ABOUT THE SPEAKER
Auke Ijspeert - Roboticist
Auke Ijspeert works at the intersection of robotics, biology and computational neuroscience.

Why you should listen

Auke Ijspeert is a professor at the EPFL (the Swiss Federal Institute of Technology at Lausanne), and head of the Biorobotics Laboratory (BioRob). He has a BSc/MSc in Physics from the EPFL and a PhD in artificial intelligence from the University of Edinburgh, with John Hallam and David Willshaw as advisors. He carried out postdocs at IDSIA and EPFL with Jean-Daniel Nicoud and Luca Gambardella, and at the University of Southern California, with Michael Arbib and Stefan Schaal 

Ijspeert is interested in using numerical simulations and robots to get a better understanding of animal locomotion and movement control, and in using inspiration from biology to design novel types of robots and locomotion controllers.

More profile about the speaker
Auke Ijspeert | Speaker | TED.com
TEDGlobal>Geneva

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

اوک جاسپرت: رباتی که می‌تواند مانند یک سمندربدود وشنا کند

Filmed:
2,016,271 views

متخصص روبات آقای جاسپرت، روباتهای زیستی وماشینهایی طراحی می‌کند که از حیوانت واقعی الگوبرداری شده‌اند که قادرند در زمینهای دشوار و پیچیده حرکت کنند و در صفحات رمانهای علمی تخیلی در خانه دیده می‌شوند. فرایند خلق چنین روباتهایی منجر به تولید روباتهای بهتری می‌گردد که می‌توان از آنها در انجام کارهای میدانی، خدماتی و جستجو و نجات استفاده کرد. اما این روبات‌ها فقط جهان طبیعی را تقلید نمی‌کنند -- آنها به ما کمک می‌کنند تا از بدن خود درک بهتری داشته باشیم و بتوانیم رازهای سر به مهر گذشته در مورد نخاع را رمز گشایی کنیم.
- Roboticist
Auke Ijspeert works at the intersection of robotics, biology and computational neuroscience. Full bio

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

00:12
This is PleurobotPleurobot.
0
760
1840
این پولو روبات است.
00:15
PleurobotPleurobot is a robotربات that we designedطراحی شده
to closelyنزدیک است mimicتقلید کردن a salamanderسالاماندر speciesگونه ها
1
3400
3616
این روباتی است که ما طراحی کردیم تا حد
زیادی حرکات یک گونه سمندر را با نام
00:19
calledبه نام PleurodelesPleurodeles waltlوالتل.
2
7040
1400
پولورودل والت تقلید کند.
00:21
PleurobotPleurobot can walkراه رفتن, as you can see here,
3
9240
2256
این روبات می‌تواند راه برود،
00:23
and as you'llشما خواهید بود see laterبعد, it can alsoهمچنین swimشنا کردن.
4
11520
2040
وهمانطورکه بعدا خواهید دید
شنا هم می‌کند.
00:26
So you mightممکن askپرسیدن,
why did we designطرح this robotربات?
5
14280
2191
ممکن است بپرسید چرا این ربات
را طراحی کردیم؟
00:28
And in factواقعیت, this robotربات has been designedطراحی شده
as a scientificعلمی toolابزار for neuroscienceعلوم اعصاب.
6
16960
3762
ودرواقع این روبات به عنوان یک ابزار علمی
برای علوم اعصاب طراحی شده.
00:33
Indeedدر واقع, we designedطراحی شده it
togetherبا یکدیگر with neurobiologistsعصب شناسان
7
21400
2496
در واقع آن ر ابا کمک متخصصان شبکه
عصبی طراحی کردیم
00:35
to understandفهمیدن how animalsحیوانات moveحرکت,
8
23920
1896
تا بتوانیم نحوه حرکت حیوانات را بفهمیم،
00:37
and especiallyبه خصوص how the spinalستون فقرات cordطناب
controlsکنترل ها locomotionجابجایی.
9
25840
2760
به ویژه اینکه چگونه نخاع حرکت را کنترل
می‌کند.
00:41
But the more I work in bioroboticsbiorobotics,
10
29560
1696
اما هرچه بیشتر درحوزه رباتیک زیستی
00:43
the more I'm really impressedتحت تاثیر قرار
by animalحیوانات locomotionجابجایی.
11
31280
2381
کار می‌کنم، بیشترتحت تاثیرسیستم حرکت
جانوران قرار
00:45
If you think of a dolphinدلفین swimmingشنا كردن
or a catگربه runningدر حال اجرا or jumpingپریدن around,
12
33920
4296
می‌گیرم. اگرشما به شنای یک دلفین یا به
دویدن و این‌سو و آن‌سو پریدن گربه یاحتی
00:50
or even us as humansانسان,
13
38240
1576
ما انسان‌ها فکر کنید،
00:51
when you go joggingپیاده روی or playبازی tennisتنیس,
14
39840
1816
وقتی می‌دوید و یا تنیس بازی می‌کنید،
00:53
we do amazingحیرت آور things.
15
41680
1240
کارهای خارق العاده می‌کنیم.
00:55
And in factواقعیت, our nervousعصبی systemسیستم solvesحل می کند
a very, very complexپیچیده controlکنترل problemمسئله.
16
43880
4136
و در واقع سیستم عصبی ما مساله بسیار
بسیار پیچیده کنترل را انجام می‌دهد.
01:00
It has to coordinateهماهنگ كردن
more or lessکمتر 200 musclesعضلات perfectlyکاملا,
17
48040
3096
این سیستم باید به طوربی نقص حدود ۲۰۰
ماهیچه را هماهنگ کند.
01:03
because if the coordinationهماهنگی is badبد,
we fallسقوط over or we do badبد locomotionجابجایی.
18
51160
3680
چون اگر هماهنگی نادرست باشد زمین
می‌خوریم یا نمی‌توانیم به درستی حرکت کنیم.
01:07
And my goalهدف is to understandفهمیدن
how this worksآثار.
19
55560
2720
و هدفم این است که بفهمم این سیستم چگونه
کار می‌کند.
01:11
There are fourچهار mainاصلی componentsاجزاء
behindپشت animalحیوانات locomotionجابجایی.
20
59160
2840
چهار بخش اصلی در حرکت حیوانات دخیل هستند.
01:14
The first componentجزء is just the bodyبدن,
21
62800
1936
اولین بخش بدن است
01:16
and in factواقعیت we should never underestimateدست کم گرفتن
22
64760
1976
و هرگز نباید دست کم بگیریم که
01:18
to what extentمحدوده the biomechanicsبیومکانیک
alreadyقبلا simplifyساده کردن locomotionجابجایی in animalsحیوانات.
23
66760
3480
تا چه اندازه مکانیک زیستی حرکت را
در حیوانات ساده کرده است.
01:22
Then you have the spinalستون فقرات cordطناب,
24
70920
1456
بخش بعدی نخاع است،
01:24
and in the spinalستون فقرات cordطناب you find reflexesرفلکس,
25
72400
1976
در نخاع رفلکس‌ها اتفاق می‌افتند،
01:26
multipleچندگانه reflexesرفلکس that createايجاد كردن
a sensorimotorحسگر حرکتی coordinationهماهنگی loopحلقه
26
74400
3456
رفلکس‌های متعددی که حلقه هماهنگی
حسی حرکتی را
01:29
betweenبین neuralعصبی activityفعالیت in the spinalستون فقرات cordطناب
and mechanicalمکانیکی activityفعالیت.
27
77880
3480
بین فعالیت عصبی درنخاع و فعالیتی مکانیکی
خلق می‌کنند.
01:34
A thirdسوم componentجزء
are centralمرکزی patternالگو generatorsژنراتورها.
28
82000
2976
بخش سوم تولید کننده‌های الگوی مرکزی هستند.
01:37
These are very interestingجالب هست circuitsمدارها
in the spinalستون فقرات cordطناب of vertebrateمهره داران animalsحیوانات
29
85000
3896
این‌ها مدارهای بسیار جالبی در نخاع
مهره‌داران هستند
01:40
that can generateتولید کنید, by themselvesخودشان,
30
88920
1616
که می‌توانند به تنهایی
01:42
very coordinatedهماهنگ شده
rhythmicریتمیک patternsالگوها of activityفعالیت
31
90560
2736
الگوهای فعالیت منظم بسیار هماهنگ شده
تولید کنند،
01:45
while receivingدریافت
only very simpleساده inputورودی signalsسیگنال ها.
32
93320
2376
در حالی که سیگنالهای ورودی بسیار
ساده‌ای دریافت
01:47
And these inputورودی signalsسیگنال ها
33
95720
1216
می‌نمایند واین سیگنالها
01:48
comingآینده from descendingنزولی modulationمدولاسیون
from higherبالاتر partsقطعات of the brainمغز,
34
96960
3056
که از بخشهای بالایی مغز مانند قشر حرکتی،
01:52
like the motorموتور cortexقشر,
the cerebellumمخچه, the basalپایه gangliaگانگلیا,
35
100040
2696
مخچه و هسته‌های قاعده‌ای می‌آیند،
01:54
will all modulateمدولاسیون activityفعالیت
of the spinalستون فقرات cordطناب
36
102760
2136
همگی فعالیت نخاع را وقتی ما حرکت می‌کنیم
01:56
while we do locomotionجابجایی.
37
104920
1456
تغییر و کنترل می‌کنند.
01:58
But what's interestingجالب هست is to what extentمحدوده
just a low-levelسطح پایین componentجزء,
38
106400
3216
اما جالب است این است که تا چه حد یک بخش
سطح پایین
02:01
the spinalستون فقرات cordطناب, togetherبا یکدیگر with the bodyبدن,
39
109640
1936
یعنی نخاع همراه با بدن
02:03
alreadyقبلا solveحل a bigبزرگ partبخشی
of the locomotionجابجایی problemمسئله.
40
111600
2456
بخش عمده‌ای از مساله حرکت را حل می‌کنند.
02:06
You probablyشاید know it by the factواقعیت
that you can cutبرش the headسر off a chickenجوجه,
41
114080
3422
شما احتمالا می‌دانید که
پس از قطع سر یک مرغ‌
02:09
it can still runاجرا کن for a while,
42
117532
1381
هنوز می‌تواند مدتی بدود
02:10
showingنشان دادن that just the lowerپایین تر partبخشی,
spinalستون فقرات cordطناب and bodyبدن,
43
118937
2539
که حاکی از آن است که نخاع و بدن بخش
عمده‌ای
02:13
alreadyقبلا solveحل a bigبزرگ partبخشی of locomotionجابجایی.
44
121500
1873
از مساله حرکت را می‌توانند
حل کنند.
02:15
Now, understandingدرك كردن how this worksآثار
is very complexپیچیده,
45
123397
2459
حالا درک این موضوع بسیار پیچیده است
02:17
because first of all,
46
125880
1296
زیرا اولاً
02:19
recordingضبط activityفعالیت in the spinalستون فقرات cordطناب
is very difficultدشوار.
47
127200
2620
ثبت فعالیتهای نخاع بسیار مشکل است.
02:21
It's much easierآسان تر to implantایمپلنت electrodesالکترود
in the motorموتور cortexقشر
48
129844
2772
قراردادن الکترود در قشاء حرکتی بسیار
راحتتر است
02:24
than in the spinalستون فقرات cordطناب,
because it's protectedحفاظت شده by the vertebraeمهره ها.
49
132640
3056
تا در نخاع، چون که توسط ستون فقرات
محافظت می‌شود.
02:27
Especiallyبخصوص in humansانسان, very hardسخت to do.
50
135720
1816
به ویژه در انسانها بسیار دشوار است.
02:29
A secondدومین difficultyمشکل is that locomotionجابجایی
is really dueناشی از to a very complexپیچیده
51
137560
3776
مشکل دوم آن است که حرکت حاصل یک تعامل
بسیار پیچیده
02:33
and very dynamicپویا interactionاثر متقابل
betweenبین these fourچهار componentsاجزاء.
52
141360
3056
و فعال بین این چهار بخش است
02:36
So it's very hardسخت to find out
what's the roleنقش of eachهر یک over time.
53
144440
3240
لذا پی بردن به اینکه نقش هر یک در این
فرایند چیست بسیار دشوار است.
02:40
This is where biorobotsbiorobots like PleurobotPleurobot
and mathematicalریاضی modelsمدل ها
54
148880
3736
این همان جایی است که رباتهای زیستی مانند
پولوروبات ومدل های ریاضی واقعا
02:44
can really help.
55
152640
1200
می‌توانند کمک کننده باشند.
02:47
So what's bioroboticsbiorobotics?
56
155480
1256
خوب رشته ربات زیستی چیست؟
02:48
Bioroboticsبیوروآبوتیک is a very activeفعال fieldرشته
of researchپژوهش in roboticsروباتیک
57
156760
2736
رشته ربات زیستی یک رشته بسیار فعال در حوزه
رباتیک است
02:51
where people want to
take inspirationالهام بخش from animalsحیوانات
58
159520
2456
که درآن می‌خواهیم از حیوانات
الهام بگیریم
02:54
to make robotsروبات ها to go outdoorsبیرون از خانه,
59
162000
2456
تا روباتهایی بسازیم که بیرون می‌روند،
02:56
like serviceسرویس robotsروبات ها
or searchجستجو کردن and rescueنجات robotsروبات ها
60
164480
2656
مثل روباتهای خدماتی و یا جستجو و نجات
02:59
or fieldرشته robotsروبات ها.
61
167160
1200
یا رباتهای میدانی
03:00
And the bigبزرگ goalهدف here
is to take inspirationالهام بخش from animalsحیوانات
62
168880
2696
وهدف بزرگ آن است که از حیوانات الهام
بگیریم تا رباتهایی
03:03
to make robotsروبات ها that can handleرسیدگی
complexپیچیده terrainزمین --
63
171600
2336
بسازیم که درمکانهای پیچیده مانند پله‌ها
کوهها--
03:05
stairsپله ها, mountainsکوه ها, forestsجنگل ها,
64
173960
1616
و جنگلها و جاهایی که آنها هنوز
03:07
placesمکان ها where robotsروبات ها
still have difficultiesمشکلات
65
175600
2016
مشکل دارند می‌توانند حرکت کنند
03:09
and where animalsحیوانات
can do a much better jobکار.
66
177640
2056
وجاهایی که حیوانات خیلی بهترعمل
می‌کنند.
03:11
The robotربات can be a wonderfulفوق العاده
scientificعلمی toolابزار as well.
67
179720
2496
ربات می‌تواند یک ابزار علمی فوق العاده
نیز باشد.
03:14
There are some very niceخوب projectsپروژه ها
where robotsروبات ها are used,
68
182240
2620
پروژه‌های بسیار خوبی وجود دارند که
رباتها مورد استفاده
03:16
like a scientificعلمی toolابزار for neuroscienceعلوم اعصاب,
for biomechanicsبیومکانیک or for hydrodynamicsهیدرودینامیک.
69
184884
3972
قرار می‌گیرند، مثل یک ابزارعلمی برای علوم
اعصاب، مکانیک زیستی، ویا هیدرودینامیک
03:20
And this is exactlyدقیقا
the purposeهدف of PleurobotPleurobot.
70
188880
2120
و این دقیقا هدف ساخت پولوروبات است.
03:23
So what we do in my labآزمایشگاه
is to collaborateهمکاری with neurobiologistsعصب شناسان
71
191600
2936
خب آنچه در آزمایشگاه من انجام می‌دهیم
همکاری باعصب‌شناسانی
03:26
like Jean-Marieژان ماری CabelguenCabelguen,
a neurobiologistعصب شناس in Bordeauxبوردو in Franceفرانسه,
72
194560
3216
مثل جین ماری کابل گوئن از بوردوفرانسه است،
03:29
and we want to make spinalستون فقرات cordطناب modelsمدل ها
and validateتایید اعتبار them on robotsروبات ها.
73
197800
4040
وما می‌خواهیم مدلهایی از یک طناب نخاعی
درست کنیم و روی رباتها آنها را تست کنیم.
03:34
And here we want to startشروع کن simpleساده.
74
202480
1616
و قصد داریم ساده شروع کنیم.
03:36
So it's good to startشروع کن with simpleساده animalsحیوانات
75
204120
1976
لذا بهتر است با حیوانات ساده شروع کنیم
03:38
like lampreysنازک, whichکه are
very primitiveاولیه fishماهی,
76
206120
2256
مثل مکنده ماهی که ماهیانی بسیار
ابتدایی هستند،
03:40
and then graduallyبه تدریج
go towardبه سمت more complexپیچیده locomotionجابجایی,
77
208400
2496
وکم کم به سمت حرکات پیچیده تر برویم،
03:42
like in salamandersسلماندرز,
78
210920
1256
مثل حرکت سمندر
03:44
but alsoهمچنین in catsگربه ها and in humansانسان,
79
212200
1496
و همینطور حرکت گربه‌ها وانسانها
03:45
in mammalsپستانداران.
80
213720
1200
و پستانداران.
03:47
And here, a robotربات becomesتبدیل می شود
an interestingجالب هست toolابزار
81
215880
2376
ودر اینجاست که یک روبات یک ابزار جالب
می‌شود تا
03:50
to validateتایید اعتبار our modelsمدل ها.
82
218280
1936
بتوانیم مدلهایمان را اعتباربخشی کنیم.
03:52
And in factواقعیت, for me, PleurobotPleurobot
is a kindنوع of dreamرویا becomingتبدیل شدن به trueدرست است.
83
220240
3016
و برای من پولروبات نوعی رویای به واقعیت
پیوسته است.
03:55
Like, more or lessکمتر 20 yearsسالها agoپیش
I was alreadyقبلا workingکار کردن on a computerکامپیوتر
84
223280
3256
مثل حدوداً بیست سال پیش در دوران تحصیلات
دکتری که روی یک کامپیوتر
03:58
makingساخت simulationsشبیه سازی ها of lampreyگله
and salamanderسالاماندر locomotionجابجایی
85
226560
2656
حرکات مکنده ماهی و سمندر را شبیه‌سازی
04:01
duringدر حین my PhDدکترا.
86
229240
1536
می کردم.
04:02
But I always knewمی دانست that my simulationsشبیه سازی ها
were just approximationsتقریبی ها.
87
230800
3376
اما همیشه می‌دانستم که شبیه‌سازی‌های من
فقط تقریبی هستند.
04:06
Like, simulatingشبیه سازی the physicsفیزیک in waterاب
or with mudگل و لای or with complexپیچیده groundزمینی,
88
234200
3976
مثل شبیه سازی فیزیک در آب، یا گل ویا
زمینهای پیچیده،
04:10
it's very hardسخت to simulateشبیه سازی کنید that
properlyبه درستی on a computerکامپیوتر.
89
238200
2656
شبیه‌سازی آن به طور صحیح در کامپیوتر
بسیار دشوار است.
04:12
Why not have a realواقعی robotربات
and realواقعی physicsفیزیک?
90
240880
2040
چرا یک روبات و
فیزیک واقعی نداشته باشیم؟
04:15
So amongدر میان all these animalsحیوانات,
one of my favoritesمورد علاقه های شما is the salamanderسالاماندر.
91
243600
3136
خب بین همه این حیوانات سمندر مورد
علاقه من است.
04:18
You mightممکن askپرسیدن why,
and it's because as an amphibianدوزیستان,
92
246760
3456
ممکن است بپرسید چرا ودلیلش آن است که به
عنوان یک دوزیست
04:22
it's a really keyکلیدی animalحیوانات
from an evolutionaryتکامل یافته pointنقطه of viewچشم انداز.
93
250240
2856
از دیگاه تحولی یک موجود واقعاً کلیدی است.
04:25
It makesباعث می شود a wonderfulفوق العاده linkارتباط دادن
betweenبین swimmingشنا كردن,
94
253120
2056
یک حلقه شگفت‌انگیز بین شنای
04:27
as you find it in eelsپیشانی or fishماهی,
95
255200
1896
مارماهیها و یا ماهیها
04:29
and quadrupedچهارگوش locomotionجابجایی,
as you see in mammalsپستانداران, in catsگربه ها and humansانسان.
96
257120
4120
و حرکت چهار پایان مانند آنچه در
پستانداران،گربه‌ها و انسانها می‌بینید.
04:34
And in factواقعیت, the modernمدرن salamanderسالاماندر
97
262160
1656
ودر واقع سمندر امروزی
04:35
is very closeبستن to the first
terrestrialزمینی vertebrateمهره داران,
98
263840
2376
بسیار شبیه به مهره‌داران اولیه در خشکی
است،
04:38
so it's almostتقریبا a livingزندگي كردن fossilفسیلی,
99
266240
1536
لذا تقریباً یک فسیل زنده است،
04:39
whichکه givesمی دهد us accessدسترسی به to our ancestorاجداد,
100
267800
1936
که امکان دسترسی به اجداد ما را می‌دهد،
04:41
the ancestorاجداد to all terrestrialزمینی tetrapodstetrapods.
101
269760
2920
اجداد همه چهارپایان خشکی.
04:45
So the salamanderسالاماندر swimsشنا می کند
102
273240
1376
بنابراین سمندر شنا می‌کند
04:46
by doing what's calledبه نام
an anguilliformانجیل متشکل از swimmingشنا كردن gaitراه رفتن,
103
274640
2496
با انجام آنچه آن را حرکت موجی هنگام
شنا می‌نامیم،
04:49
so they propagateرواج دادن a niceخوب travelingمسافرت waveموج
of muscleماهیچه activityفعالیت from headسر to tailدم.
104
277160
3640
لذا آنها یک موج ناشی از حرکت ماهیچهای را
ازسربه دم می‌فرستند.
04:53
And if you placeمحل
the salamanderسالاماندر on the groundزمینی,
105
281440
2176
واگرشما سمندر را روی زمین بگذارید،
04:55
it switchesسوئیچ ها to what's calledبه نام
a walkingپیاده روی trotسرزنش gaitراه رفتن.
106
283640
2336
حرکتش به آنچه آن را حرکت یورتمه‌ای
می‌نامیم
04:58
In this caseمورد, you have niceخوب
periodicدوره ای activationفعال سازی of the limbsاندام ها
107
286000
2863
تبدیل می‌شود. دراین حالت شما فعال سازی
متناوب اعضا را دارید
05:00
whichکه are very nicelyبه سادگی coordinatedهماهنگ شده
108
288887
1609
که بسیارجالب باحرکت موجی بدن
05:02
with this standingایستاده waveموج
undulationلغزش of the bodyبدن,
109
290520
2656
هماهنگ هستند.
05:05
and that's exactlyدقیقا the gaitراه رفتن
that you are seeingدیدن here on PleurobotPleurobot.
110
293200
3656
واین دقیقا همان حرکتی است که شما در پولو
روبات می‌بینید.
05:08
Now, one thing whichکه is very surprisingشگفت آور
and fascinatingشگفت انگیز in factواقعیت
111
296880
2976
حالا آنچه بسیار متحیر کننده و شگفت انگیز
است آن است که
05:11
is the factواقعیت that all this can be generatedتولید شده است
just by the spinalستون فقرات cordطناب and the bodyبدن.
112
299880
4136
همه اینها فقط توسط نخاع و بدن تولید
می‌شوند.
05:16
So if you take
a decerebrateddecerebrated salamanderسالاماندر --
113
304040
2000
لذا اگر یک سمندر بدون مغز را
بردارید --
05:18
it's not so niceخوب
but you removeبرداشتن the headسر --
114
306064
2016
خیلی جالب نیست اما شما سرش راجدا می‌کنید--
05:20
and if you electricallyالکتریکی
stimulateتحریک the spinalستون فقرات cordطناب,
115
308104
2672
و اگرنخاع را تحریک الکتریکی کنید،
05:22
at lowکم levelسطح of stimulationتحریک
this will induceوادار کردن a walking-likeراه رفتن مانند gaitراه رفتن.
116
310800
3256
با اندکی تحریک حرکت شبیه راه رفتن
ایجاد می‌شود.
05:26
If you stimulateتحریک a bitبیت more,
the gaitراه رفتن acceleratesتسریع می شود.
117
314080
2456
اگر شما کمی بیشتر تحریک کنید،
حرکت سریع تر می شود.
05:28
And at some pointنقطه, there's a thresholdآستانه,
118
316560
1896
و در یک آستانه تحریک،
05:30
and automaticallyبطور خودکار,
the animalحیوانات switchesسوئیچ ها to swimmingشنا كردن.
119
318480
2536
بطور خودکار حرکت حیوان شبیه شنا می‌شود.
05:33
This is amazingحیرت آور.
120
321040
1376
حیرت‌انگیز است.
05:34
Just changingتغییر دادن the globalجهانی است driveراندن,
121
322440
1496
تنها با تغییر در حرکت عمومی
05:35
as if you are pressingفشار دادن the gasگاز pedalپدال
122
323960
1736
گویی شما در حال فشردن پدال گاز
05:37
of descendingنزولی modulationمدولاسیون
to your spinalستون فقرات cordطناب,
123
325720
2136
حرکت موجی کاهشی نخاع هستید،
05:39
makesباعث می شود a completeتکمیل switchسوئیچ
betweenبین two very differentناهمسان gaitsراه رفتن.
124
327880
3000
تغییر بین دو نوع حرکت کاملا متفاوت بوجود
می‌آید.
05:44
And in factواقعیت, the sameیکسان
has been observedمشاهده شده in catsگربه ها.
125
332440
2576
در واقع چنین رفتاری در گربه‌ها نیز
مشاهده شده است.
05:47
If you stimulateتحریک the spinalستون فقرات cordطناب of a catگربه,
126
335040
2016
اگر شما نخاع یک گربه را تحریک کنید
05:49
you can switchسوئیچ betweenبین
walkراه رفتن, trotسرزنش and gallopگالوپ.
127
337080
2216
حرکات راه رفتن، یورتمه رفتن ودویدن
بوجود می‌آید.
05:51
Or in birdsپرنده ها, you can make a birdپرنده
switchسوئیچ betweenبین walkingپیاده روی,
128
339320
2736
یا در پرندگان، می‌توانید با تحریک
اندک راه رفتن
05:54
at a lowکم levelسطح of stimulationتحریک,
129
342080
1456
را بوجود آورید،
05:55
and flappingفلاپینگ its wingsبال ها
at high-levelسطح بالا stimulationتحریک.
130
343560
2816
ویا بال زدن با تحریک بیشتر.
05:58
And this really showsنشان می دهد that the spinalستون فقرات cordطناب
131
346400
2016
و این درواقع حاکی از آن است که نخاع
06:00
is a very sophisticatedپیچیده
locomotionجابجایی controllerکنترل کننده.
132
348440
2416
یک کنترل کننده بسیار
پیشرفته حرکت می‌باشد.
06:02
So we studiedمورد مطالعه قرار گرفت salamanderسالاماندر locomotionجابجایی
in more detailجزئیات,
133
350880
2456
بنابراین حرکت سمندر را با جزئیات بیشتر
مطالعه کردیم،
06:05
and we had in factواقعیت accessدسترسی به
to a very niceخوب X-rayاشعه ایکس videoویدئو machineدستگاه
134
353360
3096
درواقع یک دستگاه فیلم برداری با
اشعه ایکس داشتیم
06:08
from Professorاستاد Martinمارتین Fischerفیشر
in Jenaینا Universityدانشگاه in Germanyآلمان.
135
356480
3576
که توسط پروفسور مارتین فیشر از دانشگاه
جنا در آلمان در اختیار ما قرار گرفت.
06:12
And thanksبا تشکر to that,
you really have an amazingحیرت آور machineدستگاه
136
360080
2576
و این یک ماشین فوق‌العاده
06:14
to recordرکورد all the boneاستخوان motionحرکت
in great detailجزئیات.
137
362680
2456
برای ضبط تمامی حرکات استخوان با جزئیات
است.
06:17
That's what we did.
138
365160
1256
این کاری است که کردیم.
06:18
So we basicallyاساسا figuredشکل گرفته out
whichکه bonesاستخوان ها are importantمهم for us
139
366440
3176
خب در ابتدا مشخص کردیم که کدام
استخوانها برای ما مهم هستند
06:21
and collectedجمع آوری شده theirخودشان motionحرکت in 3D.
140
369640
3016
و حرکت آنها را به شکل سه بعدی ضبط کردیم.
06:24
And what we did is collectجمع کن
a wholeکل databaseبانک اطلاعاتی of motionsحرکات,
141
372680
2696
آنچه انجام دادیم جمع آوری یک
بانک اطلاعاتی از حرکات،
06:27
bothهر دو on groundزمینی and in waterاب,
142
375400
1656
هم بروی زمین وهم درآب بود،
06:29
to really collectجمع کن a wholeکل databaseبانک اطلاعاتی
of motorموتور behaviorsرفتار
143
377080
2484
جمع‌آوری یک بانک اطلاعاتی کامل از
رفتار حرکتی که یک
06:31
that a realواقعی animalحیوانات can do.
144
379589
1244
حیوان می‌تواند انجام دهد.
06:32
And then our jobکار as roboticistsروباتیک
was to replicateتکثیر that in our robotربات.
145
380858
3150
و پس از آن، کار ما به عنوان متخصص ربات
بازسازیشان در ربات ما بود.
06:36
So we did a wholeکل optimizationبهينه سازي processروند
to find out the right structureساختار,
146
384033
3383
لذا طی یک فرایند کامل بهینه سازی پی
بردیم ساختار درست چیست و اینکه
06:39
where to placeمحل the motorsموتورها,
how to connectاتصال them togetherبا یکدیگر,
147
387440
2656
موتورها را کجا قرار دهیم و
چگونه آنها را به هم وصل کنیم،
06:42
to be ableتوانایی to replayبازپخش
these motionsحرکات as well as possibleامکان پذیر است.
148
390120
2880
تا بتوانیم به بهترین شکل بازسازی کنیم.
06:45
And this is how PleurobotPleurobot cameآمد to life.
149
393680
2360
واین چنین بود که پولوروبات متولد شد.
06:49
So let's look at how closeبستن
it is to the realواقعی animalحیوانات.
150
397200
2416
خب ببینیم تا چه حد به حیوان
واقعی نزدیک است.
06:52
So what you see here
is almostتقریبا a directمستقیم comparisonمقایسه
151
400960
2496
لذا آنچه اینجا می‌بینید تقریبا یک
مقایسه مستقیم
06:55
betweenبین the walkingپیاده روی
of the realواقعی animalحیوانات and the PleurobotPleurobot.
152
403480
2696
بین حرکت پولو روبات و حیوان واقعی است.
06:58
You can see that we have
almostتقریبا a one-to-oneیک به یک exactدقیق replayبازپخش
153
406200
2736
همانطور که می‌بینید دقیقا تمامی حرکات
07:00
of the walkingپیاده روی gaitراه رفتن.
154
408960
1256
را کپی برداری کرده‌ایم.
07:02
If you go backwardsعقب and slowlyبه آرامی,
you see it even better.
155
410240
2600
اگر به عقب برگردید باحرکت آهسته بهتر
قابل مشاهده است.
07:07
But even better, we can do swimmingشنا كردن.
156
415520
2376
اما حتی بهتراز این شنا هم می‌کند.
07:09
So for that we have a dryخشک suitکت و شلوار
that we put all over the robotربات --
157
417920
3016
لذا یک لباس شنای مخصوص به روبات
پوشاندیم--
07:12
(Laughterخنده)
158
420960
1096
(خنده)
07:14
and then we can go in waterاب
and startشروع کن replayingبازی کردن the swimmingشنا كردن gaitsراه رفتن.
159
422080
3176
و بعد ربات را در آب گذاشتیم که می‌تواند
حرکات شنا را انجام دهد.
07:17
And here, we were very happyخوشحال,
because this is difficultدشوار to do.
160
425280
3336
ودر اینجا بود که خیلی خوشحال شدیم
چون کار بسیار سختی است.
07:20
The physicsفیزیک of interactionاثر متقابل are complexپیچیده.
161
428640
2216
قوانین فیزیکی حاکم بر تعامل
بسیار پیچیده هستند.
07:22
Our robotربات is much biggerبزرگتر
than a smallکوچک animalحیوانات,
162
430880
2416
روبات ما بسیار بزرگتر
از یک حیوان کوچک است،
07:25
so we had to do what's calledبه نام
dynamicپویا scalingپوسته پوسته شدن of the frequenciesفرکانس ها
163
433320
3056
لذا مجبور بودیم کاری کنیم که به آن
مقیاس‌بندی دینامیک فرکانسها
07:28
to make sure we had
the sameیکسان interactionاثر متقابل physicsفیزیک.
164
436400
2336
می‌نامند تا مطمئن شویم همان
فیزیک تعاملی را داریم.
07:30
But you see at the endپایان,
we have a very closeبستن matchهمخوانی داشتن,
165
438760
2416
و شما می‌بینید که یک نمونه بسیار
مشابه داریم،
07:33
and we were very, very happyخوشحال with this.
166
441200
1880
و از این موضوع بسیار خوشحال بودیم.
07:35
So let's go to the spinalستون فقرات cordطناب.
167
443480
2216
خب بیاید برویم سراغ نخاع.
07:37
So here what we did
with Jean-Marieژان ماری CabelguenCabelguen
168
445720
2296
خب آنچه ما با جین ماری کابل گوئن
انجام دادیم
07:40
is modelمدل the spinalستون فقرات cordطناب circuitsمدارها.
169
448040
2240
مدل سازی مدارهای نخاع بود.
07:43
And what's interestingجالب هست
is that the salamanderسالاماندر
170
451040
2136
وآنچه جالب است این است که
سمندر
07:45
has keptنگه داشته شد a very primitiveاولیه circuitمدار,
171
453200
1620
مدار بسیار ابتدایی را حفظ کرده است،
07:46
whichکه is very similarمشابه
to the one we find in the lampreyگله,
172
454844
2652
که مشابه آن را در مکنده ماهی می‌بینیم،
07:49
this primitiveاولیه eel-likeمثل قورباغه fishماهی,
173
457520
1976
این ماهی شبیه مارماهی،
07:51
and it looksبه نظر می رسد like duringدر حین evolutionسیر تکاملی,
174
459520
1736
وبه نظر می‌رسد که در مسیر تحول،
07:53
newجدید neuralعصبی oscillatorsنوسانگرها
have been addedاضافه to controlکنترل the limbsاندام ها,
175
461280
2936
اوسیلاتورهای عصبی جدیدی اضافه شده‌اند تا
اعضا را کنترل کنند،
07:56
to do the legپا locomotionجابجایی.
176
464240
1416
تا حرکت پاها را کنترل کنند.
07:57
And we know where
these neuralعصبی oscillatorsنوسانگرها are
177
465680
2176
و می‌دانیم این اوسیلاتورهای عصبی
کجا هستند،
07:59
but what we did was to make
a mathematicalریاضی modelمدل
178
467880
2256
اما آنچه انجام دادیم ایجاد
یک مدل ریاضی بود
08:02
to see how they should be coupledهمراه با
179
470160
1616
تا ببینیم چطور باید با هم
جفت شوند
08:03
to allowاجازه دادن this transitionگذار
betweenبین the two very differentناهمسان gaitsراه رفتن.
180
471800
2936
تا انتقال بین این دونوع حرکت
امکان‌پذیر باشد.
08:06
And we testedتست شده that on boardهیئت مدیره of a robotربات.
181
474760
2560
و ما آن را روی برد ربات آزمودیم.
08:09
And this is how it looksبه نظر می رسد.
182
477680
1200
و این چنین شد.
08:18
So what you see here
is a previousقبلی versionنسخه of PleurobotPleurobot
183
486920
3016
خب آنچه شما اینجا می‌بینید نسخه قبلی
پولوروبات است
08:21
that's completelyبه صورت کامل controlledکنترل شده است
by our spinalستون فقرات cordطناب modelمدل
184
489960
3096
که کاملا توسط مدل نخاعی ما که بر روی برد
ربات برنامه ریزی شده
08:25
programmedبرنامه ریزی شده on boardهیئت مدیره of the robotربات.
185
493080
1600
کنترل می‌شود.
08:27
And the only thing we do
186
495280
1216
و تنها کاری که ما می‌کنیم
08:28
is sendارسال to the robotربات
throughاز طریق a remoteاز راه دور controlکنترل
187
496520
2176
فرستادن به ربات ازطریق یک کنترل از راه دور
08:30
the two descendingنزولی signalsسیگنال ها
it normallyبه طور معمول should receiveدريافت كردن
188
498720
2496
دو سیگنال ارسالی ازبخش بالایی مغز است
که معمولا
08:33
from the upperبالا partبخشی of the brainمغز.
189
501240
1600
باید دریافت کند.
08:35
And what's interestingجالب هست is,
by playingبازی کردن with these signalsسیگنال ها,
190
503480
2696
و جالب اینجاست که با بازی کردن با این
سیگنالها
08:38
we can completelyبه صورت کامل controlکنترل
speedسرعت, headingعنوان and typeتایپ کنید of gaitراه رفتن.
191
506200
2800
ما می‌توانیم کاملا سرعت، جهت و نوع
حرکت را کنترل کنیم.
08:41
For instanceنمونه,
192
509600
1216
مثلا
08:42
when we stimulateتحریک at a lowکم levelسطح,
we have the walkingپیاده روی gaitراه رفتن,
193
510840
3576
وقتی در سطح پایین تحریک صورت می‌گیرد
ما راه رفتن را داریم،
08:46
and at some pointنقطه, if we stimulateتحریک a lot,
194
514440
1976
و وقتی زیاد تحریک صورت می‌گیرد،
08:48
very rapidlyبه سرعت در حال it switchesسوئیچ ها
to the swimmingشنا كردن gaitراه رفتن.
195
516440
2160
بسیار سریع راه رفتن به شنا تبدیل می‌شود.
08:51
And finallyسرانجام, we can alsoهمچنین
do turningچرخش very nicelyبه سادگی
196
519480
2216
و درنهایت ربات ما بسیار زیبا می‌چرخد،
08:53
by just stimulatingتحریک کننده more one sideسمت
of the spinalستون فقرات cordطناب than the other.
197
521720
3520
آنهم فقط از طریق تحریک بیشتر یک طرف نخاع.
08:58
And I think it's really beautifulخوشگل
198
526200
1616
و به نظر من این بسیار زیباست
08:59
how natureطبیعت has distributedتوزیع شده controlکنترل
199
527840
2256
که چگونه طبیعت کنترل را توزیع کرده
09:02
to really give a lot of responsibilityمسئوليت
to the spinalستون فقرات cordطناب
200
530120
2856
تا مسئولیت بسیار زیادی به نخاع بدهد
09:05
so that the upperبالا partبخشی of the brainمغز
doesn't need to worryنگرانی about everyهرکدام muscleماهیچه.
201
533000
3656
بگونه ای که بخش بالایی مغز لازم نیست نگران
تک تک ماهیچه‌ها باشد.
09:08
It just has to worryنگرانی
about this high-levelسطح بالا modulationمدولاسیون,
202
536680
2536
مغز تنها لازم است نگران مدولاسیون
سطح بالا باشد،
09:11
and it's really the jobکار of the spinalستون فقرات cordطناب
to coordinateهماهنگ كردن all the musclesعضلات.
203
539240
3576
و این واقعا وظیفه نخاع است تا هماهنگی بین
ماهیچه ها را انجام دهد.
09:14
So now let's go to catگربه locomotionجابجایی
and the importanceاهمیت of biomechanicsبیومکانیک.
204
542840
3520
خب حالا برویم سراغ حرکت گربه و
اهمیت مکانیک زیستی.
09:19
So this is anotherیکی دیگر projectپروژه
205
547080
1256
خب این یک پروژه دیگراست
09:20
where we studiedمورد مطالعه قرار گرفت catگربه biomechanicsبیومکانیک,
206
548360
2416
که در آن ما مکانیک زیستی گربه را
مطالعه کردیم،
09:22
and we wanted to see how much
the morphologyمرفولوژی helpsکمک می کند locomotionجابجایی.
207
550800
3896
و قصد داشتیم بدانیم تاچه اندازه شکل بدن
به حرکت کمک می‌کند.
09:26
And we foundپیدا شد threeسه importantمهم
criteriaشاخص in the propertiesخواص,
208
554720
3616
ما سه معیار مهم در خصوصیات،
09:30
basicallyاساسا, of the limbsاندام ها.
209
558360
1320
دست وپای گربه یافتیم.
09:32
The first one is that a catگربه limbاندام
210
560320
1976
اولین معیار آن است که دست وپای گربه
09:34
more or lessکمتر looksبه نظر می رسد
like a pantograph-likeمانند پانتوگراف structureساختار.
211
562320
2696
کما بیش مثل یک پانتوگراف عمل می‌کند
09:37
So a pantographپانتوگراف is a mechanicalمکانیکی structureساختار
212
565040
2216
پانتوگراف یک وسیله مکانیکی است
09:39
whichکه keepsنگه می دارد the upperبالا segmentبخش
and the lowerپایین تر segmentsبخش ها always parallelموازی.
213
567280
3400
که همواره بخش بالایی را با بخش پایینی
موازی نگه می‌دارد.
09:43
So a simpleساده geometricalهندسی systemسیستم
that kindنوع of coordinatesمختصات a bitبیت
214
571600
3096
یک سیستم هندسی که به نوعی کمی هماهنگ کننده
09:46
the internalداخلی movementجنبش of the segmentsبخش ها.
215
574720
1816
حرکات داخلی اجزا است.
09:48
A secondدومین propertyویژگی of catگربه limbsاندام ها
is that they are very lightweightسبک وزن.
216
576560
3056
ویژگی دوم دست وپای گربه آن است که
خیلی سبک هستند.
09:51
Mostاکثر of the musclesعضلات are in the trunkتنه,
217
579640
1856
بیشتر ماهیچه‌ها در بخش بدن قرار دارند،
09:53
whichکه is a good ideaاندیشه,
because then the limbsاندام ها have lowکم inertiaاینرسی
218
581520
2896
که ایده خوبی است زیرا در این صورت دست وپا
اینرسی کمی دارند
09:56
and can be movedنقل مکان کرد very rapidlyبه سرعت در حال.
219
584440
1776
ولذا می‌توانند سریع حرکت کنند.
09:58
The last finalنهایی importantمهم propertyویژگی is this
very elasticکشسان behaviorرفتار of the catگربه limbاندام,
220
586240
3816
آخرین و مهمترین ویژگی رفتار انعطاف پذیر
دست وپای گربه است،
10:02
so to handleرسیدگی impactsاثرات and forcesنیروها.
221
590080
2656
تا بتواند فشار و نیروهای وارده را
مدیریت کند.
10:04
And this is how we designedطراحی شده Cheetah-Cubیوزپلنگ کابین.
222
592760
2336
وبدین ترتیب بود که ما بچه یوزپلنگ را
طراحی کردیم.
10:07
So let's inviteدعوت Cheetah-Cubیوزپلنگ کابین onstageصحنه.
223
595120
2200
اجازه بدهید آن را به روی
صحنه دعوت کنیم.
10:14
So this is Peterپیتر Eckertاکرت,
who does his PhDدکترا on this robotربات,
224
602160
3656
این پیتر اکرت است که به عنوان پروژه دکتری
خود روی این روبات کار می‌کند،
10:17
and as you see, it's a cuteجذاب little robotربات.
225
605840
2056
همانگونه که می‌بینید رباتی زیبا
و کوچک است.
10:19
It looksبه نظر می رسد a bitبیت like a toyاسباب بازی,
226
607920
1256
شبیه یک اسباب بازی است،
10:21
but it was really used
as a scientificعلمی toolابزار
227
609200
2056
اما واقعا به عنوان یک ابزارعلمی از
آن
10:23
to investigateتحقیق کردن these propertiesخواص
of the legsپاها of the catگربه.
228
611280
3296
استفاده شد تا خصوصیات پاهای گربه
مورد بررسی قرار گیرد.
10:26
So you see, it's very compliantسازگار,
very lightweightسبک وزن,
229
614600
2616
همانگونه که می‌بینید بسیارشبیه گربه
و سبک است،
10:29
and alsoهمچنین very elasticکشسان,
230
617240
1256
و بسیار انعطاف پذیر است،
10:30
so you can easilyبه آسانی pressمطبوعات it down
and it will not breakزنگ تفريح.
231
618520
2776
شما می‌توانید بدون اینکه
بشکند به آن فشار وارد کنید.
10:33
It will just jumpپرش, in factواقعیت.
232
621320
1456
درواقع خواهد پرید.
10:34
And this very elasticکشسان propertyویژگی
is alsoهمچنین very importantمهم.
233
622800
2880
و این انعطاف پذیری بسیار مهم است.
10:39
And you alsoهمچنین see a bitبیت these propertiesخواص
234
627160
1896
و شما خصوصیات سه بخش پا را
10:41
of these threeسه segmentsبخش ها
of the legپا as pantographپانتوگراف.
235
629080
2400
که مثل پانتوگراف است می‌بینید.
10:44
Now, what's interestingجالب هست
is that this quiteکاملا dynamicپویا gaitراه رفتن
236
632280
2776
آنچه جالب است این است که این حرکت
کاملا دینامیک
10:47
is obtainedبه دست آمده purelyصرفا in openباز کن loopحلقه,
237
635080
1896
از طریق یک حلقه باز صورت می‌گیرد،
10:49
meaningبه معنی no sensorsسنسورها,
no complexپیچیده feedbackبازخورد loopsحلقه ها.
238
637000
3136
بدین معنی که هیچ حسگری ویا هیچ حلقه
بازخوردی پیچیده‌ای وجود ندارد.
10:52
And that's interestingجالب هست, because it meansبه معنای
239
640160
2416
و این جالب است زیرا بدین معنی است که
10:54
that just the mechanicsمکانیک
alreadyقبلا stabilizedتثبیت شده this quiteکاملا rapidسریع gaitراه رفتن,
240
642600
4016
فقط نحوه حرکت پاها باعث ثبات این حرکت
کاملا سریع شده است،
10:58
and that really good mechanicsمکانیک
alreadyقبلا basicallyاساسا simplifyساده کردن locomotionجابجایی.
241
646640
4176
واین نحوه طراحی باعث ساده شدن
حرکت شده است.
11:02
To the extentمحدوده that we can even
disturbمزاحم a bitبیت locomotionجابجایی,
242
650840
3296
به حدی که ما می‌توانیم حتی کمی این
حرکت را بر هم بزنیم، همانگونه
11:06
as you will see in the nextبعد videoویدئو,
243
654160
1656
که در فیلم بعدی خواهید دید،
11:07
where we can for instanceنمونه do some exerciseورزش
where we have the robotربات go down a stepگام,
244
655840
3896
به طوری که مثلا ما کمی تمرین می‌کنیم
و ربات را مجبورمی‌کنیم از پله پایین برود،
11:11
and the robotربات will not fallسقوط over,
245
659760
1616
و ربات به پایین پرت نخواهد شد،
11:13
whichکه was a surpriseتعجب for us.
246
661400
1576
که باعث حیرت ما شد.
11:15
This is a smallکوچک perturbationآشفتگی.
247
663000
1416
این یک کمی باعث نگرانی است.
11:16
I was expectingمنتظر the robotربات
to immediatelyبلافاصله fallسقوط over,
248
664440
2416
من انتظار داشتم که ربات بلافاصله بیافتد،
11:18
because there are no sensorsسنسورها,
no fastسریع feedbackبازخورد loopحلقه.
249
666880
2436
زیرا هیچ حسگر یا هیچ حلقه واکنشی
سریع وجود ندارد.
11:21
But no, just the mechanicsمکانیک
stabilizedتثبیت شده the gaitراه رفتن,
250
669340
2196
اما نیافتاد وفقط ساختار طراحی
به آن ثبات بخشید.
11:23
and the robotربات doesn't fallسقوط over.
251
671560
1576
و ربات نمی‌افتد.
11:25
Obviouslyبه طور مشخص, if you make the stepگام biggerبزرگتر,
and if you have obstaclesموانع,
252
673160
3136
واضح است که اگرپله بزرگتر باشد ومانعی باشد،
11:28
you need the fullپر شده controlکنترل loopsحلقه ها
and reflexesرفلکس and everything.
253
676320
3656
شما نیازمند حلقه‌ها و رفلکس‌های کنترلی
کامل و همه چیز هستید.
11:32
But what's importantمهم here
is that just for smallکوچک perturbationآشفتگی,
254
680000
2936
وآنچه مهم است آن است که با کمی نگرانی
11:34
the mechanicsمکانیک are right.
255
682960
1496
طراحی درست کار می‌کند.
11:36
And I think this is
a very importantمهم messageپیام
256
684480
2096
و به نظر من این یک پیام مهم است
11:38
from biomechanicsبیومکانیک and roboticsروباتیک
to neuroscienceعلوم اعصاب,
257
686600
2191
از سوی بیومکانیک ورزشی و علوم رباتیک
به علوم اعصاب
11:40
sayingگفت: don't underestimateدست کم گرفتن to what extentمحدوده
the bodyبدن alreadyقبلا helpsکمک می کند locomotionجابجایی.
258
688815
4680
با این مضمون که میزان نقش بدن در حرکت
را دست کم نگیرید.
11:47
Now, how does this relateمربوط بودن
to humanانسان locomotionجابجایی?
259
695440
2160
حالا این چه ربطی به حرکت انسان دارد؟
11:49
Clearlyبه وضوح, humanانسان locomotionجابجایی is more complexپیچیده
than catگربه and salamanderسالاماندر locomotionجابجایی,
260
697960
3640
واضح است که حرکت انسان پیچیده‌تر
از حرکت گربه و سمندراست،
11:54
but at the sameیکسان time, the nervousعصبی systemسیستم
of humansانسان is very similarمشابه
261
702360
3136
اما در عین حال سیستم عصبی انسان بسیار
مشابه
11:57
to that of other vertebratesمهره داران.
262
705520
1576
دیگر مهره‌داران است.
11:59
And especiallyبه خصوص the spinalستون فقرات cordطناب
263
707120
1456
و به ویژه نخاع
12:00
is alsoهمچنین the keyکلیدی controllerکنترل کننده
for locomotionجابجایی in humansانسان.
264
708600
2640
که کنترل کننده اصلی برای حرکت انسان است.
12:03
That's why, if there's a lesionضایعه
of the spinalستون فقرات cordطناب,
265
711760
2416
به همین خاطر است که اگر نخاع اسیب ببیند
میتواند
12:06
this has dramaticنمایشی effectsاثرات.
266
714200
1496
تاثیرات بسیاری داشته باشد. فرد
12:07
The personفرد can becomeتبدیل شدن به
paraplegicپاراگلیفیک or tetraplegictetraplegic.
267
715720
2776
قادر به حرکت پاها یا دست و پاها
نخواهد بود.
12:10
This is because the brainمغز
losesاز دست می دهد this communicationارتباطات
268
718520
2376
زیرا مغز ارتباط خود را با نخاع
12:12
with the spinalستون فقرات cordطناب.
269
720920
1256
از دست می‌دهد.
12:14
Especiallyبخصوص, it losesاز دست می دهد
this descendingنزولی modulationمدولاسیون
270
722200
2216
به ویژه مدولاسیون بالا دستی از دست می‌رود
12:16
to initiateآغازکردن and modulateمدولاسیون locomotionجابجایی.
271
724440
1920
که باعث آغاز و تغییر حرکت است.
12:19
So a bigبزرگ goalهدف of neuroprostheticsعصب های عصبی
272
727640
1696
لذا هدف بزرگ علم پروتزهای عصبی
12:21
is to be ableتوانایی to reactivateفعال کردن مجدد
that communicationارتباطات
273
729360
2376
آن است که ارتباط دوباره از طریق تحریک
کننده‌های
12:23
usingاستفاده كردن electricalالکتریکی or chemicalشیمیایی stimulationsتحریک.
274
731760
2440
الکتریکی و شیمیایی برقرار گردد.
12:26
And there are severalچند teamsتیم ها
in the worldجهان that do exactlyدقیقا that,
275
734840
2936
و چندین تیم دردنیا هستند که روی این
پروژه کار می‌کنند به ویژه
12:29
especiallyبه خصوص at EPFLEPFL.
276
737800
1216
دردانشگاه فناوری لوزان
12:31
My colleaguesهمکاران Grگرégoireگوری Courtineدادگاه
and Silvestroسیلورسترو Miceraمیکرا,
277
739040
2496
همکاران من گریگور کورتین و سیلوسترو میسرا
که من با
12:33
with whomچه کسی I collaborateهمکاری.
278
741560
1240
آنها همکاری می‌کنم.
12:35
But to do this properlyبه درستی,
it's very importantمهم to understandفهمیدن
279
743960
3096
برای انجام صحیح این کار مهم است که بفهمیم
12:39
how the spinalستون فقرات cordطناب worksآثار,
280
747080
1736
نخاع چگونه کار می‌کند،
12:40
how it interactsتعامل دارد with the bodyبدن,
281
748840
1696
چگونه با بدن تعامل می‌کند،
12:42
and how the brainمغز
communicatesارتباط برقرار می کند with the spinalستون فقرات cordطناب.
282
750560
2480
و مغز چگونه با نخاع ارتباط برقرار می‌کند.
12:45
This is where the robotsروبات ها
and modelsمدل ها that I've presentedارایه شده todayامروز
283
753800
2896
این جایی است که امیدواریم رباتها و
مدلهایی که امروز ارائه دادم
12:48
will hopefullyخوشبختانه playبازی a keyکلیدی roleنقش
284
756720
1896
در جهت این اهداف بسیار مهم
12:50
towardsبه سمت these very importantمهم goalsاهداف.
285
758640
2656
نقش مهمی را ایفاخواهند کرد.
12:53
Thank you.
286
761320
1216
تشکر.
12:54
(Applauseتشویق و تمجید)
287
762560
4560
(تشویق)
13:04
Brunoبرونو Giussaniگیسسانی: Aukeایکا, I've seenمشاهده گردید
in your labآزمایشگاه other robotsروبات ها
288
772100
2636
برونو: آک، من رباتهای دیگری را در
آزمایشگاه شما دیدم
13:06
that do things like swimشنا کردن in pollutionآلودگی
289
774760
2456
که می‌توانند درآبهای آلوده شنا کنند
13:09
and measureاندازه گرفتن the pollutionآلودگی while they swimشنا کردن.
290
777240
2456
و میزان آلودگی را اندازه بگیرند.
13:11
But for this one,
291
779720
1216
اما برای این یکی
13:12
you mentionedذکر شده in your talk,
like a sideسمت projectپروژه,
292
780960
3480
شما در صحبتهایتان به یک پروژه جانبی،
یعنی جستجو و نجات
13:17
searchجستجو کردن and rescueنجات,
293
785640
1216
اشاره کردید،
13:18
and it does have a cameraدوربین on its noseبینی.
294
786880
2176
و ربات شما در بخش جلو به دوربین مجهزاست.
13:21
Aukeایکا IjspeertIjspeert: Absolutelyکاملا. So the robotربات --
295
789080
2496
آک: بله- خب ربات --
13:23
We have some spin-offچرخش projectsپروژه ها
296
791600
1429
ما پروژه‌های جانبی داریم
13:25
where we would like to use the robotsروبات ها
to do searchجستجو کردن and rescueنجات inspectionبازرسی,
297
793053
3443
که می‌خواهیم از طریق رباتها عملیات
جستجو و نجات انجام دهیم،
13:28
so this robotربات is now seeingدیدن you.
298
796520
1576
خب این ربات الان شما را می‌بیند
13:30
And the bigبزرگ dreamرویا is to,
if you have a difficultدشوار situationوضعیت
299
798120
3176
ورویای بزرگ آن است که اگر شما با یک
موقعیت دشوار روبرو شدید
13:33
like a collapsedسقوط کرد buildingساختمان
or a buildingساختمان that is floodedآب گرفتگی,
300
801320
3616
مثل ساختمان فروریخته و یا سیل گرفته
13:36
and this is very dangerousخطرناک است
for a rescueنجات teamتیم or even rescueنجات dogsسگ ها,
301
804960
3336
که بسیار برای تیم نجات و حتی سگها
خطرناک هستند،
13:40
why not sendارسال in a robotربات
that can crawlخزیدن around, swimشنا کردن, walkراه رفتن,
302
808320
2896
چرا ربات دوربین‌داری را نفرستیم که
می‌تواند بخزد، راه برود،
13:43
with a cameraدوربین onboardدر کشتی
to do inspectionبازرسی and identifyشناسایی survivorsبازماندگان
303
811240
3176
شنا کند و کار جستجو و
نجات زنده‌ها را انجام دهد
13:46
and possiblyاحتمالا createايجاد كردن
a communicationارتباطات linkارتباط دادن with the survivorبازمانده.
304
814440
2776
و احتمالا یک رابط بین نجات یافتگان شود.
13:49
BGBG: Of courseدوره, assumingبا فرض اینکه the survivorsبازماندگان
don't get scaredترسیده by the shapeشکل of this.
305
817240
3576
برونو: البته با فرض بر اینکه نجات یافتگان
ازشکل آنها نمی‌هراسند.
13:52
AIAI: Yeah, we should probablyشاید
changeتغییر دادن the appearanceظاهر quiteکاملا a bitبیت,
306
820840
3296
آک : بله ما احتمالا باید شکل آنها را کمی
عوض کنیم،
13:56
because here I guessحدس بزن a survivorبازمانده
mightممکن dieمرگ of a heartقلب attackحمله
307
824160
2816
چون فکرمی‌کنم یک نجات یافته از حمله
قلبی از نگرانی
13:59
just of beingبودن worriedنگران
that this would feedخوراک on you.
308
827000
2536
طعمه این ربات شدن خواهد مرد.
14:01
But by changingتغییر دادن the appearanceظاهر
and it makingساخت it more robustقدرتمند,
309
829560
2856
اما با تغییر ظاهر و مقاوم کردن آن
14:04
I'm sure we can make
a good toolابزار out of it.
310
832440
2056
مطمئن هستم که ابزار خوبی خواهیم داشت.
14:06
BGBG: Thank you very much.
Thank you and your teamتیم.
311
834520
2286
برونو: تشکر فراوان از شما و تیمتان.
Translated by Hamid Reza Khodayari
Reviewed by Leila Ataei

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Auke Ijspeert - Roboticist
Auke Ijspeert works at the intersection of robotics, biology and computational neuroscience.

Why you should listen

Auke Ijspeert is a professor at the EPFL (the Swiss Federal Institute of Technology at Lausanne), and head of the Biorobotics Laboratory (BioRob). He has a BSc/MSc in Physics from the EPFL and a PhD in artificial intelligence from the University of Edinburgh, with John Hallam and David Willshaw as advisors. He carried out postdocs at IDSIA and EPFL with Jean-Daniel Nicoud and Luca Gambardella, and at the University of Southern California, with Michael Arbib and Stefan Schaal 

Ijspeert is interested in using numerical simulations and robots to get a better understanding of animal locomotion and movement control, and in using inspiration from biology to design novel types of robots and locomotion controllers.

More profile about the speaker
Auke Ijspeert | Speaker | TED.com