Robert Full: Learning from the gecko's tail

Prevodilac: Ana Zivanovic-Nenadovic Lektor: Mateja Nenadovic

Let me share with you today an original discovery.

Дозволите ми да данас са вама поделим оригинално откриће.

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

Али, желим да вам испричам онако како се догодило,

not the way I present it in a scientific meeting,

а не на начин на који се презентује на научним састанцима,

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

или на начин који бисте прочитали у научном журналу.

It's a story about beyond biomimetics,

То је прича која превазилази биомиметику,

to something I'm calling biomutualism.

до нечега што ја називам биоузајамношћу.

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

То дефинишем као удружење биологије и неке друге дисциплине,

where each discipline reciprocally advances the other,

где свака дисциплина реципрочно унапређује ону другу

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

и где колективна открића која настају превазилазе индивидуална поља.

Now, in terms of biomimetics,

У смислу биомиметике,

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

како људске технологије попримају све више караткеристика природе,

nature becomes a much more useful teacher.

природа постаје много кориснија учитељица.

Engineering can be inspired by biology

Инжењерство се може инспирисати биологијом

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

тако што ће користити принципе и аналогије када су они повољни.

but then integrating that with the best human engineering,

Онда следи састављање тога са најбољим људским инжењерингом

ultimately to make something actually better than nature.

како би се направило нешто заправо боље од природе.

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

Као биолог, ја сам био веома радознао у вези са тим.

These are gecko toes.

Ово су геконови прсти.

And we wondered how they use these bizarre toes

Питали смо се како користе те бизарне прсте

to climb up a wall so quickly.

да би се попели уза зид тако брзо.

We discovered it. And what we found was

Открили смо. Оно што смо нашли

that they have leaf-like structures on their toes,

је да они на прстима имају структуре у облику листа

with millions of tiny hairs that look like a rug,

са милионима сићушних длака које изгледају као тепих.

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

А свака од тих длака има најгори могући случај искрзаних крајева,

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

око 100 до 1000 подељених крајева који су нано величине.

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

Јединка има 2 милијарде ових подељених нано крајева.

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

Они се не лепе на чичак или вакуум или лепак.

They actually stick by intermolecular forces alone,

Они се заправо лепе самим интермолекуларним силама,

van der Waals forces.

такозваним Ван дер Валсовим везама.

And I'm really pleased to report to you today

Заиста ми је драго да данас могу да кажем

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

да је пронађено прво синтетичко, суво лепило, које се само чисти.

From the simplest version in nature, one branch,

Од најједноставније верзије у природи, на грани,

my engineering collaborator, Ron Fearing, at Berkeley,

мој инжењерски сарадник, Рон Фиринг, на Берклију

had made the first synthetic version.

је направио прву синтетичку верзију,

And so has my other incredible collaborator,

као што је и мој неверватан сарадник

Mark Cutkosky, at Stanford --

Марк Куткоски, на Стенфорду.

he made much larger hairs than the gecko,

Он је направио много дуже длаке од геконових,

but used the same general principles.

али користећи исте генералне принципе.

And here is its first test.

Ево га први тест.

(Laughter)

(Смех)

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

То је Келар Отм, мој некадашњи докторски студент,

professor now at Lewis and Clark,

данас професор на Луис и Кларку,

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

који буквално даје своје прворођенче за овај тест.

(Laughter)

(Смех)

More recently, this happened.

Нешто скорије, ово се десило.

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

Човек: ово је први пута да се неко заправо тиме попео.

Narrator: Lynn Verinsky, a professional climber,

Наратор: Лин Верински, професионални планинар,

who appeared to be brimming with confidence.

која је изгледа препуна поверења.

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

Лин Верински: искрено, биће савршено безбедно. Биће савршено безбедно.

Man: How do you know?

Човек: како знаш?

Lynn Verinsky: Because of liability insurance. (Laughter)

Лин Верински: због осигурања.

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

Наратор: са душеком испод и везана сигурносним ужетом,

Lynn began her 60-foot ascent.

Лин је почела успон од 18 метара.

Lynn made it to the top in a perfect pairing

Лин је стигла до врха уз помоћ савршене комбинације

of Hollywood and science.

Холивуда и науке.

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

Човек: ти си прво људско биће које је званично имитирало гекона.

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

Лин Верински: ха! Човече. Која је то привилегија.

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

Роберт Фул: то је оно што је урадила на грубим подлогама.

But she actually used these on smooth surfaces --

Али користила је ово на оним глатким површинама,

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

њих два да се попне и да се повуче навише.

And you can try this in the lobby,

Можете ово да пробате испред, у лобију,

and look at the gecko-inspired material.

као и да погледате материјале инспирисане геконом.

Now the problem with the robots doing this

Проблем са роботима који ово раде

is that they can't get unstuck,

је што не могу да се ослободе ако се залепе,

with the material.

са материјалом.

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

Ово је геконово решење. Они заправо ољуште своје прсте

from the surface, at high rates,

са површине, при високим стопама,

as they run up the wall.

док се пењу уз зид,

Well I'm really excited today to show you

Веома сам узбуђен што данас могу да вам покажем

the newest version of a robot, Stickybot,

најновију верзију робота ”Стикибот”,

using a new hierarchical dry adhesive.

користећи ново хијерархијско, суво лепило.

Here is the actual robot.

Ево робота.

And here is what it does.

А, ево и онога што ради.

And if you look,

Ако погледате

you can see that it uses

можете видети да користи

the toe peeling,

љушћење прстију,

just like the gecko does.

баш као и гекон.

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

Ако можемо да покажемо снимак можете га видети како се пење уз зид.

(Applause)

(Аплауз)

There it is.

Ево га.

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

А сада, захваљујући новом лепилу може ићи и на друге подлоге,

that the Stanford group was able to do

што је група са Стенфорда успела да уради,

in designing this incredible robot.

када је дизајнирала овог невероватног робота.

(Applause)

(Аплауз)

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

А да, једна свар коју желим да нагласим, погледајте Стикибота.

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

Видите нешто на њему. То није да би само личио на гекона.

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

Има реп. И баш када помислите да сте схватили природу,

this kind of thing happens.

догоди се оваква ствар.

The engineers told us, for the climbing robots,

Инжењери су нам рекли да ће ови роботи

that, if they don't have a tail,

ако не буду имали реп

they fall off the wall.

пасти са зида.

So what they did was they asked us

Они су нас питали

an important question.

важно питање.

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

Рекли су, ”Па, изгледа као реп.”

Even though we put a passive bar there.

Иако смо тамо ставили пасивну полугу.

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

Да ли животиње користе реп када се пењу уз зид?”

What they were doing was returning the favor,

Они су нам узвратили услугу тако

by giving us a hypothesis to test,

што су нам дали да тестирамо хипотезу

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

у биологији, које се не бисмо сетили.

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

Дакле, наравно, онда смо се успаничили,

being the biologists, and we should know this already.

с’ обзиром на то да смо биолози и да бисмо то већ требало да знамо.

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

Рекли смо, ”Па, шта репови раде?”

Well we know that tails store fat, for example.

Па, знамо да су репови, на пример, складишта масти.

We know that you can grab onto things with them.

Знамо да се њима можете закачити за ствари.

And perhaps it is most well known

А можда је најпознатије да

that they provide static balance.

нам пружају статичку равнотежу.

(Laughter)

(Смех)

It can also act as a counterbalance.

Такође могу да буду и против-равнотежа.

So watch this kangaroo.

Погледајте овог кенгура.

See that tail? That's incredible!

Видите реп? То је невероватно!

Marc Raibert built a Uniroo hopping robot.

Марк Рејберт је направио Јунируа - робота који скаче.

And it was unstable without its tail.

Био је нестабилан без свог репа.

Now mostly tails limit maneuverability,

Репови углавном ограничавају покретање.

like this human inside this dinosaur suit.

Као овај човек у оделу диносауруса.

(Laughter)

(Смех)

My colleagues actually went on to test this limitation,

Моје колеге су тестирале ово ограничење

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

тако што су повећале моменат инерције студента, имали су реп

and running them through and obstacle course,

који су провукли кроз путању са препреком;

and found a decrement in performance,

пронашли су смањење учинка.

like you'd predict.

Као што бисте и предвидели.

(Laughter)

(смех)

But of course, this is a passive tail.

Али наравно, ово је пасивни реп.

And you can also have active tails.

Можете имати и активне репове.

And when I went back to research this, I realized

А када сам ово поново истражио, схватио сам

that one of the great TED moments in the past,

да је један од највећих TED момената у прошлости

from Nathan,

од Нејтана,

we've talked about an active tail.

разговарали смо о активном репу.

Video: Myhrvold thinks tail-cracking dinosaurs

Видео: Мирволд мисли да су диносауруси који су ударали репом

were interested in love, not war.

били заинтересовани за љубав, а не рат.

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

Роберт Фул: причао је о репу као о бичу за комуникацију.

It can also be used in defense.

Може се користити и као одбрана.

Pretty powerful.

Веома моћно.

So we then went back and looked at the animal.

Онда смо се вратили и погледали животињу.

And we ran it up a surface.

И попели смо је уз површину.

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

Али овог пута смо поставили клизави део

that you see in yellow there.

који видите овде у жутом.

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

И гледајте сада шта животиња ради са репом

when it slips. This is slowed down 10 times.

када се оклизне. Ово је успорено 10 пута.

So here is normal speed.

Ево нормалне брзине.

And watch it now slip,

И гледајте сада када се оклизнуо

and see what it does with its tail.

и видите шта ради са репом.

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

Има активан реп који функционише као пета нога.

and it contributes to stability.

И он доприноси стабилности.

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

Ако се много оклизне, открили смо следеће.

This is incredible.

Ово је невероватно.

The engineers had a really good idea.

Инжењери су имали јако добру идеју.

And then of course we wondered,

А онда смо се, наравно питали

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

у реду, имају активан реп, али замислимо их.

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

Пењу се уз зид или уз дрво.

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

И стигну до врха и рецимо да тамо има неког лишћа.

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

Шта би се десило да се попну на доњу страну тог листа

and there was some wind, or we shook it?

и да дуне ветар, или да га протресемо?

And we did that experiment, that you see here.

Урадили смо тај експеримент, видите га овде.

(Applause)

(Аплауз)

And this is what we discovered.

Открили смо ово.

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

Ово је у реалном времену. Ништа се не види.

But there it is slowed down.

Али, ево успореног снимка.

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

Открили смо најбржи одговор исправљања у ваздуху.

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

За оне од вас који се сећате физике, то је нулти моменат импулса,

righting response. But it's like a cat.

одговор исправљања. Али је као мачка.

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

Знате, мачке и падање. То и мачке раде. Изврну своја тела.

But geckos do it better.

Али гекони то раде боље.

And they do it with their tail.

Они то раде својим репом.

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

Својим активним репом док се врте укруг.

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

А, онда увек слете у пози летећег супермена.

Okay, now we wondered, if we were right,

У реду, онда смо се запитали, ако смо у праву

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

требало би да ово можемо да тестирамо и у физичком моделу, у роботу.

So for TED we actually built a robot,

Дакле за TED смо заправо направили робота.

over there, a prototype, with the tail.

Ево прототипа са репом.

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

Покушаћемо први пут исправљање у ваздуху

in a tail, with a robot.

са репом робота.

If we could have the lights on it.

Можемо ли добити светла на роботу?

Okay, there it goes.

У реду, ево га.

And show the video.

И покажимо видео.

There it is.

Ево га.

And it works just like it does in the animal.

Ради исто као и код животиње.

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

Све што вам је потребно је замах репом у десно.

(Applause)

(Аплауз)

Now, of course, we were normally frightened

Сада, наравно, били смо уплашени

because the animal has no gliding adaptations,

зато што животиња није адаптирана за једрење,

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

па смо помислили, ”Ма то је у реду. Уградићемо вертикални тунел за ветар.

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

Напунићемо га ваздухом и обезбедити му мету за слетање, као на пример

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

дебло, управо поред кавеза од плексигласа и видећемо шта ће урадити.

(Laughter)

(Смех)

So we did. And here is what it does.

То смо и урадили. Ево шта ради.

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

Ветар долази одоздо. Ово је успорено 10 пута.

It does an equilibrium glide. Highly controlled.

Дешава се уравнотежено једрење. Веома контролисано.

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

То је на неки начин невероватно. Али је, заправо, јако лепо

when you take a picture of it.

када га сликате.

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

А још је боље од тога, само клизање и маневрисање у ваздуху.

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

Начин на који то ради је да својим репом

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

замахне на једну страну да би ишао лево, а онда на другу да би ишао десно.

So we can maneuver this way.

На тај начин можемо да маневришемо.

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

Морали смо да снимамо неколико пута да бисмо поверовали.

it also does this. Watch this.

Онда ради и ово. Гледајте.

It oscillates its tail up and down like a dolphin.

Осцилира репом горе-доле као делфин.

It can actually swim through the air.

Заправо може да плива кроз ваздух.

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

Али погледајте му предње ноге. Да ли можете да видите шта раде?

What does that mean for the origin of flapping flight?

Шта то значи за порекло летења?

Maybe it's evolved from coming down from trees,

Можда је еволуирало из силажења са дрвећа

and trying to control a glide.

и покушајем контроле једрења.

Stay tuned for that.

Будите у току са тим.

(Laughter)

(Смех)

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

Онда смо се запитали, ”Да ли могу маневрисати овим?”

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

Ево мете слетања. Да ли могу да скрену ка њој

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

са својим способностима? Ево га у тунелу ветра.

And it certainly looks like it.

И заиста, изгледа да могу.

You can see it even better from down on top.

Још боље се види одозго.

Watch the animal.

Гледајте животињу.

Definitely moving towards the landing target.

Дефинитивно се креће ка мети слетања.

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

Гледајте врх његовог репа док то ради. Погледате то.

It's unbelievable.

То је невероватно.

So now we were really confused,

Сада смо заиста били збуњени.

because there are no reports of it gliding.

Јер, није било извештаја о његовом ваздушном једрењу.

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

Помислили смо да морамо да одемо на терен

and see if it actually does this."

и видимо да ли то можемо урадити.

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

Потпуно супротно него што бисте, наравно, видели у неком филму о природи.

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

Питали смо се: ”Да ли они заправо једре у природи?”

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

Отишли смо у шуме Сингапура и југоисточне Азије.

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

Овај видео који ћете видети нисмо раније показали.

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

То је веродостојан видео, није намештен, прави истраживачки снимак,

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

животиње која једри - видите црвену линију путање.

Look at the end to see the animal.

Погледајте крај да видите животињу.

But then as it gets closer to the tree,

Али онда, како се приближава дрвету,

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

погледајте снимак изблиза и да ли можете да га видите како слеће.

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

Ево га, спушта се. Видите гекона на крају линије путање.

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

Видите га овде? Тамо? Гледајте како силази.

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

Сада гледајте горе и видећете како слеће. Да ли сте видели како је ударио?

It actually uses its tail too,

Он користи и свој реп.

just like we saw in the lab.

Као што смо видели у лабораторији.

So now we can continue this mutualism

Сада можемо да наставимо ову узајамност

by suggesting that they can make an active tail.

тако што ћемо предложити да направе активан реп.

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

А, ево првог активног репа на роботу

made by Boston Dynamics.

који је направио ”Бостон Дајнемикс”.

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

Дакле да закључим, мислим да морамо да правимо биоузајамност, као што сам

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

показао, који ће повећати брзину основног отркића путем његове апликације.

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

Да бисмо то постигли, морамо значајно променити образовање

to balance depth with interdisciplinary communication,

како бисмо изједначили дубину са међудисциплинарном комуникацијом.

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

Морамо тренирати људе да томе доприносе и да имају корист од других области.

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

Наравно, требају нам организми и природна околина да бисмо то постигли.

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

Без обзира да ли верујемо у безбедност, потрагу и спасавање или здравље,

we must preserve nature's designs,

морамо очувати природне дизајне,

otherwise these secrets will be lost forever.

у супротном тајна ће заувек бити изгубљена.

And from what I heard from our new president,

А на основу онога што сам чуо од нашег новог председника,

I'm very optimistic. Thank you.

ја сам веома оптимистчан. Хвала вам.

(Applause)

(Аплауз)