ABOUT THE SPEAKER
Péter Fankhauser - Roboticist
Péter Fankhauser is the leader of a team of students working on Rezero, a robot that balances on a single sphere.

Why you should listen

Mechanical engineer Péter Fankhauser is leading a large team of student engineers and designers at the Swiss federal institute of technology in Zurich who are building a robot that balances and drives on a single sphere. Other roboticists have explored this idea, of stabilizing a robot on a ball, but what Fankhauser and his fellow students hoped to do was make it dance. “Adding dynamics was definitely one of our goals,” he says.

Working with researchers including Michael Neunert and Thomas Kammermann,  the team has produced Rezero, a ballbot prototype that can slalom around, resist toppling up to 17 degrees off vertical, and inspire myriad uses. Designed for high acceleration, it moves in an organic and even elegant way.  Fankhauser has started graduate studies in mechanical engineering this fall with a focus on robotics, control and construction.

He says of Rezero: "He wants to demonstrate what he can do, as if he was saying, ‘Backwards, forwards. I can do it all. Look at me!'"

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Péter Fankhauser | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2011

Péter Fankhauser: Meet Rezero, the dancing ballbot

Péter Fankhauser: Lernen Sie Rezero kennen, den tanzende Ballroboter

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Péter Fankhauser präsentiert auf der Bühne bei TEDGlobal Rezero, einen Roboter, der auf einem Ball balanciert. Rezero wurde von einer Gruppe Studenten der Ingenieurswissenschaften designt und konstruiert. Er ist der erste Ballroboter, der dafür gemacht wurde, sich schnell und elegant zu bewegen – und sogar zu tanzen.
- Roboticist
Péter Fankhauser is the leader of a team of students working on Rezero, a robot that balances on a single sphere. Full bio

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

00:16
Let me introducevorstellen to you RezeroRezero.
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1000
3000
Lassen Sie mich Ihnen Rezero vorstellen.
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This little fellowGefährte was developedentwickelt
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4000
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Dieser kleine Kerl wurde von einer Gruppe
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by a groupGruppe of 10 undergraduateBachelor studentsStudenten
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von 10 Studenten im Grundstudium
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at the AutonomousAutonome SystemsSysteme LaboratoryLabor
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am Labor für Autonome Systeme
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at ETH-ZurichETH-Zürich.
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2000
an der ETH in Zürich entwickelt.
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Our robotRoboter belongsgehört to a familyFamilie of robotsRoboter
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Unser Roboter gehört zu einer Roboterfamilie
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callednamens BallbotsBallbots.
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2000
namens Ballbots, Ballroboter.
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InsteadStattdessen of wheelsRäder, a BallbotBallbot is balancingAuswuchten
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Anstelle von Rädern balanciert und bewegt sich
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and movingbewegend on one singleSingle ballBall.
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so ein Ballbot auf einem einzelnen Ball.
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The mainMain characteristicsCharakteristik of sucheine solche a systemSystem is
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20000
2000
Die Hauptcharakteristika eines solchen Systems sind,
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that there's one soleSohle, einzig, alleinig contactKontakt pointPunkt to the groundBoden.
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22000
3000
dass es einen einzigen Kontaktpunkt am Boden gibt.
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This meansmeint that the robotRoboter
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25000
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Das bedeutet, der Roboter
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is inherentlyvon Natur aus unstableinstabil.
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27000
2000
ist inhärent instabil.
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It's like when I am tryingversuchen to standStand
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29000
2000
Es ist, als ob ich versuche,
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on one footFuß.
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1000
auf einem Fuß zu stehen.
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You mightMacht askFragen yourselfdich selber, what's the usefulnessNützlichkeit
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2000
Sie mögen sich fragen, wo liegt der Nutzen
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of a robotRoboter that's unstableinstabil?
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34000
2000
eines instabilen Roboters?
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Now we'llGut explainerklären that in a secondzweite.
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36000
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Nun, wir werden Ihnen das gleich erklären.
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Let me first explainerklären how RezeroRezero
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38000
2000
Lassen Sie mich erst ausführen, wie Rezero
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actuallytatsächlich keepshält his balanceBalance.
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40000
2000
tatsächlich in Balance bleibt.
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RezeroRezero keepshält his balanceBalance by constantlyständig
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42000
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Rezero hält seine Balance, indem er konstant
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measuringMessung his pitchTonhöhe angleWinkel with a sensorSensor.
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44000
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seinen Nickwinkel mit einem Sensor berechnet.
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He then counteractswirkt gegen and avoidsvermeidet topplingSturz over
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47000
3000
Dann wirkt er dem entgegen und vermeidet einen Sturz,
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by turningDrehen the motorsMotoren appropriatelypassend.
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50000
2000
indem er die Motoren dementsprechend dreht.
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This happensdas passiert 160 timesmal perpro secondzweite,
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52000
2000
Das geschieht 160 Mal pro Sekunde
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and if anything failsschlägt fehl in this processverarbeiten,
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54000
2000
und wenn in diesem Prozess irgendetwas schief geht,
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RezeroRezero would immediatelysofort fallfallen to the groundBoden.
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56000
3000
fiele Rezero sofort zu Boden.
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Now to moveBewegung and to balanceBalance,
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59000
2000
Nun, um sich zu bewegen und zu balancieren,
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RezeroRezero needsBedürfnisse to turnWende the ballBall.
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61000
2000
muss Rezero den Ball drehen.
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The ballBall is drivenGefahren by threedrei specialbesondere wheelsRäder
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63000
2000
Der Ball wird von drei speziellen Rädern angetrieben,
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that allowzulassen RezeroRezero to moveBewegung into any directionRichtung
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65000
3000
die es Rezero erlauben, sich in jede Richtung zu bewegen
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and alsoebenfalls moveBewegung around his ownbesitzen axisAchse
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68000
2000
und sich auch gleichzeitig
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at the samegleich time.
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70000
4000
um seine eigene Achse zu drehen.
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DueFällig to his instabilityInstabilität, RezeroRezero is always
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74000
2000
Durch seine Instabilität ist Rezero
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in motionBewegung. Now here'shier ist the trickTrick.
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76000
2000
immer in Bewegung. Der Trick ist wie folgt:
01:33
It's indeedtatsächlich exactlygenau this instabilityInstabilität that allowserlaubt
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78000
3000
Es ist tatsächlich genau diese Instabilität,
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a robotRoboter to moveBewegung very [dynamicallydynamisch].
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81000
2000
die einem Roboter erlaubt, sich sehr [dynamisch] zu bewegen.
01:38
Let's playspielen a little.
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83000
2000
Lassen Sie uns ein wenig spielen.
01:40
You maykann have wonderedwunderte sich what happensdas passiert
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85000
2000
Sie haben sich vielleicht gefragt, was geschieht,
01:42
if I give the robotRoboter a little pushdrücken.
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87000
3000
wenn ich dem Roboter einen kleinen Schubs gebe.
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In this modeModus, he's tryingversuchen to maintainpflegen
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92000
2000
In diesem Modus versucht er,
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his positionPosition.
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94000
3000
seine Position zu halten.
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For the nextNächster demoDemo, I'd like you to introducevorstellen
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97000
3000
Für die nächste Demonstration möchte ich Ihnen
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to my colleaguesKollegen MichaelMichael, on the computerComputer,
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100000
3000
meine Kollegen vorstellen: Michael am Computer
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and ThomasThomas who'swer ist helpingPortion me onstageauf der Bühne.
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103000
3000
und Thomas, der mir hier auf der Bühne helfen wird.
02:02
In the nextNächster modeModus, RezeroRezero is passivepassiv,
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107000
2000
Im nächsten Modus ist Rezero passiv
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and we can moveBewegung him around.
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109000
3000
und wir können ihn herumschieben.
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With almostfast no forceKraft I can controlsteuern
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2000
Beinahe ohne Krafteinsatz kann ich
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his positionPosition and his velocityGeschwindigkeit.
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115000
3000
seine Position und Geschwindigkeit kontrollieren.
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I can alsoebenfalls make him spinDreh.
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121000
3000
Ich kann ihn auch zum Drehen bringen.
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In the nextNächster modeModus, we can get RezeroRezero
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135000
2000
Im nächsten Modus können wir Rezero
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to followFolgen a personPerson.
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3000
dazu bringen, einer Person zu folgen.
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He's now keepinghalten a constantKonstante distanceEntfernung to ThomasThomas.
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140000
3000
Er hält nun eine konstante Distanz zu Thomas.
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This worksWerke with a laserLaser- sensorSensor
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2000
Das geschieht mit Hilfe eines Lasersensors,
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that's mountedmontiert on topoben of RezeroRezero.
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2000
der oben auf Rezero montiert ist.
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With the samegleich methodMethode, we can alsoebenfalls
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155000
2000
Mit derselben Methode können wir ihn auch
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get him to circleKreis a personPerson.
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157000
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dazu bringen, eine Person zu umkreisen.
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We call this the orbitingumkreisen modeModus.
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162000
4000
Wir nennen das den umkreisenden Modus.
03:10
All right, thank you, ThomasThomas.
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175000
2000
Gut, vielen Dank dir, Thomas.
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(ApplauseApplaus)
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177000
4000
(Applaus)
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Now, what's the use of this technologyTechnologie?
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181000
3000
Nun, wozu dient diese Technologie?
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For now, it's an experimentExperiment, but let me
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187000
2000
Für den Moment ist es ein Experiment,
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showShow you some possiblemöglich futureZukunft applicationsAnwendungen.
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189000
3000
aber lassen Sie mich Ihnen einige mögliche Anwendungen zeigen.
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RezeroRezero could be used in exhibitionsAusstellungen or parksParks.
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Rezero könnte in Ausstellungen oder Parks eingesetzt werden.
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With a screenBildschirm it could informinformieren people or showShow
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Mit einem Monitor könnte er die Leute informieren,
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them around in a funSpaß and entertainingunterhaltsam way.
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197000
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oder sie auf unterhaltsame und spaßige Art herumführen.
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In a hospitalKrankenhaus, this deviceGerät could be used to
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200000
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In einem Krankenhaus könnte das Gerät dazu verwendet werden,
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carrytragen around medicalmedizinisch equipmentAusrüstung.
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2000
medizinische Apparate herumzutragen.
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DueFällig to the BallbotBallbot systemSystem, it has a very smallklein
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204000
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Dank des Ballbot-Systems hat es einen sehr kleinen Fußabdruck
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footprintFußabdruck and it's alsoebenfalls easyeinfach to moveBewegung around.
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206000
3000
und ist auch sehr einfach zu bewegen.
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And of courseKurs, who wouldn'twürde nicht like
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Und natürlich, wer möchte nicht einmal
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to take a rideReiten on one of these.
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211000
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auf einem von diesen Dingern reiten.
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And these are more practicalpraktisch applicationsAnwendungen.
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214000
2000
Das sind eher die praktischen Anwendungen.
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But there's alsoebenfalls a certainsicher beautySchönheit
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Aber es liegt auch eine gewisse Schönheit
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withininnerhalb this technologyTechnologie.
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218000
2000
in dieser Technologie.
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(MusicMusik)
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220000
9000
(Musik)
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(ApplauseApplaus)
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283000
1000
(Applaus)
04:59
Thank you.
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284000
2000
Danke.
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(ApplauseApplaus)
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286000
4000
(Applaus)
05:05
Thank you.
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290000
2000
Vielen Dank.
Translated by Karin Friedli

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Péter Fankhauser is the leader of a team of students working on Rezero, a robot that balances on a single sphere.

Why you should listen

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Working with researchers including Michael Neunert and Thomas Kammermann,  the team has produced Rezero, a ballbot prototype that can slalom around, resist toppling up to 17 degrees off vertical, and inspire myriad uses. Designed for high acceleration, it moves in an organic and even elegant way.  Fankhauser has started graduate studies in mechanical engineering this fall with a focus on robotics, control and construction.

He says of Rezero: "He wants to demonstrate what he can do, as if he was saying, ‘Backwards, forwards. I can do it all. Look at me!'"

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