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

Translator: Rawee Ma Reviewer: Tisa Tontiwatkul

Even nature's most disgusting creatures

แม้แต่สัตว์โลกที่น่าขยะแขยงมากที่สุด

have important secrets,

ก็ยังมีความลับที่สำคัญซ่อนอยู่

but who would want a swarm of cockroaches

แต่จะมีใครที่อยากให้ฝูงแมลงสาบ

coming towards them?

วิ่งเข้าหาตัวบ้างล่ะ

Yet one of the greatest differences between natural and human technologies

ยังมีสิ่งหนึ่งที่แตกต่างกันมากระหว่าง ธรรมชาติกับเทคโนโลยีของมนุษย์

relates to robustness.

ก็คือความทนทานนั่นเอง

Robust systems are stable in complex

ระบบความทนทานจะมีความเสถึยรแม้ใน

and new environments.

สภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและหลากหลาย

Remarkably, cockroaches can self-stabilize

ที่น่าทึ่งคือ แมลงสาบสามารถทำตัวเอง ให้เสถียรได้

running over rough terrain.

ในการวิ่งผ่านพื้นที่ขรุขระ

When we put a jet pack on them,

เมื่อเราวางของบนหลังแมงสาบ

or give them a perturbation like an earthquake,

หรือสร้างสถานการณ์คล้ายแผ่นดินไหว

we discovered that their wonderfully tuned legs

เราค้นพบว่าขาแมลงสาบปรับได้อย่างน่าพิศวง

allow them to self-stabilize

ทำให้สร้างความเสถึยรภาพได้เอง

without using any of their brainpower.

โดยไม่ได้ใช้ความสามารถของสมองเลย

They can go over complex terrain like grass,

แมลงสาบสามารถผ่านพื้นที่สลับซับซ้อน เช่น หญ้า

no problem, and not get destabilized.

ไม่มีปัญหา และไม่เกิดความไร้เสถึยรภาพ

We discovered a new behavior where,

เราค้นพบพฤติกรรมใหม่

because of their shape,

เนื่องจากรูปร่างของพวกมัน

they actually roll automatically to their side

มันสามารถเดินโคลงเคลงอัตโนมัติจากด้านข้าง

to go through this artificial test bit of grass.

ผ่านหญ้าที่สร้างขึ้นเพื่อทดสอบ

Robust systems can perform multiple tasks

ระบบความทนทาน สามารถทำภารกิจได้หลายแบบ

with the same structure.

ด้วยโครงสร้างแบบเดียวกัน

Here's a new behavior we've discovered.

นี่คือ พฤติกรรมใหม่ที่เราค้นพบ

The animals rapidly invert and disappear

มันพลิกตัวและหายไปได้อย่างรวดเร็ว

in less than 150 milliseconds — you never see them —

น้อยกว่า 150 มิลลิวินาที คุณจะมองไม่เห็นพวกมัน

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

ด้วยการใช้โครงสร้างแบบเดียวกันนั้น พวกมันใช้ขาวิ่ง

They can run upside down

สามารถวิ่งขึ้นลง

very rapidly on rods, branches and wires,

อย่างรวดเร็วบนไม้ กิ่งไม้ หรือลวด

and if you perturb one of those branches,

และถ้าคุณทำให้กิ่งไม้เหล่านั้นพันกัน

they can do this.

พวกมันก็ยังวิ่งขึ้นลงได้เหมือนเดิม

They can perform gymnastic maneuvers

พวกมันสามารถแสดงกายกรรมยักย้ายไปมา

like no robot we have yet.

เหมือนหุ่นยนต์ที่พวกเรายังไม่เคยมี

And they have nearly unlimited

และพวกมันไร้ขีดจำกัด

maneuverability with that same structure

ในการยักย้ายด้วยโครงสร้างแบบเดียวกัน

and unprecedented access to a variety

ในการเข้าถึงแบบคาดเดาไม่ได้ในพื้นที่

of different areas.

ที่แตกต่างหลายแบบ

They have wings for flying when they get warm,

พวกมันมีปีกไว้บินเมื่ออากาศอบอุ่น

but they use those same wings to flip over

และพวกมันก็จะขยับปีก

if they get destabilized.

เมื่อรู้สึกถึงความไม่เสถียรภาพ

Very effective.

มีประสิทธิภาพมากจริงๆ

Robust systems are also fault tolerant and fail-safe.

ระบบความทนทานมีทั้งระบบคงทน ต่อความเสียหายและระบบป้องกันภัย

This is the foot of a cockroach.

นี่คือเท้าของแมลงสาบตัวหนึ่ง

It has spines, gluey pads and claws,

มันมีหนาม แผ่นเท้าที่เหนียว และเล็บ

but if you take off those feet,

แต่ถ้าคุณตัดเท้าพวกนี้ออกมา

they can still go over rough terrain,

พวกมันยังสามารถเดินเหนือพื้นดินขรุขระ

like the bottom video that you see,

เหมือนตอนท้ายวิดีโอที่เห็นนี้

without hardly slowing down. Extraordinary.

โดยไม่ช้าลงได้อย่างผิดธรรมดา

They can run up mesh without their feet.

มันสามารถวิ่งอย่างรวดเร็ว ประสานงานกันแม้ว่าไม่มีเท้า

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

นี้คือสัตว์ที่ใช้รูปแบบทั่วไปมีสามขาสลับกันไปมา

three legs, three legs, three legs,

สามขา สามขา สามขา

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

โดยธรรมชาติ แมลงมันสูญเสียขาของพวกมัน

Here's one moving with two middle legs gone.

นีคือหนึ่งในแมลงที่เดินด้วยขากลางสองขา

It can even lose three legs, in a tripod,

แม้ว่ามันจะขาขาดสามขา

and adopt a new gait, a hopping gait.

และดัดแปลงท่าทางเดินใหม่ ท่าทางกระโดด

And I point out that all of these videos

และผมจะชี้ให้เห็นในวีดีโอเหล่านี้

are slowed down 20 times,

โดยให้ช้าลง 20 เท่า

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

ดังนั้นจะเห็นว่าพวกมันเร็วมาก ถ้าคุณสังเกตเห็น

Robust systems are also damage resistant.

ระบบความทนทานมีการคงทนต่อความเสียหาย

Here's an animal climbing up a wall.

นี่คือสัตว์ที่กำลังปีนกำแพง

It looks like a rapid, smooth, vertical climb,

มันดูเหมือนว่าเร็ว นุ่มนวล และไต่แนวดิ่ง

but when you slow it down,

แต่ถ้าทำให้มันดูช้าลง

you see something very different.

จะมองเห็นบางอย่างที่แตกต่างมาก

Here's what they do.

นี่คือสิ่งที่พวกมันทำ

They intentionally have a head-on collision with the wall

พวกมันตั้งใจที่จะใช้หัวประสานกันกับกำแพง

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

ซึ่งจะทำให้ไม่ช้าลงและตั้งตัวขึ้นไปได้ด้วย

in 75 milliseconds.

ในเวลา 75 ล้านวินาที

And they can do this in part because they have

พวกมันสามารถทำได้ในแบบนี้ เพราะพวกมัน

extraordinary exoskeletons.

มีโครงสร้างที่ผิดธรรมดามาก

And they're really just made up of compliant joints

และพวกมันถูกสร้างขึ้นมาด้วยชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อ

that are tubes and plates

ด้วยท่อและแผ่น

connected to one another.

ประสานซึ่งกันและกัน

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

นี่คือการผ่าวิเคราะห์ดูช่องท้องของแมลงสาบ

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

คุณจะเห็นแผ่นเหล่านี้ และเยื่อหุ้มบาง ๆ ที่สอดคล้องกัน

My engineering colleague at Berkeley

เพื่อนวิศวกรร่วมงามของผมที่เบิร์กลีย์

designed with his students

ได้ออกแบบร่วมกับนักศึกษา

a novel manufacturing technique

เทคนิคการผลิตที่ไม่เคยมีมาก่อน

where you essentially origami the exoskeleton,

ที่มีโครงสร้างแบบการพับกระดาษที่พิเศษยิ่ง

you laser cut it, laminate it,

คุณใช้เลเซอร์ตัดมันแล้วประกบมัน

and you fold it up into a robot.

แล้วนำมารวมกันเป็นหุ่นยนต์ตัวหนึ่ง

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

และตอนนี้คุณสามารถทำมัน โดยใช้เวลาน้อยกว่า 15 นาที

These robots, called DASH,

หุ่นยนต์เหล่านี้ เรียกว่า แดส

for Dynamic Autonomous Sprawled Hexapod,

ชื่อ ไดนามิค ออโตโนมัติ สปอร์ เฮ็กซาพอด

are highly compliant robots,

คือหุ่นยนต์ที่เลียนแบบได้อย่างสูงยิ่ง

and they're remarkably robust as a result

และพวกมันทนทานอย่างแน่นอนด้วยเหตุผล

of these features.

จากรูปร่างเหล่านี้

They're certainly incredibly damage resistant.

แน่นอนพวกมันทนทาน ต่อความเสียหายอย่างเหลือเชื่อ

(Laughter)

(เสียงหัวเราะ)

They even have some of the behaviors of the cockroaches.

พวกมันมีแม้แต่พฤติกรรมบางอย่างของแมลงสาบ

So they can use their smart, compliant body

พวกมันใช้ความชำนาญ และรูปทรงที่ง่ายต่อ

to transition up a wall

การไต่กำแพงขึ้น

in a very simple way.

ด้วยวิธีการแบบเรียบง่าย

They even have some of the beginnings

และพวกมันมีแม้แต่บางอย่างจากสิ่งเริ่มต้น

of the rapid inversion behavior

ในการพลิกตัวอย่างรวดเร็ว

where they disappear.

เมื่อจะหายตัว

Now we want to know why they can go anywhere.

ตอนนี้เราต้องการจะรู้ว่าทำไมพวกมันไปได้ทุกที่

We discovered that they can go through

เราค้นพบว่าพวกมันสามารถผ่านไปได้

three-millimeter gaps,

ช่องว่างสามมิลลิเมตร

the height of two pennies, two stacked pennies,

ความสูงของเหรียญสองเพ็นนีที่วางซ้อนกัน

and when they do this,

และตอนที่พวกมันทำเช่นนี้

they can actually run through those confined spaces

พวกมันสามารถวิ่งผ่านพื้นที่ช่องว่างนี้

at high speeds,

ด้วยอัตราความเร็ว

although you never see it.

ที่แม้แต่คุณก็ไม่เคยเห็นมาก่อน

To understand it better,

เพื่อให้เข้าใจได้ดียิ่งขึ้น

we did a CT scan of the exoskeleton

เราได้ทำ ซีที สแกนโครงสร้าง

and showed that they can compress their body

และแสดงให้เห็นว่า พวกมันสามารถหดรูปร่างตัวเอง

by over 40 percent.

มากกว่าร้อยละ 40

We put them in a materials testing machine

เราวางพวกมันลงในเครื่องจักรทดสอบโลหะ

to look at the stress strain analysis

เพื่อค้นหาวิเคราะห์แรงเค้น

and showed that they can withstand forces

และแสดงให้เห็นว่า พวกมันสามารถทนแรงกดดัน

800 times their body weight,

มากกว่า 800 เท่าของร่างมันเอง

and after this they can fly and run

และหลังจากนั้นพวกมันสามารถบินและวิ่ง

absolutely normally.

แบบปกติทั่วไป

So you never know where

อืม คุณไม่รู้หรอกว่า

curiosity-based research will lead,

งานวิจัยที่มาจากความสงสัย จะนำไปสู่ที่ไหน

and someday you may want a swarm

และในวันหนึ่งคุณอาจจะต้องการฝูงแมลง

of cockroach-inspired robots

หุ่นยนต์ที่ได้แรงบันดาลใจจากแมลงสาบ

to come at you.

ให้มาหาพวกคุณ

(Laughter)

(เสียงหัวเราะ)

Thank you.

ขอบคุณครับ

(Applause)

(เสียงปรบมือ)