A robot that runs and swims like a salamander | Auke Ijspeert

Translator: Chau Thanh Phan Reviewer: Tan Doan Nhut

This is Pleurobot.

Đây là Pleurobot.

Pleurobot is a robot that we designed to closely mimic a salamander species

Pleurobot là một loại người máy được thiết kế để mô phỏng loài kì nhông

called Pleurodeles waltl.

gọi là "kì đà Pleurodeles"

Pleurobot can walk, as you can see here,

Như bạn thấy đó, Pleurobot có thể đi được,

and as you'll see later, it can also swim.

Nó cũng bơi được, bạn sẽ thấy ngay sau đây.

So you might ask, why did we design this robot?

Có thể bạn sẽ hỏi, tại sao lại tạo ra con robot này ?

And in fact, this robot has been designed as a scientific tool for neuroscience.

Thực tế, con robot này là một công cụ khoa học của khoa thần kinh học

Indeed, we designed it together with neurobiologists

Các nhà thần kinh học đã cùng chúng tôi tạo ra nó

to understand how animals move,

để hiểu rõ về sự di chuyển của động vật

and especially how the spinal cord controls locomotion.

đặc biệt là cách cột sống kiểm soát sự vận động của cơ thể

But the more I work in biorobotics,

Càng làm việc với robot sinh học,

the more I'm really impressed by animal locomotion.

tôi càng ấn tượng về sự vận động của động vật.

If you think of a dolphin swimming or a cat running or jumping around,

Nếu bạn nghĩ đến một con cá heo đang bơi hay một con mèo đang chạy nhảy

or even us as humans,

hoặc thậm chí chúng ta, con người

when you go jogging or play tennis,

khi chúng ta chạy bộ hoặc chơi tennis,

we do amazing things.

chúng ta làm nhiều điều kinh ngạc.

And in fact, our nervous system solves a very, very complex control problem.

Thực tế,

hệ thần kinh chúng ta phải giải quyết một vấn đề điều khiển cực kì phức tạp

It has to coordinate more or less 200 muscles perfectly,

Nó phải phối hợp hoàn hảo với trên dưới 200 cơ,

because if the coordination is bad, we fall over or we do bad locomotion.

vì nếu phối họp không tốt ta sẽ mất thăng bằng và khó vận động được

And my goal is to understand how this works.

Và mục tiêu của tôi là hiểu rõ nó diễn ra như thế nào

There are four main components behind animal locomotion.

Có 4 bộ phận chính cấu thành sự vận động của động vật

The first component is just the body,

bộ phận thứ nhất là thân mình

and in fact we should never underestimate

Thực ra, chúng ta không nên đánh giá thấp

to what extent the biomechanics already simplify locomotion in animals.

mức độ các cơ chế sinh học làm đơn giản hóa sự vận động của động vật

Then you have the spinal cord,

Sau đó là cột sống

and in the spinal cord you find reflexes,

và trong cột sống có sự phản xạ

multiple reflexes that create a sensorimotor coordination loop

Nhiều phản xạ tạo nên vòng lặp phối hợp vận động cảm giác

between neural activity in the spinal cord and mechanical activity.

giữa cử động của thần kinh cột sống và cử động cơ học

A third component are central pattern generators.

Bộ phận thứ ba là các trung tâm tạo mẫu

Đây là những mạch điện rất thú vị có trong cột sống của động vật có xương sống

These are very interesting circuits in the spinal cord of vertebrate animals

that can generate, by themselves,

có thể tự tạo ra

very coordinated rhythmic patterns of activity

các mẫu cử động rất nhịp nhàng theo nhịp (phách)

trong khi chỉ cần tiếp nhận tín hiệu đầu vào rất đơn giản

while receiving only very simple input signals.

And these input signals

Và những tín hiệu này

coming from descending modulation from higher parts of the brain,

đến từ sự điều tiết từ những phần cao hơn của bộ não,

like the motor cortex, the cerebellum, the basal ganglia,

giống như là võ não vận động, tiểu não, hạch nền,

will all modulate activity of the spinal cord

tất cả sẽ điều biến sự cử động của cột sống

while we do locomotion.

khi chúng ta vận động.

But what's interesting is to what extent just a low-level component,

Nhưng, điều thú vị chính là mức độ chỉ một bộ phận thấp hơn

the spinal cord, together with the body,

như cột sống và cơ thể,

already solve a big part of the locomotion problem.

đã gỡ rối một phần lớn trong vấn đề vận động.

You probably know it by the fact that you can cut the head off a chicken,

Có lẽ bạn sẽ biết qua thực tế khi bạn chặt đầu một con gà,

it can still run for a while,

nó vẫn còn chạy được một lúc

showing that just the lower part, spinal cord and body,

điều đó cho thấy phần thấp hơn như cột sống và cơ thể

already solve a big part of locomotion.

đã gỡ rối một phần lớn vấn đề vận động

Now, understanding how this works is very complex,

Bây giờ, rất khó để hiểu nó diễn ra như thế nào

because first of all,

bởi vì trước hết,

recording activity in the spinal cord is very difficult.

sẽ rất là khó để ghi lại các cử động trong cột sống

It's much easier to implant electrodes in the motor cortex

Cấy các điện cực vào vỏ não vận động sẽ dễ dàng hơn

than in the spinal cord, because it's protected by the vertebrae.

so với cấy vào cột sống, bởi vì nó được bảo vệ bởi đốt sống

Especially in humans, very hard to do.

Đặc biệt, rất khó làm trên con người.

A second difficulty is that locomotion is really due to a very complex

Phần khó khăn thứ hai,

chính là sự vận động, do tính chất phức tạp của nó

and very dynamic interaction between these four components.

và sự tương tác năng động giữa 4 bộ phận này

So it's very hard to find out what's the role of each over time.

Vì thế sẽ rất khó để tìm ra vai trò của mỗi bộ phận này

This is where biorobots like Pleurobot and mathematical models

Đây là nơi các robot sinh học như Pleurobot và các mô hình toán học

can really help.

có thể thật sự hữu ích

So what's biorobotics?

Vậy robot sinh học là gì?

Biorobotics is a very active field of research in robotics

Robot sinh học là một lĩnh vực mới trong nghiên cứu robot

where people want to take inspiration from animals

Nơi mọi người muốn lấy cảm hứng từ các loại động vật

để chế tạo ra các robot có thể đi lại ngoài trời

to make robots to go outdoors,

like service robots or search and rescue robots

như các robot dịch vụ và những robot tìm kiếm và cứu hộ

or field robots.

hoặc các robot trinh sát

And the big goal here is to take inspiration from animals

Và mục tiêu lớn ở đây là lấy cảm hứng từ những con vật

to make robots that can handle complex terrain --

để làm ra các robot có thể xử lí địa hình phức tạp

stairs, mountains, forests,

như cầu thang, đồi núi, rừng,

places where robots still have difficulties

nhưng nơi mà robot vẫn còn những khó khăn

and where animals can do a much better job.

và nơi mà động vật có thể làm tốt hơn.

The robot can be a wonderful scientific tool as well.

Robot có thể là một công cụ khoa học tuyệt vời

Robot có thể được dùng trong một vài dự án

There are some very nice projects where robots are used,

like a scientific tool for neuroscience, for biomechanics or for hydrodynamics.

như là một công cụ khoa học

của ngành thần kinh học,

y sinh và thủy động lực học

And this is exactly the purpose of Pleurobot.

Và đây chính là mục đích sự ra đời pleurobot.

So what we do in my lab is to collaborate with neurobiologists

Vì vậy, chúng tôi đã

hợp tác với các nhà thần kinh học

like Jean-Marie Cabelguen, a neurobiologist in Bordeaux in France,

như Jean-Marie Cabelguen, nhà thần kinh học ở Bordeaux, Pháp,

and we want to make spinal cord models and validate them on robots.

chúng tôi muốn làm ra những mẫu cột sống

và áp dụng chúng trên robot.

And here we want to start simple.

Chúng ta muốn khởi đầu đơn giản.

So it's good to start with simple animals

Vì vậy rất tốt để bắt đầu ở các động vật đơn giản

like lampreys, which are very primitive fish,

như Cá mút đá, một loài cá rất thô sơ

and then gradually go toward more complex locomotion,

rồi dần tiến đến sự vận động phức tạp hơn

like in salamanders,

như ở loài kì nhông

but also in cats and in humans,

và thậm chí là mèo, con người

in mammals.

các loài động vật có vú.

And here, a robot becomes an interesting tool

Và ở đây, robot đã trở thành một công cụ thú vị

to validate our models.

để hợp thức hóa các mô hình của chúng tôi.

And in fact, for me, Pleurobot is a kind of dream becoming true.

Theo tôi, Pleurobot thực sự là một ước mơ trở thành sự thật .

Like, more or less 20 years ago I was already working on a computer

Giống như khoảng 20 năm trước, lúc tôi đang làm việc trên máy tính,

making simulations of lamprey and salamander locomotion

mô phỏng vận động của cá chình và kì nhông.

during my PhD.

trong quá trình học lên tiến sĩ.

But I always knew that my simulations were just approximations.

Nhưng tôi luôn biết những mô phỏng của tôi chỉ xấp xỉ gần đúng

Like, simulating the physics in water or with mud or with complex ground,

như mô phỏng vật lí trong nước, hoặc với bùn đất, địa hình phức tạp,

it's very hard to simulate that properly on a computer.

rất khó để mô phỏng chính xác trên máy tính

Why not have a real robot and real physics?

Sao không dùng robot thật hay vật lý thật ?

So among all these animals, one of my favorites is the salamander.

Cho nên kì đà là loài yêu thích của tôi trong các loài kể trên

You might ask why, and it's because as an amphibian,

Bạn có lẽ sẽ thắc mắc tại sao. Bởi vì nó là một loài động vật lưỡng cư,

it's a really key animal from an evolutionary point of view.

Từ phía quan điểm tiến hóa, nó thật sự là một loài chủ chốt.

It makes a wonderful link between swimming,

Nó tạo nên liên kết tuyệt vời giữa bơi lội

as you find it in eels or fish,

Có thể thấy ở cá hoặc lươn,

and quadruped locomotion, as you see in mammals, in cats and humans.

và sự vận động trên bốn chân ở các loài có vú như mèo và con người.

And in fact, the modern salamander

Thực tế, loài kì nhông hiện đại

is very close to the first terrestrial vertebrate,

rất gần với loài có xương sống trên cạn đầu tiên

so it's almost a living fossil,

Nó gần như là một hóa thạch sống

which gives us access to our ancestor,

giúp ta tiếp cận với tổ tiên chúng ta

the ancestor to all terrestrial tetrapods.

cũng như tổ tiên các loài động vật bốn chân trên mặt đất.

So the salamander swims

Loài kì nhông bơi

by doing what's called an anguilliform swimming gait,

theo kiểu con lươn,

so they propagate a nice traveling wave of muscle activity from head to tail.

nó uốn lượn sóng, rất đẹp

bởi hoạt động của cơ từ đầu đến đuôi

And if you place the salamander on the ground,

Và nếu bạn đặt con kì nhông trên mặt đất,

it switches to what's called a walking trot gait.

nó sẽ chuyển sang kiểu đi nước kiệu

Tạo ra sự kích hoạt theo chu kì của các chi

In this case, you have nice periodic activation of the limbs

which are very nicely coordinated

được phối hợp rất nhịp nhàng

with this standing wave undulation of the body,

với sự gợn sóng sóng đứng của cơ thể.

and that's exactly the gait that you are seeing here on Pleurobot.

và đây chính là dáng đi bạn đang thấy ở Pleurobot.

Now, one thing which is very surprising and fascinating in fact

Bây giờ, một điều thật sự đáng ngạc nhiên và hấp dẫn chính là

is the fact that all this can be generated just by the spinal cord and the body.

sự thật tất cả sự gợn sóng trên có thể tạo ra bởi cột sống và cơ thể.

So if you take a decerebrated salamander --

Vậy, nếu bạn lấy một con kì nhông không não

it's not so nice but you remove the head --

có vẻ không hay chút nào...

chặt đầu nó đi

and if you electrically stimulate the spinal cord,

Và kích điện cột sống của nó

at low level of stimulation this will induce a walking-like gait.

ở một mức thấp sẽ khiến nó có kiểu đi như là đi bộ vậy.

Kích điện thêm chút nữa, bước đi sẽ tăng tốc lên.

If you stimulate a bit more, the gait accelerates.

And at some point, there's a threshold,

Một lúc nào đó, sẽ đạt đến ngưỡng

and automatically, the animal switches to swimming.

con vật này tự động chuyển sang bơi.

Thật là kì diệu.

This is amazing.

Just changing the global drive,

Chỉ thay đổi xu hướng chung,

as if you are pressing the gas pedal

như thể bạn đang ấn chân ga tăng tốc

of descending modulation to your spinal cord,

sự chuyển tiếp đi xuống cột sống của bạn

makes a complete switch between two very different gaits.

Tạo nên một sự chuyển đổi hoàn toàn giữa hai kiểu đi khác nhau.

And in fact, the same has been observed in cats.

Thực tế, có thể thấy điều tương tự này trên loài mèo.

If you stimulate the spinal cord of a cat,

Nếu bạn kích thích cột sống của mèo,

you can switch between walk, trot and gallop.

bạn có thể làm cho nó đi bộ, nước kiệu hoặc phi.

Or in birds, you can make a bird switch between walking,

Hoặc ở chim, bạn có thể làm cho nó đi bộ,

at a low level of stimulation,

ở mức kích thích thấp

and flapping its wings at high-level stimulation.

và làm nó vỗ cánh được ở mức cao hơn.

And this really shows that the spinal cord

Điều này thật sự cho thấy cột sống

is a very sophisticated locomotion controller.

là một hệ thống điều khiển vận động rất phức tạp

So we studied salamander locomotion in more detail,

Chúng tôi nghiên cứu kĩ hơn sự vận động loài kì nhông

and we had in fact access to a very nice X-ray video machine

Chúng tôi đã thật sự tiếp cận với một máy x-quang rất đẹp

from Professor Martin Fischer in Jena University in Germany.

từ tiến sĩ Martin Fischer, tại ĐH Jena, Đức.

And thanks to that, you really have an amazing machine

Và nhờ đó, chúng tôi đã có được một cỗ máy kinh ngạc

to record all the bone motion in great detail.

có thể ghi lại tất cả chuyển động của xương rất chi tiết.

That's what we did.

Đó là điều chúng tôi đã làm

So we basically figured out which bones are important for us

Vậy cơ bản chúng tôi đã tìm được loại xương quan trọng

and collected their motion in 3D.

và thu thập chuyển động của chúng dưới dạng 3D.

And what we did is collect a whole database of motions,

Việc chúng tôi làm là thu thập cả cơ dữ liệu những chuyển động

both on ground and in water,

cả trên mặt đất và dưới nước

to really collect a whole database of motor behaviors

để có thể thật sự thu thập hết cơ sở dữ liệu các chuyển động

that a real animal can do.

And then our job as roboticists was to replicate that in our robot.

của một con vật thật sự.

Công việc của những kĩ sư chúng tôi là phỏng lại nó trên robot.

So we did a whole optimization process to find out the right structure,

Chúng tôi đã hoàn thành

cả một quá trình tối ưu hóa để tìm ra một kết cấu đúng

where to place the motors, how to connect them together,

tìm ra nơi để gắn các động cơ vào, cách để nối chúng với nhau,

to be able to replay these motions as well as possible.

để có thể làm lại các chuyển động này giống nhất có thể.

And this is how Pleurobot came to life.

Và đây là cách Pleurobot được ra đời.

So let's look at how close it is to the real animal.

Vậy hãy xem nó giống với động vật thật như thế nào.

So what you see here is almost a direct comparison

Cái bạn đang thấy đây là một sự so sánh trực tiếp

between the walking of the real animal and the Pleurobot.

giữa cách đi bộ của một động vật thật và pleurobot.

You can see that we have almost a one-to-one exact replay

Bạn có thể thấy đoạn phát lại, gần như khớp nhau

of the walking gait.

cách đi bô.

If you go backwards and slowly, you see it even better.

Đi lùi chậm về phía sau bạn sẽ thấy rõ hơn.

But even better, we can do swimming.

Nhưng sẽ thậm chí tốt hơn, nếu chúng tôi bơi được.

So for that we have a dry suit that we put all over the robot --

Như thế chúng tôi mới có bồ độ lặn để mặc cho robot được.

(Laughter)

(tiếng cười)

and then we can go in water and start replaying the swimming gaits.

Sau đó, chúng tôi đi xuống nước và bắt đầu làm lại các kiểu bơi.

And here, we were very happy, because this is difficult to do.

Khi đó chúng tôi rất vui vì khá khó để thực hiện điều này.

The physics of interaction are complex.

Sự tương tác vật lý phức tạp.

Our robot is much bigger than a small animal,

Robot chúng tôi lớn hơn so với con vật nhỏ đó.

so we had to do what's called dynamic scaling of the frequencies

Vì thế chúng tôi phải làm cái gọi là tỷ lệ năng động tần suất

to make sure we had the same interaction physics.

để chắc chắn có được sự tương tác vật lí tương tự.

But you see at the end, we have a very close match,

Bạn thấy đó, cuối cùng chúng tôi có sự rất tương xứng.

and we were very, very happy with this.

Và chúng tôi rât rất vui với điều này.

So let's go to the spinal cord.

Vậy, bây giờ chúng ta hãy tiến đến cột sống.

So here what we did with Jean-Marie Cabelguen

Việc chúng tôi làm với Jean-Marie Cabelguen

is model the spinal cord circuits.

là bắt chước theo mẫu các mạch điện cột sống.

And what's interesting is that the salamander

Điều thú vị là loài kì nhông

has kept a very primitive circuit,

giữ một mạch điện rất nguyên thủy

which is very similar to the one we find in the lamprey,

giống với cái chúng tôi đã tìm thấy ở cá chình,

this primitive eel-like fish,

ở loài cá nguyên thủy giống lươn này,

and it looks like during evolution,

và nó giống trong suốt sự tiến hóa,

new neural oscillators have been added to control the limbs,

Các nơ ron giao động được gắn vào để điều khiển các chi,

to do the leg locomotion.

thực hiện sự vận động chân.

And we know where these neural oscillators are

Chúng tôi biết các nơ ron này nằm ở đâu,

but what we did was to make a mathematical model

chúng tôi đã tạo ra một mô hình toán học

to see how they should be coupled

để biết nên kết hợp chúng như thế nào

to allow this transition between the two very different gaits.

nhằm tạo ra sự chuyển tiếp giữa hai kiểu đi rất khác nhau.

And we tested that on board of a robot.

Chúng tôi đã thử trên bo mạch của robot.

And this is how it looks.

Và nó diễn ra như thế này đây.

So what you see here is a previous version of Pleurobot

Cái mà thấy ở đây là một phiên bản cũ của Pleurobot

that's completely controlled by our spinal cord model

được hoàn toàn điều khiển bởi mẫu cột sống của chúng tôi

programmed on board of the robot.

được lập trình trên bo mạch của robot.

And the only thing we do

Và việc duy nhất chung tôi làm

is send to the robot through a remote control

là gửi đến robot qua bộ điều khiển từ xa

the two descending signals it normally should receive

hai tín hiệu giảm dần nó thường nên nhận được

from the upper part of the brain.

từ phần trên của bộ não.

And what's interesting is, by playing with these signals,

Điều thú vị là, khi thay đổi các tín hiệu này

we can completely control speed, heading and type of gait.

chúng tôi hoàn toàn có thể điều khiển tốc độ, hướng và kiểu đi.

For instance,

Vị dụ,

when we stimulate at a low level, we have the walking gait,

khi chúng tôi khích thích ở mức thấp, chúng tôi có dáng đi bộ,

and at some point, if we stimulate a lot,

và một lúc nào đó, nếu chúng tôi kích nhiều hơn

very rapidly it switches to the swimming gait.

nó sẽ chuyển sang dáng bơi rất nhanh.

And finally, we can also do turning very nicely

Chúng tôi có thể làm cho nó xoay tròn rất đẹp,

by just stimulating more one side of the spinal cord than the other.

bằng cách kích thích một phía của cột sống nhiều hơn phía còn lại.

And I think it's really beautiful

Tôi nghĩ nó đẹp thật sự,

how nature has distributed control

cách thiên nhiên đã phân phối sự kiểm soát

to really give a lot of responsibility to the spinal cord

để thật sự cho cột sống nhiều trách nhiệm,

vì thế phần trên của bộ nào không cần phải quan tâm gì đến mỗi cơ bắp.

so that the upper part of the brain doesn't need to worry about every muscle.

It just has to worry about this high-level modulation,

Nó chỉ phải quan tâm đến sự điều biến mức độ cao này.

and it's really the job of the spinal cord to coordinate all the muscles.

Thật sự, đây là công việc của cột sống để điều phối tất cả các cơ.

So now let's go to cat locomotion and the importance of biomechanics.

Bây giờ ta chuyển sang sự vận động của mèo mà tầm quan trọng của y sinh.

So this is another project

Đây là một dự án khác,

where we studied cat biomechanics,

nơi chúng tôi nghiên cứu cơ chế sinh học của mèo.

and we wanted to see how much the morphology helps locomotion.

Chúng tôi muốn biết hình thái học giúp đỡ sự vận động nhiều như thế nào.

And we found three important criteria in the properties,

Và chúng tôi đã tìm ra ba tiêu chí quan trọng trong những đặc điểm của chi.

basically, of the limbs.

The first one is that a cat limb

Đặc điểm thứ nhất,

more or less looks like a pantograph-like structure.

chi mèo gần giống với kết cấu khung hình thoi

Cấu trúc khung truyền dẫn này là một cấu trúc cơ học

So a pantograph is a mechanical structure

which keeps the upper segment and the lower segments always parallel.

giữ các phân mảnh cao hơn và thấp hơn luôn luôn song song.

So a simple geometrical system that kind of coordinates a bit

Vậy một hệ thống hình học khá đơn giản điều phối một ít

the internal movement of the segments.

sự chuyển động bên trong các phân mảnh.

A second property of cat limbs is that they are very lightweight.

Một đặc điểm thứ hai là các chi mèo rất nhẹ.

Most of the muscles are in the trunk,

Hầu hết các cơ nằm ở phần thân,

which is a good idea, because then the limbs have low inertia

đây là một ý tưởng tốt, bởi vì các chi mèo có quán tính thấp

and can be moved very rapidly.

và có thể được di chuyển rất nhanh.

The last final important property is this very elastic behavior of the cat limb,

Đặc điểm quan trọng cuối cùng, chi mèo có tính rất đàn hồi

so to handle impacts and forces.

nhằm để điều phối các tác động và lực.

And this is how we designed Cheetah-Cub.

Và đây là cách chúng tôi thiết kế Cheetah-Cub

So let's invite Cheetah-Cub onstage.

Vậy hãy mời Cheetah-Cub lên sân khấu nào.

So this is Peter Eckert, who does his PhD on this robot,

Đây là Peter Heckert, người được cấp bằng tiến sĩ nhờ tạo ra con robot này.

and as you see, it's a cute little robot.

Bạn thấy đấy, đây là một robot nhỏ dễ thương

It looks a bit like a toy,

Nhìn khá giống một món đồ chơi,

but it was really used as a scientific tool

nhưng thật sự nó được sử dụng như một công cụ khoa học,

to investigate these properties of the legs of the cat.

để nghiên cứu các đặc điểm của chân mèo.

So you see, it's very compliant, very lightweight,

Bạn thấy, nó rất mềm mỏng, nhẹ,

and also very elastic,

và cũng rất đàn hồi,

so you can easily press it down and it will not break.

vì thế bạn có thể đè nó xuống dễ dàng mà không sợ làm gãy.

It will just jump, in fact.

Thực tế, nó chỉ sẽ nhảy lên.

And this very elastic property is also very important.

Và tính chất đàn hồi này cũng rất quan trọng.

And you also see a bit these properties

Bạn cũng thấy đặc điểm

of these three segments of the leg as pantograph.

của ba phân mảnh của chân như là một khung hình thoi.

Now, what's interesting is that this quite dynamic gait

Điều thú vị ở đây chính là dáng đi năng động này

is obtained purely in open loop,

hoàn toàn có được trong vòng lặp mở,

nghĩa là không có các cảm biến và những vòng lặp phản hồi phức tạp.

meaning no sensors, no complex feedback loops.

And that's interesting, because it means

Và nó thú vị, bởi nó có nghĩa rằng

that just the mechanics already stabilized this quite rapid gait,

các cơ chế đã làm ổn định dáng đi khá nhanh chóng này.

and that really good mechanics already basically simplify locomotion.

Về cơ bản, các cơ chế thực sự tốt này đã làm đơn giản hóa sự vận động.

To the extent that we can even disturb a bit locomotion,

Đến một mức chúng tôi có thể thậm chí làm xáo trộn vận động một chút,

as you will see in the next video,

như bạn sẽ thấy ở đoạn video tới,

where we can for instance do some exercise where we have the robot go down a step,

Ví dụ như đoạn mà chúng tôi đưa ra một số bài tập cho robot đi xuống bật cấp,

and the robot will not fall over,

và robot sẽ không bị ngã xuống,

which was a surprise for us.

điều này làm chúng tôi ngạc nhiên.

Đấy là một sự xáo trộn nhỏ.

This is a small perturbation.

I was expecting the robot to immediately fall over,

Tôi nghĩ rằng con robot sẽ ngã xuống lập tức,

because there are no sensors, no fast feedback loop.

vì không có bộ cảm biến, và vòng lặp phản hồi nhanh.

But no, just the mechanics stabilized the gait,

Không, chỉ các cơ chế đã giữ dáng đi ổn định,

and the robot doesn't fall over.

và con robot không bị ngã xuống.

Obviously, if you make the step bigger, and if you have obstacles,

Rõ ràng là nếu bạn làm cho bước đi lớn hơn và có chướng ngại vật,

you need the full control loops and reflexes and everything.

bạn cần có các vòng lặp điều khiển đầy đủ, các phản xạ và mọi thứ.

Nhưng điều quan trọng ở đây là với một xáo trộn nhỏ,

But what's important here is that just for small perturbation,

the mechanics are right.

các cơ chế vẫn chính xác.

And I think this is a very important message

Tôi nghĩ đây là một thông điệp rất quan trọng,

from biomechanics and robotics to neuroscience,

từ các cơ chế sinh học và ngành robot đến khoa thần kinh học,

saying don't underestimate to what extent the body already helps locomotion.

thông điệp nói rằng, đừng đánh giá thấp cơ thể đã giúp đỡ sự vận động đến mức nào.

Vậy nó liên quan đến sự vận động con người như thế nào ?

Now, how does this relate to human locomotion?

Clearly, human locomotion is more complex than cat and salamander locomotion,

Rõ ràng, sự vận động của con người là phức tạp hơn so với mèo và kì nhông,

but at the same time, the nervous system of humans is very similar

nhưng đồng thời, hệ thần kinh con người lại rất tương tự

to that of other vertebrates.

với các loài có xương sống khác.

And especially the spinal cord

Và đặc biệt là cột sống,

is also the key controller for locomotion in humans.

cũng là một bộ điều khiển vận động chính ở con người.

That's why, if there's a lesion of the spinal cord,

Vì thế nếu có sự liên kết của xương sống,

this has dramatic effects.

sẽ tạo ra những ảnh hưởng lớn.

The person can become paraplegic or tetraplegic.

Con người này có thể trở thành liệt nửa người hoặc tứ chi.

This is because the brain loses this communication

Bởi vì bộ não đã mất sự liên lạc với cột sống.

with the spinal cord.

Especially, it loses this descending modulation

Đặc biệt nó mất đi sự biến điệu xuống dần

to initiate and modulate locomotion.

nhằm bắt đầu và điều biến sự vận động.

So a big goal of neuroprosthetics

Mục tiêu chính của neuroprosthetics

is to be able to reactivate that communication

là có thể kích hoạt lại sự liên lạc đó

using electrical or chemical stimulations.

bằng cách kích thích điện hoặc bằng hóa chất.

And there are several teams in the world that do exactly that,

Có nhiều đội nghiên cứu trên thế giới đã thật sự làm việc đó,

especially at EPFL.

đặc biệt là ở Viện EPFL.

My colleagues Grégoire Courtine and Silvestro Micera,

Đồng nghiệp của tôi, Grégoire Courtine và Silvestro Micera,

with whom I collaborate.

những người mà tôi đã cùng hợp tác.

But to do this properly, it's very important to understand

Nhưng để làm đúng việc này, rất quan trọng để hiểu rõ

how the spinal cord works,

cách hoạt động của cột sống,

how it interacts with the body,

nó tương tác với cơ thể như thế nào,

and how the brain communicates with the spinal cord.

và cách bộ não liên lạc với cột sống.

This is where the robots and models that I've presented today

Đó là lý do tại sao các robot và mô hình mà tôi thuyết trình

will hopefully play a key role

hị vọng sẽ đóng một vai trò chủ chốt

towards these very important goals.

đối với những mục tiêu quan trọng này.

Thank you.

Cám ơn !

(Applause)

(vỗ tay)

Bruno Giussani: Auke, tôi thấy trong phòng thí nghiệm cậu có các con robot khác

Bruno Giussani: Auke, I've seen in your lab other robots

that do things like swim in pollution

làm những thứ như là bơi trong sự nơi ô nhiễm

and measure the pollution while they swim.

và đo mức độ ô nhiễm khi bơi.

But for this one,

Nhưng với con này,

you mentioned in your talk, like a side project,

cậu đã đề cập trong cuộc nói chuyện, như là một dự án phụ,

search and rescue,

tìm kiếm và cứu hộ,

and it does have a camera on its nose.

và nó có camera trên mũi.

Auke Ijspeert: Absolutely. So the robot --

Auke Ijspeert: Dĩ nhiên rồi. Con robot này --

We have some spin-off projects

chúng tôi có một số dự án phụ

where we would like to use the robots to do search and rescue inspection,

nơi mà chúng tôi muốn dùng robot cho việc tìm kiếm, điều tra và cứu hộ.

so this robot is now seeing you.

Bây giờ, nó đang nhìn bạn đấy.

And the big dream is to, if you have a difficult situation

Và một ước mơ lớn là... nếu bạn đang ở một tình huống khó khăn,

like a collapsed building or a building that is flooded,

như ở trong một tòa nhà bị sụp đổ, hay một tòa nhà bị lũ,

and this is very dangerous for a rescue team or even rescue dogs,

đây thật sự nguy hiểm đối với đội cứu hộ và thậm chí là với chó cứu hộ,

why not send in a robot that can crawl around, swim, walk,

vậy sao không gửi vào robot có thể bò quanh, bơi và đi được ?

with a camera onboard to do inspection and identify survivors

Với một camera onboard cho việc kiểm tra

và phát hiện người sông sót

and possibly create a communication link with the survivor.

có thể tạo ra sự liên lạc với người còn sống.

BG: Dĩ nhiên rồi, giả sử người đó không sợ hình dáng này của nó

BG: Of course, assuming the survivors don't get scared by the shape of this.

AI: Yeah, we should probably change the appearance quite a bit,

AI: Vâng, có lẽ chúng ta nên thay đổi một chút diện mạo của nó.

because here I guess a survivor might die of a heart attack

Bởi vì tôi đoán rằng người này sẽ chết vì đau tim mất,

chỉ sợ rằng thứ này sẽ ăn thịt bạn mất.

just of being worried that this would feed on you.

But by changing the appearance and it making it more robust,

Nhưng bằng cách thay đổi diện mạo và làm cho nó mạnh mẽ hơn,

chắc chắn nó sẽ trở thành một công cụ tốt.

I'm sure we can make a good tool out of it.

BG: Thank you very much. Thank you and your team.

BG: Cám ơn các cậu nhiều lắm, và cả đội cậu nữa.