The incredible potential of flexible, soft robots | Giada Gerboni

Çeviri: Figen Ergürbüz Gözden geçirme: Cihan Ekmekçi

So, robots.

Evet, robotlar.

Robots can be programmed

Robotlar, aynı görevi milyonlarca kez

to do the same task millions of times with minimal error,

minimum hatayla yapacak şekilde programlanabilir,

something very difficult for us, right?

bu bizim için çok zor bir şey, değil mi?

And it can be very impressive to watch them at work.

Onları çalışırken izlemek de oldukça etkileyici.

Look at them.

Şöyle bir bakın.

I could watch them for hours.

Onları saatlerce izleyebilirim.

No?

Hayır mı?

What is less impressive

Daha az etkileyici olan şey,

is that if you take these robots out of the factories,

eğer robotları fabrikaların dışına,

where the environments are not perfectly known and measured like here,

buradaki gibi tam olarak bilinmeyen ve ölçülmeyen ortamlara çıkarırsanız

to do even a simple task which doesn't require much precision,

pek hassasiyet gerektirmeyen bir işi bile yapamazlar,

this is what can happen.

yani sonuç bu olur.

I mean, opening a door, you don't require much precision.

Örneğin kapıyı açmak çok fazla dikkat gerektirmez.

(Laughter)

(Kahkahalar)

Or a small error in the measurements,

Ölçümlerde küçük bir hata oldu diyelim,

he misses the valve, and that's it --

kapakçığı ıskalar ve olan olur.

(Laughter)

(Kahkahalar)

with no way of recovering, most of the time.

Çoğu zaman da telafi edemeyiz.

So why is that?

Peki neden?

Well, for many years,

Çünkü yıllardır,

robots have been designed to emphasize speed and precision,

robotlar hız ve hassasiyet üzerine tasarlandı

and this translates into a very specific architecture.

ve bu çok özel bir mimariye dönüştü.

If you take a robot arm,

Bir robot kolunu ele alalım,

it's a very well-defined set of rigid links

oldukça iyi tanımlanmış sert bağlantılar

and motors, what we call actuators,

ve harekete geçirici motorları var,

they move the links about the joints.

bunlar eklem bağlantılarını taşırlar.

In this robotic structure,

Bu robotik yapıda,

you have to perfectly measure your environment,

çevreyi mükemmel bir şekilde ölçmeniz gerekir,

so what is around,

yani çevrede neler olduğunu

and you have to perfectly program every movement

ve robot bağlantılarının her hareketini

of the robot joints,

mükemmel bir şekilde programlamanız gerekir,

because a small error can generate a very large fault,

çünkü küçük bir hata çok büyük bir arızaya yol açabilir.

so you can damage something or you can get your robot damaged

bu nedenle bir şeye zarar verebilirsiniz

if something is harder.

ya da robotunuz hasar görebilir.

So let's talk about them a moment.

O hâlde şimdi onlar hakkında konuşalım.

And don't think about the brains of these robots

Bu tobotların beyinlerini

or how carefully we program them,

ya da onları nasıl dikkatli programladığımızı düşünmeyin,

but rather look at their bodies.

daha ziyade vücutlarına bakın.

There is obviously something wrong with it,

Bir şeylerin yolunda gitmediği çok belli,

because what makes a robot precise and strong

çünkü robotları güçlü ve hassas yapan şey,

also makes them ridiculously dangerous and ineffective in the real world,

onları gerçek dünyada inanılmaz şekilde tehlikeli ve etkisiz kılıyor,

because their body cannot deform

çünkü vücutları deforme olmaz

or better adjust to the interaction with the real world.

veya gerçek dünya ile etkileşim için daha iyi uyum sağlamıyor.

So think about the opposite approach,

Tam tersi bir yaklaşımla ele alalım,

being softer than anything else around you.

çevrenizdeki her şeyden daha hassas olmak.

Well, maybe you think that you're not really able to do anything if you're soft,

Hassas bir yapınız varsa pek bir şey yapamayacağınızı düşünürsünüz,

probably.

muhtemelen.

Well, nature teaches us the opposite.

Ancak doğa bize tam tersini öğretiyor.

For example, at the bottom of the ocean,

Örneğin okyanusun dibinde,

under thousands of pounds of hydrostatic pressure,

binlerce kilo hidrostatik basınç altında,

a completely soft animal

tamamen yumuşak bir deniz hayvanı hareket edebilir

can move and interact with a much stiffer object than him.

ve kendisinden çok daha sert bir nesneyle etkileşime girebilir.

He walks by carrying around this coconut shell

Ayak ve el görevi gören tentaküllerinin esnekliği sayesinde

thanks to the flexibility of his tentacles,

which serve as both his feet and hands.

bu hindistan cevizi kabuğunu taşıyarak yürüyor.

And apparently, an octopus can also open a jar.

Görünüşe göre, bir ahtapot da bir kavanoz açabilir.

It's pretty impressive, right?

Bu oldukça etkileyici, değil mi?

But clearly, this is not enabled just by the brain of this animal,

Ancak açıkçası, bu sadece bu hayvanın beyninin değil,

but also by his body,

aynı zamanda onun bedeninin de mümkün kıldığı bir şey

and it's a clear example, maybe the clearest example,

ve bu, tüm canlı organizmaların sahip olduğu bir tür zekâ olan

of embodied intelligence,

which is a kind of intelligence that all living organisms have.

somutlaşmış zekânın belki de en net örneği.

We all have that.

Hepimiz buna sahibiz.

Our body, its shape, material and structure,

Vücudumuz, şekli, dokusu ve yapısı

plays a fundamental role during a physical task,

fiziksel görevler esnasında temel rol oynadığı için

because we can conform to our environment

çevreye uyum sağlayabiliriz.

so we can succeed in a large variety of situations

Böylece, çok fazla planlama ve hesaplama yapmadan

without much planning or calculations ahead.

çok çeşitli durumlarda başarılı olabiliriz.

So why don't we put some of this embodied intelligence

Öyleyse neden bu somutlaşmış zekâyı

into our robotic machines,

robotik makinelerimize ekleyerek

to release them from relying on excessive work

onları durmadan çalışma, hesap yapma

on computation and sensing?

ve hissetmeye dayalı makineler olmaktan çıkarmıyoruz?

Well, to do that, we can follow the strategy of nature,

Bunu yapmak için doğanın stratejisini takip edebiliriz,

because with evolution, she's done a pretty good job

çünkü evrimle çevre etkileşimi için makine tasarlarken

in designing machines for environment interaction.

oldukça iyi bir iş çıkarıldı.

And it's easy to notice that nature uses soft material frequently

Ayrıca doğanın yumuşak malzemeleri sık sık kullanırken

sert malzemeleri nadiren kullandığını fark edersiniz.

and stiff material sparingly.

And this is what is done in this new field of robotics,

Hassas robotikler olarak adlandırılan bu yeni robotbilim alanında temel amaç

which is called "soft robotics,"

in which the main objective is not to make super-precise machines,

süper hassas makineler yapmak değil,

because we've already got them,

çünkü biz zaten onlara sahibiz,

but to make robots able to face unexpected situations in the real world,

amaç onların gerçek dünyada beklenmedik durumlarla yüzleşebilmelerini sağlamak,

so able to go out there.

yani onları dışarı çıkarabilmek.

And what makes a robot soft is first of all its compliant body,

Bir robotu yumuşak yapan şey, her şeyden önce birbiriyle uyumlu gövdesi;

which is made of materials or structures that can undergo very large deformations,

bu gövde çok fazla aşınmaya dayanabilecek malzeme veya yapıdan oluşuyor,

so no more rigid links,

o hâlde sabit bağlantı olmayacak.

and secondly, to move them, we use what we call distributed actuation,

İkincisi, onları harekete geçirmek için dağıtımlı aktivasyon kullanıyoruz,

so we have to control continuously the shape of this very deformable body,

bu yüzden bu aşınmaya çok müsait gövdeyi sürekli kontrol etmemiz lazım,

which has the effect of having a lot of links and joints,

gövdede çok fazla bağlantı ve eklem varmış etkisi yapıyor

but we don't have any stiff structure at all.

ama hiç sert bir yapıya sahip değiliz.

So you can imagine that building a soft robot is a very different process

Yumuşak robot yapmanın çok daha darklı bir süreç olduğunu görebilirsiniz,

than stiff robotics, where you have links, gears, screws

sert robotlarda birbirine belli şekilde geçirmeniz gereken

that you must combine in a very defined way.

bağlantılar, vontalar ve cıvatalarla uğraşırsınız.

In soft robots, you just build your actuator from scratch

Hassas robotlarda ise yalnızca sıfırdan bir aktüator yapıyorsunuz,

most of the time,

çoğu zaman böyle,

but you shape your flexible material

ama esnek materyalinizi

to the form that responds to a certain input.

belirli bir girdiye cevap verecek formda şekillendiriyorsunuz.

For example, here, you can just deform a structure

Örneğin burada aynı şeyi sert bağlantı ve eklemlerle yapmayı düşürseniz

doing a fairly complex shape

pek karmaşık olmayan bir şekil için yapıyı deforme edebilirsiniz.

if you think about doing the same with rigid links and joints,

and here, what you use is just one input,

Burada ise sadece bir girdi kullanıyorsunuz,

such as air pressure.

örneğin hava basıncı.

OK, but let's see some cool examples of soft robots.

Pekâlâ, şimdi bazı yumuşak robot örneklerine bir göz atalım.

Here is a little cute guy developed at Harvard University,

Burada Harvard Üniversitesi'nde geliştirilen küçük sevimli bir adam var

and he walks thanks to waves of pressure applied along its body,

ve vücudu boyunca uygulanan basınç dalgaları sayesinde yürüyor,

and thanks to the flexibility, he can also sneak under a low bridge,

esnekliği sayesinde alçak bir köprü altından geçebilir

keep walking,

ve yürümeye devam edebilir.

and then keep walking a little bit different afterwards.

Sonra biraz daha farklı bir biçimde yürümeye devam ediyor.

And it's a very preliminary prototype,

Bu demo bir prototip,

but they also built a more robust version with power on board

ama sonrasında hayatın içine gönderilerek hayatla etkileşime girecek

that can actually be sent out in the world and face real-world interactions

çok daha dayanıklı bir versiyon yapıldı,

like a car passing it over it ...

örneğin araba üzerinden geçtiği hâlde

and keep working.

yürümeye devam etmesi.

It's cute.

Sevimli.

(Laughter)

(Kahkahalar)

Or a robotic fish, which swims like a real fish does in water

Belki de gerçek bir balığın suda yüzdüğü gibi yüzen bir robot balık,

simply because it has a soft tail with distributed actuation

çünkü dağıtımlı aktüatöre sahip yumuşak bir kuyruğu var

using still air pressure.

ve sabi hava basıncı kullanıyor.

That was from MIT,

Bu örnek MIT'dendi

and of course, we have a robotic octopus.

ve tabii robotik ahtapotumuz da var.

This was actually one of the first projects

Bu aslında yeni hassas robot alanında geliştirilen ilk projelerden biriydi.

developed in this new field of soft robots.

Here, you see the artificial tentacle,

İşte yapay tentakülü görüyorsunuz,

but they actually built an entire machine with several tentacles

aslında birkaç tentakülle tam bir makine inşa ettiler,

they could just throw in the water,

rahatlıkla suyun içine atabiliyor

and you see that it can kind of go around and do submarine exploration

ve makinenin denizaltı keşfi yapmasını izleyebiliyorsunuz,

in a different way than rigid robots would do.

bunu sert robotlardan oldukça farklı bir şekilde yapıyor.

But this is very important for delicate environments, such as coral reefs.

Fakat bu, mercan resifleri gibi hassas ortamlar için çok önemli.

Let's go back to the ground.

Hadi yeryüzüne geri dönelim.

Here, you see the view

Burada gördüğünüz...

from a growing robot developed by my colleagues in Stanford.

Stanford'daki meslektaşlarımın yaptığı büyüyen bir robot.

You see the camera fixed on top.

Kamera üstüne sabitlenmiş durumda.

And this robot is particular,

Bu robotun özel olmasının sebebi,

because using air pressure, it grows from the tip,

hava basıncı kullanarak bir uçtan büyümesi,

while the rest of the body stays in firm contact with the environment.

bu esnada kalan kısmı çevreyle sıkı temas halinde kalıyor.

And this is inspired by plants, not animals,

Bu teknik için hayvanlardan değil,

benzer bir şekilde materyal aracılığıyla büyüyen bitkilerden esinlenildi.

which grows via the material in a similar manner

so it can face a pretty large variety of situations.

bu yüzden oldukça geniş bir çapta farklı durumla yüzleşebilir.

But I'm a biomedical engineer,

Ben biyotıp mühendisiyim,

and perhaps the application I like the most

belki de en çok sevdiğim uygulama tıp alanı

is in the medical field,

and it's very difficult to imagine a closer interaction with the human body

ve minimal invasif bir cerrahi müdahelede olduğu gibi

than actually going inside the body,

insan vücudunun içine girmektense

for example, to perform a minimally invasive procedure.

insan vücuduyla daha yakın bir etkileşim hayal etmek çok zor.

And here, robots can be very helpful with the surgeon,

Ve burada robotlar, cerraha yardımcı olabiliyorlar,

because they must enter the body

çünkü küçük delikler ve sabit aletler kullanarak

using small holes and straight instruments,

vücudun içine girmeleri gerekiyor

and these instruments must interact with very delicate structures

ve bu aletlerin çok belirsiz bir ortamda çok hassas yapılarla

in a very uncertain environment,

etkileşime girmesi gerekiyor

and this must be done safely.

ve bunun güvenle yapılması lazım.

Also bringing the camera inside the body,

Ayrıca vücudun içine kamera girmesi

so bringing the eyes of the surgeon inside the surgical field

klasik bir endoskop gibi sert bir çubuk kullanarak

can be very challenging if you use a rigid stick,

cerrahın gözlerini cerrahi alanın içine getirmek çok zor olabilir.

like a classic endoscope.

With my previous research group in Europe,

Avrupa'da önceki araştırma grubumla

we developed this soft camera robot for surgery,

klasik endoskoptan çok farklı olan

which is very different from a classic endoscope,

her yöne bükülen ve uzayan modülün esnekliği sayesinde hareket edebilen

which can move thanks to the flexibility of the module

that can bend in every direction and also elongate.

bu hassas kamera robotunu geliştirdik.

And this was actually used by surgeons to see what they were doing

Aslına bakarsanız cerrahlar tarafından kullanıldı,

with other instruments from different points of view,

çevrede neye temas edildiğine bakılmaksızın

without caring that much about what was touched around.

değişik açılardan diğer aletlerin nasıl işlediğini görmeyi amaçlıyorlardı.

And here you see the soft robot in action,

Burada da hassas robotu iş başında görüyorsunuz,

and it just goes inside.

gördüğünüz gibi içeri giriyor.

This is a body simulator, not a real human body.

Bu bir vücut simülatörü, gerçek insan vücudu değil.

It goes around.

İçeride hareket ediyor.

You have a light, because usually,

Bir ışığı var çünkü genellikle vücudumuzun içinde çok fazla ışık yok.

you don't have too many lights inside your body.

We hope.

Öyle umuyoruz.

(Laughter)

(Kahkahalar)

But sometimes, a surgical procedure can even be done using a single needle,

Ancak bazen cerrahi bir müdahale basit bir iğne kullanılarak yapılabilir

and in Stanford now, we are working on a very flexible needle,

ve şu anda Stanford'da çok esnek bir iğne üzerinde çalışıyoruz,

kind of a very tiny soft robot

bir bakıma çok minik bir yumuşak robot,

which is mechanically designed to use the interaction with the tissues

mekanik olarak dokularla etkileşim kurmak

ve gerçek bir organmış gibi hareket etmek üzere tasarlandı.

and steer around inside a solid organ.

This makes it possible to reach many different targets, such as tumors,

Bu, tek bir ekleme noktası ile derin bir organın içinde

deep inside a solid organ

tümörler gibi pek çok farklı hedefe ulaşmayı mümkün kılıyor.

by using one single insertion point.

And you can even steer around the structure that you want to avoid

Üstelik hedefe doğru ilerlerken

kaçınmak istediğiniz yapı etrafında dolaşabilirsiniz.

on the way to the target.

So clearly, this is a pretty exciting time for robotics.

Gördüğünüz gibi bu robotbilim için oldukça heyecan verici bir zaman.

We have robots that have to deal with soft structures,

Hassas yapılarla üzerinde çalıştırdığımız robotlar var,

so this poses new and very challenging questions

Bu da robotbilim topluluğu için yeni ve cevaplanması zor sorular demek

for the robotics community,

and indeed, we are just starting to learn how to control,

ve aslında bu esnek yapıların nasıl kontrol edileceğini,

how to put sensors on these very flexible structures.

sensörlerin nasıl yerleştirileceğini yeni öğrenmeye başlıyoruz.

But of course, we are not even close to what nature figured out

Ancak elbette milyonlarca yıllık evrim sürecinde

in millions of years of evolution.

doğanın keşfettiklerine yakın bile değiliz.

But one thing I know for sure:

Ancak kesin olarak bildiğim tek şey:

robots will be softer and safer,

robotlar daha hassas ve güvenli olacak

and they will be out there helping people.

ve hayatın içinde insanlara yardım edecekler.

Thank you.

Teşekkürler.

(Applause)

(Alkışlar)