Tiny robots with giant potential | Paul McEuen and Marc Miskin

Translator: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Traducător: Florin Butnaru Corector: Cristina Nicolae

Mark Miskin: This is a rotifer.

Mark Miskin: Asta este o rotiferă.

It's a microorganism about a hair's width in size.

Este un microorganism cam jumătate din lățimea unui fir de păr.

They live everywhere on earth -- saltwater, freshwater, everywhere --

Acestea trăiesc oriunde pe Pământ - apă sărată, apă dulce, peste tot -

and this one is out looking for food.

iar aceasta caută mâncare.

I remember the first time I saw this thing,

Îmi amintesc când am văzut asta prima dată,

I was like eight years old and it completely blew me away.

aveam cam 8 ani și m-a dat pe spate.

I mean, here is this incredible little creature,

Este o creatură mică și incredibilă,

it's hunting, swimming,

vânează, înoată,

going about its life,

își vede de viața sa,

but its whole universe fits within a drop of pond water.

dar întregul său univers se întinde pe lungimea unei băltoace de apă.

Paul McEuen: So this little rotifer shows us something really amazing.

Paul McEuen: Această mică rotiferă ne arată ceva destul de uimitor.

It says that you can build a machine

Ne arată că putem construi o mașină

that is functional, complex, smart,

care este funcțională, complexă, inteligentă,

but all in a tiny little package,

dar totul într-un pachet mic,

one so small that it's impossible to see it.

unul atât de mic încât e imposibil de văzut.

Now, the engineer in me is just blown away by this thing,

Inginerul din mine a fost complet uimit de asta,

that anyone could make such a creature.

că cineva a făcut o astfel de creatură.

But right behind that wonder, I have to admit, is a bit of envy.

Dar în spatele acelei uimiri, trebuie să recunosc, e și puțină invidie.

I mean, nature can do it. Why can't we?

Adică, natura poate s-o facă. Noi de ce n-am putea?

Why can't we build tiny robots?

De ce n-am putea face roboți minusculi?

Well, I'm not the only one to have this idea.

Nu sunt singurul care a avut ideea asta.

In fact, in the last, oh, few years,

De fapt, cel puțin în ultimii ani,

researchers around the world have taken up the task

cercetătorii din întreaga lume și-au asumat sarcina

of trying to build robots

de a construi roboți

that are so small that they can't be seen.

care sunt atât de mici încât nu pot fi văzuți.

And what we're going to tell you about today

Și o să vă vorbim astăzi

is an effort at Cornell University

despre un efort al Universității Cornell,

and now at the University of Pennsylvania

acum și al Universității din Pennsylvania

to try to build tiny robots.

de a construi roboți mici.

OK, so that's the goal.

Bine, acesta e țelul.

But how do we do it?

Dar cum o facem?

How do we go about building tiny robots?

Cum facem să construim roboți mici?

Well, Pablo Picasso, of all people, gives us our first clue.

Dintre toți, Pablo Picasso ne-a dat primul indiciu.

Picasso said --

Picasso a spus:

["Good artists copy, great artists steal."]

[„Artiștii buni copiază, artiștii mari fură."]

(Laughter)

"Good artists copy. Great artists steal."

(Râsete)

„Artiștii buni copiază. Artiștii mari fură."

(Laughter)

(Râsete)

OK. But steal from what?

Bine. Dar de unde să fure?

Well, believe it or not,

Mă credeți sau nu,

most of the technology you need to build a tiny robot already exists.

majoritatea tehnologiei necesare să construim un robot mic există deja.

The semiconductor industry has been getting better and better

Industria semiconductoare a devenit din ce în ce mai bună

at making tinier and tinier devices,

în a face dispozitive tot mai mici,

so at this point they could put something like a million transistors

astfel încât ei ar putea să pună cam un milion de tranzistori

into the size of a package that is occupied by, say,

într-un pachet de mărimea, să zicem,

a single-celled paramecium.

a unui parameci unicelular.

And it's not just electronics.

Și nu doar electronice.

They can also build little sensors,

Ei mai pot construi senzori mici,

LEDs,

LED-uri,

whole communication packages that are too small to be seen.

întregi pachete de comunicare care sunt prea mici pentru a fi văzute.

So that's what we're going to do.

Așa că asta vom face.

We're going to steal that technology.

Vom fura acea tehnologie.

Here's a robot.

Avem aici un robot.

(Laughter)

(Râsete)

Robot's got two parts, as it turns out.

Robotul are două părți, după cum se pare.

It's got a head, and it's got legs.

Are un cap, are și picioare.

[Steal these: Brains]

[Fură asta: Creierul]

(Laughter)

(Râsete)

We're going to call this a legless robot,

Îl vom numi robot fără picioare,

which may sound exotic,

ceea ce ar putea suna exotic,

but they're pretty cool all by themselves.

dar sunt chiar interesanți.

In fact, most of you have a legless robot with you right now.

De fapt, majoritatea aveți un robot fără picioare cu voi acum.

Your smartphone is the world's most successful legless robot.

Telefonul vostru inteligent este cel mai reușit robot fără picioare.

In just 15 years, it has taken over the entire planet.

În doar 15 ani, a cucerit aproape toată planeta.

And why not?

Și de ce n-ar face-o?

It's such a beautiful little machine.

E o mașinărie mică atât de frumoasă.

It's incredibly intelligent,

E incredibil de inteligentă,

it's got great communication skills,

are aptitudini de comunicare grozave,

and it's all in a package that you can hold in your hand.

și toate astea într-un pachet pe care poți să-l ții în mână.

So we would like to be able to build something like this,

Așa că vrem să facem ceva de genul acesta,

only down at the cellular scale,

doar că la scară celulară,

the size of a paramecium.

de mărimea unui parameci.

And here it is.

Iată-l aici.

This is our cell-sized smartphone.

Acesta e telefonul inteligent de mărimea unei celule.

It even kind of looks like a smartphone,

Chiar arată ca un telefon inteligent,

only it's about 10,000 times smaller.

doar că e cam de 10.000 de ori mai mic.

We call it an OWIC.

Noi l-am numit CIOW.

[Optical Wireless Integrated Circuits]

[Circuite Integrate Optice Wireless]

OK, we're not advertisers, all right?

Bine, nu suntem așa buni la reclamă, da?

(Laughter)

(Râsete)

But it's pretty cool all by itself.

Dar e chiar super, de unul singur.

In fact, this OWIC has a number of parts.

De fapt, acest CIOW are mai multe părți.

So up near the top,

Așa că aproape de vârf,

there are these cool little solar cells that you shine light on the device

avem aceste celule solare mici care când captează lumină,

and it wakes up a little circuit that's there in the middle.

activează un mic circuit care e acolo în mijloc.

And that circuit can drive a little tiny LED

Iar acel circuit poate alimenta un LED

that can blink at you and allows the OWIC to communicate with you.

care pâlpâie și permite CIOW-ului să comunice cu voi.

So unlike your cell phone,

Însă față de telefonul mobil,

the OWIC communicates with light,

CIOW-ul comunică cu lumină,

sort of like a tiny firefly.

ca un fel de licurici micuț.

Now, one thing that's pretty cool about these OWICs

Un lucru interesant la aceste CIOW-uri

is we don't make them one at a time,

este că nu le facem câte unul pe rând,

soldering all the pieces together.

sudând toate părțile împreună.

We make them in massive parallel.

Le facem în paralel masiv.

For example, about a million of these OWICs

De exemplu, cam un milion din aceste CIOW-uri

can fit on a single four-inch wafer.

pot încăpea pe o simplă plăcuță semiconductoare de 10 cm.

And just like your phone has different apps,

La fel cum telefonul are diferite aplicații,

you can have different kinds of OWICs.

puteți avea diferite feluri de CIOW-uri.

There can be ones that, say, measure voltage,

Unele pot fi pentru măsurarea voltajului,

some that measure temperature,

unele măsoară temperatura,

or just have a little light that can blink at you to tell you that it's there.

sau pot avea o lumină mică care pâlpâie să vă arate că e acolo.

So that's pretty cool, these tiny little devices.

Așa că sunt chiar super, aceste mici dispozitive.

And I'd like to tell you about them in a little more detail.

Și aș vrea să vă vorbesc despre ele în amănunt.

But first, I have to tell you about something else.

Dar mai întâi, trebuie să vă spun despre ceva diferit.

I'm going to tell you a few things about pennies that you might not know.

Am să să vă spun ceva despre monezile penny, ceva ce poate nu știți.

So this one is a little bit older penny.

Asta este o monedă penny mai veche.

It's got a picture of the Lincoln Memorial on the back.

Are o reprezentare a Memorialului Lincoln pe spate.

But the first thing you might not know,

Dar un lucru pe care poate nu-l știați,

that if you zoom in, you'll find in the center of this thing

dacă măriți imaginea, veți găsi în centrul acesteia

you can actually see Abraham Lincoln,

o imagine cu Abraham Lincoln,

just like in the real Lincoln Memorial not so far from here.

la fel ca în Memorialul Lincoln, nu departe de aici.

What I'm sure you don't know,

Sunt sigur că nu știți

that if you zoom in even further --

că dacă măriți imaginea și mai mult -

(Laughter)

(Râsete)

you'll see that there's actually an OWIC on Abe Lincoln's chest.

veți vedea că este un CIOW pe pieptul lui Abe Lincoln.

(Laughter)

(Râsete)

But the cool thing is,

Dar lucrul captivant

you could stare at this all day long and you would never see it.

e că puteți să vă zgâiți la asta toată ziua și n-o veți vedea.

It's invisible to the naked eye.

Nu se vede cu ochiul liber.

These OWICs are so small,

Aceste CIOW-uri sunt așa de mici

and we make them in such parallel fashion,

și le facem într-o manieră paralelă,

that each OWIC costs actually less than a penny.

astfel că orice CIOW costă mai puțin de un penny.

In fact, the most expensive thing in this demo is that little sticker

De fapt, ce e mai costisitor în această demonstrație e abțibildul

that says "OWIC."

care spune „CIOW."

(Laughter)

(Râsete)

That cost about eight cents.

Acela costă cam opt cenți.

(Laughter)

(Râsete)

Now, we're very excited about these things for all sorts of reasons.

Suntem foarte încântați de acestea din tot felul de motive.

For example, we can use them as little tiny secure smart tags,

De exemplu, ca tag-uri minuscule inteligente pentru securitate,

more identifying than a fingerprint.

ce identifică mai bine decât o amprentă.

We're actually putting them inside of other medical instruments

Putem să le punem înăuntrul altor instrumente medicale

to give other information,

pentru a da informații,

and even starting to think about putting them in the brain

și chiar începem să ne gândim să le punem în creier,

to listen to neurons one at a time.

să ascultăm pe rând neuronii.

In fact, there's only one thing wrong with these OWICs:

De fapt, doar un lucru e rău la aceste CIOW-uri:

it's not a robot.

nu sunt roboți.

It's just a head.

Sunt doar un cap.

(Laughter)

(Râsete)

And I think we'll all agree

Și cred că putem cădea de acord

that half a robot really isn't a robot at all.

că o jumătate de robot nu e un robot.

Without the legs, we've got basically nothing.

Fără picioare, nu avem nimic de fapt.

MM: OK, so you need the legs, too, if you want to build a robot.

MM: Așadar vă trebuie și picioare, dacă vreți să faceți un robot.

Now, here it turns out you can't just steal

Se pare că nu poți doar să furi

some preexisting technology.

o tehnologie preexistentă.

If you want legs for your tiny robot, you need actuators, parts that move.

Dacă vreți picioare pentru roboțel, vă trebuie organe de activare,

părți mobile.

They have to satisfy a lot of different requirements.

Trebuie să îndepliniți diverse cerințe.

They need to be low voltage.

Ele trebuie să aibă voltaj scăzut.

They need to be low power, too.

Trebuie și să consume puțin.

But most importantly, they have to be small.

Dar cel mai important, trebuie să fie mici.

If you want to build a cell-sized robot, you need cell-sized legs.

Dacă vreți să construiți un robot cât o celulă,

vă trebuie și picioare pe măsură.

Now, nobody knows how to build that.

Nimeni nu știe cum să facă asta.

There was no preexisting technology that meets all of those demands.

Nu era o tehnologie preexistentă care să întrunească aceste cerințe.

To make our legs for our tiny robots,

Pentru a face picioare pentru micii noștri roboți,

we had to make something new.

a trebuit să facem ceva nou.

So here's what we built.

Așa că iată ce am construit.

This is one of our actuators, and I'm applying a voltage to it.

Acesta e unul din organele de acționare prin care trece un curent.

When I do, you can see the actuator respond by curling up.

Când fac asta, puteți vedea cum se răsucește organul de acționare.

Now, this might not look like much,

Nu pare că e prea mare lucru,

but if we were to put a red blood cell up on the screen, it'd be about that big,

dar dacă ai pune o hematie pe ecran, ar fi cam atât de mare,

so these are unbelievably tiny curls.

așa că sunt bucle incredibil de mici.

They're unbelievably small,

Sunt incredibil de mici,

and yet this device can just bend and unbend, no problem, nothing breaks.

dar acest dispozitiv se poate răsuci fără probleme, fără să se strice nimic.

So how do we do it?

Așadar, cum procedăm?

Well, the actuator is made from a layer of platinum

Organul de acționare este din platină

just a dozen atoms or so thick.

cu grosimea de vreo 12 atomi.

Now it turns out, if you take platinum and put it in water

Se pare, că dacă iei platină, o pui în apă

and apply a voltage to it,

și îi aplici un voltaj,

atoms from the water will attach or remove themselves

atomii de apă se vor atașa sau se vor îndepărta

from the surface of the platinum,

de pe suprafața platinei,

depending on how much voltage you use.

depinde de cât voltaj folosești.

This creates a force,

Asta creează o forță,

and you can use that force for voltage-controlled actuation.

pe care o puteți folosi pentru activarea controlată a voltajului.

The key here was to make everything ultrathin.

Ideea era să facem totul ultrasubțire.

Then your actuator is flexible enough

Organul de acționare e destul de flexibil

to bend to these small sizes without breaking,

pentru a se îndoi atât de mult fără a se rupe,

and it can use the forces that come about

și poate să folosească forțele care vin

from just attaching or removing a single layer of atoms.

de la atașarea și îndepărtarea unui singur strat de atomi.

Now, we don't have to build these one at a time, either.

Nu trebuie să construim câte unul pe rând.

In fact, just like the OWICs,

De fapt, ca și CIOW-urile,

we can build them massively in parallel as well.

le putem construi în paralel în număr uriaș.

So here's a couple thousand or so actuators,

Aici avem câteva mii de organe de acționare,

and all I'm doing is applying a voltage,

și tot ce fac este să aplic un voltaj,

and they all wave,

toate fac valuri,

looking like nothing more than the legs of a future robot army.

arătând ca picioarele unei armate de roboți ai viitorului.

(Laughter)

(Râsete)

So now we've got the brains and we've got the brawn.

Așa că avem creierele și avem și mușchii.

We've got the smarts and the actuators.

Avem inteligența și avem organele de acționare.

The OWICs are the brains.

CIOW-urile sunt creierul.

They give us sensors, they give us power supplies,

Ele ne dau senzorii și proviziile de energie,

and they give us a two-way communication system via light.

și ne dau un sistem de comunicare în două sensuri prin lumină.

The platinum layers are the muscle.

Straturile de platină sunt mușchii.

They're what's going to move the robot around.

Ele vor mișca robotul în jur.

Now we can take those two pieces, put them together

Acum vom lua aceste două bucăți, le punem laolaltă

and start to build our tiny, tiny robots.

și începem a construi micii noștri roboți.

The first thing we wanted to build was something really simple.

Primul lucru pe care am vrut să-l construim a fost simplu.

This robot walks around under user control.

Acest robot se deplasează cu control uman.

In the middle are some solar cells and some wiring attached to it.

În mijloc sunt niște celule solare și cabluri atașate de el.

That's the OWIC.

Asta e CIOW-ul.

They're connected to a set of legs which have a platinum layer

Ele sunt conectate la o serie de picioare cu strat de platină

and these rigid panels that we put on top

și aceste panouri pe care le punem deasupra

that tell the legs how to fold up, which shape they should take.

au rol în felul cum picioarele se pliază sau ce formă vor lua.

The idea is that by shooting a laser at the different solar cells,

Ideea e că printr-un laser ce e țintit la diferite celule solare,

you can choose which leg you want to move

puteți să alegeți ce picior să se miște

and make the robot walk around.

și să faceți robotul să miște.

Now, of course, we don't build those one at a time, either.

Desigur, nu le construim pe rând nici pe acestea.

We build them massively in parallel as well.

Le construim tot în paralel, masiv.

We can build something like one million robots on a single four-inch wafer.

Le construim ca un milion de roboți la o singură plăcuță semiconductoare.

So, for example, this image on the left, this is a chip,

De exemplu, în această imagine din dreapta, avem un cip

and this chip has something like 10,000 robots on it.

iar acest cip are cam 10.000 de roboți în el.

Now, in our world, the macro world,

În lumea noastră, în lumea macro,

this thing looks like it might be a new microprocessor or something.

acest lucru arată de parcă ar fi un nou microprocesor.

But if you take that chip and you put it under a microscope,

Dar dacă iei acel cip și îl puneți sub microscop,

what you're going to see are thousands and thousands of tiny robots.

veți vedea mii și mii de roboți mici.

Now, these robots are still stuck down.

Acești roboți încă sunt lipiți.

They're still attached to the surface that we built them on.

Ei sunt încă atașați de suprafața pe care i-am construit.

In order for them to walk around, we have to release them.

Pentru a-i face să se miște liber trebuie să îi eliberăm.

We wanted to show you how we do that live, how we release the robot army,

Am vrut să vă arătăm pe viu cum eliberăm armata de roboți,

but the process involves highly dangerous chemicals,

dar procesul implică substanțe chimice foarte periculoase,

like, really nasty stuff,

adică chestii nasoale rău,

and we're like a mile from the White House right now?

și suntem la 1.700 de metri de Casa Albă, ați înțeles?

Yeah. They wouldn't let us do it.

Da. Nu ne-au dat voie s-o facem.

So --

Așa că...

(Laughter)

(Râsete)

so we're going to show you a movie instead. (Laughs)

vă vom arăta în schimb un film. (Râsete)

What you're looking at here are the final stages of robot deployment.

Ce avem aici sunt stadiile finale ale lansării de roboți.

We're using chemicals

Folosim substanțe chimice

to etch the substrate out from underneath the robots.

pentru a grava substratul de sub roboți.

When it dissolves, the robots are free to fold up into their final shapes.

Când se dizolvă, roboții se pot plia în formele lor finale.

Now, you can see here, the yield's about 90 percent,

După cum puteți vedea, producția e de 90%,

so almost every one of those 10,000 robots we build,

și fiecare din cei 10.000 de roboți pe care-i facem

that's a robot that we can deploy and control later.

e un robot pe care îl putem lansa și controla mai târziu.

And we can take those robots and we can put them places as well.

Și putem să luăm acești roboți și să-i punem în anumite locuri.

So if you look at the movie on the left, that's some robots in water.

Dacă vă uitați la acest film în stânga aveți niște roboți în apă.

I'm going to come along with a pipette,

Am să vin cu o pipetă,

and I can vacuum them all up.

și îi captez pe toți în vid.

Now when you inject the robots back out of that pipette,

Când injectezi roboții din acea pipetă,

they're just fine.

ei sunt bine.

In fact, these robots are so small,

Acești roboți sunt așa de mici,

they're small enough to pass through the thinnest hypodermic needle

sunt atât de mici încât pot trece prin cel mai mic ac hipodermic

you can buy.

pe care îl cumpărați.

Yeah, so if you wanted to,

Da, așa că dacă ați vrea,

you could inject yourself full of robots.

v-ați putea injecta cu roboți.

(Laughter)

(Râsete)

I think they're into it.

Cred că le-ar plăcea.

(Laughter)

(Râsete)

On the right is a robot that we put in some pond water.

În dreapta e un robot pe care l-am pus într-o baltă.

I want you to wait for just one second.

Vreau să așteptați o secundă.

Ooop!

Hop!

You see that? That was no shark. That was a paramecium.

Vedeți asta? Ăla n-a fost rechin. A fost un parameci.

So that's the world that these things live in.

Și asta e lumea în care acestea trăiesc.

OK, so this is all well and good,

Bine, să zicem că totul e bine,

but you might be wondering at this point,

dar vă puteți întreba acum:

"Well, do they walk?"

„Bine, dar pot ei merge?"

Right? That's what they're supposed to do. They better. So let's find out.

Nu? Asta ar trebui să facă. Sunt mai buni. Așa că haideți să aflăm.

So here's the robot and here are its solar cells in the middle.

Iată robotul și aici în mijloc avem celulele solare.

Those are those little rectangles.

Sunt acele mici dreptunghiuri.

I want you to look at the solar cell closest to the top of the slide.

Uitați-vă la celula cea mai apropiată de vârful diapozitivului.

See that little white dot? That's a laser spot.

Vedeți acel mic punct alb? Acela este un laser.

Now watch what happens when we start switching that laser

Uitați ce se întâmplă când începem să mutăm laserul

between different solar cells on the robot.

între diferite celule solare de pe robot.

Off it goes!

Iată cum a plecat!

(Applause)

(Aplauze)

Yeah!

Da!

(Applause)

(Aplauze)

Off goes the robot marching around the microworld.

Iată cum a plecat mărșăluind prin lumea microscopică.

Now, one of the things that's cool about this movie is:

Unul din lucrurile interesante despre această filmare este:

I'm actually piloting the robot in this movie.

eu pilotez de fapt robotul în acest film.

In fact, for six months, my job was to shoot lasers at tiny cell-sized robots

De fapt, timp de șase luni, slujba mea a fost să pun lasere pe acești roboți mici

to pilot them around the microworld.

ca să-i pilotez prin lumea microscopică.

This was actually my job.

Asta a fost slujba mea.

As far as I could tell, that is the coolest job in the world.

Din câte mi-am dat seama, asta a fost cel mai bună slujbă din lume.

(Laughter)

(Râsete)

It was just the feeling of total excitement,

A fost un sentiment de emoție totală,

like you're doing the impossible.

de parcă ai face imposibilul.

It's a feeling of wonder like that first time I looked through a microscope

E un sentiment uimitor, ca atunci când m-am uitat prima dată printr-un microscop,

as a kid staring at that rotifer.

ca un copil ce se uita la acea rotiferă.

Now, I'm a dad, I have a son of my own, and he's about three years old.

Sunt tată, am un fiu și are cam trei ani.

But one day, he's going to look through a microscope like that one.

Într-o zi, se va uita printr-un microscop ca acesta.

And I often wonder:

Și adesea mă gândesc:

What is he going to see?

Ce o să vadă el?

Instead of just watching the microworld,

În loc să vadă lumea microscopică,

we as humans can now build technology to shape it,

noi, oamenii, putem acum construi tehnologie ca s-o modelăm,

to interact with it, to engineer it.

să interacționăm cu ea, s-o realizăm.

In 30 years, when my son is my age, what will we do with that ability?

Peste 30 de ani, când fiul meu va fi de vârsta mea,

ce va face cu acea abilitate?

Will microrobots live in our bloodstream,

Vor trăi microroboții în fluxul nostru sanguin,

as common as bacteria?

la fel de răspândiți ca bacteriile?

Will they live on our crops and get rid of pests?

Vor trăi pe recolte și ne vor scăpa de dăunători?

Will they tell us when we have infections, or will they fight cancer cell by cell?

Ne vor spune că avem infecții sau vor combate cancerul celulă cu celulă?

PM: And one cool part is,

PM: Și partea grozavă

you're going to be able to participate in this revolution.

e că veți lua parte la această revoluție.

Ten years or so from now,

Zece ani de acum înainte,

when you buy your new iPhone 15x Moto or whatever it's called --

Când veți cumpăra noul vostru iPhone 15x Moto sau cum se va mai chema,

(Laughter)

(Râsete)

it may come with a little jar with a few thousand tiny robots in it

va putea veni cu un borcan mic cu câteva mii de roboți mici

that you can control by an app on your cell phone.

ce pot fi controlați cu o aplicație de pe telefon.

So if you want to ride a paramecium, go for it.

Așa că dacă vreți să vă plimbați pe un parameci, acum puteți.

If you want to -- I don't know -- DJ the world's smallest robot dance party,

Dacă vreți - zic și eu - fiți DJ-ul celei mai mici petreceri cu roboți,

make it happen.

dați-i bătaie.

(Laughter)

(Râsete)

And I, for one, am very excited about that day coming.

Iar eu, unul, sunt foarte entuziasmat de zilele ce vor veni.

MM: Thank you.

MM: Vă mulțumim!

(Applause)

(Aplauze)