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

Raffaello D'Andrea: L'incroyable pouvoir athlétique des quadricoptères.

Filmed:
12,409,728 views

Dans un laboratoire robotique à TEDGlobal, Raffaelo D'Andrea fait un cirque de quadricoptères volants : des robots qui pensent comme des athlètes, qui apprennent à se développer et à résoudre des problèmes physiques grâce à des algorithmes. Lors de cette série de démonstrations spectaculaires, D'Andrea montre des drones qui jouent à la balle, font des numéros d'équilibre et prennent des décisions collectives -- et à ne pas rater : une démo captivante de quads contrôlés par Kinect. Acheteurs compulsifs s'abstenir.
- Autonomous systems pioneer
Raffaello D'Andrea explores the possibilities of autonomous technology by collaborating with artists, engineers and entrepreneurs. Full bio

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00:23
So what does it mean for a machinemachine to be athleticathlétique?
0
11307
3184
Alors, que signifie le concept d'athlétisme chez une machine ?
00:26
We will demonstratedémontrer the conceptconcept of machinemachine athleticismperformance athlétique
1
14491
3417
Nous allons expliciter le concept d'entraînement sportif des machines
00:29
and the researchrecherche to achieveatteindre it
2
17908
1720
et la recherche qui permet d'y arriver
00:31
with the help of these flyingen volant machinesmachines calledappelé quadrocoptersquadrocopters,
3
19628
2511
à l'aide de ces machines volantes appelées quadricoptères,
00:34
or quadsquads, for shortcourt.
4
22139
1887
ou quads, en abrégé.
00:38
QuadsQuads have been around for a long time.
5
26034
2529
Les quads ne sont pas tout récents.
00:40
The reasonraison that they're so popularpopulaire these daysjournées
6
28563
1599
La raison pour laquelle ils sont si populaires de nos jours
00:42
is because they're mechanicallymécaniquement simplesimple.
7
30162
1965
est parce qu'ils sont simples, mécaniquement parlant.
00:44
By controllingcontrôler the speedsdes vitesses of these fourquatre propellershélices,
8
32127
2108
En controllant la vitesse de ces quatre hélices,
00:46
these machinesmachines can rollrouleau, pitchpas, yawlacet,
9
34235
3048
ces machines peuvent tourner, s'incliner, faire des embardées
00:49
and accelerateaccélérer alongle long de theirleur commoncommun orientationorientation.
10
37283
2825
et accélérer tout en gardant la même orientation.
00:52
On boardplanche are alsoaussi a batterybatterie, a computerordinateur,
11
40108
3071
A bord, il y a aussi une batterie, un ordinateur,
00:55
variousdivers sensorscapteurs and wirelesssans fil radiosradios.
12
43179
3954
senseurs divers et radios sans fil.
00:59
QuadsQuads are extremelyextrêmement agileagile, but this agilityagilité comesvient at a costCoût.
13
47133
4629
Les quads sont extrêmement agiles, mais cette agilité a un prix.
01:03
They are inherentlyintrinsèquement unstableunstable, and they need some formforme
14
51762
2992
Ils sont instables par nature, et ils ont besoin d'une sorte
01:06
of automaticAutomatique feedbackretour d'information controlcontrôle in ordercommande to be ablecapable to flymouche.
15
54754
3972
de contrôle automatique de rétroaction afin d'être capable de voler.
01:16
So, how did it just do that?
16
64259
3238
Alors, comment vient-il de faire ça ?
01:19
CamerasAppareils photo on the ceilingplafond and a laptopportable
17
67497
1818
Des caméras sur le toit et un ordinateur portable
01:21
serveservir as an indoorintérieur globalglobal positioningde positionnement systemsystème.
18
69315
2576
servent de système global de positionnement d'intérieur.
01:23
It's used to locatelocaliser objectsobjets in the spaceespace
19
71891
2185
Cela sert à situer des objets dans l'espace
01:26
that have these reflectiveréfléchissant markersmarqueurs on them.
20
74076
2527
qui auraient ces marques réfléchissantes sur eux.
01:28
This dataLes données is then sentenvoyé to anotherun autre laptopportable
21
76603
2061
Ces données sont envoyées à un autre ordinateur
01:30
that is runningfonctionnement estimationestimation and controlcontrôle algorithmsalgorithmes,
22
78664
2211
qui fait des estimations et des algorithmes de contrôle,
01:32
whichlequel in turntour sendsenvoie commandscommandes to the quadQuad,
23
80875
1886
qui à son tour commande le quad,
01:34
whichlequel is alsoaussi runningfonctionnement estimationestimation and controlcontrôle algorithmsalgorithmes.
24
82761
3485
qui fait aussi des estimations et des algorithmes de contrôle.
01:41
The bulkmasse of our researchrecherche is algorithmsalgorithmes.
25
89620
2510
L'essentiel de notre recherche est basée sur les algorithmes.
01:44
It's the magicla magie that bringsapporte these machinesmachines to life.
26
92130
4161
Ils sont la magie qui rend ces machines vivantes.
01:48
So how does one designconception the algorithmsalgorithmes
27
96291
2043
Alors, comment fait-on pour concevoir des algorithmes
01:50
that createcréer a machinemachine athleteathlète?
28
98334
2277
qui font naître un athlète mécanique ?
01:52
We use something broadlylargement calledappelé model-basedmodèle de base designconception.
29
100611
2880
Nous utilisons quelque chose qui est généralement appelé la conception basée sur modèle.
01:55
We first captureCapturer the physicsla physique with a mathematicalmathématique modelmaquette
30
103491
3154
D'abord, nous saisissons les propriétés physiques à travers un modèle mathématique
01:58
of how the machinesmachines behavese comporter.
31
106645
2134
sur le comportement des machines.
02:00
We then use a branchbranche of mathematicsmathématiques
32
108779
2297
Nous utilisons ensuite une discipline des mathématiques
02:03
calledappelé controlcontrôle theorythéorie to analyzeanalyser these modelsdes modèles
33
111076
2831
appelée la théorie du contrôle afin d'analyser ces modèles
02:05
and alsoaussi to synthesizesynthétiser algorithmsalgorithmes for controllingcontrôler them.
34
113907
3913
et aussi de synthétiser les algorithmes pour les contrôler.
02:09
For exampleExemple, that's how we can make the quadQuad hovervol stationnaire.
35
117820
3048
Par exemple, c'est comme ça qu'on peut faire voltiger le quad.
02:12
We first capturedcapturé the dynamicsdynamique
36
120868
1408
D'abord, nous avons saisi la dynamique
02:14
with a setensemble of differentialdifférentiel equationséquations.
37
122276
1906
grâce à un groupe d'équations différentielles.
02:16
We then manipulatemanipuler these equationséquations with the help
38
124182
2349
Nous manipulons ensuite ces équations à l'aide de
02:18
of controlcontrôle theorythéorie to createcréer algorithmsalgorithmes that stabilizestabiliser the quadQuad.
39
126531
4640
la théorie du contrôle afin de créer des algorithmes qui stabilisent le quad.
02:23
Let me demonstratedémontrer the strengthforce of this approachapproche.
40
131171
2946
Je vais vous démontrer la puissance de cette approche.
02:29
SupposeSupposons que that we want this quadQuad to not only hovervol stationnaire
41
137198
2549
Supposons que nous voulions non seulement faire voltiger ce quad
02:31
but to alsoaussi balanceéquilibre this polepôle.
42
139747
2782
mais aussi qu'il garde cette barre en équilibre.
02:34
With a little bitbit of practiceentraine toi,
43
142529
1844
Avec un peu d'entraînement,
02:36
it's prettyjoli straightforwardsimple for a humanHumain beingétant to do this,
44
144373
2391
c'est assez facile pour les être humains de faire cela,
02:38
althoughbien que we do have the advantageavantage of havingayant
45
146764
1755
bien que nous ayons l'avantage d'avoir
02:40
two feetpieds on the groundsol
46
148519
1328
nos deux pieds au sol
02:41
and the use of our very versatilepolyvalent handsmains.
47
149847
2957
et de pouvoir utiliser nos mains très polyvalentes.
02:44
It becomesdevient a little bitbit more difficultdifficile
48
152804
2469
Cela devient un peu plus difficile
02:47
when I only have one footpied on the groundsol
49
155273
2296
lorsque j'ai seulement un pied au sol
02:49
and when I don't use my handsmains.
50
157569
2799
et que je n'utilise pas mes mains.
02:52
NoticeAvis how this polepôle has a reflectiveréfléchissant markermarqueur on topHaut,
51
160368
2951
Remarquez la marque réfléchissante en haut de cette barre,
02:55
whichlequel meansveux dire that it can be locatedsitué in the spaceespace.
52
163319
3894
ce qui signifie qu'elle peut être localisée dans l'espace.
03:04
(ApplauseApplaudissements)
53
172971
5976
(Applaudissements)
03:10
You can noticeremarquer that this quadQuad is makingfabrication fine adjustmentsajustements
54
178947
2826
Vous pouvez remarquer que ce quad fait de minutieux ajustements
03:13
to keep the polepôle balancedéquilibré.
55
181773
2195
afin de garder cette barre en équilibre.
03:15
How did we designconception the algorithmsalgorithmes to do this?
56
183968
3059
Comment avons-nous conçu les algorithmes pour faire cela ?
03:19
We addedajoutée the mathematicalmathématique modelmaquette of the polepôle
57
187027
2105
Nous avons ajouté le modèle mathématique de la barre
03:21
to that of the quadQuad.
58
189132
1519
à celui du quad.
03:22
OnceFois we have a modelmaquette of the combinedcombiné quad-poleQuad-pôle systemsystème,
59
190651
2954
Une fois que nous obtenons un modèle du système combiné quad-barre,
03:25
we can use controlcontrôle theorythéorie to createcréer algorithmsalgorithmes for controllingcontrôler it.
60
193605
4933
nous pouvons utiliser la théorie du contrôle afin de créer des algorithmes pour le contrôler.
03:30
Here, you see that it's stablestable,
61
198538
1588
Là, vous pouvez voir que c'est stable,
03:32
and even if I give it little nudgescoups de coude,
62
200126
2693
et même si je la pousse un peu,
03:34
it goesva back to the niceagréable, balancedéquilibré positionposition.
63
202819
5403
elle retourne à une position joliment équilibrée.
03:40
We can alsoaussi augmentaugmenter the modelmaquette to includecomprendre
64
208222
1663
Nous pouvons également améliorer le modèle pour lui indiquer
03:41
where we want the quadQuad to be in spaceespace.
65
209885
2441
où nous voulons que le quad soit situé dans l'espace.
03:44
UsingÀ l’aide this pointeraiguille, madefabriqué out of reflectiveréfléchissant markersmarqueurs,
66
212326
3069
En utilisant ce pointeur, fait de marques réfléchissantes,
03:47
I can pointpoint to where I want the quadQuad to be in spaceespace
67
215395
2224
je peux indiquer où je veux déplacer le quad dans l'espace
03:49
a fixedfixé distancedistance away from me.
68
217619
3367
à une distance prédéfinie de moi.
04:07
The keyclé to these acrobaticacrobatique maneuversmanœuvres is algorithmsalgorithmes,
69
235763
2902
La clé de ces manœuvres acrobatiques est l'algorithme,
04:10
designedconçu with the help of mathematicalmathématique modelsdes modèles
70
238665
2426
conçu à l'aide de modèles mathématiques
04:13
and controlcontrôle theorythéorie.
71
241091
1950
et de la théorie du contrôle.
04:15
Let's tell the quadQuad to come back here
72
243041
2214
Demandons au quad de revenir ici
04:17
and let the polepôle droplaissez tomber,
73
245255
1819
et de laisser la barre tomber,
04:19
and I will nextprochain demonstratedémontrer the importanceimportance
74
247074
1918
et je vais ensuite vous démontrer l'importance
04:20
of understandingcompréhension physicalphysique modelsdes modèles
75
248992
2119
de comprendre les modèles physiques
04:23
and the workingsfonctionnements of the physicalphysique worldmonde.
76
251111
4120
et le fonctionnement du monde physique.
04:37
NoticeAvis how the quadQuad lostperdu altitudealtitude
77
265462
1770
Remarquez que le quad perd de l'altitude
04:39
when I put this glassverre of watereau on it.
78
267232
2082
lorsque je pose ce verre d'eau dessus.
04:41
UnlikeÀ la différence the balancingéquilibrage polepôle, I did not includecomprendre
79
269314
2801
Contrairement au cas de la barre en équilibre, je n'ai pas inclus
04:44
the mathematicalmathématique modelmaquette of the glassverre in the systemsystème.
80
272115
2584
le modèle mathématique du verre dans le système.
04:46
In factfait, the systemsystème doesn't even know that the glassverre of watereau is there.
81
274699
2919
En fait, le système ne sait même pas que le verre d'eau est là.
04:49
Like before, I could use the pointeraiguille to tell the quadQuad
82
277618
3292
Comme dans le cas précédent, je pourrais utiliser le pointeur pour indiquer au quad
04:52
where I want it to be in spaceespace.
83
280910
2589
où je veux qu'il aille dans l'espace.
04:55
(ApplauseApplaudissements)
84
283499
9597
(Applaudissements)
05:05
Okay, you should be askingdemandant yourselftoi même,
85
293096
2110
OK, vous devez vous demander,
05:07
why doesn't the watereau falltomber out of the glassverre?
86
295206
2509
pourquoi l'eau ne tombe-t-elle pas du verre ?
05:09
Two factsfaits: The first is that gravityla gravité actsactes
87
297715
3211
Deux faits : le premier est que la gravité agit
05:12
on all objectsobjets in the sameMême way.
88
300926
2125
de la même façon sur tous les objets.
05:15
The secondseconde is that the propellershélices are all pointingpointant
89
303051
2464
Le deuxième est que les hélices se dirigent toutes
05:17
in the sameMême directiondirection of the glassverre, pointingpointant up.
90
305515
3127
vers la même direction que le verre, vers le haut.
05:20
You put these two things togetherensemble, the netnet resultrésultat
91
308642
2377
Vous assemblez ces deux choses, le résultat
05:23
is that all sidecôté forcesles forces on the glassverre are smallpetit
92
311019
2287
est que toutes les forces latérales sur le verre sont faibles
05:25
and are mainlyprincipalement dominateddominé by aerodynamicaérodynamique effectseffets,
93
313306
2785
et sont majoritairement dominées par les effets aérodynamiques
05:28
whichlequel as these speedsdes vitesses are negligiblenégligeable.
94
316091
3841
qui à cette vitesse sont insignifiants.
05:35
And that's why you don't need to modelmaquette the glassverre.
95
323336
2071
Et c'est pourquoi vous n'avez pas besoin de modéliser le verre.
05:37
It naturallynaturellement doesn't spilldéversement de no mattermatière what the quadQuad does.
96
325407
3848
Il est naturel que cela ne se renverse pas; peu importe ce que le quad fait.
05:50
(ApplauseApplaudissements)
97
338651
7051
(Applaudissements)
05:57
The lessonleçon here is that some high-performancehaute performance tasksles tâches
98
345702
4016
Ce que nous devons en retirer ici est que certaines tâches de haute performance
06:01
are easierPlus facile than othersautres,
99
349718
1397
sont plus faciles que d'autres,
06:03
and that understandingcompréhension the physicsla physique of the problemproblème
100
351115
2296
et que le fait de comprendre les propriétés physiques du problème
06:05
tellsraconte you whichlequel onesceux are easyfacile and whichlequel onesceux are harddifficile.
101
353411
2616
vous indique lesquelles sont faciles et lesquelles sont difficiles.
06:08
In this instanceexemple, carryingporter a glassverre of watereau is easyfacile.
102
356027
2359
Dans cet exemple, porter un verre d'eau est facile.
06:10
BalancingÉquilibrage a polepôle is harddifficile.
103
358386
3785
Garder une barre en équilibre est difficile.
06:14
We'veNous avons all heardentendu storieshistoires of athletesles athlètes
104
362171
1802
Nous avons tous entendu des histoires d'athlètes
06:15
performingeffectuer featsprouesses while physicallyphysiquement injuredblessé.
105
363973
2493
qui font des prouesses alors qu'ils sont physiquement blessés.
06:18
Can a machinemachine alsoaussi performeffectuer
106
366466
1519
Est-ce qu'une machine peut également être performante
06:19
with extremeextrême physicalphysique damagedommage?
107
367985
2651
tout en étant physiquement endommagée?
06:22
ConventionalConventionnel wisdomsagesse saysdit that you need
108
370636
1726
La pensée conventionnelle dit que vous avez besoin
06:24
at leastmoins fourquatre fixedfixé motormoteur propellerhélice pairspaires in ordercommande to flymouche,
109
372362
3690
d'un minimum de quatre pairs fixes d'hélices motorisées afin que le quad puisse voler,
06:28
because there are fourquatre degreesdegrés of freedomliberté to controlcontrôle:
110
376052
2112
car il y a quatre degrés de marge de manœuvre :
06:30
rollrouleau, pitchpas, yawlacet and accelerationaccélération.
111
378164
3028
tours, inclinaisons, embardées et accélérations.
06:33
HexacoptersHexacopters and octocoptersoctocopters, with sixsix and eighthuit propellershélices,
112
381192
3245
Les hexacoptères et les octocoptères, avec six et huit hélices,
06:36
can providefournir redundancyredondance,
113
384437
1483
peuvent assurer de la redondance,
06:37
but quadrocoptersquadrocopters are much more popularpopulaire
114
385920
1989
mais les quadrocoptères sont bien plus populaires
06:39
because they have the minimumle minimum numbernombre
115
387909
1815
car ils ont un nombre limité
06:41
of fixedfixé motormoteur propellerhélice pairspaires: fourquatre.
116
389724
2476
de paires fixes d'hélices motorisées : quatre.
06:44
Or do they?
117
392200
1965
Forcément ?
07:01
If we analyzeanalyser the mathematicalmathématique modelmaquette of this machinemachine
118
409476
2600
Si nous analysons le modèle mathématique de cette machine
07:04
with only two workingtravail propellershélices,
119
412076
2176
avec seulement deux hélices qui fonctionnent,
07:06
we discoverdécouvrir that there's an unconventionalnon conventionnel way to flymouche it.
120
414252
6756
nous découvrons un mode de vol peu conventionnel.
07:19
We relinquishrenoncer à controlcontrôle of yawlacet,
121
427980
1706
Il faut renoncer à contrôler les embardées,
07:21
but rollrouleau, pitchpas and accelerationaccélération can still be controlledcontrôlé
122
429686
3070
mais les tours, inclinaisons et les accélérations peuvent toujours être contrôlées
07:24
with algorithmsalgorithmes that exploitexploit this newNouveau configurationConfiguration.
123
432756
5452
à travers des algorithmes qui utilisent cette nouvelle configuration.
07:33
MathematicalMathématiques modelsdes modèles tell us exactlyexactement when
124
441668
2432
Les modèles mathématiques nous indiquent exactement quand
07:36
and why this is possiblepossible.
125
444100
2072
et pourquoi cela est possible.
07:38
In this instanceexemple, this knowledgeconnaissance allowspermet us to designconception
126
446172
2368
Dans cet exemple, ces connaissances nous permettent de concevoir
07:40
novelroman machinemachine architecturesarchitectures
127
448540
2256
des nouvelles architectures de machines
07:42
or to designconception cleverintelligent algorithmsalgorithmes that gracefullygracieusement handlemanipuler damagedommage,
128
450796
4176
ou de concevoir des algorithmes intelligents qui peuvent supporter les dommages,
07:46
just like humanHumain athletesles athlètes do,
129
454972
1724
avec la même grâce que les athlètes humains,
07:48
insteadau lieu of buildingbâtiment machinesmachines with redundancyredondance.
130
456696
3823
au lieu de construire des machines avec de la redondance.
07:52
We can't help but holdtenir our breathsouffle when we watch
131
460519
2112
Nous ne pouvons pas faire autrement que de retenir notre souffle lorsque nous regardons
07:54
a diverplongeur somersaultingculbutes into the watereau,
132
462631
2437
un plongeur faire un saut périlleux pour atterrir dans l'eau,
07:57
or when a vaulterperchiste is twistingtorsion in the airair,
133
465068
1790
ou lorsqu'un gymnaste fait des acrobaties en l'air,
07:58
the groundsol fastvite approachings’approchant.
134
466858
1718
tout en voyant le sol se rapprocher rapidement.
08:00
Will the diverplongeur be ablecapable to pulltirer off a ripdéchirure entryentrée?
135
468576
2568
Est-ce que le plongeur réussira à plonger dans l'eau sans trop d'éclaboussures ?
08:03
Will the vaulterperchiste stickbâton the landingatterrissage?
136
471144
2000
Est-ce que le gymnaste réussira à atterrir correctement ?
08:05
SupposeSupposons que we want this quadQuad here
137
473144
1668
Imaginez que nous voulions que ce quad
08:06
to performeffectuer a tripletripler flipflip and finishterminer off
138
474812
2451
réalise un triple flip et finisse
08:09
at the exactexact sameMême spotplace that it startedcommencé.
139
477263
2269
à l'endroit exact où il avait commencé.
08:11
This maneuvermanœuvre is going to happense produire so quicklyrapidement
140
479532
2347
Cette manoeuvre va être réalisée si rapidement
08:13
that we can't use positionposition feedbackretour d'information to correctcorrect the motionmouvement duringpendant executionexécution.
141
481879
3629
que nous ne pourrons pas utiliser la rétroaction pour corriger le mouvement pendant la réalisation.
08:17
There simplysimplement isn't enoughassez time.
142
485508
2274
Il n'y a tout simplement pas assez de temps.
08:19
InsteadAu lieu de cela, what the quadQuad can do is performeffectuer the maneuvermanœuvre blindlyaveuglément,
143
487782
3694
Au lie de ça, ce que le quad peut faire, c'est réaliser la manœuvre à l'aveugle,
08:23
observeobserver how it finishesfinitions the maneuvermanœuvre,
144
491476
2232
observer comment il finit la manœuvre,
08:25
and then use that informationinformation to modifymodifier its behaviorcomportement
145
493708
2424
et utiliser ensuite ces informations pour modifier son comportement
08:28
so that the nextprochain flipflip is better.
146
496132
2289
afin que le prochain flip soit mieux réalisé.
08:30
SimilarSimilaires to the diverplongeur and the vaulterperchiste,
147
498421
1812
De la même façon que le plongeur et le gymnaste,
08:32
it is only throughpar repeatedrépété practiceentraine toi
148
500233
1919
c'est seulement à travers un entraînement répété
08:34
that the maneuvermanœuvre can be learnedappris and executedexécuté
149
502152
1925
que la manoeuvre peut être assimilée et réalisée
08:36
to the highestle plus élevé standardla norme.
150
504077
2133
au plus haut niveau.
08:46
(ApplauseApplaudissements)
151
514412
4752
(Applaudissements)
08:51
StrikingSubstitution a movingen mouvement ballballon is a necessarynécessaire skillcompétence in manybeaucoup sportsdes sports.
152
519164
3472
Frapper une balle en mouvement est une compétence nécessaire dans de nombreux sports.
08:54
How do we make a machinemachine do
153
522636
1795
Comment amène-t-on une machine à faire
08:56
what an athleteathlète does seeminglyapparemment withoutsans pour autant efforteffort?
154
524431
3753
ce qu'un athlète fait de toute évidence sans effort ?
09:15
(ApplauseApplaudissements)
155
543943
6599
(Applaudissements)
09:22
This quadQuad has a racketraquette strappedattaché ontosur its headtête
156
550542
2650
Ce quad a une raquette fixée sur sa tête,
09:25
with a sweetdoux spotplace roughlygrossièrement the sizeTaille of an applePomme, so not too largegrand.
157
553192
3487
avec une zone de frappe idéale de la taille d'une pomme environ, donc pas vraiment grande.
09:28
The followingSuivant calculationscalculs are madefabriqué everychaque 20 millisecondsmillisecondes,
158
556679
3167
Les calculs suivants sont effectués chaque 20 millisecondes,
09:31
or 50 timesfois perpar secondseconde.
159
559846
1756
soit 50 fois par seconde.
09:33
We first figurefigure out where the ballballon is going.
160
561602
2812
D'abord, nous essayons de comprendre où va la balle.
09:36
We then nextprochain calculatecalculer how the quadQuad should hitfrappé the ballballon
161
564414
2437
Ensuite, nous calculons comment le quad devrait la frapper
09:38
so that it fliesmouches to where it was thrownjeté from.
162
566851
3099
pour qu'elle retourne à l'endroit exact d'où elle a été jetée.
09:41
ThirdTierce, a trajectorytrajectoire is plannedprévu that carriesporte the quadQuad
163
569950
4456
Troisièmement, on prévoit une trajectoire qui amène le quad
09:46
from its currentactuel stateEtat to the impactimpact pointpoint with the ballballon.
164
574406
3024
de son point initial vers le point d'impact avec la balle.
09:49
FourthQuatrième, we only executeexécuter 20 milliseconds'des millisecondes worthvaut of that strategystratégie.
165
577430
3809
Quatrièmement, nous réalisons cette stratégie en seulement 20 millisecondes.
09:53
TwentyVingt millisecondsmillisecondes laterplus tard, the wholeentier processprocessus is repeatedrépété
166
581239
2807
Vingt millisecondes plus tard, le processus entier est répété
09:56
untiljusqu'à the quadQuad strikesgrèves the ballballon.
167
584046
2243
jusqu'à ce que le quad frappe la balle.
10:07
(ApplauseApplaudissements)
168
595560
2646
(Applaudissements)
10:10
MachinesMachines can not only performeffectuer dynamicdynamique maneuversmanœuvres on theirleur ownposséder,
169
598206
3372
Les machines ne peuvent pas seulement réaliser des manoeuvres dynamiques seules,
10:13
they can do it collectivelycollectivement.
170
601578
1863
elles peuvent le faire collectivement.
10:15
These threeTrois quadsquads are cooperativelyen collaboration carryingporter a skyciel netnet.
171
603441
3587
Ces trois quads sont en train de coopérer pour porter ce filet.
10:28
(ApplauseApplaudissements)
172
616574
5411
(Applaudissements)
10:33
They performeffectuer an extremelyextrêmement dynamicdynamique
173
621985
2197
Ils réalisent une manoeuvre extrêmement dynamique
10:36
and collectivecollectif maneuvermanœuvre
174
624182
2168
et collective
10:38
to launchlancement the ballballon back to me.
175
626350
1692
pour me renvoyer la balle.
10:40
NoticeAvis that, at fullplein extensionextension, these quadsquads are verticalverticale.
176
628042
3511
Notez que, lorsqu'ils tendent le filet, ces quads sont verticaux.
10:48
(ApplauseApplaudissements)
177
636486
1772
(Applaudissements)
10:50
In factfait, when fullypleinement extendedélargi,
178
638258
2287
En fait, lorsqu'ils étendent complètement le filet,
10:52
this is roughlygrossièrement fivecinq timesfois greaterplus grand than what a bungeesaut à l’élastique jumpercavalier feelsse sent
179
640545
2685
cela revient à multiplier par cinq ce que ressent une personne
10:55
at the endfin of theirleur launchlancement.
180
643230
4588
à la fin d'un saut en bungee.
11:03
The algorithmsalgorithmes to do this are very similarsimilaire
181
651009
2677
Les algorithmes utilisés ici sont vraiment similaires
11:05
to what the singleunique quadQuad used to hitfrappé the ballballon back to me.
182
653686
3384
à ceux utilisés précédemment pour que le quad me renvoie la balle.
11:09
MathematicalMathématiques modelsdes modèles are used to continuouslycontinuellement re-planre-plan
183
657070
2864
Les modèles mathématiques sont utilisés afin de recalculer continuellement
11:11
a cooperativecoopérative strategystratégie 50 timesfois perpar secondseconde.
184
659934
4515
une stratégie de coopération 50 fois par seconde.
11:16
Everything we have seenvu so farloin has been
185
664449
1877
Tout ce que nous avons vu jusqu'ici concernait
11:18
about the machinesmachines and theirleur capabilitiescapacités.
186
666326
2463
les machines et leur potentiel.
11:20
What happensarrive when we couplecouple this machinemachine athleticismperformance athlétique
187
668789
3015
Que se passe-t-il lorsque l'on associe cette sportivité des machines
11:23
with that of a humanHumain beingétant?
188
671804
1776
à celle des êtres humains ?
11:25
What I have in frontde face of me is a commercialcommercial gesturegeste sensorcapteur
189
673580
3805
Ce que j'ai en face de moi est un détecteur de mouvement disponible sur le marché
11:29
mainlyprincipalement used in gamingjeu.
190
677385
1309
et qui est principalement utilisé dans les jeux vidéos.
11:30
It can recognizereconnaître what my variousdivers bodycorps partsles pièces
191
678694
1804
Il peut reconnaître ce que font les différentes parties de mon corps
11:32
are doing in realréal time.
192
680498
2048
en temps réel.
11:34
SimilarSimilaires to the pointeraiguille that I used earlierplus tôt,
193
682546
2116
Similaire au pointeur que j'ai utilisé précédemment,
11:36
we can use this as inputscontributions to the systemsystème.
194
684662
2792
nous pouvons l'utiliser pour entrer des données dans le système.
11:39
We now have a naturalNaturel way of interactinginteragir
195
687454
2396
Nous avons maintenant une façon tout à fait naturelle d'interagir
11:41
with the rawbrut athleticismperformance athlétique of these quadsquads with my gesturesgestes.
196
689850
4944
avec l’athlétisme pur de ces quads à travers mes gestes.
12:22
(ApplauseApplaudissements)
197
730453
4400
(Applaudissements)
12:35
InteractionInteraction doesn't have to be virtualvirtuel. It can be physicalphysique.
198
743982
4007
L'interaction n'a pas besoin d'être virtuelle. Elle peut être physique.
12:39
Take this quadQuad, for exampleExemple.
199
747989
1725
Prenez ce quad par exemple.
12:41
It's tryingen essayant to stayrester at a fixedfixé pointpoint in spaceespace.
200
749714
2628
Il essaie de rester à un point fixe dans l'espace.
12:44
If I try to movebouge toi it out of the way, it fightscombats me,
201
752342
3837
Si j'essaye de le faire bouger, il me résiste,
12:48
and movesse déplace back to where it wants to be.
202
756179
4155
et revient se placer à l'endroit voulu.
12:52
We can changechangement this behaviorcomportement, howevertoutefois.
203
760334
3039
Il est toutefois possible de changer ce comportement.
12:55
We can use mathematicalmathématique modelsdes modèles
204
763373
1699
Nous pouvons utiliser des modèles mathématiques
12:57
to estimateestimation the forceObliger that I'm applyingappliquer to the quadQuad.
205
765072
3133
pour estimer la force que j'applique sur ce quad.
13:00
OnceFois we know this forceObliger, we can alsoaussi changechangement the lawslois of physicsla physique,
206
768205
3238
Une fois que l'on connaît cette force, il est possible de changer les lois de la physique,
13:03
as farloin as the quadQuad is concernedconcerné, of coursecours.
207
771443
4499
se limitant au quad, bien entendu.
13:07
Here the quadQuad is behavingse comporter as if it were
208
775942
2263
Ici le quad se comporte comme s'il se retrouvait
13:10
in a viscousvisqueux fluidliquide.
209
778205
4365
dans un liquide visqueux.
13:14
We now have an intimateintime way
210
782570
2174
Nous avons maintenant une façon privilégiée
13:16
of interactinginteragir with a machinemachine.
211
784744
1849
d'interagir avec une machine.
13:18
I will use this newNouveau capabilityaptitude to positionposition
212
786593
2506
Je vais utiliser cette nouvelle capacité pour positionner
13:21
this camera-carryingporteur de caméra quadQuad to the appropriateapproprié locationemplacement
213
789099
2577
ce quad portant une caméra à un emplacement approprié
13:23
for filmingle tournage the remainderreste of this demonstrationmanifestation.
214
791676
3186
afin de filmer le reste de cette démonstration.
13:36
So we can physicallyphysiquement interactinteragir with these quadsquads
215
804222
2768
Alors, nous pouvons interagir physiquement avec ces quads
13:38
and we can changechangement the lawslois of physicsla physique.
216
806990
2403
et changer les lois de la physique.
13:41
Let's have a little bitbit of funamusement with this.
217
809393
2313
Amusons-nous donc un petit peu avec ceci.
13:43
For what you will see nextprochain, these quadsquads
218
811706
1704
Vous allez voir ces quads
13:45
will initiallyinitialement behavese comporter as if they were on PlutoPluto.
219
813410
3496
se comporter tout d'abord comme s'ils étaient sur Pluton.
13:48
As time goesva on, gravityla gravité will be increasedaugmenté
220
816906
2312
Petit à petit, la gravité sera renforcée
13:51
untiljusqu'à we're all back on planetplanète EarthTerre,
221
819218
2120
jusqu'à ce que nous retournions tous sur la planète Terre,
13:53
but I assureassurer you we won'thabitude get there.
222
821338
1719
mais je vous rassure, nous n'irons pas jusqu'au bout.
13:55
Okay, here goesva.
223
823057
3501
Ok, on y va.
14:05
(LaughterRires)
224
833667
3412
(Rires)
14:34
(LaughterRires)
225
862778
3208
(Rires)
14:37
(ApplauseApplaudissements)
226
865986
3386
(Applaudissements)
14:41
WhewOuf!
227
869372
1207
Ouf !
14:46
You're all thinkingen pensant now,
228
874779
1517
Vous êtes en train de penser,
14:48
these guys are havingayant way too much funamusement,
229
876296
1975
ces gars s'éclatent plus qu'ils ne devraient,
14:50
and you're probablyProbablement alsoaussi askingdemandant yourselftoi même,
230
878271
2079
et vous vous demandez peut-être aussi,
14:52
why exactlyexactement are they buildingbâtiment machinemachine athletesles athlètes?
231
880350
3936
mais pourquoi construisent-ils des machines athlètes ?
14:56
Some conjectureconjecture that the rolerôle of playjouer in the animalanimal kingdomRoyaume
232
884286
2652
Certains présument que le rôle du jeu dans le royaume animal
14:58
is to honeHone skillscompétences and developdévelopper capabilitiescapacités.
233
886938
2752
est d'aiguiser les compétences et de développer des capacités.
15:01
OthersD’autres think that it has more of a socialsocial rolerôle,
234
889690
2066
D'autres pensent que le jeu a plus un rôle social,
15:03
that it's used to bindlier the groupgroupe.
235
891756
1674
qui est utilisé pour lier le groupe.
15:05
SimilarlyDe la même façon, we use the analogyanalogie of sportsdes sports and athleticismperformance athlétique
236
893430
3533
De la même façon, nous utilisons l'analogie entre le sport et l'ambition athlétique
15:08
to createcréer newNouveau algorithmsalgorithmes for machinesmachines
237
896963
2079
pour créer de nouveaux algorithmes et pousser les machines
15:11
to pushpousser them to theirleur limitslimites.
238
899042
2147
jusqu'aux limites de leurs possibilités.
15:13
What impactimpact will the speedla vitesse of machinesmachines have on our way of life?
239
901189
3677
Quel impact aura la vitesse des machines sur notre mode de vie ?
15:16
Like all our pastpassé creationsles créations and innovationsinnovations,
240
904866
2389
Comme toutes nos créations et innovations passées,
15:19
they maymai be used to improveaméliorer the humanHumain conditioncondition
241
907255
2827
elles peuvent être utilisées pour améliorer la condition humaine
15:22
or they maymai be misusedutilisées à mauvais escient and abusedabusé.
242
910082
2501
ou alors on peut en abuser et les utiliser à mauvais escient.
15:24
This is not a technicaltechnique choicechoix we are facedface à with;
243
912583
1923
Nous ne sommes pas confrontés à un choix technique;
15:26
it's a socialsocial one.
244
914506
1755
mais à un choix social.
15:28
Let's make the right choicechoix,
245
916261
1390
Faisons le bon choix,
15:29
the choicechoix that bringsapporte out the bestmeilleur in the futureavenir of machinesmachines,
246
917651
2405
le choix qui tire le meilleur de l'avenir des machines,
15:32
just like athleticismperformance athlétique in sportsdes sports
247
920056
1812
exactement comme l'entraînement sportif dans le sport
15:33
can bringapporter out the bestmeilleur in us.
248
921868
2161
peut faire ressortir ce qu'il y a de mieux en nous.
15:36
Let me introduceprésenter you to the wizardsAssistants behindderrière the greenvert curtainrideau.
249
924029
3450
Laissez-moi vous présenter les magiciens derrière le rideau vert.
15:39
They're the currentactuel membersmembres of the FlyingFlying MachineMachine ArenaArena researchrecherche teaméquipe.
250
927479
2900
Ils sont membres de l'équipe de recherche Flying Machine Arena.
15:42
(ApplauseApplaudissements)
251
930379
4769
(Applaudissements)
15:47
FedericoFederico AugugliaroAugugliaro, DarioDario BrescianiniBrescianini, MarkusMarkus HehnHehn,
252
935148
3046
Federico Augugliaro, Dario Brescianini, Markus Hehn,
15:50
SergeiSergei LupashinLupashin, MarkMark MullerMuller and RobinRobin RitzRitz.
253
938194
2824
Sergei Lupashin, Mark Muller et Robin Ritz.
15:53
Look out for them. They're destineddestiné for great things.
254
941018
1932
Gardez les à l'oeil. Ils sont destinés à de grandes choses.
15:54
Thank you.
255
942950
1178
Merci.
15:56
(ApplauseApplaudissements)
256
944128
6354
(Applaudissements)
Translated by Amandine Baratto
Reviewed by Alix Inwonderland

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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