ABOUT THE SPEAKER
Robert Full - Biologist
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering.

Why you should listen

UC Berkeley biologist Robert Full is fascinated by the motion of creatures like cockroaches, crabs and geckos having many legs, unusual feet or talented tails. He has led an effort to demonstrate the value of learning from Nature by the creating interdisciplinary collaborations of biologists, engineers, mathematicians and computer scientists from academia and industry. He founded CiBER, the Center for interdisciplinary Bio-inspiration in Education and Research, and the Poly-PEDAL Laboratory, which studies the Performance, Energetics and Dynamics of Animal Locomotion (PEDAL) in many-footed creatures (Poly).

His research shows how studying a diversity of animals leads to the discovery of general principles which inspire the design of novel circuits, artificial muscles, exoskeletons, versatile scampering legged search-and-rescue robots and synthetic self-cleaning dry adhesives based on gecko feet. He is passionate about discovery-based education leading to innovation -- and he even helped Pixar’s insect animations in the film A Bug's Life.

More profile about the speaker
Robert Full | Speaker | TED.com
TED2014

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

Ρόμπερτ Φουλ: Tα μυστικά των πιο αηδιαστικών πλασμάτων της φύσης, διοχετεύονται σε ρομπότ

Filmed:
1,286,255 views

Πώς μπορούν τα ρομπότ να μάθουν να σταθεροποιούνται σε σκληρά εδάφη, να περπατούν ανάποδα, να κάνουν ελιγμούς στον αέρα και να τρέχουν σε τοίχους χωρίς να χτυπάνε; Ο Ρόμπερτ Φουλ ρίχνει μια ματιά στο απίστευτο σώμα των κατσαρίδων για να δείξει τι μπορεί να διδάξει τους μηχανολόγους ρομποτικής.
- Biologist
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering. Full bio

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

00:12
Even nature'sτης φύσης mostπλέον disgustingαηδιαστικός creaturesπλάσματα
0
930
2904
Ακόμα και τα πιο αηδιαστικά πλάσματα
της φύσης
00:15
have importantσπουδαίος secretsμυστικά,
1
3834
2567
έχουν σημαντικά μυστικά,
αλλά ποιος θα ήθελε
ένα σμήνος από κατσαρίδες
00:18
but who would want a swarmσμήνος of cockroachesκατσαρίδες
2
6401
1489
00:19
comingερχομός towardsπρος them?
3
7890
1594
να έρθει κατά πάνω του;
00:21
YetΑκόμη one of the greatestμεγαλύτερη differencesδιαφορές
betweenμεταξύ naturalφυσικός and humanο άνθρωπος technologiesτεχνολογίες
4
9484
3012
Ωστόσο μία από τις μεγαλύτερες διαφορές
μεταξύ της φύσης
και της ανθρώπινης τεχνολογίας
σχετίζεται με την ευρωστία.
00:24
relatesαναφέρεται to robustnessευρωστία.
5
12496
2215
00:26
RobustΙσχυρή systemsσυστήματα are stableσταθερός in complexσυγκρότημα
6
14711
2573
Τα εύρωστα συστήματα είναι σταθερά
σε πολύπλοκα και νέα περιβάλλοντα.
00:29
and newνέος environmentsπεριβάλλοντος.
7
17284
1721
Οι κατσαρίδες μπορούν
να αυτο-σταθεροποιηθούν
00:31
RemarkablyΕντυπωσιακά, cockroachesκατσαρίδες can self-stabilizeαυτο-σταθεροποίηση
8
19005
1795
00:32
runningτρέξιμο over roughτραχύς terrainπαντός εδάφους.
9
20800
1679
όταν τρέχουν σε ανώμαλα εδάφη.
00:34
When we put a jetπίδακας packπακέτο on them,
10
22479
1262
Όταν τους βάζουμε μια ζώνη πυραύλου
00:35
or give them a perturbationδιαταραχών like an earthquakeσεισμός,
11
23741
2011
ή όταν τους προκαλούμε
μια διατάραξη σαν σεισμό,
00:37
we discoveredανακαλύφθηκε that theirδικα τους wonderfullyυπέροχα tunedσυντονισμένη legsπόδια
12
25752
2891
ανακαλύπτουμε ότι τα πανέμορφα
συντονισμένα πόδια τους
00:40
allowεπιτρέπω them to self-stabilizeαυτο-σταθεροποίηση
13
28643
1625
τους επιτρέπουν να αυτο-σταθεροποιούνται
00:42
withoutχωρίς usingχρησιμοποιώντας any of theirδικα τους brainpowerπνευματικού.
14
30268
3662
χωρίς να χρησιμοποιούν καθόλου
τη δύναμη του μυαλού τους.
00:45
They can go over complexσυγκρότημα terrainπαντός εδάφους like grassγρασίδι,
15
33930
3130
Μπορούν να περάσουν σύνθετο έδαφος
όπως το γρασίδι,
00:49
no problemπρόβλημα, and not get destabilizedαποσταθεροποίηση.
16
37060
1952
κανένα πρόβλημα,
και να μην αποσταθεροποιούνται.
00:51
We discoveredανακαλύφθηκε a newνέος behaviorη ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ where,
17
39012
1514
Ανακαλύψαμε μια νέα συμπεριφορά όπου,
00:52
because of theirδικα τους shapeσχήμα,
18
40526
1164
εξαιτίας του σχήματός τους,
00:53
they actuallyπράγματι rollρολό automaticallyαυτομάτως to theirδικα τους sideπλευρά
19
41690
2078
μπορούν να κυλήσουν
αυτόματα στην άλλη πλευρά
00:55
to go throughδιά μέσου this artificialτεχνητός testδοκιμή bitκομμάτι of grassγρασίδι.
20
43768
3952
και να περάσουν αυτή τη μικρή
τεχνητή δοκιμασία του γρασιδιού.
00:59
RobustΙσχυρή systemsσυστήματα can performεκτελώ multipleπολλαπλούς tasksκαθήκοντα
21
47720
2437
Τα ισχυρά συστήματα μπορούν
να εκτελούν πολλαπλές εργασίες
01:02
with the sameίδιο structureδομή.
22
50157
2138
με την ίδια δομή.
01:04
Here'sΕδώ είναι a newνέος behaviorη ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ we'veέχουμε discoveredανακαλύφθηκε.
23
52295
1867
Εδώ είναι μια καινούρια συμπεριφορά
που ανακαλύψαμε.
01:06
The animalsτων ζώων rapidlyταχέως invertαντιστροφή and disappearεξαφανίζομαι
24
54162
1846
Τα ζώα ραγδαία αναποδογυρίζουν
κι εξαφανίζονται
01:08
in lessπιο λιγο than 150 millisecondsχιλιοστά του δευτερολέπτου — you never see them —
25
56008
2501
σε λιγότερο από 150 χιλιοστά
του δευτερόλεπτου - δεν τα βλέπεις-
01:10
usingχρησιμοποιώντας the sameίδιο structuresδομές that
they use to runτρέξιμο, theirδικα τους legsπόδια.
26
58509
2363
χρησιμοποιώντας τις ίδιες δομές
με τις οποίες τρέχουν τα πόδια τους.
01:12
They can runτρέξιμο upsideάνω μέρος down
27
60872
1604
Μπορούν να τρέχουν ανάποδα
01:14
very rapidlyταχέως on rodsράβδων, branchesυποκαταστήματα and wiresκαλώδια,
28
62476
3132
πολύ γρήγορα σε καλάμια,
κλαδιά και καλώδια,
και αν διαταράξεις
ένα από αυτά τα κλαδιά,
01:17
and if you perturbπροβλημάτισε one of those branchesυποκαταστήματα,
29
65608
1479
01:19
they can do this.
30
67087
1793
θα κάνουν αυτό.
01:20
They can performεκτελώ gymnasticΓυμναστικός maneuversελιγμούς
31
68880
1530
Μπορούν να κάνουν
γυμναστικούς ακροβατικούς ελιγμούς
01:22
like no robotρομπότ we have yetΑκόμη.
32
70410
2578
όπως κανένα ρομπότ δεν μπορεί
από αυτά που διαθέτουμε.
01:24
And they have nearlyσχεδόν unlimitedαπεριόριστος
33
72988
1731
Και έχουν σχεδόν απεριόριστη
01:26
maneuverabilityικανότητα διάπραξης ελιγμών with that sameίδιο structureδομή
34
74719
2597
ευελιξία με την ίδια αυτή δομή
01:29
and unprecedentedάνευ προηγουμένου accessπρόσβαση to a varietyποικιλία
35
77316
3820
και άνευ προηγουμένου πρόσβαση
σε ποικιλία διαφορετικών περιοχών.
01:33
of differentδιαφορετικός areasπεριοχές.
36
81136
4270
01:37
They have wingsπαρασκήνια for flyingπέταγμα when they get warmζεστός,
37
85406
2623
Έχουν φτερά να πετάνε όταν ζεσταίνονται,
01:40
but they use those sameίδιο wingsπαρασκήνια to flipαναρρίπτω over
38
88029
2614
αλλά χρησιμοποιούν τα ίδια ακριβώς φτερά
για να αναποδογυρίζουν
01:42
if they get destabilizedαποσταθεροποίηση.
39
90643
3957
εάν αποσταθεροποιηθούν.
01:46
Very effectiveαποτελεσματικός.
40
94600
1297
Πολύ αποτελεσματικό.
01:47
RobustΙσχυρή systemsσυστήματα are alsoεπίσης faultσφάλμα tolerantανεκτική and fail-safeFail-Safe.
41
95897
3205
Τα ισχυρά συστήματα είναι επίσης ανθεκτικά
και ασφαλή έναντι αστοχίας.
01:51
This is the footπόδι of a cockroachκατσαρίδα.
42
99102
1140
Αυτό είναι το πόδι μίας κατσαρίδας.
01:52
It has spinesαγκάθια, glueyκολλώδης padsμαξιλάρια and clawsτα νύχια,
43
100242
3289
Έχει αγκάθια,
κολλώδης μαξιλάρια και νύχια,
01:55
but if you take off those feetπόδια,
44
103531
1591
αλλά αν βγάλεις αυτά τα πόδια,
01:57
they can still go over roughτραχύς terrainπαντός εδάφους,
45
105122
1708
μπορούν ακόμα να περάσουν
πάνω από σκληρά εδάφη,
01:58
like the bottomκάτω μέρος videoβίντεο that you see,
46
106830
1897
όπως βλέπετε στο κάτω βίντεο,
02:00
withoutχωρίς hardlyμετά βίας slowingεπιβράδυνση down. ExtraordinaryΈκτακτη.
47
108727
3371
χωρίς καν να επιβραδύνουν.
Εκπληκτικό.
02:04
They can runτρέξιμο up meshπλέγμα withoutχωρίς theirδικα τους feetπόδια.
48
112098
3173
Μπορούν τα τρέχουν σε πλέγματα
χωρίς τα πόδια τους.
02:07
Here'sΕδώ είναι an animalζώο usingχρησιμοποιώντας a normalκανονικός, alternatingεναλλασσόμενο tripodτρίποδο:
49
115271
2283
Εδώ είναι ένα ζώο που χρησιμοποιεί
ένα φυσιολογικό, εναλλασσόμενο τρίποδο:
02:09
threeτρία legsπόδια, threeτρία legsπόδια, threeτρία legsπόδια,
50
117554
1543
τρία πόδια, τρία πόδια, τρία πόδια,
02:11
but in natureφύση, the insectsέντομα oftenσυχνά have lostχαμένος theirδικα τους legsπόδια.
51
119097
3692
αλλά στην φύση, τα έντομα συνήθως
χάνουν τα πόδια τους.
02:14
Here'sΕδώ είναι one movingκίνηση with two middleΜέσης legsπόδια goneχαμένος.
52
122789
4010
Εδώ είναι ένα το οποίο κινείται
χωρίς τα δύο μεσαία πόδια.
02:18
It can even loseχάνω threeτρία legsπόδια, in a tripodτρίποδο,
53
126799
2916
Μπορούν ακόμα να χάσουν
τρία πόδια, ένα τρίποδο,
02:21
and adoptενστερνίζομαι a newνέος gaitβάδισμα, a hoppinghopping gaitβάδισμα.
54
129715
3927
και να υιοθετήσουν ένα νέο βηματισμό,
ένα πηδηχτό βηματισμό.
02:25
And I pointσημείο out that all of these videosΒίντεο
55
133642
1958
Να τονίσω ότι όλα αυτά τα βίντεο
02:27
are slowedεπιβραδύνθηκε down 20 timesφορές,
56
135600
1704
έχουν επιβραδυνθεί 20 φορές,
02:29
so they're actuallyπράγματι really fastγρήγορα, when you see this.
57
137304
2015
οπότε είναι πραγματικά
πολύ γρήγορα όταν το βλέπεις.
02:31
RobustΙσχυρή systemsσυστήματα are alsoεπίσης damageβλάβη resistantανθεκτικός.
58
139319
3511
Τα ισχυρά συστήματα
είναι επίσης ανθεκτικά σε βλάβες.
02:34
Here'sΕδώ είναι an animalζώο climbingορειβασία up a wallτείχος.
59
142830
1813
Εδώ είναι ένα ζώο
που ανεβαίνει έναν τοίχο.
02:36
It looksφαίνεται like a rapidταχύς, smoothλείος, verticalκατακόρυφος climbαναρρίχηση,
60
144643
2496
Μοιάζει σαν μια γρήγορη,
ομαλή, κάθετη ανάβαση,
02:39
but when you slowαργός it down,
61
147139
1239
αλλά όταν το επιβραδύνεις,
02:40
you see something very differentδιαφορετικός.
62
148378
2494
βλέπεις κάτι τελείως διαφορετικό.
02:42
Here'sΕδώ είναι what they do.
63
150872
1648
Ορίστε τι κάνουν.
02:44
They intentionallyεκ προθέσεως have a
head-onκατά μέτωπον collisionσύγκρουση with the wallτείχος
64
152520
3007
Σκόπιμα έχουν μια μετωπική σύγκρουση
με τον τοίχο
02:47
so they don't slowαργός down and can transitionμετάβαση up it
65
155527
2114
έτσι ώστε να μην επιβραδύνουν
και να ανέβουν πάνω του
02:49
in 75 millisecondsχιλιοστά του δευτερολέπτου.
66
157641
2398
σε 75 χιλιοστά του δευτερόλεπτου.
02:52
And they can do this in partμέρος because they have
67
160039
1861
Μπορούν να το κάνουν
εν μέρει επειδή έχουν
02:53
extraordinaryέκτακτος exoskeletonsexoskeletons.
68
161900
2057
μοναδικούς εξωσκελετούς.
02:55
And they're really just madeέκανε up of compliantσυμβατό με jointsαρθρώσεις
69
163957
3809
Πραγματικά αποτελούνται
από συμβατές αρθρώσεις
02:59
that are tubesσωλήνες and platesπλάκες
70
167766
1733
που είναι σωλήνες και πλάκες
03:01
connectedσυνδεδεμένος to one anotherαλλο.
71
169499
1543
συνδεδεμένες μεταξύ τους.
03:03
Here'sΕδώ είναι a dissectionανατομή of an abdomenκοιλιά of a cockroachκατσαρίδα.
72
171042
2947
Εδώ είναι μια ανατομή
της κοιλιάς μιας κατσαρίδας.
03:05
You see these platesπλάκες, and you
see the compliantσυμβατό με membraneμεμβράνη.
73
173989
3961
Βλέπετε αυτά τα πιάτα
και βλέπετε και τη συμβατή μεμβράνη.
03:09
My engineeringμηχανική colleagueσυνάδελφος at BerkeleyΜπέρκλεϊ
74
177950
2816
Ο μηχανολόγος συνεργάτης μου
στο Μπέρκλεϊ
03:12
designedσχεδιασμένο with his studentsΦοιτητές
75
180766
1124
σχεδίασε με τους μαθητές του
03:13
a novelμυθιστόρημα manufacturingβιομηχανοποίηση techniqueτεχνική
76
181890
1481
μια νέα τεχνική κατασκευής
03:15
where you essentiallyουσιαστικά origamiorigami the exoskeletonεξωσκελετός,
77
183371
3611
όπου ουσιαστικά
έχει αναδιπλωθεί ο εξωσκελετός,
03:18
you laserλέιζερ cutΤομή it, laminateτο φύλλο πλαστικού it,
78
186982
1360
τον κόβεις με λέιζερ, τον πλαστικοποιείς,
03:20
and you foldπτυχή it up into a robotρομπότ.
79
188342
2395
και τον διπλώνεις σε ρομπότ.
03:22
And you can do that now in lessπιο λιγο than 15 minutesλεπτά.
80
190737
5817
Και μπορείτε να το κάνετε αυτό
σε λιγότερο από 15 λεπτά.
03:28
These robotsρομπότ, calledπου ονομάζεται DASHΠΑΎΛΑ,
81
196554
1939
Αυτά τα ρομπότ,
ονοάζονται DASH (ΔΑΞΕ),
03:30
for DynamicΔυναμική AutonomousΑυτόνομη SprawledΞαπλωμένη HexapodHexapod,
82
198493
2610
το οποίο βγαίνει από το
Δυναμικά Αυτόνομα Ξαπλωτά Εξάποδα,
03:33
are highlyυψηλά compliantσυμβατό με robotsρομπότ,
83
201103
3082
τα οποία είναι ρομπότ υψηλής συμβατότητας,
03:36
and they're remarkablyσημαντικά robustεύρωστος as a resultαποτέλεσμα
84
204185
3702
και είναι άκρως εύρωστα σαν αποτέλεσμα
03:39
of these featuresχαρακτηριστικά.
85
207887
1803
αυτών των χαρακτηριστικών.
03:41
They're certainlyσίγουρα incrediblyαπίστευτα damageβλάβη resistantανθεκτικός.
86
209690
6058
Είναι απίστευτα ανθεκτικά σε βλάβες.
03:47
(LaughterΤο γέλιο)
87
215748
3353
(Γέλια)
03:51
They even have some of the
behaviorsσυμπεριφορές of the cockroachesκατσαρίδες.
88
219101
2469
Ακόμα, έχουν μερικές
από τις συμπεριφορές μιας κατσαρίδας.
03:53
So they can use theirδικα τους smartέξυπνος, compliantσυμβατό με bodyσώμα
89
221570
2273
Όποτε μπορούν να χρησιμοποιούν
το έξυπνο, συμβατό σώμα τους
03:55
to transitionμετάβαση up a wallτείχος
90
223843
2517
ώστε να ανέβουν σε ένα τοίχο
03:58
in a very simpleαπλός way.
91
226360
2892
με έναν απλό τρόπο.
04:01
They even have some of the beginningsαρχές
92
229252
1628
Ακόμα έχουν μερικές από τις αρχές
04:02
of the rapidταχύς inversionαντιστροφή behaviorη ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ
93
230880
1319
της ταχείας αντιστροφής συμπεριφοράς
04:04
where they disappearεξαφανίζομαι.
94
232199
2844
όταν εξαφανίζονται.
04:07
Now we want to know why they can go anywhereοπουδήποτε.
95
235043
1477
Θέλουμε να μάθουμε
γιατί μπορούν να πάνε οπουδήποτε.
04:08
We discoveredανακαλύφθηκε that they can go throughδιά μέσου
96
236520
1569
Ανακαλύψαμε ότι μπορούν
να πηγαίνουν
04:10
three-millimeterτρεις-χιλιοστόμετρου gapsκενά,
97
238089
1788
μέσα σε κενά τριών χιλιοστών,
04:11
the heightύψος of two penniesπένες, two stackedστοιβάζονται penniesπένες,
98
239877
2361
το ύψος δύο νομισμάτων,
δύο στοιβαγμένων νομισμάτων,
04:14
and when they do this,
99
242238
1048
04:15
they can actuallyπράγματι runτρέξιμο throughδιά μέσου those confinedπεριορίζεται spacesχώρων
100
243286
2575
και όταν το κάνουν αυτό,
μπορούν να τρέξουν μέσα σε αυτούς
τους περιορισμένους χώρους,
04:17
at highυψηλός speedsταχύτητες,
101
245861
1757
σε υψηλές ταχύτητες,
04:19
althoughαν και you never see it.
102
247618
3182
παρόλα αυτά δεν το βλέπεις ποτέ.
04:22
To understandκαταλαβαίνουν it better,
103
250800
1062
Για να το κατανοήσετε καλύτερα,
04:23
we did a CTΑΞΟΝΙΚΉ ΤΟΜΟΓΡΑΦΊΑ scanσάρωση of the exoskeletonεξωσκελετός
104
251862
2078
κάναμε μια ηλεκτρονική τομογραφία
του εξωσκελετού
04:25
and showedέδειξε that they can compressσυμπιέζω theirδικα τους bodyσώμα
105
253940
1474
και μας έδειξε ότι
μπορούν να πιέσουν το σώμα τους
04:27
by over 40 percentτοις εκατό.
106
255414
2646
περίπου κατά 40%.
04:30
We put them in a materialsυλικά testingδοκιμές machineμηχανή
107
258060
1557
Τα βάλαμε σε μια μηχανή δοκιμής υλικών
04:31
to look at the stressστρες strainένταση analysisανάλυση
108
259617
2356
για να δούμε
την ανάλυση της έντασης του στρες
04:33
and showedέδειξε that they can withstandαντέχω forcesδυνάμεις
109
261973
2118
και μας έδειξε
ότι μπορούν να αντέξουν δυνάμεις
04:36
800 timesφορές theirδικα τους bodyσώμα weightβάρος,
110
264091
1904
800 φορές την μάζα τους,
04:37
and after this they can flyπετώ and runτρέξιμο
111
265995
1890
και μετά από αυτό
μπορούν να πετάξουν και να τρέξουν
04:39
absolutelyαπολύτως normallyκανονικά.
112
267885
1990
απολύτως φυσικά.
04:41
So you never know where
113
269875
1723
Έτσι ποτέ δεν ξέρεις που θα μας οδηγήσει
04:43
curiosity-basedβασίζεται σε περιέργεια researchέρευνα will leadΟΔΗΓΩ,
114
271598
3074
η έρευνα της περιέργειας,
04:46
and somedayκάποια μέρα you mayενδέχεται want a swarmσμήνος
115
274672
1539
και κάποια μέρα
μπορεί να θέλετε ένα σμήνος
04:48
of cockroach-inspiredκατσαρίδα-εμπνευσμένο robotsρομπότ
116
276211
2194
από ρομπότ εμπνευσμένα από κατσαρίδες
04:50
to come at you.
117
278405
2414
να έρθουν καταπάνω σας.
04:52
(LaughterΤο γέλιο)
118
280819
7121
(Γέλια)
04:59
Thank you.
119
287940
1557
Σας Ευχαριστώ.
05:01
(ApplauseΧειροκροτήματα)
120
289497
1286
(Χειροκρότημα)
Translated by Helena Galani
Reviewed by Stefanos Reppas

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Robert Full - Biologist
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering.

Why you should listen

UC Berkeley biologist Robert Full is fascinated by the motion of creatures like cockroaches, crabs and geckos having many legs, unusual feet or talented tails. He has led an effort to demonstrate the value of learning from Nature by the creating interdisciplinary collaborations of biologists, engineers, mathematicians and computer scientists from academia and industry. He founded CiBER, the Center for interdisciplinary Bio-inspiration in Education and Research, and the Poly-PEDAL Laboratory, which studies the Performance, Energetics and Dynamics of Animal Locomotion (PEDAL) in many-footed creatures (Poly).

His research shows how studying a diversity of animals leads to the discovery of general principles which inspire the design of novel circuits, artificial muscles, exoskeletons, versatile scampering legged search-and-rescue robots and synthetic self-cleaning dry adhesives based on gecko feet. He is passionate about discovery-based education leading to innovation -- and he even helped Pixar’s insect animations in the film A Bug's Life.

More profile about the speaker
Robert Full | Speaker | TED.com