ABOUT THE SPEAKER
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneer
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs.

Why you should listen

Raffaello D'Andrea combines academics, business, and the arts to explore the capabilities of autonomous systems. As part of his research as professor of dynamic systems and control at the Swiss Federal Institute of Technology (ETH Zürich), he and his collaborators enchant viewers with works like the self-destructing, self-assembling Robotic Chair, or the Balancing Cube that can perch itself on its corners.

D’Andrea and his team created the Flying Machine Arena to test the gravity-defying abilities of their athletic flying robots. Building on research in the Flying Machine Arena, ETH Zürich partnered with its spin-off company Verity Studios and with Cirque du Soleil to create “Sparked,” a short film showcasing the unexpected airborne dexterity of quadcopters. D’Andrea is the co-founder of Kiva Systems, a robotics company that develops intelligent automated warehouse systems and that was acquired by Amazon in 2012.

More profile about the speaker
Raffaello D'Andrea | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2013

Raffaello D'Andrea: The astounding athletic power of quadcopters

رفايلو دأندريا: القدرات الرياضية المذهلة للمروحيات الرباعية

Filmed:
12,409,728 views

في مختبر للروبوتات في TEDGlobal، يعرض دي أندريا مروحياته الرباعية الطائرة: روبوتات يمكنها التفكير مثل الرياضيين، وحل المشاكل الفيزيائية بخوارزميات تساعدها على التعلم. وفي سلسلة من العروض الأنيقة، يعرض دي أندريا طائرات ذاتية التحكم يمكنها الإمساك والتوازن واتخاذ القرارات بشكل جماعي - احترسوا كذلك من عرض يجعلك تريد هذه الرباعيات المتحكم بها من خلال كينكت.
- Autonomous systems pioneer
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:23
So what does it mean for a machineآلة to be athleticرياضي?
0
11307
3184
ما الذي يعنيه أن تكون آلة ما رياضية؟
00:26
We will demonstrateيتظاهر the conceptمفهوم of machineآلة athleticismالألعاب الرياضية
1
14491
3417
سنعرض مفهوم رياضية الآلة
00:29
and the researchابحاث to achieveالتوصل it
2
17908
1720
والبحث العلمي الذي تم القيام به لتحقيق ذلك
00:31
with the help of these flyingطيران machinesآلات calledمسمي quadrocoptersquadrocopters,
3
19628
2511
بمساعدة هذه الآلات الطائرة المسماة بالمروحيات الرباعية (quadrocopters)
00:34
or quadsالكواد, for shortقصيرة.
4
22139
1887
أو باختصار الرباعيات (الكوادس)
00:38
Quadsالكواد have been around for a long time.
5
26034
2529
كانت الرباعيات متواجدة لفترة طويلة.
00:40
The reasonالسبب that they're so popularجمع these daysأيام
6
28563
1599
سبب شعبيتها في الأيام الأخيرة
00:42
is because they're mechanicallyميكانيكيا simpleبسيط.
7
30162
1965
هي أنها بسيطة ميكانيكيا.
00:44
By controllingالمتابعة the speedsبسرعة of these fourأربعة propellersمراوح,
8
32127
2108
من خلال التحكم في سرعة هذه المراوح الأربعة،
00:46
these machinesآلات can rollتدحرج, pitchملعب كورة قدم, yawانعرج,
9
34235
3048
هذه الآلات يمكنها الالتفاف والتأرجح والانعراج،
00:49
and accelerateتسارع alongعلى طول theirهم commonمشترك orientationاتجاه.
10
37283
2825
والتسارع في الاتجاه المشترك لديها.
00:52
On boardمجلس are alsoأيضا a batteryالبطارية, a computerالحاسوب,
11
40108
3071
على متنها أيضا بطارية وحاسوب
00:55
variousمختلف sensorsأجهزة الاستشعار and wirelessلاسلكي radiosأجهزة الراديو.
12
43179
3954
ومختلف أجهزة الاستشعار والراديو اللاسلكي
00:59
Quadsالكواد are extremelyجدا agileذكي, but this agilityرشاقة comesيأتي at a costكلفة.
13
47133
4629
تعتبر الرباعيات رشيقة جداً، ولكن خفة الحركة هذه لها كلفتها.
01:03
They are inherentlyمتأصل unstableغير مستقر, and they need some formشكل
14
51762
2992
فهي بطبيعتها غير مستقرة، وتحتاج إلى نوع
01:06
of automaticتلقائي feedbackردود الفعل controlمراقبة in orderطلب to be ableقادر to flyيطير.
15
54754
3972
من التحكم بالتقييم آني لتستطيع الطيران.
01:16
So, how did it just do that?
16
64259
3238
حسنا، كيف قامت بذلك للتو؟
01:19
Camerasكاميرات on the ceilingسقف and a laptopحاسوب محمول
17
67497
1818
الكاميرات في السقف وحاسوب محمول
01:21
serveتخدم as an indoorداخلي globalعالمي positioningوضع systemالنظام.
18
69315
2576
يعملان كنظام تموضع عالمي داخلي.
01:23
It's used to locateحدد objectsشاء in the spaceالفراغ
19
71891
2185
يتم استخدامه لتحديد موقع أجسام في الفضاء
01:26
that have these reflectiveعاكس markersعلامات on them.
20
74076
2527
تتوفر على علامات عاكسة عليها.
01:28
This dataالبيانات is then sentأرسلت to anotherآخر laptopحاسوب محمول
21
76603
2061
ثم يتم إرسال هذه البيانات إلى حاسوب محمول آخر
01:30
that is runningجري estimationتقدير and controlمراقبة algorithmsخوارزميات,
22
78664
2211
يستخدم خوارزميات التقدير والتحكم،
01:32
whichالتي in turnمنعطف أو دور sendsيرسل commandsالأوامر to the quadرباعية,
23
80875
1886
والتي بدورها ترسل الأوامر إلى الرباعية،
01:34
whichالتي is alsoأيضا runningجري estimationتقدير and controlمراقبة algorithmsخوارزميات.
24
82761
3485
والتي تقوم كذلك بتشغيل خوارزميات التقدير والتحكم.
01:41
The bulkحجم of our researchابحاث is algorithmsخوارزميات.
25
89620
2510
الجزء الأكبر من أبحاثنا يتعلق بالخوارزميات.
01:44
It's the magicسحر that bringsتجمع these machinesآلات to life.
26
92130
4161
وهو السحر الذي يجلب هذه الآلات للحياة.
01:48
So how does one designالتصميم the algorithmsخوارزميات
27
96291
2043
فكيف يمكننا تصميم الخوارزميات
01:50
that createخلق a machineآلة athleteرياضي?
28
98334
2277
التي تشكّل آلة رياضية؟
01:52
We use something broadlyبصورة عامة calledمسمي model-basedنموذج قائم على designالتصميم.
29
100611
2880
نحن نستخدم ما يسمى عموما بالتصميم المعتمد على النموذج.
01:55
We first captureأسر the physicsعلوم فيزيائية with a mathematicalرياضي modelنموذج
30
103491
3154
نقوم أولا بالتقاط الفيزياء من خلال نموذج رياضياتي
01:58
of how the machinesآلات behaveتصرف.
31
106645
2134
لكيفية تصرف الآلات.
02:00
We then use a branchفرع شجرة of mathematicsالرياضيات
32
108779
2297
ثم نستخدم فرعا من فروع الرياضيات
02:03
calledمسمي controlمراقبة theoryنظرية to analyzeتحليل these modelsعارضات ازياء
33
111076
2831
يسمى بنظرية التحكم لتحليل هذه النماذج
02:05
and alsoأيضا to synthesizeتركيب algorithmsخوارزميات for controllingالمتابعة them.
34
113907
3913
وأيضا لتوليف خوارزميات للتحكم فيها.
02:09
For exampleمثال, that's how we can make the quadرباعية hoverيحوم.
35
117820
3048
وهذا على سبيل المثال، كيف يمكننا جعل الرباعية تحوم.
02:12
We first capturedالقبض the dynamicsدينامية
36
120868
1408
قمنا أولا برصد الديناميكيات
02:14
with a setجلس of differentialالتفاضليه equationsمعادلات.
37
122276
1906
من خلال مجموعة من المعادلات التفاضلية.
02:16
We then manipulateمعالجة these equationsمعادلات with the help
38
124182
2349
ثم نقوم بمعالجة هذه المعادلات بمساعدة
02:18
of controlمراقبة theoryنظرية to createخلق algorithmsخوارزميات that stabilizeاستقرار the quadرباعية.
39
126531
4640
نظرية التحكم لإنشاء خوارزميات تحافظ على استقرار الرباعية.
02:23
Let me demonstrateيتظاهر the strengthقوة of this approachمقاربة.
40
131171
2946
اسمحوا لي أن أظهر قوة هذا النهج.
02:29
Supposeافترض that we want this quadرباعية to not only hoverيحوم
41
137198
2549
لنفترض أننا نريد من هذا الرباعية ألا تحوم فقط
02:31
but to alsoأيضا balanceتوازن this poleعمود.
42
139747
2782
ولكن أيضا أن توازن هذا العمود.
02:34
With a little bitقليلا of practiceيمارس,
43
142529
1844
مع قليل من التدريب،
02:36
it's prettyجميلة straightforwardبسيط for a humanبشري beingيجرى to do this,
44
144373
2391
من السهل جدا على إنسان القيام بهذا،
02:38
althoughبرغم من we do have the advantageأفضلية of havingوجود
45
146764
1755
لكننا لدينا ميزة التوفر على
02:40
two feetأقدام on the groundأرض
46
148519
1328
قدمين على الأرض
02:41
and the use of our very versatileمتعدد الجوانب والاستعمالات handsأيادي.
47
149847
2957
واستخدام يدين متعددتي الاستعمالات.
02:44
It becomesيصبح a little bitقليلا more difficultصعب
48
152804
2469
يصبح من الصعب أكثر قليلاً
02:47
when I only have one footقدم on the groundأرض
49
155273
2296
عندما تكون لدى فقط قدم واحدة على الأرض
02:49
and when I don't use my handsأيادي.
50
157569
2799
وعندما لا أستخدم يدي.
02:52
Noticeتنويه how this poleعمود has a reflectiveعاكس markerعلامة on topأعلى,
51
160368
2951
لاحظ كيف أن هذا العمود يتوفر على علامة في الأعلى،
02:55
whichالتي meansيعني that it can be locatedتقع in the spaceالفراغ.
52
163319
3894
ما يعني أنه يمكن موقعته في الفضاء.
03:04
(Applauseتصفيق)
53
172971
5976
(تصفيق)
03:10
You can noticeتنويه that this quadرباعية is makingصناعة fine adjustmentsالتعديلات
54
178947
2826
يمكنكم ملاحظة كون هذه الرباعية تجري تعديلات دقيقة
03:13
to keep the poleعمود balancedمتوازن.
55
181773
2195
للحفاظ على توازن العمود.
03:15
How did we designالتصميم the algorithmsخوارزميات to do this?
56
183968
3059
كيف قمنا بتصميم خوارزميات للقيام بذلك؟
03:19
We addedوأضاف the mathematicalرياضي modelنموذج of the poleعمود
57
187027
2105
أضفنا نموذجا رياضياتيا للعمود
03:21
to that of the quadرباعية.
58
189132
1519
لذلك الخاص بالرباعية.
03:22
Onceذات مرة we have a modelنموذج of the combinedمشترك quad-poleرباعية القطب systemالنظام,
59
190651
2954
وما إن نتوفر على نموذج للنظام من الرباعية والعمود،
03:25
we can use controlمراقبة theoryنظرية to createخلق algorithmsخوارزميات for controllingالمتابعة it.
60
193605
4933
يمكننا استخدام نظرية التحكم لإنشاء خوارزميات للتحكم فيه.
03:30
Here, you see that it's stableمستقر,
61
198538
1588
هنا، يمكنكم أن تروا بأنها مستقرة،
03:32
and even if I give it little nudgesهمسات,
62
200126
2693
وحتى لو قمت بدفعه قليلا،
03:34
it goesيذهب back to the niceلطيف, balancedمتوازن positionموضع.
63
202819
5403
فإنه يعود إلى موضعه الممتاز والمتوازن.
03:40
We can alsoأيضا augmentزيادة the modelنموذج to includeتتضمن
64
208222
1663
يمكننا أيضا الزيادة في النموذج ليشمل
03:41
where we want the quadرباعية to be in spaceالفراغ.
65
209885
2441
حيث نريد للرباعية أن تكون في الفضاء.
03:44
Usingعن طريق this pointerمؤشر, madeمصنوع out of reflectiveعاكس markersعلامات,
66
212326
3069
باستخدام هذا المؤشر، المصنوع من العلامات العاكسة،
03:47
I can pointنقطة to where I want the quadرباعية to be in spaceالفراغ
67
215395
2224
يمكن أن أشير إلى حيث أريد الرباعية أن تكون في الفضاء
03:49
a fixedثابت distanceمسافه: بعد away from me.
68
217619
3367
مسافة ثابتة بعيداً عني.
04:07
The keyمفتاح to these acrobaticبهلواني في السيرك maneuversمناورات is algorithmsخوارزميات,
69
235763
2902
المفتاح لهذه المناورات البهلوانية هي الخوارزميات،
04:10
designedتصميم with the help of mathematicalرياضي modelsعارضات ازياء
70
238665
2426
المصممة بمساعدة النماذج الرياضية
04:13
and controlمراقبة theoryنظرية.
71
241091
1950
ونظرية التحكم.
04:15
Let's tell the quadرباعية to come back here
72
243041
2214
دعونا نأمر الرباعية بالعودة إلى هنا
04:17
and let the poleعمود dropقطرة,
73
245255
1819
ونجعل العمود يسقط،
04:19
and I will nextالتالى demonstrateيتظاهر the importanceأهمية
74
247074
1918
سأقوم لاحقا بعرض أهمية
04:20
of understandingفهم physicalجسدي - بدني modelsعارضات ازياء
75
248992
2119
فهم النماذج الفيزيائية
04:23
and the workingsعمل of the physicalجسدي - بدني worldالعالمية.
76
251111
4120
وطرق عمل العالم المادي.
04:37
Noticeتنويه how the quadرباعية lostضائع altitudeارتفاع
77
265462
1770
لاحظ كيف فقدت الرباعية العلو
04:39
when I put this glassزجاج of waterماء on it.
78
267232
2082
عندما أضع كوب الماء هذا فوقها.
04:41
Unlikeمختلف the balancingموازنة poleعمود, I did not includeتتضمن
79
269314
2801
وخلافا للعمود الموازن، لم أقم بتضمين
04:44
the mathematicalرياضي modelنموذج of the glassزجاج in the systemالنظام.
80
272115
2584
النموذج الرياضي للكأس في النظام.
04:46
In factحقيقة, the systemالنظام doesn't even know that the glassزجاج of waterماء is there.
81
274699
2919
في الواقع، فالنظام لا يعرف حتى أن كوب الماء يوجد هناك.
04:49
Like before, I could use the pointerمؤشر to tell the quadرباعية
82
277618
3292
وكما فعلت سابقا، يمكن أن أستخدم المؤشر لإخبار الرباعية
04:52
where I want it to be in spaceالفراغ.
83
280910
2589
بحيث أريدها أن تكون في الفضاء.
04:55
(Applauseتصفيق)
84
283499
9597
(تصفيق)
05:05
Okay, you should be askingيسأل yourselfنفسك,
85
293096
2110
حسنا، ينبغي أن تسأل نفسك،
05:07
why doesn't the waterماء fallخريف out of the glassزجاج?
86
295206
2509
لماذا لا تسقط المياه من الكأس؟
05:09
Two factsحقائق: The first is that gravityالجاذبية actsأعمال
87
297715
3211
حقيقتان: الأولى أن الجاذبية تنطبق
05:12
on all objectsشاء in the sameنفسه way.
88
300926
2125
على كل الكائنات بنفس الطريقة.
05:15
The secondثانيا is that the propellersمراوح are all pointingلافتا
89
303051
2464
والثاني أن المراوح تشير جميعها إلى
05:17
in the sameنفسه directionاتجاه of the glassزجاج, pointingلافتا up.
90
305515
3127
الاتجاه نفسه مثل الكأس، نحو الأعلى.
05:20
You put these two things togetherسويا, the netشبكة resultنتيجة
91
308642
2377
وحين تضع هذين الأمرين معا، النتيجة
05:23
is that all sideجانب forcesالقوات on the glassزجاج are smallصغير
92
311019
2287
هي أن جميع القوى الجانبية المطبقة على الكأس تكون صغيرة
05:25
and are mainlyفي الأساس dominatedهيمنت by aerodynamicإيرودينامي effectsتأثيرات,
93
313306
2785
وتهيمن عليها أساسا التأثيرات الهوائية،
05:28
whichالتي as these speedsبسرعة are negligibleضئيلة.
94
316091
3841
والتي تعتبر مهملة في هذه السرعات.
05:35
And that's why you don't need to modelنموذج the glassزجاج.
95
323336
2071
ولهذا لا نحتاج إلى نمذجة الكأس.
05:37
It naturallyبطبيعة الحال doesn't spillتسرب no matterشيء what the quadرباعية does.
96
325407
3848
وبطبيعة الحال لا ينسكب بغض النظر عما تفعله الرباعية.
05:50
(Applauseتصفيق)
97
338651
7051
(تصفيق)
05:57
The lessonدرس here is that some high-performanceأداء عالي tasksمهام
98
345702
4016
الدرس المستفاد هنا هو أن بعض المهام عالية الأداء
06:01
are easierأسهل than othersالآخرين,
99
349718
1397
هي أسهل من غيرها،
06:03
and that understandingفهم the physicsعلوم فيزيائية of the problemمشكلة
100
351115
2296
وأن فهم فيزياء المشكلة
06:05
tellsيروي you whichالتي onesمنها are easyسهل and whichالتي onesمنها are hardالصعب.
101
353411
2616
يخبرك بتلك التي هي سلهة وتلك الصعبة.
06:08
In this instanceحتة, carryingحمل a glassزجاج of waterماء is easyسهل.
102
356027
2359
في هذه الحالة، فإنه من السهل حمل كوب من الماء.
06:10
Balancingموازنة a poleعمود is hardالصعب.
103
358386
3785
وموازنة عمود أمر صعب.
06:14
We'veقمنا all heardسمعت storiesقصص of athletesالرياضيين
104
362171
1802
جميعنا سمعنا بقصص الرياضيين
06:15
performingأداء featsالمفاخر while physicallyجسديا injuredمصاب.
105
363973
2493
الذين حققوا انتصارات وهم مصابون.
06:18
Can a machineآلة alsoأيضا performنفذ
106
366466
1519
هل يمكن للآلة كذلك أن تقوم بالأداء
06:19
with extremeأقصى physicalجسدي - بدني damageضرر?
107
367985
2651
مع الأضرار المادية الشديدة؟
06:22
Conventionalتقليدي wisdomحكمة saysيقول that you need
108
370636
1726
تقول الحكمة التقليدية أنك في حاجة إلى
06:24
at leastالأقل fourأربعة fixedثابت motorمحرك propellerالمروحة pairsأزواج in orderطلب to flyيطير,
109
372362
3690
أربعة من المحركات المروحية على الأقل لتستطيع الطيران،
06:28
because there are fourأربعة degreesدرجات of freedomحرية to controlمراقبة:
110
376052
2112
لأنه هناك أربع درجات من الحرية للتحكم:
06:30
rollتدحرج, pitchملعب كورة قدم, yawانعرج and accelerationالتعجيل.
111
378164
3028
الالتفاف والتأرجح والانعراج والتسارع.
06:33
HexacoptersHexacopters and octocoptersoctocopters, with sixستة and eightثمانية propellersمراوح,
112
381192
3245
المروحيات السداسية والثمانية بست وثمان محركات،
06:36
can provideتزود redundancyوفرة,
113
384437
1483
يمكنها توفير فائض،
06:37
but quadrocoptersquadrocopters are much more popularجمع
114
385920
1989
لكن المروحيات الرباعية أكثر شعبية
06:39
because they have the minimumالحد الأدنى numberرقم
115
387909
1815
لتوفرها على الحد الأدنى
06:41
of fixedثابت motorمحرك propellerالمروحة pairsأزواج: fourأربعة.
116
389724
2476
من أزواج المحركات المروحية الثابتة: أربعة.
06:44
Or do they?
117
392200
1965
أم هي كذلك؟
07:01
If we analyzeتحليل the mathematicalرياضي modelنموذج of this machineآلة
118
409476
2600
إن قمنا بتحليل النموذج الرياضياتي لهذه الآلة
07:04
with only two workingعامل propellersمراوح,
119
412076
2176
بمحركين اثنين فقط،
07:06
we discoverاكتشف that there's an unconventionalغير تقليدي way to flyيطير it.
120
414252
6756
نكتشف أن هناك طريقة غير تقليدية للطيران بها.
07:19
We relinquishيتخلى عن controlمراقبة of yawانعرج,
121
427980
1706
نتخلى عن التحكم في الانعراج،
07:21
but rollتدحرج, pitchملعب كورة قدم and accelerationالتعجيل can still be controlledخاضع للسيطرة
122
429686
3070
لكن لا يزال بإمكاننا التحكم في الالتفاف والتأرجح والتسارع
07:24
with algorithmsخوارزميات that exploitاستغلال this newالجديد configurationترتيب.
123
432756
5452
بخوارزميات تستغل هذا التكوين الجديد.
07:33
Mathematicalرياضي modelsعارضات ازياء tell us exactlyبالضبط when
124
441668
2432
النماذج الرياضية تقول لنا بالضبط متى
07:36
and why this is possibleممكن.
125
444100
2072
و لماذا يكون هذا ممكنا.
07:38
In this instanceحتة, this knowledgeالمعرفه allowsيسمح us to designالتصميم
126
446172
2368
في هذه الحالة، هذه المعرفة تسمح لنا بتصميم
07:40
novelرواية machineآلة architecturesأبنية
127
448540
2256
تصاميم هندسية لآلات جديدة
07:42
or to designالتصميم cleverذكي algorithmsخوارزميات that gracefullyبرشاقة handleمقبض damageضرر,
128
450796
4176
أو بتصميم خوارزميات ذكية تتعامل مع الأضرار برشاقة،
07:46
just like humanبشري athletesالرياضيين do,
129
454972
1724
مثلما يفعل الرياضيون البشر،
07:48
insteadفي حين أن of buildingبناء machinesآلات with redundancyوفرة.
130
456696
3823
بدلاً من بناء آلات بفائض.
07:52
We can't help but holdمعلق our breathنفس when we watch
131
460519
2112
لا يسعنا سوى أن نحبس أنفاسنا حين نرى
07:54
a diverغواص somersaultingالإنقلاب into the waterماء,
132
462631
2437
غطاسا يتشقلب ليسثط في الماء،
07:57
or when a vaulterالقبو is twistingلي in the airهواء,
133
465068
1790
أو عندما يتلوى واثب في الهواء،
07:58
the groundأرض fastبسرعة approachingتقترب.
134
466858
1718
وهو يقترب من السطح.
08:00
Will the diverغواص be ableقادر to pullسحب. شد off a ripRIP entryدخول?
135
468576
2568
هي يستطيع الغطاس أن يحقق دخولا ممزّقا؟
08:03
Will the vaulterالقبو stickعصا the landingهبوط?
136
471144
2000
هل يتمكن الواثب من تحقيق سقوط ثابت؟
08:05
Supposeافترض we want this quadرباعية here
137
473144
1668
لنفترض أننا نريد من الرباعية أن تكون هنا
08:06
to performنفذ a tripleثلاثي flipيواجه and finishإنهاء off
138
474812
2451
لأداء شقلبة ثلاثية والانتهاء
08:09
at the exactدقيق sameنفسه spotبقعة that it startedبدأت.
139
477263
2269
بالضبط في نفس المكان التي بدأت منه.
08:11
This maneuverمناورة is going to happenيحدث so quicklyبسرعة
140
479532
2347
ستحدث هذه المناورة بسرعة هائلة لدرجة
08:13
that we can't use positionموضع feedbackردود الفعل to correctصيح the motionاقتراح duringأثناء executionتنفيذ.
141
481879
3629
أنه لا يمكننا استخدام التغذية الرجعية للموقع لتصحيح الحركة أثناء تنفيذها.
08:17
There simplyببساطة isn't enoughكافية time.
142
485508
2274
ليس هناك ما يكفي من الوقت ببساطة.
08:19
Insteadفي حين أن, what the quadرباعية can do is performنفذ the maneuverمناورة blindlyعلى نحو أعمى,
143
487782
3694
بدلاً من ذلك، فإن ما يمكن للرباعية القيام به هو أداء المناورة بشكل أعمى،
08:23
observeرصد how it finishesالتشطيبات the maneuverمناورة,
144
491476
2232
لاحظ كيف أنها تنتهي من المناورة،
08:25
and then use that informationمعلومات to modifyتعديل its behaviorسلوك
145
493708
2424
ومن ثم تستخدم تلك المعلومات لتعديل سلوكها
08:28
so that the nextالتالى flipيواجه is better.
146
496132
2289
بحيث أن الشقلبة المقبلة تكون أفضل.
08:30
Similarمماثل to the diverغواص and the vaulterالقبو,
147
498421
1812
ومثل الغطاس والواثب،
08:32
it is only throughعبر repeatedمتكرر practiceيمارس
148
500233
1919
فإنه وفقط من خلال التدريب المتكرر
08:34
that the maneuverمناورة can be learnedتعلم and executedأعدم
149
502152
1925
يمكن تعلّم هاته المناورة وتنفيذها
08:36
to the highestأعلى standardاساسي.
150
504077
2133
بأعلى مستوى.
08:46
(Applauseتصفيق)
151
514412
4752
(تصفيق)
08:51
Strikingضرب a movingمتحرك ballكرة is a necessaryضروري skillمهارة in manyكثير sportsرياضات.
152
519164
3472
ضرب كرة متحركة مهارة لازمة في العديد من الألعاب الرياضية.
08:54
How do we make a machineآلة do
153
522636
1795
كيف يمكننا جعل آلة تقوم بما
08:56
what an athleteرياضي does seeminglyعلى ما يبدو withoutبدون effortمجهود?
154
524431
3753
يقوم به رياضي من دون بذل جهد باد؟
09:15
(Applauseتصفيق)
155
543943
6599
(تصفيق)
09:22
This quadرباعية has a racketمضرب تنس strappedيعاني من نقص شديد ontoعلى its headرئيس
156
550542
2650
وتتوفر هذه الرباعية على مضرب مربوط على رأسها
09:25
with a sweetحلو spotبقعة roughlyبقسوة the sizeبحجم of an appleتفاحة, so not too largeكبير.
157
553192
3487
بمنطقة تماس قصوي بحجم تفاحة، فهي ليست بالكبيرة إذن.
09:28
The followingالتالية calculationsالعمليات الحسابية are madeمصنوع everyكل 20 millisecondsميلي ثانية,
158
556679
3167
يتم إجراء العمليات الحسابية التالية كل 20 مللي ثانية،
09:31
or 50 timesمرات perلكل secondثانيا.
159
559846
1756
أو 50 مرة في الثانية الواحدة.
09:33
We first figureالشكل out where the ballكرة is going.
160
561602
2812
أولاً علينا معرفة أين ستذهب الكرة.
09:36
We then nextالتالى calculateحساب how the quadرباعية should hitنجاح the ballكرة
161
564414
2437
ثم نقوم بحساب كيف ينبغي على الرباعية ضرب الكرة
09:38
so that it fliesيطير to where it was thrownمرمي from.
162
566851
3099
بحيث تطير نحو المكان الذي رميت منه.
09:41
Thirdالثالث, a trajectoryمسار is plannedمخطط that carriesيحمل the quadرباعية
163
569950
4456
ثالثا، يتم تخطيط مسار يقوم بحمل الرباعية
09:46
from its currentتيار stateحالة to the impactتأثير pointنقطة with the ballكرة.
164
574406
3024
من موقعها الحالي إلى موضع التماس مع الكرة.
09:49
Fourthرابع, we only executeنفذ - اعدم 20 milliseconds'ميلي ثانية " worthيستحق of that strategyإستراتيجية.
165
577430
3809
رابعا، نقوم فقط بتنفيذ ما مقداره 20 ميلي ثانية من تلك الاستراتيجية.
09:53
Twentyعشرون millisecondsميلي ثانية laterفي وقت لاحق, the wholeكامل processمعالج is repeatedمتكرر
166
581239
2807
20 ميلي ثانية في وقت لاحق، يتم تكرار العملية برمتها
09:56
untilحتى the quadرباعية strikesالضربات the ballكرة.
167
584046
2243
حتى تضرب الرباعية الكرة.
10:07
(Applauseتصفيق)
168
595560
2646
(تصفيق)
10:10
Machinesآلات can not only performنفذ dynamicديناميكي maneuversمناورات on theirهم ownخاصة,
169
598206
3372
لا تستطيع الآلات تنفيذ مناورات ديناميكية من تلقاء نفسها فقط،
10:13
they can do it collectivelyجماعي.
170
601578
1863
يمكنها القيام بذلك بشكل جماعي.
10:15
These threeثلاثة quadsالكواد are cooperativelyتعاوني carryingحمل a skyسماء netشبكة.
171
603441
3587
هذه الرباعيات الثلاثة تحمل شبكة.
10:28
(Applauseتصفيق)
172
616574
5411
(تصفيق)
10:33
They performنفذ an extremelyجدا dynamicديناميكي
173
621985
2197
تقوم بتأدية مناورة في غاية
10:36
and collectiveجماعي maneuverمناورة
174
624182
2168
الديناميكية والتعاونية
10:38
to launchإطلاق the ballكرة back to me.
175
626350
1692
لإرجاع الكرة إلي.
10:40
Noticeتنويه that, at fullممتلئ extensionتمديد, these quadsالكواد are verticalعمودي.
176
628042
3511
لاحظ أنه، حين تتمدد بشكل كامل، فإن هذه الرباعيات تكون عمودية.
10:48
(Applauseتصفيق)
177
636486
1772
(تصفيق)
10:50
In factحقيقة, when fullyتماما extendedوسعوا,
178
638258
2287
في الواقع، عندما تكون ممتدة تماما،
10:52
this is roughlyبقسوة fiveخمسة timesمرات greaterأكبر than what a bungeeبنجي jumperسترة او قفاز او لاعب قفز feelsيشعر
179
640545
2685
يقدر ذلك بأكثر من خمسة أضعاف ما يحس به القافز بالحبال
10:55
at the endالنهاية of theirهم launchإطلاق.
180
643230
4588
في نهاية قفزته.
11:03
The algorithmsخوارزميات to do this are very similarمماثل
181
651009
2677
الخوارزميات التي تقوم بذلك مشابهة جداً
11:05
to what the singleغير مرتبطة quadرباعية used to hitنجاح the ballكرة back to me.
182
653686
3384
لتلك المستخدمة من طرف رباعية واحدة لإرجاع الكرة إلي.
11:09
Mathematicalرياضي modelsعارضات ازياء are used to continuouslyبشكل متواصل re-planإعادة خطة
183
657070
2864
وتستخدم النماذج الرياضية بشكل مستمر لإعادة التخطيط
11:11
a cooperativeتعاوني strategyإستراتيجية 50 timesمرات perلكل secondثانيا.
184
659934
4515
لاستراتيجية تعاونية 50 مرة في الثانية الواحدة.
11:16
Everything we have seenرأيت so farبعيدا has been
185
664449
1877
كل ما رأيناه لحد الآن كان
11:18
about the machinesآلات and theirهم capabilitiesقدرات.
186
666326
2463
حول الآلات وقدراتها.
11:20
What happensيحدث when we coupleزوجان this machineآلة athleticismالألعاب الرياضية
187
668789
3015
ماذا يحدث عندما ندمج زوجين رياضية هذه الآلات
11:23
with that of a humanبشري beingيجرى?
188
671804
1776
مع تلك الخاصة بالإنسان؟
11:25
What I have in frontأمامي of me is a commercialتجاري gestureإيماءة sensorالمستشعر
189
673580
3805
ما يوجد أمامي هو مستشعر إيماءات تجاري
11:29
mainlyفي الأساس used in gamingالألعاب.
190
677385
1309
يستخدم أساسا في الألعاب.
11:30
It can recognizeتعرف what my variousمختلف bodyالجسم partsأجزاء
191
678694
1804
يمكنه التعرف على ما هو تقوم به مختلف أعضاء جسدي
11:32
are doing in realحقيقة time.
192
680498
2048
في الوقت الحقيقي.
11:34
Similarمماثل to the pointerمؤشر that I used earlierسابقا,
193
682546
2116
مماثل للمؤشر الذي استعملته سابقا،
11:36
we can use this as inputsالمدخلات to the systemالنظام.
194
684662
2792
يمكننا استخدام هذا كمدخلات للنظام.
11:39
We now have a naturalطبيعي >> صفة way of interactingالتفاعل
195
687454
2396
ولدينا الآن وسيلة طبيعية للتفاعل
11:41
with the rawالخام athleticismالألعاب الرياضية of these quadsالكواد with my gesturesإيماءات.
196
689850
4944
بيين الحركات الرياضية لهاته الرباعيات مع حركاتي.
12:22
(Applauseتصفيق)
197
730453
4400
(تصفيق)
12:35
Interactionالتفاعل doesn't have to be virtualافتراضية. It can be physicalجسدي - بدني.
198
743982
4007
ليس بالضرروة أن يكون التفاعل افتراضيا. بإمكانه أن يكون ماديا.
12:39
Take this quadرباعية, for exampleمثال.
199
747989
1725
خذ هذه الرباعية على سبيل المثال.
12:41
It's tryingمحاولة to stayالبقاء at a fixedثابت pointنقطة in spaceالفراغ.
200
749714
2628
هي تحاول البقاء في نقطة ثابتة في الفضاء.
12:44
If I try to moveنقل it out of the way, it fightsمعارك me,
201
752342
3837
إن أردت تحريكها تقاومني،
12:48
and movesالتحركات back to where it wants to be.
202
756179
4155
وتعود إلى حيث تريد أن تكون.
12:52
We can changeيتغيرون this behaviorسلوك, howeverومع ذلك.
203
760334
3039
لكن يمكننا تغيير هذا السلوك.
12:55
We can use mathematicalرياضي modelsعارضات ازياء
204
763373
1699
يمكننا استخدام النماذج الرياضية
12:57
to estimateتقدير the forceفرض that I'm applyingتطبيق to the quadرباعية.
205
765072
3133
لتقدير القوة التي أطبقها على الرباعية.
13:00
Onceذات مرة we know this forceفرض, we can alsoأيضا changeيتغيرون the lawsقوانين of physicsعلوم فيزيائية,
206
768205
3238
وبمجرد معرفتنا للقوة، يمكننا تغيير القوانين الفيزيائية،
13:03
as farبعيدا as the quadرباعية is concernedالمعنية, of courseدورة.
207
771443
4499
بقدر ما يتعلق ذلك بالرباعية بالطبع.
13:07
Here the quadرباعية is behavingيتصرف as if it were
208
775942
2263
وهنا تتصرف الرباعية وكأنها
13:10
in a viscousلزج fluidمائع.
209
778205
4365
في سائل لزج.
13:14
We now have an intimateحميم way
210
782570
2174
ولدينا الآن طريقة حميمية
13:16
of interactingالتفاعل with a machineآلة.
211
784744
1849
للتفاعل مع الآلة.
13:18
I will use this newالجديد capabilityالإمكانية to positionموضع
212
786593
2506
وسوف أستخدم هذه القدرة الجديدة لموضعة
13:21
this camera-carryingكاميرا الدفترية quadرباعية to the appropriateمناسب locationموقعك
213
789099
2577
هذه الرباعية الحاملة للكاميرا في الموقع المناسب
13:23
for filmingتصوير سينمائي the remainderبقية of this demonstrationبرهنة.
214
791676
3186
لتصوير ما تبقى من هذا العرض.
13:36
So we can physicallyجسديا interactتفاعل with these quadsالكواد
215
804222
2768
إذن يمكننا التفاعل مع هذه الرباعيات ماديا
13:38
and we can changeيتغيرون the lawsقوانين of physicsعلوم فيزيائية.
216
806990
2403
ونستطيع تغيير القوانين الفيزيائية.
13:41
Let's have a little bitقليلا of funمرح with this.
217
809393
2313
دعونا نلعب قليلا بهذا.
13:43
For what you will see nextالتالى, these quadsالكواد
218
811706
1704
وفيما سترونه لاحقا، هذه الرباعيات
13:45
will initiallyفي البداية behaveتصرف as if they were on Plutoبلوتو.
219
813410
3496
ستتصرف مبدئيا وكأنها موجودة على بلوتو.
13:48
As time goesيذهب on, gravityالجاذبية will be increasedزيادة
220
816906
2312
مع مرور الوقت، ستزداد الجاذبية
13:51
untilحتى we're all back on planetكوكب Earthأرض,
221
819218
2120
حتى نعود إلى كوكب الأرض،
13:53
but I assureضمان you we won'tمتعود get there.
222
821338
1719
ولكن أود أن أؤكد لكم أننا لن نستطيع الوصول هناك.
13:55
Okay, here goesيذهب.
223
823057
3501
حسنا، هيا بنا.
14:05
(Laughterضحك)
224
833667
3412
(ضحك)
14:34
(Laughterضحك)
225
862778
3208
(ضحك)
14:37
(Applauseتصفيق)
226
865986
3386
(تصفيق)
14:41
Whewيا للعجب!
227
869372
1207
يا للعجب!
14:46
You're all thinkingتفكير now,
228
874779
1517
كلكم تفكرون الآن،
14:48
these guys are havingوجود way too much funمرح,
229
876296
1975
هؤلاء الأشخاص يلهون أكثر من اللازم
14:50
and you're probablyالمحتمل alsoأيضا askingيسأل yourselfنفسك,
230
878271
2079
وربما قد تتساءلون كذلك،
14:52
why exactlyبالضبط are they buildingبناء machineآلة athletesالرياضيين?
231
880350
3936
حول السبب الذي جعلنا نبني آلات رياضية؟
14:56
Some conjectureتخمين that the roleوظيفة of playلعب in the animalحيوان kingdomمملكة
232
884286
2652
البعض يظن بأن دور اللعب في المملكة الحيوانية
14:58
is to honeتوسيع skillsمهارات and developطور capabilitiesقدرات.
233
886938
2752
هو صقل المهارات وتنمية القدرات.
15:01
Othersالآخرين think that it has more of a socialاجتماعي roleوظيفة,
234
889690
2066
يرى آخرون أن له دورا اجتماعيا أكثر،
15:03
that it's used to bindربط the groupمجموعة.
235
891756
1674
وهو يستخدم لتوطيد الصلات بين المجموعة.
15:05
Similarlyوبالمثل, we use the analogyتشابه جزئي of sportsرياضات and athleticismالألعاب الرياضية
236
893430
3533
وبالمثل، نحن نستخدم هذا التناظر الوظيفي للرياضة والألعاب الرياضية
15:08
to createخلق newالجديد algorithmsخوارزميات for machinesآلات
237
896963
2079
لإنشاء خوارزميات جديدة لآلات
15:11
to pushإدفع them to theirهم limitsحدود.
238
899042
2147
لدفعها نحو حدودها.
15:13
What impactتأثير will the speedسرعة of machinesآلات have on our way of life?
239
901189
3677
كيف ستؤثر سرعة الآلات على طريقة حياتنا؟
15:16
Like all our pastالماضي creationsإبداعات and innovationsالابتكارات,
240
904866
2389
مثل جميع اختراعاتنا وإبداعاتنا في الماضي
15:19
they mayقد be used to improveتحسن the humanبشري conditionشرط
241
907255
2827
يمكنها أن تستخدم لتحسين وضعية البشر
15:22
or they mayقد be misusedسوء الاستعمال and abusedسوء المعاملة.
242
910082
2501
أو قد يساء استخدامها فتستخدم في المفاسد.
15:24
This is not a technicalتقني choiceخيار we are facedواجه with;
243
912583
1923
لسنا نواجه خيارا تقنيا هنا،
15:26
it's a socialاجتماعي one.
244
914506
1755
إنها قضية اجتماعية.
15:28
Let's make the right choiceخيار,
245
916261
1390
دعونا نتخذ القرار الصائب،
15:29
the choiceخيار that bringsتجمع out the bestالأفضل in the futureمستقبل of machinesآلات,
246
917651
2405
الخيار الذي يتيح لنا ضمان المستقبل الأفضل للآلات،
15:32
just like athleticismالألعاب الرياضية in sportsرياضات
247
920056
1812
تماما كما تستطيع الألعاب الرياضية في مجال الرياضة
15:33
can bringاحضر out the bestالأفضل in us.
248
921868
2161
أن تبرز أفضل ما فينا.
15:36
Let me introduceتقديم you to the wizardsالمعالجات behindخلف the greenأخضر curtainستارة.
249
924029
3450
اسمحوا لي أن أعرض لكم السحرة وراء الستار الأخضر.
15:39
They're the currentتيار membersأفراد of the Flyingطيران Machineآلة Arenaحلبة researchابحاث teamالفريق.
250
927479
2900
إنهم الأعضاء الحاليون في فريق بحث "حلبة الآلات الطائرة".
15:42
(Applauseتصفيق)
251
930379
4769
(تصفيق)
15:47
Federicoفيديريكو AugugliaroAugugliaro, Darioداريو BrescianiniBrescianini, Markusماركوس HehnHehn,
252
935148
3046
فيديريكو أوغوغليارو وداريو بريسسيانيني وماركوس هيهن،
15:50
Sergeiسيرجي LupashinLupashin, Markعلامة Mullerمولر and Robinروبن Ritzريتز.
253
938194
2824
سيرغي لوباشين ومارك مولر وروبن ريتز.
15:53
Look out for them. They're destinedمعد for great things.
254
941018
1932
اعتنوا بهم. مقدّر لهم تحقيق أمور عظيمة.
15:54
Thank you.
255
942950
1178
شكرا لكم.
15:56
(Applauseتصفيق)
256
944128
6354
(تصفيق)
Translated by Khalid Marbou
Reviewed by Ayman Mahmoud

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Raffaello D'Andrea - Autonomous systems pioneer
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs.

Why you should listen

Raffaello D'Andrea combines academics, business, and the arts to explore the capabilities of autonomous systems. As part of his research as professor of dynamic systems and control at the Swiss Federal Institute of Technology (ETH Zürich), he and his collaborators enchant viewers with works like the self-destructing, self-assembling Robotic Chair, or the Balancing Cube that can perch itself on its corners.

D’Andrea and his team created the Flying Machine Arena to test the gravity-defying abilities of their athletic flying robots. Building on research in the Flying Machine Arena, ETH Zürich partnered with its spin-off company Verity Studios and with Cirque du Soleil to create “Sparked,” a short film showcasing the unexpected airborne dexterity of quadcopters. D’Andrea is the co-founder of Kiva Systems, a robotics company that develops intelligent automated warehouse systems and that was acquired by Amazon in 2012.

More profile about the speaker
Raffaello D'Andrea | Speaker | TED.com