Robert Full: Learning from the gecko's tail

Tradutor: AUGUSTO BARRADAS Revisor: Alexandre Ceccon

Let me share with you today an original discovery.

Deixe compartilhar com vocês uma descoberta original.

But I want to tell it to you the way it really happened --

Mas quero contar a vocês como realmente aconteceu.

not the way I present it in a scientific meeting,

Não da forma que apresento em um encontro científico,

or the way you'd read it in a scientific paper.

ou na forma que vocês leriam em um documento científico.

It's a story about beyond biomimetics,

É uma estória sobre além da "biomimética",

to something I'm calling biomutualism.

para algo que estou chamando de "biomutualismo"

I define that as an association between biology and another discipline,

Defino isto como uma associação entre biologia e outra disciplina.

where each discipline reciprocally advances the other,

Onde cada disciplina avança sobre a outra de forma recíproca,

but where the collective discoveries that emerge are beyond any single field.

mas onde as descobertas que surgem vão além de uma única área.

Now, in terms of biomimetics,

Agora, em termos de biomimética,

as human technologies take on more of the characteristics of nature,

a medida que a tecnologia humana assume mais as características da natureza,

nature becomes a much more useful teacher.

a natureza torna-se uma professora muito útil.

Engineering can be inspired by biology

Engenharia pode se inspirada pela biologia

by using its principles and analogies when they're advantageous,

utilizando seus princípio e analogias quando estas forem vantajosas.

but then integrating that with the best human engineering,

E integrando isto com o melhor da engenharia humana,

ultimately to make something actually better than nature.

criando assim algo melhor do que a versão natural.

Now, being a biologist, I was very curious about this.

Agora, sendo um biologista, fiquei curioso.

These are gecko toes.

Estes são dedos de lagartixa.

And we wondered how they use these bizarre toes

E ficamos imaginando como utilizam estes dedos estranhos

to climb up a wall so quickly.

para subir paredes tão rapidamente.

We discovered it. And what we found was

Nós descobrimos. E o que encontramos foi

that they have leaf-like structures on their toes,

que possuem estruturas em formato de folhas em seus dedos,

with millions of tiny hairs that look like a rug,

com milhões de minúsculos pêlos similar a um tapete.

and each of those hairs has the worst case of split-ends possible:

E cada um destes pêlos possuem o máximo possível de pontas duplas,

about 100 to 1000 split ends that are nano-size.

cerca de 100 a 1000 pontas duplas, são nano estruturas.

And the individual has 2 billion of these nano-size split ends.

E o indivíduo possui 2 bilhões destas nano estruturas.

They don't stick by Velcro or suction or glue.

Elas não grudam como velcro ou sucção ou cola.

They actually stick by intermolecular forces alone,

Elas na verdade grudam simplesmente através de forças intermoleculares,

van der Waals forces.

forças de van der Waals.

And I'm really pleased to report to you today

E estou muito satisfeito em lhes contar hoje

that the first synthetic self-cleaning, dry adhesive has been made.

que o primeiro adesivo seco, auto limpante sintético foi elaborado.

From the simplest version in nature, one branch,

Da versão mais simples na natureza, um ramo,

my engineering collaborator, Ron Fearing, at Berkeley,

meu engenheiro colaborador , Ron Fearing, em Berkeley,

had made the first synthetic version.

desenvolveu a primeira versão sintética.

And so has my other incredible collaborator,

Assim como muitos outros incríveis colaboradores,

Mark Cutkosky, at Stanford --

Mark Cutkosky, em Standford.

he made much larger hairs than the gecko,

Ele fez pêlos muito maiores do que os da lagartixa,

but used the same general principles.

mas utilizou os mesmos princípios básicos.

And here is its first test.

E aqui está o primeiro teste.

(Laughter)

(Risos)

That's Kellar Autumn, my former Ph.D. student,

Este é Kellar Autumn, meu ex doutorando,

professor now at Lewis and Clark,

agora professor na Lewis e Clark,

literally giving his first-born child up for this test.

literalmente cedendo seu primogênito para este teste.

(Laughter)

(Risos)

More recently, this happened.

Mais recentemente, isto aconteceu.

Man: This the first time someone has actually climbed with it.

Homem: Esta é a primeira vez que alguém escalou com ela.

Narrator: Lynn Verinsky, a professional climber,

Narrador: Lynn Verinsky, uma escaladora profissional,

who appeared to be brimming with confidence.

a qual parece estar bastante confiante.

Lynn Verinsky: Honestly, it's going to be perfectly safe. It will be perfectly safe.

Lynn Verinsky: Honestamente, será perfeitamente seguro. Perfeitamente seguro.

Man: How do you know?

Homem: Como você sabe?

Lynn Verinsky: Because of liability insurance. (Laughter)

Lynn Verinsky: Devido ao seguro de perdas e danos.

Narrator: With a mattress below and attached to a safety rope,

Narrador: Com um colchão embaixo e presa a uma corda de segurança;

Lynn began her 60-foot ascent.

Lynn iniciou sua subida de 60 pés.

Lynn made it to the top in a perfect pairing

Lynn chegou ao topo com uma combinação perfeita

of Hollywood and science.

de Hollywood e ciência.

Man: So you're the first human being to officially emulate a gecko.

Homem: Então você é o primeiro ser humano a oficialmente emular uma lagartixa.

Lynn Verinsky: Ha! Wow. And what a privilege that has been.

Lynn Verinsky: Ha ! Uau. Um previlégio e tanto.

Robert Full: That's what she did on rough surfaces.

Robert Full: Isto foi o que ela fez em superfícies ásperas.

But she actually used these on smooth surfaces --

Mas ela também as utilizou em superfícies lisas,

two of them -- to climb up, and pull herself up.

duas, para escalar, e para se apoiar.

And you can try this in the lobby,

e vocês podem testar isto no lobby,

and look at the gecko-inspired material.

e ver o material inspirado na lagartixa.

Now the problem with the robots doing this

Agora o problema como robôs fazendo isto

is that they can't get unstuck,

é que não conseguem se soltar,

with the material.

com este material.

This is the gecko's solution. They actually peel their toes away

Esta é a solução da lagartixa. Elas "descascam" seus dedos

from the surface, at high rates,

da superfície, em alta velocidade,

as they run up the wall.

a medida que sobem a parede.

Well I'm really excited today to show you

Estou muito animado para lhes mostrar

the newest version of a robot, Stickybot,

a mais recente versão de um robô, o "Stickybot",

using a new hierarchical dry adhesive.

o qual utiliza um novo tipo de adesivo seco.

Here is the actual robot.

Aqui está o robô.

And here is what it does.

E aqui o que ele faz.

And if you look,

E se prestarem atenção,

you can see that it uses

podemo ver que ele utiliza

the toe peeling,

o movimento de descascar,

just like the gecko does.

igual ao da lagartixa.

If we can show some of the video, you can see it climbing up the wall.

Se podermos mostrar alguns dos vídeos, poderão vê-lo subindo a parede.

(Applause)

(Aplausos)

There it is.

Vejam.

And now it can go on other surfaces because of the new adhesive

E agora ele pode ir para outras superfícies devido ao novo adesivo,

that the Stanford group was able to do

que o grupo em Standford criou,

in designing this incredible robot.

ao desenvolver este incrível robô.

(Applause)

(Aplausos)

Oh. One thing I want to point out is, look at Stickybot.

Ah. Uma coisa que gostaria de salientar, vejam o Stickybot.

You see something on it. It's not just to look like a gecko.

Vêem algo nele. Não serve apenas para que pareça com uma lagartixa.

It has a tail. And just when you think you've figured out nature,

Possui uma cauda. E quando imaginávamos ter entendido a natureza,

this kind of thing happens.

este tipo de coisa acontece.

The engineers told us, for the climbing robots,

Os engenheiros nos disseram, para robôs escaladores,

that, if they don't have a tail,

que se não possuírem uma cauda,

they fall off the wall.

caem da parede.

So what they did was they asked us

Então nos fizeram

an important question.

uma pergunta importante.

They said, "Well, it kind of looks like a tail."

Disseram, "Bom, meio que parece com uma cauda."

Even though we put a passive bar there.

Mesmo que tenhamos colocado uma barra passiva.

"Do animals use their tails when they climb up walls?"

"Os animais utilizam a cauda ao subirem paredes?"

What they were doing was returning the favor,

O que estavam fazendo era retornando um favor,

by giving us a hypothesis to test,

nos dando uma hipótese para testar,

in biology, that we wouldn't have thought of.

na biologia, na qual não teríamos pensado.

So of course, in reality, we were then panicked,

E claro, na verdade, entramos em pânico,

being the biologists, and we should know this already.

sendo os biólogos, já deveríamos saber isto.

We said, "Well, what do tails do?"

E dissêmos, "Bem, que fazem as caudas?"

Well we know that tails store fat, for example.

Bom, sabemos que caudas armazenam gordura, por exemplo.

We know that you can grab onto things with them.

Sabemos que pode-se segurar em algo com elas.

And perhaps it is most well known

E possivelmente o mais conhecido,

that they provide static balance.

elas fornecem o equilíbrio estático.

(Laughter)

(Risos)

It can also act as a counterbalance.

E também agem como um contrapeso.

So watch this kangaroo.

Vejam este canguru.

See that tail? That's incredible!

Vêem aquela cauda? É incrível !

Marc Raibert built a Uniroo hopping robot.

Marc Raibert construiu um robô que pula , Uniroo.

And it was unstable without its tail.

E estava instável sem sua cauda.

Now mostly tails limit maneuverability,

Agora a maioria das caudas limita as manobras.

like this human inside this dinosaur suit.

Como este humano em uma fantasia de dinossauro.

(Laughter)

(Risos)

My colleagues actually went on to test this limitation,

Meu colega testou estas limitações,

by increasing the moment of inertia of a student, so they had a tail,

aumentando o momentum da inércia de um estudante, tinham uma cauda,

and running them through and obstacle course,

e o colocaram a correr em uma pista com obstáculos,

and found a decrement in performance,

e identificaram perda de performance.

like you'd predict.

Como era de se esperar.

(Laughter)

(Risos)

But of course, this is a passive tail.

Mas é claro, esta é uma cauda passiva.

And you can also have active tails.

E você pode ter caudas ativas.

And when I went back to research this, I realized

E quando voltei para pesquisar, me dei conta

that one of the great TED moments in the past,

que um dos grandes momentos TED no passado,

from Nathan,

do Nathan,

we've talked about an active tail.

conversamos sobre uma cauda ativa.

Video: Myhrvold thinks tail-cracking dinosaurs

Vídeo: Myhrvold pensa que dinossauros com cauda

were interested in love, not war.

estavam interessado em amor, não guerra.

Robert Full: He talked about the tail being a whip for communication.

Robert Full: Ele falou sobre a cauda como sendo um chicote para comunicação.

It can also be used in defense.

Pode também ser utilizado para defesa.

Pretty powerful.

Bem poderoso.

So we then went back and looked at the animal.

Então voltamos e olhamos para o animal.

And we ran it up a surface.

E o fizemos correr em uma superfície.

But this time what we did is we put a slippery patch

Mas desta vez colocamos uma área escorregadia

that you see in yellow there.

a qual podem observar em amarelo.

And watch on the right what the animal is doing with its tail

E observamos a direita, o que o animal estava fazendo com sua cauda

when it slips. This is slowed down 10 times.

quando escorrega. Aqui em 1/10 da velocidade.

So here is normal speed.

Aqui na velocidade normal.

And watch it now slip,

E agora observem, ela escorrega,

and see what it does with its tail.

e vejam o que ela faz com a cauda.

It has an active tail that functions as a fifth leg,

Tem uma cauda ativa que funciona como uma quinta perna.

and it contributes to stability.

E ela contribui para a estabilidade.

If you make it slip a huge amount, this is what we discovered.

Se você faz ela escorregar bastante, veja o que descobrimos.

This is incredible.

Isto é incrível.

The engineers had a really good idea.

Os engenheiros tiveram uma grande idéia.

And then of course we wondered,

E claro imaginamos,

okay, they have an active tail, but let's picture them.

ok, possuem uma cauda ativa, mas vamos imaginar.

They're climbing up a wall, or a tree.

Estão subindo uma parede, ou uma árvore.

And they get to the top and let's say there's some leaves there.

E quando chegam ao topo encontram algumas folhas.

And what would happen if they climbed on the underside of that leaf,

E o que aconteceria se subissem pela parte de baixo da folha,

and there was some wind, or we shook it?

e estivesse ventando, ou se sacudíssemos?

And we did that experiment, that you see here.

E fizemos esta experiência, a qual podem ver aqui.

(Applause)

(Aplausos)

And this is what we discovered.

E aqui está o que descobrimos.

Now that's real time. You can't see anything.

Agora isto é em tempo real. Não dá para ver nada.

But there it is slowed down.

Mas aqui em câmara lenta.

What we discovered was the world's fastest air-righting response.

O que descobrimos foi o movimento de correção mais rápido do mundo.

For those of you who remember your physics, that's a zero-angular-momentum

Para os que lembram de física, é o ajuste ao momentum com ângulo neutro.

righting response. But it's like a cat.

É como um gato.

You know, cats falling. Cats do this. They twist their bodies.

Sabem, gatos caindo. Eles fazem isto. Giram seus corpos.

But geckos do it better.

Mas as lagartixas fazem melhor.

And they do it with their tail.

Fazem isto com suas caudas.

So they do it with this active tail as they swing around.

Fazem isto com a cauda ativa a medida que a balançam.

And then they always land in the sort of superman skydiving posture.

E sempre aterrisam parecido com o super homem mergulhando nos céus.

Okay, now we wondered, if we were right,

Ok, então imaginamos, se estivermos certos,

we should be able to test this in a physical model, in a robot.

deveríamos conseguir testar isto em um modelo físico, um robô.

So for TED we actually built a robot,

Então para TED, contruímos um robô,

over there, a prototype, with the tail.

ali, um protótipo, com a cauda.

And we're going to attempt the first air-righting response

E vamos tentar o primeiro movimento de correção

in a tail, with a robot.

em uma cauda, com um robô.

If we could have the lights on it.

Se puderem por favor iluminá-lo.

Okay, there it goes.

Ok, lá vai ele.

And show the video.

Mostrem o vídeo.

There it is.

Lá está.

And it works just like it does in the animal.

E funciona exatamente como no animal.

So all you need is a swing of the tail to right yourself.

Então tudo que você precisa é balançar a cauda para alinhar-se.

(Applause)

(Aplausos)

Now, of course, we were normally frightened

Agora é claro, estávamos um pouco temerosos

because the animal has no gliding adaptations,

pois o animal não estava adaptado para flutuar,

so we thought, "Oh that's okay. We'll put it in a vertical wind tunnel.

então imaginamos, ok, vamos colocá-lo em um túnel de vento.

We'll blow the air up, we'll give it a landing target, a tree trunk,

Sopramos ar para cima, lhe damos um local para pousar, um tronco de árvore,

just outside the plexi-glass enclosure, and see what it does.

fora da caixa, e vejamos o que ela faz.

(Laughter)

(Risos)

So we did. And here is what it does.

E fizemos. E aqui está o que ela faz.

So the wind is coming from the bottom. This is slowed down 10 times.

Então o vento vem de baixo. Aqui em 1/10 da velocidade.

It does an equilibrium glide. Highly controlled.

Ela faz um vôo equilibrado. Altamente controlado.

This is sort of incredible. But actually it's quite beautiful,

Isto é incrível mas também muito lindo,

when you take a picture of it.

quando tira-se uma foto.

And it's better than that, it -- just in the slide -- maneuvers in mid-air.

E melhor ainda, ao deslizar, ela manobra em pleno ar.

And the way it does it, is it takes its tail

E como ela faz, ela balança a cauda para um lado

and it swings it one way to yaw left, and it swings its other way to yaw right.

para virar a esquerda e gira para o outro lado para virar a direita.

So we can maneuver this way.

Então podemos manobrar desta forma.

And then -- we had to film this several times to believe this --

Então -- tivemos que filmar várias vezes para acreditar --

it also does this. Watch this.

Ela também faz isto. Vejam só.

It oscillates its tail up and down like a dolphin.

Ela oscila a cauda para cima e para baixo como um golfinho.

It can actually swim through the air.

Ela pode "nadar" através do ar.

But watch its front legs. Can you see what they are doing?

Vejam as patas dianteiras. Conseguem ver o que ela está fazendo ?

What does that mean for the origin of flapping flight?

O que isto significa para a origem do vôo ?

Maybe it's evolved from coming down from trees,

Talvez tenha evoluído descendo-se de árvores,

and trying to control a glide.

e tentando controlar uma flutuação.

Stay tuned for that.

Fiquem ligados.

(Laughter)

(Risos)

So then we wondered, "Can they actually maneuver with this?"

Então imaginamos, "Será que podem manobrar?"

So there is the landing target. Could they steer towards it

Então lá está o ponto de aterrisagem. Conseguem manobrar até ele

with these capabilities? Here it is in the wind tunnel.

com estas habilidades? E aqui está ela no túnel de vento.

And it certainly looks like it.

E certamente parece que sim.

You can see it even better from down on top.

Pode-se ver até melhor olhando de cima.

Watch the animal.

Vejam o animal.

Definitely moving towards the landing target.

Definitivamente movendo-se na direção do ponto de aterrisagem.

Watch the whip of its tail as it does it. Look at that.

Vejam a chicotada de cauda. Vejam só.

It's unbelievable.

É inacreditável.

So now we were really confused,

Agora estávamos muito confusos.

because there are no reports of it gliding.

Pois não há registro de lagartixas flutuando no ar.

So we went, "Oh my god, we have to go to the field,

Então pensamos, "Meu Deus, temos que ir a campo,

and see if it actually does this."

para ver se ela realmente faz isto."

Completely opposite of the way you'd see it on a nature film, of course.

Completamente diferente do que você veria em um filme sobre a natureza, é claro.

We wondered, "Do they actually glide in nature?"

Imaginamos, "Será que realmente flutuam no ar, na natureza?"

Well we went to the forests of Singapore and Southeast Asia.

Fomos para as florestas na Singapura e Sudoeste Asiático.

And the next video you see is the first time we've showed this.

E o próximo vídeo será exibido pela primeira vez.

This is the actual video -- not staged, a real research video --

Este é o vídeo original, sem ensaios, o vídeo real da pesquisa,

of animal gliding down. There is a red trajectory line.

do animal flutuando -- ali está uma linha vermelha da trajetória.

Look at the end to see the animal.

Olhem no final para ver o animal.

But then as it gets closer to the tree,

Mas a medida que aproxima-se da árvore,

look at the close-up. And see if you can see it land.

vejam o close-up. Vejam se conseguem vê-la aterrisando.

So there it comes down. There is a gecko at the end of that trajectory line.

Então lá vem ela. Tem uma lagartixa no final da linha da trajetória.

You see it there? There? Watch it come down.

Você vê, ali ? Ali? Vejam ela descendo.

Now watch up there and you can see the landing. Did you see it hit?

Agora olhem bem e conseguem vê-la aterrisando. Viram ela acertando a árvore?

It actually uses its tail too,

Ela também utiliza a cauda.

just like we saw in the lab.

Da mesma forma que vimos no laboratório.

So now we can continue this mutualism

Agora podemos continuar este mutualismo

by suggesting that they can make an active tail.

sugerindo que podem construir uma cauda dinâmica.

And here is the first active tail, in the robot,

E aqui está a primeira cauda dinâmica, em um robô,

made by Boston Dynamics.

feita pela Boston Dynamics.

So to conclude, I think we need to build biomutualisms, like I showed,

Então, concluindo, creio que precisamo construir biomutualismo, como mostrei,

that will increase the pace of basic discovery in their application.

o qual aumentará o passo de descobertas básicas, em suas aplicações.

To do this though, we need to redesign education in a major way,

Mas para fazer isto precisamos rever a educação de forma abrangente,

to balance depth with interdisciplinary communication,

equilibrando profundidade com comunicação interdisciplinar.

and explicitly train people how to contribute to, and benefit from other disciplines.

E especificamente treinar pessoas em como contribuir e beneficiar-se com outras disciplinas.

And of course you need the organisms and the environment to do it.

E claro precisamos dos organismos e do ambiente para fazê-lo.

That is, whether you care about security, search and rescue or health,

Isto é, seja na área de segurança, busca e resgate, ou saúde,

we must preserve nature's designs,

devemos preservar os designs da natureza,

otherwise these secrets will be lost forever.

caso contrário estes segredos serão perdidos para sempre.

And from what I heard from our new president,

E pelo que ouvi de nosso novo presidente,

I'm very optimistic. Thank you.

Estou muito otimista. Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)