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

Рафаело Д'Андреа: Невероятната атлетична сила на квадракоптерите

Filmed:
12,409,728 views

В лаборатория за роботи на TEDGlobal, Рафаело Д'Андреа представя своите летящи квадракоптери, роботи, които мислят като атлети, решавайки физически проблеми чрез алгоритми, които им помагат да се самообучават. В серия от представяния, Д'Андреа показва роботи, които могат да хващат, балансират и правят решения - внимавайте за искам-това-сега представяне на кинетично контролираните куадове.
- 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 machineмашина to be athleticАтлетик?
0
11307
3184
Какво означава за една машина да е атлетична?
00:26
We will demonstrateдемонстрира the conceptпонятие of machineмашина athleticismатлетизъм
1
14491
3417
Ще демонстрираме концепцията за машинен атлетизъм
00:29
and the researchизследване to achieveпостигане it
2
17908
1720
и проучванията да бъде постигнат
00:31
with the help of these flyingлетене machinesмашини calledНаречен quadrocoptersquadrocopters,
3
19628
2511
с помощта на тези летящи машини наречени квадракоптери
00:34
or quadsКаре, for shortнисък.
4
22139
1887
или куади, за кратко.
00:38
QuadsКаре have been around for a long time.
5
26034
2529
Куадът е наоколо от дълго време.
00:40
The reasonпричина that they're so popularпопулярен these daysдни
6
28563
1599
Причината за популярността им тези дни
00:42
is because they're mechanicallyмеханично simpleпрост.
7
30162
1965
е че са машинно прости.
00:44
By controllingконтролинг the speedsскорости of these fourчетирима propellersвитла,
8
32127
2108
Чрез контролиране на скоростта на тези 4ри пропелера
00:46
these machinesмашини can rollролка, pitchигрище, yawрискаене,
9
34235
3048
машните могат да се търкалят, накланят
00:49
and accelerateускоряване alongзаедно theirтехен commonчесто срещани orientationориентация.
10
37283
2825
и ускоряват около обичайната им ориентация.
00:52
On boardборд are alsoсъщо a batteryбатерия, a computerкомпютър,
11
40108
3071
На борда си също имат батерия, процесор,
00:55
variousразлични sensorsсензори and wirelessбезжична radiosрадиостанции.
12
43179
3954
няколко сензора и wireless радио.
00:59
QuadsКаре are extremelyизвънредно agileгъвкави, but this agilityловкост comesидва at a costцена.
13
47133
4629
Куадът е изключително гъвкав, но тази гъвкавост идва с цена.
01:03
They are inherentlyпо своята същност unstableнестабилни, and they need some formформа
14
51762
2992
Те са нестабилни и имат нужда от някакъв вид
01:06
of automaticавтоматично feedbackобратна връзка controlконтрол in orderпоръчка to be ableспособен to flyлетя.
15
54754
3972
автоматична обратна връзка, за да могат да летят.
01:16
So, how did it just do that?
16
64259
3238
Как направих това?
01:19
CamerasФотоапарати on the ceilingтаван and a laptopлаптоп
17
67497
1818
Камери на тавана и лаптоп
01:21
serveслужа as an indoorвътрешен globalв световен мащаб positioningпозициониране systemсистема.
18
69315
2576
служат като вътрешен GPS.
01:23
It's used to locateНамерете objectsобекти in the spaceпространство
19
71891
2185
Използва се, за да локализира обекти в пространството
01:26
that have these reflectiveотразяващ markersмаркери on them.
20
74076
2527
които имат от тези рефлективни маркери по себе си.
01:28
This dataданни is then sentизпратен to anotherоще laptopлаптоп
21
76603
2061
Данни се пращат до друг лаптоп след това,
01:30
that is runningбягане estimationоценяване and controlконтрол algorithmsалгоритми,
22
78664
2211
който изчислява и контролира алгоритмите,
01:32
whichкойто in turnзавой sendsизпраща commandsкоманди to the quadQuad,
23
80875
1886
които от своя страна пращат команди до куада,
01:34
whichкойто is alsoсъщо runningбягане estimationоценяване and controlконтрол algorithmsалгоритми.
24
82761
3485
който също изчислява и контролира алгоритми.
01:41
The bulkобем of our researchизследване is algorithmsалгоритми.
25
89620
2510
В голямата си част нашето проучване е за тези алгоритми.
01:44
It's the magicмагия that bringsноси these machinesмашини to life.
26
92130
4161
Те са магията, която оживява машините.
01:48
So how does one designдизайн the algorithmsалгоритми
27
96291
2043
Как се изработват тези алгоритми,
01:50
that createсъздавам a machineмашина athleteспортист?
28
98334
2277
които правят от машината атлет?
01:52
We use something broadlyнай-общо calledНаречен model-basedмодел базирани designдизайн.
29
100611
2880
Използваме така наречения най-общо казано моделно базиран дизайн.
01:55
We first captureулавяне the physicsфизика with a mathematicalматематически modelмодел
30
103491
3154
Първо взимаме предвид как машината са държи във физически аспект
01:58
of how the machinesмашини behaveдържа се.
31
106645
2134
чрез математически модел.
02:00
We then use a branchклон of mathematicsматематика
32
108779
2297
След това използваме клон на математиката
02:03
calledНаречен controlконтрол theoryтеория to analyzeанализирам these modelsмодели
33
111076
2831
наречен контролна теория, за да анализираме модела
02:05
and alsoсъщо to synthesizeсинтезирам algorithmsалгоритми for controllingконтролинг them.
34
113907
3913
и да синтезираме алгоритми, които го контролират.
02:09
For exampleпример, that's how we can make the quadQuad hoverнавъртам.
35
117820
3048
Например така караме куада да стои на едно място.
02:12
We first capturedзаловен the dynamicsдинамика
36
120868
1408
Първо изчисляваме динамиката
02:14
with a setкомплект of differentialдиференциал equationsуравнения.
37
122276
1906
чрез набор диференциални уравнения.
02:16
We then manipulateманипулирам these equationsуравнения with the help
38
124182
2349
След това манипулираме уравненията с помощта на
02:18
of controlконтрол theoryтеория to createсъздавам algorithmsалгоритми that stabilizeстабилизира the quadQuad.
39
126531
4640
на контролната теория, за да създадем алгоритми, които стабилизират куада.
02:23
Let me demonstrateдемонстрира the strengthсила of this approachподход.
40
131171
2946
Нека ви демонстрирам плюсовете на този подход.
02:29
SupposeДа предположим that we want this quadQuad to not only hoverнавъртам
41
137198
2549
Нека предположим, че искаме този куад не само да стои на едно място,
02:31
but to alsoсъщо balanceбаланс this poleполюс.
42
139747
2782
но и да балансира върху пръчка.
02:34
With a little bitмалко of practiceпрактика,
43
142529
1844
С малко практика
02:36
it's prettyкрасива straightforwardпрост for a humanчовек beingсъщество to do this,
44
144373
2391
това е нещо сравнително лесно за човек,
02:38
althoughмакар че we do have the advantageпредимство of havingкато
45
146764
1755
но ние имаме предимството да сме стъпили
02:40
two feetкрака on the groundприземен
46
148519
1328
с два крака на земята
02:41
and the use of our very versatileгъвкав handsръце.
47
149847
2957
и ползваме нашите способни ръце.
02:44
It becomesстава a little bitмалко more difficultтруден
48
152804
2469
Става по-трудно,
02:47
when I only have one footкрак on the groundприземен
49
155273
2296
ако стъпя само с един крак
02:49
and when I don't use my handsръце.
50
157569
2799
и когато не ползвам ръцете си.
02:52
NoticeБележка how this poleполюс has a reflectiveотразяващ markerмаркер on topвръх,
51
160368
2951
Забележете рефлективния маркер върху пръчката,
02:55
whichкойто meansсредства that it can be locatedразположен in the spaceпространство.
52
163319
3894
който означава, че тя може да бъде локализирана в пространството.
03:04
(ApplauseАплодисменти)
53
172971
5976
(Аплодисменти)
03:10
You can noticeизвестие that this quadQuad is makingприготвяне fine adjustmentsкорекции
54
178947
2826
Може да видите как куада прави малки настройки,
03:13
to keep the poleполюс balancedуравновесен.
55
181773
2195
за да продължи да бъде балансиран.
03:15
How did we designдизайн the algorithmsалгоритми to do this?
56
183968
3059
Как направихме алгоритмите за това?
03:19
We addedдобавен the mathematicalматематически modelмодел of the poleполюс
57
187027
2105
Добавихме математическия модел на пръчката
03:21
to that of the quadQuad.
58
189132
1519
към този на куада.
03:22
OnceВеднъж we have a modelмодел of the combinedкомбиниран quad-poleQuad-пинов systemсистема,
59
190651
2954
Когато имаме готовия модел на комбинацията от куад-пръчка
03:25
we can use controlконтрол theoryтеория to createсъздавам algorithmsалгоритми for controllingконтролинг it.
60
193605
4933
можем да използваме контролната теория, за да създадем алгоритмите.
03:30
Here, you see that it's stableстабилен,
61
198538
1588
Виждате, че е стабилен
03:32
and even if I give it little nudgesизместите,
62
200126
2693
и дори и да го побутна
03:34
it goesотива back to the niceприятен, balancedуравновесен positionпозиция.
63
202819
5403
се връща обратно към добра, балансирана позиция.
03:40
We can alsoсъщо augmentувеличи the modelмодел to includeвключва
64
208222
1663
Бихме могли да добавим към този модел
03:41
where we want the quadQuad to be in spaceпространство.
65
209885
2441
къде бихме искали да бъде куада в пространството.
03:44
UsingИзползване на this pointerпоказалка, madeизработен out of reflectiveотразяващ markersмаркери,
66
212326
3069
С този пойнтър, направен от рефлективни маркери
03:47
I can pointточка to where I want the quadQuad to be in spaceпространство
67
215395
2224
мога да посоча къде искам куадът да бъде в пространството
03:49
a fixedопределен distanceразстояние away from me.
68
217619
3367
на определено разстояние от мен.
04:07
The keyключ to these acrobaticакробатични maneuversманеври is algorithmsалгоритми,
69
235763
2902
Ключът към тези акробатични умения са алгоритмите
04:10
designedпроектиран with the help of mathematicalматематически modelsмодели
70
238665
2426
направени с помощта на математическите модели
04:13
and controlконтрол theoryтеория.
71
241091
1950
и контролната теория.
04:15
Let's tell the quadQuad to come back here
72
243041
2214
Нека да кажем на куада да се върне
04:17
and let the poleполюс dropизпускайте,
73
245255
1819
и да оставим пръчката да падне,
04:19
and I will nextследващия demonstrateдемонстрира the importanceважност
74
247074
1918
и ще ви демонстрирам важността
04:20
of understandingразбиране physicalфизически modelsмодели
75
248992
2119
на разбирането на физическите модели
04:23
and the workingsизработки of the physicalфизически worldсвят.
76
251111
4120
и работата на физическия свят.
04:37
NoticeБележка how the quadQuad lostзагубен altitudeнадморска височина
77
265462
1770
Забележете как куада изгуби височина,
04:39
when I put this glassстъклена чаша of waterвода on it.
78
267232
2082
когато поставих тази чаша с вода върху него.
04:41
UnlikeЗа разлика от the balancingбалансиране poleполюс, I did not includeвключва
79
269314
2801
За разлика от пръта за балансиране не включих
04:44
the mathematicalматематически modelмодел of the glassстъклена чаша in the systemсистема.
80
272115
2584
математическия модел на чашата в системата.
04:46
In factфакт, the systemсистема doesn't even know that the glassстъклена чаша of waterвода is there.
81
274699
2919
Всъщност, системата даже не знае, че чашата вода е там.
04:49
Like before, I could use the pointerпоказалка to tell the quadQuad
82
277618
3292
Като преди бих могъл да ползвам пойнтера да кажа на куада
04:52
where I want it to be in spaceпространство.
83
280910
2589
къде искам да бъде в пространството.
04:55
(ApplauseАплодисменти)
84
283499
9597
(Аплодисменти)
05:05
Okay, you should be askingпита yourselfсебе си,
85
293096
2110
Добре, би трябвало да се питате,
05:07
why doesn't the waterвода fallпадане out of the glassстъклена чаша?
86
295206
2509
защо водата не се излива от чашата?
05:09
Two factsфакти: The first is that gravityземно притегляне actsактове
87
297715
3211
Два факта: първият, че гравитацията действа
05:12
on all objectsобекти in the sameедин и същ way.
88
300926
2125
на всички обекти по един и същ начин.
05:15
The secondвтори is that the propellersвитла are all pointingсочещи
89
303051
2464
Вторият е че всички перки сочат
05:17
in the sameедин и същ directionпосока of the glassстъклена чаша, pointingсочещи up.
90
305515
3127
в посоката на чашата, нагоре.
05:20
You put these two things togetherзаедно, the netнето resultрезултат
91
308642
2377
Вземете двете заедно и резултатът е,
05:23
is that all sideстрана forcesвойски on the glassстъклена чаша are smallмалък
92
311019
2287
че всички странични сили действащи на чашата са малки
05:25
and are mainlyглавно dominatedдоминиран by aerodynamicаеродинамичен effectsвещи,
93
313306
2785
и предимно доминирани от аеродинамични ефекти,
05:28
whichкойто as these speedsскорости are negligibleнезначителен.
94
316091
3841
което при тази скорост е пренебрежимо.
05:35
And that's why you don't need to modelмодел the glassстъклена чаша.
95
323336
2071
И затова не трябва модел за чашата.
05:37
It naturallyестествено doesn't spillразливи no matterвъпрос what the quadQuad does.
96
325407
3848
Тя естествено не се разлива без значение какво прави куада.
05:50
(ApplauseАплодисменти)
97
338651
7051
(Аплодисменти)
05:57
The lessonурок here is that some high-performanceвисока производителност tasksзадачи
98
345702
4016
Урокът тук е че някои трудни задачи
06:01
are easierпо-лесно than othersдруги,
99
349718
1397
са по-лесни от други
06:03
and that understandingразбиране the physicsфизика of the problemпроблем
100
351115
2296
и разбирането на физичните процеси част от проблема
06:05
tellsразказва you whichкойто onesтакива are easyлесно and whichкойто onesтакива are hardтвърд.
101
353411
2616
ни казват кои са лесни и кои са по-трудни.
06:08
In this instanceинстанция, carryingносене a glassстъклена чаша of waterвода is easyлесно.
102
356027
2359
В този случай носенето на чаша вода е лесно.
06:10
BalancingБалансиране a poleполюс is hardтвърд.
103
358386
3785
Балансирането е трудно.
06:14
We'veНие сме all heardчух storiesистории of athletesатлети
104
362171
1802
Всички сме чували истории за атлети
06:15
performingизвършване featsподвизи while physicallyфизически injuredпострадал.
105
363973
2493
изпълняващи постижения, докато са физически наранени.
06:18
Can a machineмашина alsoсъщо performизпълнява
106
366466
1519
Може ли машината също да работи
06:19
with extremeекстремни physicalфизически damageщета?
107
367985
2651
с изключителна физическа повреда?
06:22
ConventionalКонвенционални wisdomмъдрост saysказва that you need
108
370636
1726
Обичайно са нужни
06:24
at leastнай-малко fourчетирима fixedопределен motorмотор propellerперка pairsдвойки in orderпоръчка to flyлетя,
109
372362
3690
поне четири фиксирани моторни перки за летене,
06:28
because there are fourчетирима degreesградуса of freedomсвобода to controlконтрол:
110
376052
2112
защото има 4 посоки на действие:
06:30
rollролка, pitchигрище, yawрискаене and accelerationускорение.
111
378164
3028
завъртане, нагоре, надолу и ускорение.
06:33
HexacoptersHexacopters and octocoptersoctocopters, with sixшест and eightосем propellersвитла,
112
381192
3245
Хексакоптерите и октокоптерите, с шест и осем перки,
06:36
can provideпредоставяне redundancyсъкращения,
113
384437
1483
осигуряват резерва,
06:37
but quadrocoptersquadrocopters are much more popularпопулярен
114
385920
1989
но квадракоптерите са много по-популярни,
06:39
because they have the minimumминимум numberномер
115
387909
1815
защото имат минималния нужен брой
06:41
of fixedопределен motorмотор propellerперка pairsдвойки: fourчетирима.
116
389724
2476
фиксирани перки: четири.
06:44
Or do they?
117
392200
1965
Дали е така?
07:01
If we analyzeанализирам the mathematicalматематически modelмодел of this machineмашина
118
409476
2600
Ако анализираме математическият модел на машината
07:04
with only two workingработа propellersвитла,
119
412076
2176
със само две работещи перки
07:06
we discoverоткривам that there's an unconventionalнеобикновен way to flyлетя it.
120
414252
6756
научаваме, че има и нетрадиционни начини за летене.
07:19
We relinquishотстъпва controlконтрол of yawрискаене,
121
427980
1706
Изгубваме контрола върху нагоре/надолу,
07:21
but rollролка, pitchигрище and accelerationускорение can still be controlledконтролиран
122
429686
3070
но завъртане, наляво/надясно и ускорение все още могат да се управляват
07:24
with algorithmsалгоритми that exploitподвиг this newнов configurationконфигурация.
123
432756
5452
с алгоритми, които ползват новата конфигурация.
07:33
MathematicalМатематически modelsмодели tell us exactlyточно when
124
441668
2432
Математическия модел ни казва точно кога
07:36
and why this is possibleвъзможен.
125
444100
2072
и защо това е възможно.
07:38
In this instanceинстанция, this knowledgeзнание allowsпозволява us to designдизайн
126
446172
2368
В този случай, знанието ни позолява да създадем
07:40
novelроман machineмашина architecturesархитектури
127
448540
2256
нов вид машинна архитектура
07:42
or to designдизайн cleverумен algorithmsалгоритми that gracefullyелегантно handleдръжка damageщета,
128
450796
4176
или да създадем умни алгоритми, които грациозно да покриват загуби,
07:46
just like humanчовек athletesатлети do,
129
454972
1724
точно като хора атлети биха били,
07:48
insteadвместо of buildingсграда machinesмашини with redundancyсъкращения.
130
456696
3823
вместо да строим машини с резервни части.
07:52
We can't help but holdдържа our breathдъх when we watch
131
460519
2112
Не можем да не затаим дъх докато гледаме
07:54
a diverводолаз somersaultingСалта into the waterвода,
132
462631
2437
гмуркач акробатично влизащ във водата
07:57
or when a vaulterлекоатлет is twistingусукване in the airвъздух,
133
465068
1790
или състезател по овчарски скок, извит във въздуха,
07:58
the groundприземен fastбърз approachingнаближава.
134
466858
1718
със земята приближаваща се бързо към него.
08:00
Will the diverводолаз be ableспособен to pullдърпам off a ripПочивай в мир entryвлизане?
135
468576
2568
Ще може ли гмуркачът да направи идеалния скок?
08:03
Will the vaulterлекоатлет stickпръчка the landingприземяване?
136
471144
2000
Ще успее ли скачачът да не закачи летвата?
08:05
SupposeДа предположим we want this quadQuad here
137
473144
1668
Нека предположим, че искаме куадът ни
08:06
to performизпълнява a tripleтроен flipфлип and finishзавършек off
138
474812
2451
да направи тройно кълбо и да завърши на същото място
08:09
at the exactточен sameедин и същ spotмясто that it startedзапочна.
139
477263
2269
от където е започнал.
08:11
This maneuverманевра is going to happenстава so quicklyбързо
140
479532
2347
Тази маневра ще стане толкова бързо,
08:13
that we can't use positionпозиция feedbackобратна връзка to correctправилен the motionдвижение duringпо време на executionекзекуция.
141
481879
3629
че не можем да използваме позиционни данни, за да коригираме по време на изпълнение.
08:17
There simplyпросто isn't enoughдостатъчно time.
142
485508
2274
Няма достатъчно време.
08:19
InsteadВместо това, what the quadQuad can do is performизпълнява the maneuverманевра blindlyсляпо,
143
487782
3694
Вместо това, куадът ще го направи на сляпо,
08:23
observeСпазвайте how it finishesзавършва the maneuverманевра,
144
491476
2232
ще види как завършва маневрата
08:25
and then use that informationинформация to modifyмодифициране its behaviorповедение
145
493708
2424
и след това с тази информация ще модифицира изпълнението,
08:28
so that the nextследващия flipфлип is better.
146
496132
2289
за да направи следващото премятане по-добро.
08:30
SimilarПодобни to the diverводолаз and the vaulterлекоатлет,
147
498421
1812
Подобно на гмуркача и скачача
08:32
it is only throughпрез repeatedповторен practiceпрактика
148
500233
1919
само чрез повтаряне и практика
08:34
that the maneuverманевра can be learnedнаучен and executedекзекутиран
149
502152
1925
ще се научи да изпълнява маневрата
08:36
to the highestнай-висока standardстандарт.
150
504077
2133
възможно най-добре.
08:46
(ApplauseАплодисменти)
151
514412
4752
(Аплодисменти)
08:51
StrikingПоразително a movingдвижещ ballтопка is a necessaryнеобходимо skillумение in manyмного sportsспортен.
152
519164
3472
Да се уцели движеща се топка е нужно умение в много спортове.
08:54
How do we make a machineмашина do
153
522636
1795
Как да направим така, че машината
08:56
what an athleteспортист does seeminglyпривидно withoutбез effortусилие?
154
524431
3753
да извърши каквото прави атлета, без усилие?
09:15
(ApplauseАплодисменти)
155
543943
6599
(Аплодисменти)
09:22
This quadQuad has a racketракета strappedзакъсал ontoвърху its headглава
156
550542
2650
Този куад има хилка залепена за главата си
09:25
with a sweetсладка spotмясто roughlyприблизително the sizeразмер of an appleябълка, so not too largeголям.
157
553192
3487
чийто правилен център е грубо около размера на ябълка, т.е. не много голям.
09:28
The followingследното calculationsизчисления are madeизработен everyвсеки 20 millisecondsмилисекунди,
158
556679
3167
Прави изчисления на всеки 20 милисекунди
09:31
or 50 timesпъти perна secondвтори.
159
559846
1756
или с други думи 50 пъти в секунда.
09:33
We first figureфигура out where the ballтопка is going.
160
561602
2812
Първо трябва да уточним накъде отива топката.
09:36
We then nextследващия calculateизчисли how the quadQuad should hitудар the ballтопка
161
564414
2437
След това изчисляваме как куада трябва да я удари,
09:38
so that it fliesмухи to where it was thrownхвърлен from.
162
566851
3099
така че да се върне където е била хвърлена.
09:41
ThirdТрета, a trajectoryтраектория is plannedпланиран that carriesноси the quadQuad
163
569950
4456
Трето, траекторията се планира така, че
09:46
from its currentтекущ stateсъстояние to the impactвъздействие pointточка with the ballтопка.
164
574406
3024
куадът се пренася от позиция си до топката.
09:49
FourthЧетвърти, we only executeизпълни 20 milliseconds'милисекунди worthзаслужава си of that strategyстратегия.
165
577430
3809
Четвърто изпълняваме го за 20 милисекунди.
09:53
TwentyДвадесет millisecondsмилисекунди laterпо късно, the wholeцяло processпроцес is repeatedповторен
166
581239
2807
20 милисекунди по-късно процеса се повтаря,
09:56
untilдо the quadQuad strikesстачки the ballтопка.
167
584046
2243
докато куада удари топката.
10:07
(ApplauseАплодисменти)
168
595560
2646
(Аплодисменти)
10:10
MachinesМашини can not only performизпълнява dynamicдинамичен maneuversманеври on theirтехен ownсобствен,
169
598206
3372
Машината може не само да изпълни динамични маневри сама
10:13
they can do it collectivelyколективно.
170
601578
1863
тя може да го направи колективно.
10:15
These threeтри quadsКаре are cooperativelyсътрудничество carryingносене a skyнебе netнето.
171
603441
3587
Тези три куада си кооперират носейки мрежата.
10:28
(ApplauseАплодисменти)
172
616574
5411
(Аплодисменти)
10:33
They performизпълнява an extremelyизвънредно dynamicдинамичен
173
621985
2197
Те изпълняват драматична
10:36
and collectiveколективен maneuverманевра
174
624182
2168
и колективна маневра,
10:38
to launchхвърлям the ballтопка back to me.
175
626350
1692
за да хвърлят топката обратно към мен.
10:40
NoticeБележка that, at fullпълен extensionразширение, these quadsКаре are verticalвертикален.
176
628042
3511
Забележете, че при пълно разтягане куадите са вертикални.
10:48
(ApplauseАплодисменти)
177
636486
1772
(Аплодисменти)
10:50
In factфакт, when fullyнапълно extendedпродължен,
178
638258
2287
В този момент, на пълно разтягане
10:52
this is roughlyприблизително fiveпет timesпъти greaterпо-голяма than what a bungeeбънджи jumperскачач feelsчувства
179
640545
2685
те чувстват около 5 пъти повече напрежение от скачач с бънджи
10:55
at the endкрай of theirтехен launchхвърлям.
180
643230
4588
на края на скока си.
11:03
The algorithmsалгоритми to do this are very similarподобен
181
651009
2677
Алгоритмите за това са много подобни
11:05
to what the singleединичен quadQuad used to hitудар the ballтопка back to me.
182
653686
3384
на това, което един куад прави, за да ми върне топката.
11:09
MathematicalМатематически modelsмодели are used to continuouslyнепрекъснато re-planповторно планиране
183
657070
2864
Математически модели се ползват постоянно, за да препланират
11:11
a cooperativeкооперация strategyстратегия 50 timesпъти perна secondвтори.
184
659934
4515
кооперативната им стратегия 50 пъти в секунда.
11:16
Everything we have seenвидян so farдалече has been
185
664449
1877
Всичко досега бе
11:18
about the machinesмашини and theirтехен capabilitiesвъзможности.
186
666326
2463
за машините и техните възможности.
11:20
What happensслучва се when we coupleдвойка this machineмашина athleticismатлетизъм
187
668789
3015
Какво би станало ако комбинираме атлетизма на машината
11:23
with that of a humanчовек beingсъщество?
188
671804
1776
с тази на човешко същество?
11:25
What I have in frontпреден of me is a commercialтърговски gestureжест sensorсензор
189
673580
3805
Пред себе си имам комерсиален сензор за жестове
11:29
mainlyглавно used in gamingигри.
190
677385
1309
ползван главно при компютърни игри.
11:30
It can recognizeпризнавам what my variousразлични bodyтяло partsчасти
191
678694
1804
Може да разпознава какво правят моите крайници
11:32
are doing in realреален time.
192
680498
2048
в реално време.
11:34
SimilarПодобни to the pointerпоказалка that I used earlierпо-рано,
193
682546
2116
Подобно на маркера, който използвах по-рано,
11:36
we can use this as inputsвходове to the systemсистема.
194
684662
2792
можем да използваме сензора за входни данни в системата.
11:39
We now have a naturalестествен way of interactingвзаимодействащи
195
687454
2396
Сега имаме естествен начин за интеракция
11:41
with the rawсуров athleticismатлетизъм of these quadsКаре with my gesturesжестове.
196
689850
4944
с движенията на куад-овете чрез моите жестове.
12:22
(ApplauseАплодисменти)
197
730453
4400
(Аплодименти)
12:35
InteractionВзаимодействие doesn't have to be virtualвиртуален. It can be physicalфизически.
198
743982
4007
Интеракцията не е нужно нужно да бъде виртуална. Би могла да е и физическа.
12:39
Take this quadQuad, for exampleпример.
199
747989
1725
Вземете този куад например -
12:41
It's tryingопитвайки to stayстоя at a fixedопределен pointточка in spaceпространство.
200
749714
2628
той се опитва да остане във фиксирана точка в пространството.
12:44
If I try to moveход it out of the way, it fightsбоеве me,
201
752342
3837
Ако го преместя ще се бори с мен
12:48
and movesходове back to where it wants to be.
202
756179
4155
и ще се преченти веднага, където иска да е.
12:52
We can changeпромяна this behaviorповедение, howeverвъпреки това.
203
760334
3039
Можем да променим това поведение, разбира се.
12:55
We can use mathematicalматематически modelsмодели
204
763373
1699
Можем да ползваме математически модели,
12:57
to estimateприблизителна оценка the forceсила that I'm applyingприлагане to the quadQuad.
205
765072
3133
за да оценим силата, която прилагам върху куада.
13:00
OnceВеднъж we know this forceсила, we can alsoсъщо changeпромяна the lawsзакони of physicsфизика,
206
768205
3238
Знаейки тази сила можем да променим законите на физиката,
13:03
as farдалече as the quadQuad is concernedобезпокоен, of courseкурс.
207
771443
4499
разбира се, доколкото това касае куада.
13:07
Here the quadQuad is behavingдържи as if it were
208
775942
2263
Тук той се държи
13:10
in a viscousвискозни fluidтечност.
209
778205
4365
сякаш е потопен в гъста течност.
13:14
We now have an intimateинтимни way
210
782570
2174
Сега имаме близък начин
13:16
of interactingвзаимодействащи with a machineмашина.
211
784744
1849
за интеракция с машина.
13:18
I will use this newнов capabilityспособност to positionпозиция
212
786593
2506
Ще използвам тази нова възможност да позиционирам
13:21
this camera-carryingкамера носители quadQuad to the appropriateподходящ locationместоположение
213
789099
2577
куад с камера на удачно място
13:23
for filmingзаснемане the remainderостатък of this demonstrationдемонстрация.
214
791676
3186
за заснемане на остатъка от демонстрацията.
13:36
So we can physicallyфизически interactвзаимодействат with these quadsКаре
215
804222
2768
Можем физически да общуваме с куад-овете
13:38
and we can changeпромяна the lawsзакони of physicsфизика.
216
806990
2403
и можем да променяме законите на физиката.
13:41
Let's have a little bitмалко of funшега with this.
217
809393
2313
Нека се позабавляваме с това.
13:43
For what you will see nextследващия, these quadsКаре
218
811706
1704
Това, което ще видите сега, тези куадове,
13:45
will initiallyпървоначално behaveдържа се as if they were on PlutoПлутон.
219
813410
3496
в началото ще се държат сякаш са на Плутон.
13:48
As time goesотива on, gravityземно притегляне will be increasedувеличава
220
816906
2312
С времето гравитацията ще се увеличава,
13:51
untilдо we're all back on planetпланета EarthЗемята,
221
819218
2120
докато не се завърнем на Земята,
13:53
but I assureуверявам you we won'tняма да get there.
222
821338
1719
но ви уверявам че няма да стигнем до там.
13:55
Okay, here goesотива.
223
823057
3501
Добре, започваме.
14:05
(LaughterСмях)
224
833667
3412
(Смях)
14:34
(LaughterСмях)
225
862778
3208
(Смях)
14:37
(ApplauseАплодисменти)
226
865986
3386
(Аплодисменти)
14:41
WhewWhew!
227
869372
1207
Ох!
14:46
You're all thinkingмислене now,
228
874779
1517
Сигурно си мислите -
14:48
these guys are havingкато way too much funшега,
229
876296
1975
тези момчета се забавляват твърде много
14:50
and you're probablyвероятно alsoсъщо askingпита yourselfсебе си,
230
878271
2079
и вероятно се питате,
14:52
why exactlyточно are they buildingсграда machineмашина athletesатлети?
231
880350
3936
защо по-точно те строят тези атлетични машини?
14:56
Some conjectureпредположения that the roleроля of playиграя in the animalживотно kingdomцарство
232
884286
2652
Някои скачат на заключението, че ролята на играта
14:58
is to honeусъвършенствате skillsумения and developразвият capabilitiesвъзможности.
233
886938
2752
в животинското царство е да създава умения.
15:01
OthersДруги think that it has more of a socialсоциален roleроля,
234
889690
2066
Други смятат, че тя има по-скоро социална роля,
15:03
that it's used to bindсвързват the groupгрупа.
235
891756
1674
да сплотява групата.
15:05
SimilarlyПо същия начин, we use the analogyаналогия of sportsспортен and athleticismатлетизъм
236
893430
3533
По подобен начин ние използваме аналогията със спорт и атлетизъм
15:08
to createсъздавам newнов algorithmsалгоритми for machinesмашини
237
896963
2079
да създаваме нови алгоритми за машините,
15:11
to pushтласък them to theirтехен limitsлимити.
238
899042
2147
да ги накараме да достигнат лимита си.
15:13
What impactвъздействие will the speedскорост of machinesмашини have on our way of life?
239
901189
3677
Какъв ефект ще има скоростта на машините в живота ни?
15:16
Like all our pastминало creationsтворения and innovationsиновации,
240
904866
2389
Като предишните ни създания и иновации
15:19
they mayможе be used to improveподобряване на the humanчовек conditionсъстояние
241
907255
2827
те биха могли да се ползват за подобряване на човешкия живот
15:22
or they mayможе be misusedнеправилно and abusedзлоупотребява.
242
910082
2501
или по грешен и нереден начин.
15:24
This is not a technicalтехнически choiceизбор we are facedизправени with;
243
912583
1923
Този избор не е технически,
15:26
it's a socialсоциален one.
244
914506
1755
а социален.
15:28
Let's make the right choiceизбор,
245
916261
1390
Нека направим правилния избор,
15:29
the choiceизбор that bringsноси out the bestнай-доброто in the futureбъдеще of machinesмашини,
246
917651
2405
избора който ще донесе най-доброто в бъдещето на машините
15:32
just like athleticismатлетизъм in sportsспортен
247
920056
1812
точно така както атлетизмът и спорта
15:33
can bringвъвеждат out the bestнай-доброто in us.
248
921868
2161
могат да извадят най-доброто от нас.
15:36
Let me introduceвъведат you to the wizardsмагьосници behindзад the greenзелен curtainзавеса.
249
924029
3450
Нека ви представя на магьосниците зад зелената завеса.
15:39
They're the currentтекущ membersчленове of the FlyingПлаващи MachineМашина ArenaАрена researchизследване teamекип.
250
927479
2900
Те са настоящите членове на изследователския екип "Летящата машина"
15:42
(ApplauseАплодисменти)
251
930379
4769
(Аплодисменти)
15:47
FedericoФедерико AugugliaroAugugliaro, DarioДарио BrescianiniBrescianini, MarkusМаркус HehnHehn,
252
935148
3046
Federico Augugliaro, Dario Brescianini , Markus Hehn,
15:50
SergeiСергей LupashinLupashin, MarkМарк MullerМюлер and RobinРобин RitzRitz.
253
938194
2824
Sergei Lupashin, Mark Muller и Robin Ritz.
15:53
Look out for them. They're destinedотреден for great things.
254
941018
1932
Ослушвайте се за тях, предстоят им велики неща.
15:54
Thank you.
255
942950
1178
Благодаря ви.
15:56
(ApplauseАплодисменти)
256
944128
6354
(Аплодисменти)
Translated by Ger Kuzmova
Reviewed by Yavor Ivanov

▲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