Robert Full: The secrets of nature's grossest creatures, channeled into robots

Роберт Фулл: Секреты отвратительнейших созданий природы, воплощённые в роботах

Переводчик: Natalia Lobkova Редактор: Alina Siluyanova

Even nature's most disgusting creatures

Даже у самых отвратительных существ, созданных природой,

have important secrets,

есть важные тайны,

but who would want a swarm of cockroaches

но кого обрадует стая тараканов,

coming towards them?

движущаяся навстречу?

Yet one of the greatest differences between natural and human technologies

Одним из величайших отличий

между природными и человеческими изобретениями

relates to robustness.

является выносливость.

Robust systems are stable in complex

Устойчивые системы стабильны

and new environments.

в сложных и новых условиях.

Remarkably, cockroaches can self-stabilize

Удивительно, но тараканы способны самостоятельно стабилизироваться

running over rough terrain.

во время бега по неровной дороге.

When we put a jet pack on them,

Если поместить на них реактивный ранец

or give them a perturbation like an earthquake,

или создать тряску, как при землетрясении,

we discovered that their wonderfully tuned legs

их превосходно подстраивающиеся ноги

allow them to self-stabilize

позволят им само-стабилизироваться

without using any of their brainpower.

без задействования мозга.

They can go over complex terrain like grass,

Они могут преодолевать

такую труднопроходимую местность как трава,

no problem, and not get destabilized.

не теряя равновесия.

We discovered a new behavior where,

Мы обнаружили новое поведение,

because of their shape,

когда, из-за своей формы,

they actually roll automatically to their side

они автоматически кренятся на бок,

to go through this artificial test bit of grass.

чтобы пройти через этот искусственный пучок травы.

Robust systems can perform multiple tasks

Надёжные системы могут выполнять множество задач,

with the same structure.

сохраняя ту же структуру.

Here's a new behavior we've discovered.

Вот другое обнаруженное нами поведение:

The animals rapidly invert and disappear

насекомые опрокидываются и исчезают

in less than 150 milliseconds — you never see them —

менее чем за 150 миллисекунд — их не заметить, —

using the same structures that they use to run, their legs.

используя те же инструменты, что при беге — ноги.

They can run upside down

Они могут бежать вверх ногами

very rapidly on rods, branches and wires,

очень быстро по прутьям, веткам и проводам,

and if you perturb one of those branches,

и если потрясти такую ветку,

they can do this.

вот что они могут.

They can perform gymnastic maneuvers

Такие гимнастические манёвры

like no robot we have yet.

роботы повторить пока не в состоянии.

And they have nearly unlimited

У них почти безграничная манёвренность

maneuverability with that same structure

при сохранении той же структуры

and unprecedented access to a variety

и небывалый доступ к целому ряду

of different areas.

разнообразных видов поверхностей.

They have wings for flying when they get warm,

У них есть крылья, чтобы летать, когда становится жарко,

but they use those same wings to flip over

но с их же помощью они встают на ноги,

if they get destabilized.

если перевернулись.

Very effective.

Очень действенно.

Robust systems are also fault tolerant and fail-safe.

Надёжные системы также безотказны и безопасны.

This is the foot of a cockroach.

Это нога таракана.

It has spines, gluey pads and claws,

На ней есть шипы, липкие подушечки и клешни.

but if you take off those feet,

Но если отнять ноги,

they can still go over rough terrain,

тараканы всё равно смогут преодолевать

like the bottom video that you see,

ухабистые местности, как на видео ниже,

without hardly slowing down. Extraordinary.

едва ли замедляясь. Удивительно.

They can run up mesh without their feet.

Они могут подниматься без ног по сетке.

Here's an animal using a normal, alternating tripod:

Вот обычный бег шестиногого насекомого:

three legs, three legs, three legs,

три ноги, три ноги, три ноги,

but in nature, the insects often have lost their legs.

но в природе насекомые часто теряют конечности.

Here's one moving with two middle legs gone.

Вот насекомое без двух средних ног.

It can even lose three legs, in a tripod,

Даже трёх ног может не быть,

and adopt a new gait, a hopping gait.

и тогда насекомое вырабатывает новую скачкообразную походку.

And I point out that all of these videos

Хочу заметить, что все эти видео

are slowed down 20 times,

замедлены в 20 раз.

so they're actually really fast, when you see this.

В реальности они очень быстрые.

Robust systems are also damage resistant.

Надёжные системы также устойчивы к повреждениям.

Here's an animal climbing up a wall.

Вот животное поднимается по стене.

It looks like a rapid, smooth, vertical climb,

Выглядит как быстрое плавное вертикальное восхождение,

but when you slow it down,

you see something very different.

но если замедлить видео, можно увидеть совсем другую картину.

Here's what they do.

Вот что они делают:

They intentionally have a head-on collision with the wall

они намеренно врезаются головой в стену,

so they don't slow down and can transition up it

чтобы, не замедляясь, взобраться на неё,

in 75 milliseconds.

и делают это за 75 миллисекунд.

And they can do this in part because they have

Они это могут отчасти потому, что у них исключительный экзоскелет.

extraordinary exoskeletons.

And they're really just made up of compliant joints

Он состоит из податливых сочленений, трубок и пластинок,

that are tubes and plates

connected to one another.

соединённых друг с другом.

Here's a dissection of an abdomen of a cockroach.

Вот препарирование брюшка таракана.

You see these plates, and you see the compliant membrane.

Видите эти пластины и податливую мембрану.

My engineering colleague at Berkeley

Мой коллега-инженер в Беркли

designed with his students

a novel manufacturing technique

разработал со студентами новую методику сборки роботов,

where you essentially origami the exoskeleton,

когда, по сути, собираешь экзоскелет как оригами:

you laser cut it, laminate it,

режешь лазером, расслаиваешь и собираешь его в робота.

and you fold it up into a robot.

And you can do that now in less than 15 minutes.

Сейчас это можно сделать менее чем за 15 минут.

These robots, called DASH,

Эти роботы называются DASH —

for Dynamic Autonomous Sprawled Hexapod,

Динамический Автономный Растянутый Гексапод,

are highly compliant robots,

и они очень податливые,

and they're remarkably robust as a result

потому и удивительно прочные.

of these features.

They're certainly incredibly damage resistant.

Они определённо крайне устойчивы к повреждениям.

(Laughter)

(Смех)

They even have some of the behaviors of the cockroaches.

В чём-то даже схожи по поведению с тараканами.

So they can use their smart, compliant body

Они могут использовать своё умное податливое тело,

to transition up a wall

чтобы весьма простым способом взобраться на стену.

in a very simple way.

They even have some of the beginnings

of the rapid inversion behavior

У них даже есть задатки быстрого опрокидывания,

where they disappear.

при котором они исчезают.

Now we want to know why they can go anywhere.

We discovered that they can go through

Но зачем им такая проходимость?

Мы узнали, что они могут пройти через трёхмиллиметровые щели —

three-millimeter gaps,

the height of two pennies, two stacked pennies,

это высота двух пенни, двух сложенных пенни, —

and when they do this,

they can actually run through those confined spaces

при этом проходя сквозь эти ограниченные пространства

at high speeds,

с большой скоростью,

although you never see it.

хотя этого никогда не видишь.

To understand it better,

we did a CT scan of the exoskeleton

Чтобы лучше это понять,

and showed that they can compress their body

мы сделали компьютерную томографию их экзоскелета

by over 40 percent.

и показали, что они выдерживают сжатие тела более чем на 40%.

We put them in a materials testing machine

to look at the stress strain analysis

Мы поместили их в машину для испытания материалов,

чтобы увидеть результаты теста на сжатие и растяжение,

and showed that they can withstand forces

и обнаружили, что они могут выдерживать силу,

800 times their body weight,

and after this they can fly and run

в 800 раз превышающую их вес,

absolutely normally.

и после этого могут летать и бегать как ни в чем не бывало.

So you never know where

Так что никогда не знаешь,

curiosity-based research will lead,

куда приведёт исследование из любопытства,

and someday you may want a swarm

и, может, когда-нибудь вы захотите,

of cockroach-inspired robots

чтобы стая тараканоподобных роботов пришла к вам.

to come at you.

(Laughter)

(Смех) (Аплодисменты)

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)