Meet the dazzling flying machines of the future | Raffaello D'Andrea

Translator: Chanchai Tasujai Reviewer: Kelwalin Dhanasarnsombut

What started as a platform for hobbyists

สิ่งที่ตอนแรกเป็นแค่งานอดิเรก

is poised to become a multibillion-dollar industry.

กำลังจะกลายเป็นธุรกิจ มูลค่าหลายล้านดอลลาร์

Inspection, environmental monitoring, photography and film and journalism:

การตรวจสอบ การติดตามสิ่งแวดล้อม การถ่ายภาพ การสร้างภาพยนตร์และการสื่อสาร

these are some of the potential applications for commercial drones,

งานเหล่านี้คือการใช้บางอย่างที่เป็นไปได้ สำหรับโดรนในเชิงธุรกิจ

and their enablers are the capabilities being developed

และความสามารถของพวกมัน ก็กำลังได้รับการพัฒนา

at research facilities around the world.

ในหน่วยงานเพื่อการวิจัยทั่วโลก

For example, before aerial package delivery

ตัวอย่างเช่น ก่อนการขนส่งวัสดุทางอากาศ

entered our social consciousness,

จะมาเป็นที่รู้จักกันในสังคมของเรา

an autonomous fleet of flying machines built a six-meter-tall tower

ฝูงยานบินอัตโนมัติได้ สร้างหอคอยขนาดเล็กที่สูงหกเมตร

composed of 1,500 bricks

ซึ่งประกอบไปด้วยอิฐกว่า 1500 ก้อน

in front of a live audience at the FRAC Centre in France,

สด ๆ ต่อหน้าผู้ชม ที่ศูนย์ศิลปะแฟ (FRAC) ในประเทศฝรังเศส

and several years ago, they started to fly with ropes.

และสองสามปีต่อมา พวกมันเริ่มบินไปพร้อมกับเชือก

By tethering flying machines,

โดยการเชื่อมต่อยานบินเข้าด้วยกัน

they can achieve high speeds and accelerations in very tight spaces.

พวกมันสามารถทำความเร็วได้สูง และเร่งความเร็วได้ในพื้นที่แคบ

They can also autonomously build tensile structures.

พวกมันยังสามารถสร้างโครงสร้างที่แข็งแรง ได้โดยอัตโนมัติ

Skills learned include how to carry loads,

สามารถเเรียนรู้ว่าจะรับน้ำหนักอย่างไร

how to cope with disturbances,

และมีวิธีรับมือกับสิ่งรบกวนอย่างไร

and in general, how to interact with the physical world.

และจะรับมือกับโลกทางกายภาพอย่างไร ในสถานการณ์ทั่วไป

Today we want to show you some new projects that we've been working on.

วันนี้ พวกเราจะแสดงโครงงานใหม่ ที่พวกเรากำลังทำกันอยู่

Their aim is to push the boundary of what can be achieved

จุดมุ่งหมายก็คือการผลักดันขอบเขต สิ่งที่สามารถเป็นไปได้

with autonomous flight.

ด้วยการบินอัตโนมัติ

Now, for a system to function autonomously,

เอาล่ะ เพื่อที่ระบบจะทำงาน ได้อย่างอัตโนมัตินั้น

it must collectively know the location of its mobile objects in space.

มันต้องมีการรับรู้ถึงตำแหน่ง ของวัตถุเคลื่อนที่ของมันในพื้นที่

ที่ห้องทดลองของพวกเรา

Back at our lab at ETH Zurich,

สถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธ์สวิสในซูริก

we often use external cameras to locate objects,

เรามักใช้กล้องภายนอกให้ เพื่อหาตำแหน่งของวัตถุ

which then allows us to focus our efforts

ซึ่งจากนั้นมันช่วยให้เราสามารถ

ที่จะมุ่งความพยายามของเรา

on the rapid development of highly dynamic tasks.

ให้กับการพัฒนาของ งานที่มีการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็ว

For the demos you will see today, however,

อย่างไรก็ดี ในวันนี้สิ่งที่จะสาธิตให้คุณชม

we will use new localization technology developed by Verity Studios,

เราจะใช้เทคโนโลยีใหม่ในการหาตำแหน่ง ซึ่งถูกพัฒนาโดยเวริตี สตูดิโอ

a spin-off from our lab.

ซึ่งแยกตัวออกมาจากห้องทดลองของเรา

There are no external cameras.

มันไม่มีกล้องภายนอก

Each flying machine uses onboard sensors to determine its location in space

ทุกยานบินใช้เซนเซอร์บนเครื่อง เพื่อกำหนดตำแหน่งของมันในพื้นที่

and onboard computation to determine what its actions should be.

และการคำนวณบนเครื่อง ที่กำหนดว่าสิ่งใดที่มันควรทำ

The only external commands are high-level ones

คำสั่งสูงสุดที่มันรับจากภายนอกมีเพียง

such as "take off" and "land."

"ขึ้น" และ "ลง"

This is a so-called tail-sitter.

นี่คือรูปแบบที่เรียกว่า แบบตั้งบนหาง

It's an aircraft that tries to have its cake and eat it.

มันคือเครื่องบินที่ถูกออกแบบมา เพื่อที่จะบรรลุเป้าหมายที่ตั้งเอาไว้

Like other fixed-wing aircraft, it is efficient in forward flight,

เช่นเดียวกับเครื่องบินปีกแข็งอื่น ๆ

ซึ่งมันมีประสิทธิภาพในการบินไปข้างหน้า

much more so than helicopters and variations thereof.

มากกว่าเฮลิคอปเตอร์และยานบินรูปแบบอื่น

Unlike most other fixed-wing aircraft, however,

อย่างไรก็ตาม ที่ต่างจากยานบินแบบปีกแข็งส่วนใหญ่

it is capable of hovering,

ก็คือ มันมีความสามารถในการบินโฉบ

which has huge advantages for takeoff, landing

ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบอย่างมาก สำหรับการออกตัวและลงจอด

and general versatility.

และรวมถึงความคล่องตัวทั่ว ๆ ไปในการบิน

There is no free lunch, unfortunately.

เป็นที่น่าเสียดาย ไม่มีอะไรได้มาฟรี ๆ

One of the limitations with tail-sitters

หนึ่งในข้อจำกัดของ ยานบินแบบตั้งบนหาง

is that they're susceptible to disturbances such as wind gusts.

คือพวกมันมีความอ่อนไหว ต่อการรบกวน ดังเช่น ลมที่แรงมาก ๆ

We're developing new control architectures and algorithms

พวกเรากำลังพัฒนารูปแบบ และอัลกอริทึมสำหรับการควบคุมแบบใหม่

that address this limitation.

ที่ช่วยแก้ปัญหานี้ได้

The idea is for the aircraft to recover

แนวคิดก็คือ เพื่อที่จะให้ยานบิน สามารถกลับมาตั้งหลักได้

no matter what state it finds itself in,

ไม่ว่ามันจะอยู่ในสถานการณ์แบบไหน

and through practice, improve its performance over time.

และด้วยการฝึกฝน จะพัฒนาประสิทธิภาพของมันขึ้นเรื่อย ๆ

(Applause)

(เสียงปรบมือ)

OK.

โอเค

When doing research,

เมื่อพวกเราทำการวิจัย

we often ask ourselves fundamental abstract questions

พวกเรามักจะถามคำถามพื้นฐาน ที่เป็นนามธรรมกับตัวเอง

that try to get at the heart of a matter.

เพื่อไปให้ถึงหัวใจสำคัญของเรื่อง

For example, one such question would be,

เช่น คำถามหนึ่งอาจเป็น

what is the minimum number of moving parts needed for controlled flight?

อะไรคือจำนวนที่น้อยที่สุดของส่วนเคลื่อนที่ ที่จำเป็นต่อการควบคุมการบิน

Now, there are practical reasons

ครับ นี่คือเหตุผลในทางปฏิบัติ

why you may want to know the answer to such a question.

ว่าทำไมคุณถึงต้องการที่จะรู้คำตอบ ของคำถามดังกล่าว

Helicopters, for example,

ยกตัวอย่างเช่น เฮลิคอปเตอร์

are affectionately known as machines with a thousand moving parts

เป็นที่รู้กันดีว่ามันถูกประกอบขึ้น จากชิ้นส่วนเคลื่อนไหวมากกว่าพันชิ้น

all conspiring to do you bodily harm.

ซึ่งสามารถทำอันตรายต่อตัวของคุณได้

It turns out that decades ago,

แต่กลายเป็นว่าหลายทศวรรษที่ผ่านมา

skilled pilots were able to fly remote-controlled aircraft

นักบินที่มีทักษะ สามารถควบคุมเครื่องบินระยะไกล

that had only two moving parts:

ที่มีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวเพียงสองส่วน

a propeller and a tail rudder.

คือใบพัดและหางเสือ

We recently discovered that it could be done with just one.

เราเพิ่งค้นพบว่า มีเพียงอย่างเดียวก็พอแล้ว

This is the monospinner,

นี่คือโนโนสปินเนอร์

the world's mechanically simplest controllable flying machine,

เครื่องบินที่มีกลไกเรียบง่ายที่สุดในโลก

invented just a few months ago.

ที่เพิ่งถูกประดิษฐ์ขึ้นในเมื่อกี่เดือนก่อน

It has only one moving part, a propeller.

มันมีชิ้นส่วนเคลื่อนไหวเพียงส่วนเดียว ซึ่งก็คือใบพัด

It has no flaps, no hinges, no ailerons,

มันไม่มีส่วนที่เปิดปิดได้ ไม่มีบานพับ ไม่มีส่วนปลายปีกที่เคลื่อนไหวได้

no other actuators, no other control surfaces,

ไม่มีหัวฉีดอื่น ๆ ไม่มีแผงการคุมการบิน อื่น ๆ

just a simple propeller.

มันเป็นแค่ใบพัดธรรมดา ๆ

Even though it's mechanically simple,

แม้ว่ามันจะดูเหมือนว่ามีกลไกง่าย ๆ

there's a lot going on in its little electronic brain

แต่มีการทำงานที่เกิดขึ้นใน สมองอิเล็กทรอนิกส์น้อย ๆ นี้มากมาย

to allow it to fly in a stable fashion and to move anywhere it wants in space.

ที่ช่วยให้มันบินได้อย่างมั่นคง และเคลื่อนไปทุกที่ที่มันต้องการ

Even so, it doesn't yet have

แต่ว่า มันก็ยังไม่มี

the sophisticated algorithms of the tail-sitter,

อัลกอริธึมที่ซับซ้อน สำหรับยานบินแบบตั้งบนหาง

which means that in order to get it to fly,

ซึ่งหมายความว่า เพื่อที่จะทำให้มันบินได้

I have to throw it just right.

ผมต้องขว้างมันไปให้พอดิบพอดี

And because the probability of me throwing it just right is very low,

และเพราะความน่าจะเป็นที่ผมจะขว้าง ได้พอดิบพอดีนั้นมีค่อนข้างน้อย

given everybody watching me,

แถมทุกคนยังจ้องดูผมอีกต่างหาก

what we're going to do instead

แทนที่จะทำอย่างนั้น

is show you a video that we shot last night.

เราจะฉายวีดีโอที่พวกเราถ่ายเมื่อคืนนี้ ให้คุณชมนะครับ

(Laughter)

(เสียงหัวเราะ)

(Applause)

(เสียงปรบมือ)

If the monospinner is an exercise in frugality,

ถ้าโมโนสปินเนอร์ คือออกแรงแบบประหยัดพลังงาน

this machine here, the omnicopter, with its eight propellers,

เจ้าโอนิคอปเตอร์เครื่องนี้ มาพร้อมกับแปดใบพัด

is an exercise in excess.

เปรียบเหมือนกับการออกแรงสุดกำลัง

What can you do with all this surplus?

คุณสามารถทำอะไรได้กับทุกชิ้นส่วน ที่ยื่นออกมาหรือครับ

The thing to notice is that it is highly symmetric.

สิ่งที่อยากให้สังเกตก็คือ มันมีความสมมาตรดีมาก

As a result, it is ambivalent to orientation.

ส่งผลให้มันจัดวางตำแหน่งได้อย่างว่องไว

This gives it an extraordinary capability.

สิ่งนี้ช่วยให้มันมีความสามารถที่ไม่ธรรมาดา

It can move anywhere it wants in space

มันสามารถไปได้ทุกที่ที่มันต้องการ

irrespective of where it is facing

โดยไม่ต้องคำนึงถึงว่ามันต้องหันไปด้านไหน

and even of how it is rotating.

หรือแม้แต่ว่ามันต้องหมุนอย่างไร

มันมีความซับซ้อนในตัวของมันเอง

It has its own complexities,

mainly having to do with the interacting flows

ส่วนใหญ๋เกี่ยวข้องกับกระแสปฏิสัมพันธ์

from its eight propellers.

จากการทำงานของแปดใบพัด

Some of this can be modeled, while the rest can be learned on the fly.

บางส่วนสามารถถูกออกแบบได้ ในขณะที่ ส่วนอื่น ๆ สามารถเรียนรู้ในขณะการบิน

Let's take a look.

มาดูกันครับ

(Applause)

(เสียงปรบมือ)

If flying machines are going to enter part of our daily lives,

ถ้ายานบินพวกนี้กำลังจะมา เป็นส่วนหนึ่งในชีวิตของพวกเรา

they will need to become extremely safe and reliable.

พวกมันจะต้องปลอดภัยมาก ๆ และเชื่อถือวางใจได้

This machine over here

เจ้าเครื่องที่อยู่ตรงนี้

is actually two separate two-propeller flying machines.

จริง ๆ แล้วคือยานบินสองใบพัดสองลำ

This one wants to spin clockwise.

ตัวนี้อยากจะหมุนมันตามเข็มนาฬิกา

This other one wants to spin counterclockwise.

อีกตัวหนึ่งต้องการหมุนทวนเข็มนาฬิกา

When you put them together,

เมื่อเราจับมันมาอยู่ด้วยกัน

they behave like one high-performance quadrocopter.

พวกมันมีพฤติกรรมเหมือนคอร์ดคอบเตอร์ ที่มีประสิทธิภาพสูง

If anything goes wrong, however --

อย่างไรก็ดี ถ้าหากว่ามีอะไรผิดพลาด

a motor fails, a propeller fails, electronics, even a battery pack --

เช่นมอเตอร์พัง ใบพัดเสีย อิเล็กทรอนิกส์ หรือแม้แต่แบตเตอรี่

the machine can still fly, albeit in a degraded fashion.

เครื่องนี้ก็ยังสามารถบินได้ ถึงแม้ว่าจะเป็นแบบที่ไม่ดีเท่าเดิม

We're going to demonstrate this to you now by disabling one of its halves.

เราจะสาธิตให้คุณชม โดยการปิดเครื่องลงส่วนหนึ่ง

(Applause)

(เสียงปรบมือ)

This last demonstration

การสาธิตสุดท้ายนี้

is an exploration of synthetic swarms.

เป็นการศึกษาวิจัยฝูงบินสังเคราะห์

The large number of autonomous, coordinated entities

หลายส่วนที่ถูกประสานงานกัน อย่างอัตโนมัติเป็นจำนวนมาก

offers a new palette for aesthetic expression.

ทำให้เกิดรูปแบบต่าง ๆ ของการแสดงออกทางด้านความสวยงาม

We've taken commercially available micro quadcopters,

เราได้นำคอร์ดคอบเตอร์ขนาดจิ๋ว ที่มีจำหน่ายทั่วไป

each weighing less than a slice of bread, by the way,

จะว่าไปแล้ว แต่ละเครื่องนั้น มีน้ำหนักน้อยกว่าแผ่นขนมปังเสียอีก

and outfitted them with our localization technology

ประกอบพวกมันเข้าไป ด้วยเทคโนโลยีระบุตำแหน่งของเรา

and custom algorithms.

และปรับเปลี่ยนอัลกอริธึมนิดหน่อย

Because each unit knows where it is in space

เนื่องจากแต่ละหน่วยรู้ว่า มันอยู่ตรงไหนในพื้นที่

and is self-controlled,

และพวกมันควบคุมตัวเองได้

there is really no limit to their number.

มันจึงไม่มีข้อจำกัดในเรื่องจำนวนของพวกมัน

(Applause)

(เสียงปรบมือ)

(Applause)

(เสียงปรบมือ)

(Applause)

(เสียงปรบมือ)

Hopefully, these demonstrations will motivate you to dream up

ผมหวังเป็นอย่างยิ่ง ว่าการสาธิตเหล่านี้ จะจุดประกายฝันให้กับคุณเห็นถึง

new revolutionary roles for flying machines.

บทบาทใหม่ของยานบิน

That ultrasafe one over there for example

เช่นเจ้าตัวที่ปลอดภัยสุด ๆ ตรงนั้น

has aspirations to become a flying lampshade on Broadway.

ได้ให้แรงบันดาลใจเป็นโคมไฟบินบนบรอดเวย์

(Laughter)

(เสียงหัวเราะ)

The reality is that it is difficult to predict

เรื่องจริงคือมันเป็นเรื่องยากที่จะคาดการณ์

the impact of nascent technology.

ถึงผลกระทบของเทคโนโลยีที่พึ่งเริ่มตั้งไข่

And for folks like us, the real reward is the journey and the act of creation.

และสำหรับคนอย่างพวกเรา รางวัลที่แท้จริง คือการเดินทางและการสร้างสรรค์

มันเป็นการย้ำเตือนอยู่เสมอ

It's a continual reminder

of how wonderful and magical the universe we live in is,

ว่าจักรวาลที่เราอาศัยอยู่ ยอดเยี่ยมและมีมนต์เสน่ห์อย่างไร

that it allows creative, clever creatures

มันยอมให้สิ่งมีชีวิตที่สร้างสรรค์ ชาญฉลาด

to sculpt it in such spectacular ways.

สลักเสลามันในแบบที่น่าตื่นตายิ่ง

The fact that this technology

เรื่องจริงก็คือว่าเทคโนโลยีนี้

has such huge commercial and economic potential

มีศักยภาพในเชิงพาณิชย์ และเศรษฐกิจอย่างมากนั้น

ยังเป็นเพียงแค่ส่วนเล็กๆ ส่วนหนึ่งเท่านั้น

is just icing on the cake.

Thank you.

ขอบคุณครับ

(Applause)

(เสียงปรบมือ)