem emissões e poluição

all while actually truly mimicking nature.

tudo isto enquanto imitam verdadeiramente a Natureza.

So all of this,

Por isso, tudo isto,

what I've told you, is possible

aquilo que vos disse, é possível

with the knowledge that researchers and engineers have today.

com o conhecimento que os investigadores e engenheiros têm atualmente.

I believe we have to rethink every machine ever invented

Penso que temos de repensar todas as máquinas já inventadas

from a holistic perspective.

a partir de uma perspetiva holística.

We have to rethink what the machine should do

Temos de repensar no que a máquina deve fazer

and what it should not do.

e no que não deve fazer.

I think we want machines that safely integrate with us,

Penso que queremos máquinas que se integrem de forma segura connosco,

improve our quality of life.

melhorem a nossa qualidade de vida.

All the while, we respect nature,

Ao mesmo tempo, respeitamos a Natureza

and don't pollute our world with loud noises.

e não poluímos o nosso mundo com ruídos intensos.

So let's reimagine machines to take on forms

Vamos reimaginar as máquinas para assumirem formas

we have never thought of before

que nunca imaginámos antes

and discover places we have never been to before.

e descobrir sítios onde nunca estivemos.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)