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

Перекладач: Oleksiy Pazyuk Утверджено: Khrystyna Romashko

Even nature's most disgusting creatures

Навіть найбільш огидні створіння природи

have important secrets,

мають важливі секрети,

but who would want a swarm of cockroaches

але хто захоче, щоби рій тарганів

coming towards them?

завітав до нього?

Yet one of the greatest differences between natural and human technologies

Одна з великих розбіжностей між природою та людськими технологіями

relates to robustness.

полягає в надійності.

Robust systems are stable in complex

Надійні системи - стабільні у важких

and new environments.

та змінних обставинах.

Remarkably, cockroaches can self-stabilize

Дивовижно, таргани самостабілізуються,

running over rough terrain.

коли біжать нерівною поверхнею.

When we put a jet pack on them,

Коли ми ставили на них реактивний рюкзак

or give them a perturbation like an earthquake,

чи заважали їм, вдаючи землетрус,

we discovered that their wonderfully tuned legs

ми виявили. що їх зразково настроєні ноги

allow them to self-stabilize

дозволяють їм стабілізуватись

without using any of their brainpower.

без використання будь-якої мозкової активності.

They can go over complex terrain like grass,

Вони можуть пересуватись складними поверхнями, такими як трава,

no problem, and not get destabilized.

без труднощів і ускладнення стабілізації.

We discovered a new behavior where,

Ми виявили нову поведінку, коли,

because of their shape,

завдяки своїй формі,

they actually roll automatically to their side

вони мимоволі перекочувались на бік,

to go through this artificial test bit of grass.

щоб пройти крізь цей штучний бар'єр із трави.

Robust systems can perform multiple tasks

Надійні системі можуть виконувати декілька задач,

with the same structure.

використовуючи однакові конструкції.

Here's a new behavior we've discovered.

Ось нова поведінка, яку ми дослідили.

The animals rapidly invert and disappear

Тварина швидко перевертається та зникає

in less than 150 milliseconds — you never see them —

менш, ніж за 150 мілісекунд - ви ніколи їх не побачите -

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

використовуючи такі ж конструкції, як і для бігу - їхні ноги.

They can run upside down

Вони можуть бігти догори дригом

very rapidly on rods, branches and wires,

дуже швидко по лозі, гілці і проводу,

and if you perturb one of those branches,

і якщо ви розгойдаєте гілку,

they can do this.

вони зроблять це саме.

They can perform gymnastic maneuvers

Вони можуть виконувати гімнастичні маневри,

like no robot we have yet.

які не виконає жоден робот.

And they have nearly unlimited

І вони мають майже необмежену

maneuverability with that same structure

рухливість за допомоги однієї конструкції

and unprecedented access to a variety

і безпрецедентний доступ

of different areas.

до безлічі різних областей.

They have wings for flying when they get warm,

Вони мають крила, щоб літати, коли їм тепло,

but they use those same wings to flip over

але вони використовують ті самі крила, щоб перевернутись,

if they get destabilized.

коли вони дестабілізовані.

Very effective.

Дуже ефективно.

Robust systems are also fault tolerant and fail-safe.

Надійні системи здатні працювати при помилках та безпечні при аваріях.

This is the foot of a cockroach.

Це - нога таргана.

It has spines, gluey pads and claws,

Вона складається з шипів, липких пластин та клешнів,

but if you take off those feet,

але якщо ви відірвете ці ноги,

they can still go over rough terrain,

вони зможуть пересуватись поверхнею,

like the bottom video that you see,

як на відео знизу,

without hardly slowing down. Extraordinary.

без значного сповільнення. Надзвичайно.

They can run up mesh without their feet.

Вони можуть бігти сіткою без своїх ніг.

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

Ось тварина використовує звичайну змінну триногу:

three legs, three legs, three legs,

три ноги, три ноги, три ноги,

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

але в дійсності комахи часто гублять свої ноги.

Here's one moving with two middle legs gone.

Ось одна рухається без двох середніх ніг.

It can even lose three legs, in a tripod,

Вона може втратити три ноги, в тринозі,

and adopt a new gait, a hopping gait.

та адаптувати нову ходу, стрибаючу.

And I point out that all of these videos

І я зазначу, що всі ці відео

are slowed down 20 times,

сповільнені в 20 разів,

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

в дійсності вони швидші, коли ви це побачите.

Robust systems are also damage resistant.

Надійні системи також витримують пошкодження.

Here's an animal climbing up a wall.

Ось тварина піднімається по стіні.

It looks like a rapid, smooth, vertical climb,

Виглядає як швидке, плавне, вертикальне сходження,

but when you slow it down,

але коли ви сповільните це,

you see something very different.

ви побачите дещо інше.

Here's what they do.

Ось що трапляється.

They intentionally have a head-on collision with the wall

Вони цілеспрямовано мають зіткнення головою зі стіною:

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

так вони не сповільнюються і можуть перейти вгору

in 75 milliseconds.

за 75 мілісекунд.

And they can do this in part because they have

Частково вони можуть робити таке завдяки своєму

extraordinary exoskeletons.

дивовижному скелету.

And they're really just made up of compliant joints

Вони складаються з еластичних вузлів,

that are tubes and plates

що являють собою труби та пластини,

connected to one another.

з'єднані разом.

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

Ось розріз черевця таргана.

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

Ви бачите ці пластини та еластичні мембрани.

My engineering colleague at Berkeley

Мій колега - інженер з Берклі -

designed with his students

разом зі своїми студентами розробив

a novel manufacturing technique

сучасну технологію виробництва,

where you essentially origami the exoskeleton,

яка дозволяє скласти скелет як орігамі.

you laser cut it, laminate it,

Ви вирізаєте лазером, ламінуєте,

and you fold it up into a robot.

а потім згинаєте, щоб отримати робота.

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

І ви можете зробити це менше, аніж за 15 хвилин.

These robots, called DASH,

Ці роботи називаються DASH,

for Dynamic Autonomous Sprawled Hexapod,

абревіатура від Динамічний Автономний повзучий гексапод,

are highly compliant robots,

це дуже еластичні роботи,

and they're remarkably robust as a result

до того ж дуже надійні, завдяки

of these features.

своїм особливостям.

They're certainly incredibly damage resistant.

Вони, в дійсності, незвичайно захищені від пошкоджень.

(Laughter)

(Сміх)

They even have some of the behaviors of the cockroaches.

Вони навіть мають деякі властивості тарганів.

So they can use their smart, compliant body

Так, вони можуть використовувати своє розумне еластичне тіло

to transition up a wall

для переходу на стіну

in a very simple way.

дуже просто.

They even have some of the beginnings

of the rapid inversion behavior

Вони навіть мають деякі зачатки

where they disappear.

поведінки з швидкою інверсією,

коли вони зникають.

Now we want to know why they can go anywhere.

Тепер ми хочемо знати, чому вони можуть пройти всюди.

We discovered that they can go through

Ми дослідили, що вони можуть проходити

three-millimeter gaps,

the height of two pennies, two stacked pennies,

через трьохміліметрову шпарину.

висотою в дві копійки, одна на одній,

and when they do this,

і коли вони роблять це,

they can actually run through those confined spaces

вони можуть пробігти через цей завужений простір

at high speeds,

на великій швидкості.

although you never see it.

Хоча ви ніколи цього не побачите.

To understand it better,

Щоб краще це зрозуміти,

we did a CT scan of the exoskeleton

ми зробили сканування скелета,

and showed that they can compress their body

і показали, що вони можуть стискати своє тіло

by over 40 percent.

більш, ніж на 40 відсотків.

We put them in a materials testing machine

Ми поклали їх у автомат з тестування матеріалів,

to look at the stress strain analysis

щоб дослідити силу тиску,

and showed that they can withstand forces

і продемонстрували, що вони можуть витримати силу

800 times their body weight,

and after this they can fly and run

в 800 разів більшу, аніж їх власна вага,

а після цього вони можуть літати та бігати

absolutely normally.

So you never know where

цілком нормально.

Ви ніколи не знаєте,

curiosity-based research will lead,

куди вас можуть привести дослідження.

and someday you may want a swarm

І одного дня ви захочете, щоб рій

of cockroach-inspired robots

роботів на кшталт тарганів

to come at you.

завітав до вас.

(Laughter)

(Сміх)

Thank you.

Дякую

(Applause)

(Оплески)