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Christoph Keplinger: The artificial muscles that will power robots of the future
Christoph Keplinger: Les muscles artificiels qui vont alimenter la robotique du futur
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Les cerveaux des robots deviennent de plus en plus intelligents, mais leurs corps sont encore souvent encombrants et difficiles à manier. L'ingénieur en mécanique Christoph Keplinger conçoit une nouvelle génération de robots souples et agiles inspirée d'un chef-d'œuvre de l'évolution : le muscle biologique. Vous voyez ces « muscles artificiels » se dilater et se contracter comme de vrais et atteindre des vitesses surhumaines - et découvrez comment ils pourraient fabriquer des prothèses plus fortes et plus efficaces que les membres humains.
Christoph Keplinger - Roboticist, mechanical engineer
Christoph Keplinger aims to fundamentally challenge current limitations of robotic hardware, combining soft matter physics and chemistry with advanced engineering technologies to create a new generation of lifelike robots. Full bio
Christoph Keplinger aims to fundamentally challenge current limitations of robotic hardware, combining soft matter physics and chemistry with advanced engineering technologies to create a new generation of lifelike robots. Full bio
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En 2015, 25 équipes à travers le monde
00:13
In 2015, 25 teams from around the world
0
1125
3893
ont concouru pour construire
des robots sauveteurs,
des robots sauveteurs,
00:17
competed to build robots
for disaster response
for disaster response
1
5042
2726
capables d'exécuter certaines tâches,
00:19
that could perform a number of tasks,
2
7792
1851
comme utiliser un outil électrique,
00:21
such as using a power tool,
3
9667
1642
travailler sur un terrain accidenté
00:23
working on uneven terrain
4
11333
1685
00:25
and driving a car.
5
13042
1250
et conduire un véhicule.
Tout ça a l'air impressionnant,
et c'est le cas,
et c'est le cas,
00:27
That all sounds impressive, and it is,
6
15292
2041
mais regardez la structure
du robot gagnant, HUBO.
du robot gagnant, HUBO.
00:30
but look at the body
of the winning robot, HUBO.
of the winning robot, HUBO.
7
18458
2792
Ici, HUBO essaie de sortir d'une voiture,
00:34
Here, HUBO is trying to get out of a car,
8
22208
2310
et gardez en mémoire,
00:36
and keep in mind,
9
24542
1726
la vidéo est accélérée trois fois.
00:38
the video is sped up three times.
10
26292
1767
(Rires)
00:40
(Laughter)
11
28083
3625
HUBO, créé par KAIST en Corée,
est à la pointe de la technologie
est à la pointe de la technologie
00:44
HUBO, from team KAIST out of Korea,
is a state-of-the-art robot
is a state-of-the-art robot
12
32750
2976
avec des capacités impressionnantes,
00:47
with impressive capabilities,
13
35750
1768
mais ce corps n'a pas l'air si différent
00:49
but this body doesn't look
all that different
all that different
14
37542
2142
des autres robots qu'on a vus
il y a quelques décennies.
il y a quelques décennies.
00:51
from robots we've seen a few decades ago.
15
39708
1953
Si vous regardez
les autres robots de la compétition,
les autres robots de la compétition,
00:54
If you look at the other robots
in the competition,
in the competition,
16
42625
2417
leurs mouvements ont
aussi l'air très robotiques.
aussi l'air très robotiques.
00:58
their movements also still look,
well, very robotic.
well, very robotic.
17
46000
3101
Leurs corps sont faits
de structures mécaniques
de structures mécaniques
01:01
Their bodies are complex
mechanical structures
mechanical structures
18
49125
2226
utilisant des matériaux rigides
01:03
using rigid materials
19
51375
1601
tels que le métal et des moteurs
traditionnels électriques rigides.
traditionnels électriques rigides.
01:05
such as metal and traditional
rigid electric motors.
rigid electric motors.
20
53000
3601
Ils n'ont certainement pas été conçus
01:08
They certainly weren't designed
21
56625
1601
pour être bon marché, sûrs
01:10
to be low-cost, safe near people
22
58250
3059
et faciles à adapter
à des défis imprévisibles.
à des défis imprévisibles.
01:13
and adaptable to unpredictable challenges.
23
61333
2851
Nous avons bien progressé
avec les cerveaux des robots,
avec les cerveaux des robots,
01:16
We've made good progress
with the brains of robots,
with the brains of robots,
24
64208
2768
mais leurs corps sont encore primitifs.
01:19
but their bodies are still primitive.
25
67000
1792
01:22
This is my daughter Nadia.
26
70625
2018
Voici ma fille Nadia.
01:24
She's only five years old
27
72667
1726
Elle a seulement cinq ans
et peut sortir de la voiture
plus rapidement que HUBO.
plus rapidement que HUBO.
01:26
and she can get out of the car
way faster than HUBO.
way faster than HUBO.
28
74417
2476
(Rires)
01:28
(Laughter)
29
76917
1767
Elle peut aussi se balancer
sur les barres de singe facilement,
sur les barres de singe facilement,
01:30
She can also swing around
on monkey bars with ease,
on monkey bars with ease,
30
78708
2393
01:33
much better than any current
human-like robot could do.
human-like robot could do.
31
81125
3143
beaucoup mieux que
n'importe quel robot humanoïde.
n'importe quel robot humanoïde.
Contrairement à HUBO,
01:36
In contrast to HUBO,
32
84292
1351
le corps humain utilise constamment
des matériaux souples et déformables
des matériaux souples et déformables
01:37
the human body makes extensive use
of soft and deformable materials
of soft and deformable materials
33
85667
3726
tels que le muscle et la peau.
01:41
such as muscle and skin.
34
89417
1934
Il faut une nouvelle génération
de corps de robot
de corps de robot
01:43
We need a new generation of robot bodies
35
91375
2351
01:45
that is inspired by the elegance,
efficiency and by the soft materials
efficiency and by the soft materials
36
93750
4101
inspirée par l'élégance,
l'efficacité et la souplesse
l'efficacité et la souplesse
des designs trouvés dans la nature.
01:49
of the designs found in nature.
37
97875
1542
01:52
And indeed, this has become
the key idea of a new field of research
the key idea of a new field of research
38
100292
4226
Et en effet, cela est devenu l'idée
clé d'un nouveau domaine de recherche
clé d'un nouveau domaine de recherche
01:56
called soft robotics.
39
104542
1934
appelé la robotique souple.
01:58
My research group
and collaborators around the world
and collaborators around the world
40
106500
2893
Mon groupe de recherche
et mes collaborateurs dans le monde
et mes collaborateurs dans le monde
02:01
are using soft components
inspired by muscle and skin
inspired by muscle and skin
41
109417
3642
utilisent des composants flexibles
inspirés des muscles et de la peau
inspirés des muscles et de la peau
02:05
to build robots with agility and dexterity
42
113083
2810
pour fabriquer des robots
agiles et habiles
agiles et habiles
02:07
that comes closer and closer
43
115917
1642
qui sont de plus en plus proches
02:09
to the astonishing capabilities
of the organisms found in nature.
of the organisms found in nature.
44
117583
3292
des capacités impressionnantes
des organismes naturels.
des organismes naturels.
J'ai toujours été particulièrement
inspiré par les muscles biologiques.
inspiré par les muscles biologiques.
02:14
I've always been particularly inspired
by biological muscle.
by biological muscle.
45
122458
3685
Ce n'est pas surprenant.
02:18
Now, that's not surprising.
46
126167
2142
Je suis aussi autrichien, et je sais que
je parle un peu comme Arnie, le Terminator
je parle un peu comme Arnie, le Terminator
02:20
I'm also Austrian, and I know that I sound
a bit like Arnie, the Terminator.
a bit like Arnie, the Terminator.
47
128333
3601
02:23
(Laughter)
48
131958
3018
(Rires)
Le muscle biologique est un vrai
chef-d’œuvre de l’évolution.
chef-d’œuvre de l’évolution.
02:27
Biological muscle
is a true masterpiece of evolution.
is a true masterpiece of evolution.
49
135000
2976
Il peut guérir après un dommage
02:30
It can heal after damage
50
138000
1559
et il est étroitement intégré
avec des neurones sensoriels
avec des neurones sensoriels
02:31
and it's tightly integrated
with sensory neurons
with sensory neurons
51
139583
2435
02:34
for feedback on motion
and the environment.
and the environment.
52
142042
2125
pour la rétroaction sur
le mouvement et l'environnement.
le mouvement et l'environnement.
Il peut se contracter rapidement pour le
battement rapide des ailes d'un colibri ;
battement rapide des ailes d'un colibri ;
02:37
It can contract fast enough
to power the high-speed wings
to power the high-speed wings
53
145083
2893
02:40
of a hummingbird;
54
148000
1268
il peut devenir assez fort
pour déplacer un éléphant;
pour déplacer un éléphant;
02:41
it can grow strong enough
to move an elephant;
to move an elephant;
55
149292
2684
et il est suffisamment adaptable
pour les bras extrêmement polyvalents
pour les bras extrêmement polyvalents
02:44
and it's adaptable enough
to be used in the extremely versatile arms
to be used in the extremely versatile arms
56
152000
3559
d'une pieuvre,
02:47
of an octopus,
57
155583
1310
un animal qui peut comprimer
son corps à travers de minuscules trous.
son corps à travers de minuscules trous.
02:48
an animal that can squeeze
its entire body through tiny holes.
its entire body through tiny holes.
58
156917
3333
Les actionneurs sont pour les robots
ce que les muscles sont pour les animaux :
ce que les muscles sont pour les animaux :
02:53
Actuators are for robots
what muscles are for animals:
what muscles are for animals:
59
161250
3893
les acteurs clés du corps
02:57
key components of the body
60
165167
1851
qui permettent le mouvement
et l'interaction avec le monde.
et l'interaction avec le monde.
02:59
that enable movement
and interaction with the world.
and interaction with the world.
61
167042
2541
Donc, si nous pouvions construire
des actionneurs souples,
des actionneurs souples,
03:02
So if we could build soft actuators,
62
170667
2476
ou des muscles artificiels,
03:05
or artificial muscles,
63
173167
1434
qui soient aussi
polyvalents et adaptables,
polyvalents et adaptables,
03:06
that are as versatile, adaptable
64
174625
1601
03:08
and could have the same performance
as the real thing,
as the real thing,
65
176250
2559
avec les mêmes performances que les vrais,
nous pourrions construire presque
tout type de robot
tout type de robot
03:10
we could build almost any type of robot
66
178833
1935
03:12
for almost any type of use.
67
180792
1375
pour presque tous les types d'usages.
03:15
Not surprisingly,
people have tried for many decades
people have tried for many decades
68
183167
3184
Sans surprise, les gens ont essayé
pendant de nombreuses décennies
pendant de nombreuses décennies
03:18
to replicate the astonishing
capabilities of muscle,
capabilities of muscle,
69
186375
2893
de reproduire les capacités
impressionnantes du muscle,
impressionnantes du muscle,
03:21
but it's been really hard.
70
189292
1333
mais cela a été très difficile.
Il y a environ 10 ans,
03:24
About 10 years ago,
71
192583
1476
quand j'ai fait mon doctorat en Autriche,
03:26
when I did my PhD back in Austria,
72
194083
2726
mes collègues et moi avons redécouvert
03:28
my colleagues and I rediscovered
73
196833
2101
ce qui est probablement l'une
des toutes premières publications
des toutes premières publications
03:30
what is likely one of the very first
publications on artificial muscle,
publications on artificial muscle,
74
198958
4143
sur le muscle artificiel, publiée en 1880.
03:35
published in 1880.
75
203125
1851
« Modifications de forme et
de volume des corps diélectriques
de volume des corps diélectriques
03:37
"On the shape and volume changes
of dielectric bodies
of dielectric bodies
76
205000
3143
03:40
caused by electricity,"
77
208167
1517
causées par l'électricité »,
03:41
published by German physicist
Wilhelm Röntgen.
Wilhelm Röntgen.
78
209708
3101
publié par le physicien allemand
Wilhelm Röntgen.
Wilhelm Röntgen.
03:44
Most of you know him
as the discoverer of the X-ray.
as the discoverer of the X-ray.
79
212833
3042
La plupart d'entre vous le connaissent
pour sa découverte de la radiographie.
pour sa découverte de la radiographie.
Suivant ses instructions,
on a utilisé une paire d’aiguilles
on a utilisé une paire d’aiguilles
03:49
Following his instructions,
we used a pair of needles.
we used a pair of needles.
80
217292
2559
connectée à une source haute tension
03:51
We connected it to a high-voltage source,
81
219875
1954
et posée près d’un morceau
de caoutchouc transparent
de caoutchouc transparent
03:53
and we placed it near
a transparent piece of rubber
a transparent piece of rubber
82
221833
2476
03:56
that was prestretched
onto a plastic frame.
onto a plastic frame.
83
224313
2084
pré-étiré sur un cadre en plastique.
03:59
When we switched on the voltage,
84
227333
1685
Une fois le courant allumé,
04:01
the rubber deformed,
85
229042
1309
le caoutchouc s'est déformé
04:02
and just like our biceps flexes our arm,
86
230375
3184
et tout comme nos biceps
fléchissent nos bras,
fléchissent nos bras,
04:05
the rubber flexed the plastic frame.
87
233583
2643
le caoutchouc a plié le cadre.
On dirait de la magie.
04:08
It looks like magic.
88
236250
1309
Les aiguilles ne touchent
même pas le caoutchouc.
même pas le caoutchouc.
04:09
The needles don't even touch the rubber.
89
237583
2351
04:11
Now, having two such needles
is not a practical way
is not a practical way
90
239958
2518
Cependant, avec deux aiguilles,
il n'est pas évident
il n'est pas évident
04:14
of operating artificial muscles,
91
242500
2143
de faire fonctionner
des muscles artificiels,
des muscles artificiels,
04:16
but this amazing experiment
got me hooked on the topic.
got me hooked on the topic.
92
244667
3142
mais cette incroyable expérience
m'a attaché au sujet.
m'a attaché au sujet.
04:19
I wanted to create new ways
to build artificial muscles
to build artificial muscles
93
247833
3018
Je voulais innover pour
la construction de muscles artificiels
la construction de muscles artificiels
04:22
that would work well
for real-world applications.
for real-world applications.
94
250875
2809
qui pourraient fonctionner
pour des applications réelles.
pour des applications réelles.
04:25
For the next years, I worked
on a number of different technologies
on a number of different technologies
95
253708
3726
Les années suivantes, j'ai travaillé
sur différentes technologies
sur différentes technologies
04:29
that all showed promise,
96
257458
1309
qui étaient prometteuses,
04:30
but they all had remaining challenges
that are hard to overcome.
that are hard to overcome.
97
258791
3042
mais qui présentaient toutes des défis
difficiles à surmonter.
difficiles à surmonter.
04:34
In 2015,
98
262833
1601
En 2015,
04:36
when I started my own lab at CU Boulder,
99
264458
2393
quand j'ai débuté mon laboratoire
à la CU Boulder,
à la CU Boulder,
04:38
I wanted to try an entirely new idea.
100
266875
2226
je voulais tester une nouvelle idée.
04:41
I wanted to combine
the high speed and efficiency
the high speed and efficiency
101
269125
2893
Je voulais combiner
une vitesse élevée et l'efficacité
une vitesse élevée et l'efficacité
04:44
of electrically driven actuators
102
272042
1976
des actionneurs électriques,
04:46
with the versatility
of soft, fluidic actuators.
of soft, fluidic actuators.
103
274042
2750
avec des actionneurs polyvalents
souples et fluides.
souples et fluides.
04:49
Therefore, I thought,
104
277458
1310
Par conséquent, j'ai pensé,
04:50
maybe I can try using
really old science in a new way.
really old science in a new way.
105
278792
3351
que je pourrais utiliser une
science ancienne d'une nouvelle manière.
science ancienne d'une nouvelle manière.
04:54
The diagram you see here
106
282167
1767
Le diagramme que vous voyez ici
04:55
shows an effect called Maxwell stress.
107
283958
2560
montre un effet appelé
le stress de Maxwell.
le stress de Maxwell.
04:58
When you take two metal plates
108
286542
1476
Quand deux plaques de métal
05:00
and place them in a container
filled with oil,
filled with oil,
109
288042
2184
sont placées dans un récipient d'huile,
05:02
and then switch on a voltage,
110
290250
1643
puis mises sous tension,
05:03
the Maxwell stress forces the oil
up in between the two plates,
up in between the two plates,
111
291917
3934
le stress de Maxwell force l'huile
entre les deux plaques,
entre les deux plaques,
05:07
and that's what you see here.
112
295875
1476
et c'est ce que vous voyez ici.
05:09
So the key idea was,
113
297375
1351
L'idée principale était :
05:10
can we use this effect to push around oil
114
298750
2934
pouvons-nous utiliser cet effet
pour déplacer l'huile
pour déplacer l'huile
05:13
contained in soft stretchy structures?
115
301708
2810
contenue dans des structures extensibles ?
05:16
And indeed, this worked surprisingly well,
116
304542
2351
Et en effet, cela marche étonnamment bien.
05:18
quite honestly,
much better than I expected.
much better than I expected.
117
306917
2684
Franchement, mieux que ce que je pensais.
05:21
Together with my
outstanding team of students,
outstanding team of students,
118
309625
2184
Avec ma remarquable équipe d'étudiants,
05:23
we used this idea as a starting point
119
311833
1893
on a utilisé cette idée de départ
05:25
to develop a new technology
called HASEL artificial muscles.
called HASEL artificial muscles.
120
313750
4143
pour développer une nouvelle technologie
appelée muscles artificiels HASEL.
appelée muscles artificiels HASEL.
05:29
HASELs are gentle enough
to pick up a raspberry
to pick up a raspberry
121
317917
3101
Les HASEL sont assez délicats
pour prendre une framboise
pour prendre une framboise
05:33
without damaging it.
122
321042
1291
sans l'endommager.
05:36
They can expand and contract
like real muscle.
like real muscle.
123
324542
3208
Ils peuvent s'étendre et se contracter
comme des vrai muscles.
comme des vrai muscles.
05:41
And they can be operated
faster than the real thing.
faster than the real thing.
124
329625
2458
Et être commandés plus vite
que les muscles réels.
que les muscles réels.
Ils peuvent être renforcés pour
délivrer de grandes forces.
délivrer de grandes forces.
05:44
They can also be scaled up
to deliver large forces.
to deliver large forces.
125
332958
2643
Ici vous pouvez les voir soulever
un bidon rempli d'eau.
un bidon rempli d'eau.
05:47
Here you see them lifting
a gallon filled with water.
a gallon filled with water.
126
335625
3351
Ils peuvent être utilisés
pour piloter un bras robot
pour piloter un bras robot
05:51
They can be used to drive a robotic arm,
127
339000
1934
et ils peuvent même repérer leur position.
05:52
and they can even
self-sense their position.
self-sense their position.
128
340958
2084
05:57
HASELs can be used
for very precise movement,
for very precise movement,
129
345292
2708
Les HASEL peuvent être utilisés pour
des mouvements très précis,
des mouvements très précis,
mais aussi pour des mouvements
très fluides, semblables au muscle,
très fluides, semblables au muscle,
06:01
but they can also deliver
very fluidic, muscle-like movement
very fluidic, muscle-like movement
130
349292
2851
06:04
and bursts of power
to shoot up a ball into the air.
to shoot up a ball into the air.
131
352167
2875
et augmenter de puissance
pour tirer une balle en l'air.
pour tirer une balle en l'air.
06:09
When submerged in oil,
132
357375
1583
Plongés dans l'huile,
06:12
HASEL artificial muscles
can be made invisible.
can be made invisible.
133
360667
3541
les muscles artificiels HASEL
peuvent être rendus invisibles.
peuvent être rendus invisibles.
06:19
So how do HASEL artificial muscles work?
134
367875
1917
Alors comment marchent les HASEL ?
06:22
You might be surprised.
135
370542
1684
Vous serez peut-être surpris.
06:24
They're based on very inexpensive,
easily available materials.
easily available materials.
136
372250
3184
Ils sont basés sur des matériaux
disponibles et peu coûteux.
disponibles et peu coûteux.
06:27
You can even try, and I recommend it,
137
375458
2268
Vous pouvez même essayer,
et je le conseille,
et je le conseille,
06:29
the main principle at home.
138
377750
1333
le principe de base chez vous.
06:31
Take a few Ziploc bags
and fill them with olive oil.
and fill them with olive oil.
139
379875
2768
Prenez des sacs zippés et
remplissez-les d'huile d'olive.
remplissez-les d'huile d'olive.
06:34
Try to push out air bubbles
as much as you can.
as much as you can.
140
382667
2208
Retirez les bulles d'air si possible.
06:37
Now take a glass plate
and place it on one side of the bag.
and place it on one side of the bag.
141
385583
3101
Maintenant, placez un support en verre
d'un côté du sac.
d'un côté du sac.
06:40
When you press down,
you see the bag contract.
you see the bag contract.
142
388708
2209
Quand vous appuyez, le sac se contracte.
06:43
Now the amount of contraction
is easy to control.
is easy to control.
143
391792
2666
Le niveau de contraction
est facile à contrôler.
est facile à contrôler.
Quand vous prenez un poids léger,
vous avez une petite contraction.
vous avez une petite contraction.
06:47
When you take a small weight,
you get a small contraction.
you get a small contraction.
144
395167
2809
06:50
With a medium weight,
we get a medium contraction.
we get a medium contraction.
145
398000
3125
Avec un poids moyen,
on obtient une moyenne contraction.
on obtient une moyenne contraction.
Et avec un poids lourd,
vous obtenez une grande contraction.
vous obtenez une grande contraction.
06:54
And with a large weight,
you get a large contraction.
you get a large contraction.
146
402125
2893
Pour les HASEL, la seule différence
est de remplacer la force de votre main
est de remplacer la force de votre main
06:57
Now for HASELs, the only change
is to replace the force of your hand
is to replace the force of your hand
147
405042
3434
07:00
or the weight with an electrical force.
148
408500
3018
ou le poids, par une force électrique.
07:03
HASEL stands for "hydraulically amplified
self-healing electrostatic actuators."
self-healing electrostatic actuators."
149
411542
5351
HASEL : « actionneur électrostatique
auto-guérisseur amplifié hydrauliquement »
auto-guérisseur amplifié hydrauliquement »
07:08
Here you see a geometry
called Peano-HASEL actuators,
called Peano-HASEL actuators,
150
416917
3184
Ici vous voyez une géométrie qu'on nomme
actionneurs Peano-HASEL,
actionneurs Peano-HASEL,
07:12
one of many possible designs.
151
420125
2292
un parmi les nombreux designs possibles.
De nouveau, vous prenez un
polymère flexible comme notre sac zippé
polymère flexible comme notre sac zippé
07:15
Again, you take a flexible polymer
such as our Ziploc bag,
such as our Ziploc bag,
152
423083
3601
que vous remplissez d'un liquide isolant,
comme l'huile d'olive,
comme l'huile d'olive,
07:18
you fill it with an insulating liquid,
such as olive oil,
such as olive oil,
153
426708
2935
et maintenant, à la place
d'une plaque de verre,
d'une plaque de verre,
07:21
and now, instead of the glass plate,
154
429667
1767
07:23
you place an electrical conductor
on one side of the pouch.
on one side of the pouch.
155
431458
2792
vous placez un conducteur électrique
sur un côté du sac.
sur un côté du sac.
07:26
To create something
that looks more like a muscle fiber,
that looks more like a muscle fiber,
156
434958
2643
Pour créer une sorte de fibre musculaire,
07:29
you can connect a few pouches together
157
437625
1976
vous pouvez connecter plusieurs sacs
07:31
and attached a weight on one side.
158
439625
2143
et attacher un poids d'un côté des sacs.
07:33
Next, we apply voltage.
159
441792
1375
Ensuite, on met sous tension.
07:36
Now, the electric field
starts acting on the liquid.
starts acting on the liquid.
160
444083
3310
Maintenant, le champ électrique
commence à agir sur le liquide,
commence à agir sur le liquide,
07:39
It displaces the liquid,
161
447417
1684
Il déplace le liquide,
07:41
and it forces the muscle to contract.
162
449125
2000
et il force le muscle à se contracter.
07:44
Here you see a completed
Peano-HASEL actuator
Peano-HASEL actuator
163
452708
2476
Ici vous regardez l'actionneur
Peano-HASEL complet
Peano-HASEL complet
07:47
and how it expands and contracts
when voltage is applied.
when voltage is applied.
164
455208
3893
et comment il s'étend et se contracte
lorsque le voltage est appliqué.
lorsque le voltage est appliqué.
Vu de l’intérieur,
07:51
Viewed from the side,
165
459125
1309
Vous pouvez vraiment voir ces sacs
prendre une forme plus cylindrique,
prendre une forme plus cylindrique,
07:52
you can really see those pouches
take a more cylindrical shape,
take a more cylindrical shape,
166
460458
3226
07:55
such as we saw with the Ziploc bags.
167
463708
1792
comme pour les sacs zippés.
On peut aussi placer quelque-unes
de ces fibres musculaires à côté
de ces fibres musculaires à côté
07:58
We can also place a few
such muscle fibers next to each other
such muscle fibers next to each other
168
466500
3226
pour être plus semblable à un muscle
08:01
to create something that looks
even more like a muscle
even more like a muscle
169
469750
2559
qui se contracte et s'étend en
sections transversales.
sections transversales.
08:04
that also contracts and expands
in cross section.
in cross section.
170
472333
2435
08:06
These HASELs here are lifting a weight
that's about 200 times heavier
that's about 200 times heavier
171
474792
3351
Ces HASEL ici soulèvent un poids
200 fois plus lourd
200 fois plus lourd
08:10
than their own weight.
172
478167
1291
que leur propre poids.
Ici vous voyez un des nouveaux designs,
appelé quadrant donut HASEL
appelé quadrant donut HASEL
08:12
Here you see one of our newest designs,
called quadrant donut HASELs
called quadrant donut HASELs
173
480667
3476
et comment ils s'élargissent
et se contractent.
et se contractent.
08:16
and how they expand and contract.
174
484167
1601
Ils peuvent fonctionner très rapidement,
atteignant des vitesses surhumaines.
atteignant des vitesses surhumaines.
08:17
They can be operated incredibly fast,
reaching superhuman speeds.
reaching superhuman speeds.
175
485792
3083
08:23
They are even powerful enough
to jump off the ground.
to jump off the ground.
176
491333
2976
Ils sont même assez puissants
pour sauter en l'air.
pour sauter en l'air.
08:26
(Laughter)
177
494333
1334
(Rires)
Globalement, les HASEL ont le potentiel
de devenir la première technologie
de devenir la première technologie
08:28
Overall, HASELs show promise
to become the first technology
to become the first technology
178
496917
3517
08:32
that matches or exceeds the performance
of biological muscle
of biological muscle
179
500458
3518
qui égale ou surpasse la performance
des muscles biologiques
des muscles biologiques
08:36
while being compatible
with large-scale manufacturing.
with large-scale manufacturing.
180
504000
3143
tout en étant compatible
avec la fabrication à grande échelle.
avec la fabrication à grande échelle.
C'est aussi une très jeune technologie.
Nous débutons juste.
Nous débutons juste.
08:39
This is also a very young technology.
We are just getting started.
We are just getting started.
181
507167
3142
On a beaucoup d'idées sur comment
améliorer nettement les performances,
améliorer nettement les performances,
08:42
We have many ideas how to
drastically improve performance,
drastically improve performance,
182
510333
2768
08:45
using new materials and new designs
to reach a level of performance
to reach a level of performance
183
513125
3851
avec de nouveaux matériaux et designs
pour atteindre un niveau de performance
pour atteindre un niveau de performance
08:49
beyond biological muscle and also beyond
traditional rigid electric motors.
traditional rigid electric motors.
184
517000
4332
au-delà des muscles biologiques et des
traditionnels moteurs électriques rigides.
traditionnels moteurs électriques rigides.
En allant vers des designs plus complexes
pour la bio-robotique -
pour la bio-robotique -
08:54
Moving towards more complex designs
of HASEL for bio-inspired robotics,
of HASEL for bio-inspired robotics,
185
522250
3393
voici notre scorpion artificiel
08:57
here you see our artificial scorpion
186
525667
1767
qui peut utiliser sa queue
pour chasser des proies,
pour chasser des proies,
08:59
that can use its tail to hunt prey,
187
527458
1726
09:01
in this case, a rubber balloon.
188
529208
1518
dans ce cas, un ballon.
(Rires)
09:02
(Laughter)
189
530750
1643
Revenons à notre inspiration initiale,
09:04
Going back to our initial inspiration,
190
532417
2101
la flexibilité des tentacules de pieuvre
et de trompe d'éléphant,
et de trompe d'éléphant,
09:06
the versatility of octopus arms
and elephant trunks,
and elephant trunks,
191
534542
2809
nous pouvons maintenant construire
des actionneurs continus mous
des actionneurs continus mous
09:09
we are now able to build
soft continuum actuators
soft continuum actuators
192
537375
2768
09:12
that come closer and closer
to the capabilities of the real thing.
to the capabilities of the real thing.
193
540167
3125
qui se rapprochent de plus en plus
de la capacité du réel.
de la capacité du réel.
09:17
I am most excited
about the practical applications
about the practical applications
194
545833
2893
Je suis très excité
sur les applications pratiques
sur les applications pratiques
09:20
of HASEL artificial muscles.
195
548750
1809
des muscles artificiels HASEL.
09:22
They'll enable soft robotic devices
196
550583
2393
Ils vont permettre des robots mous
qui peuvent améliorer la qualité de vie.
09:25
that can improve the quality of life.
197
553000
2351
Ils vont favoriser une nouvelle
génération de prothèse plus réaliste
génération de prothèse plus réaliste
09:27
Soft robotics will enable a new generation
of more lifelike prosthetics
of more lifelike prosthetics
198
555375
3809
pour les personnes qui ont perdu
une partie de leur corps.
une partie de leur corps.
09:31
for people who have lost
parts of their bodies.
parts of their bodies.
199
559208
2226
Vous pouvez voir ici des HASEL
de mon laboratoire,
de mon laboratoire,
09:33
Here you see some HASELs in my lab,
200
561458
1810
09:35
early testing,
driving a prosthetic finger.
driving a prosthetic finger.
201
563292
2583
les premiers tests,
pour une prothèse de doigt.
pour une prothèse de doigt.
09:39
One day, we may even merge
our bodies with robotic parts.
our bodies with robotic parts.
202
567542
3875
Un jour, on pourra peut-être fusionner
nos corps avec des pièces de robotique.
nos corps avec des pièces de robotique.
Je sais qu'à première vue,
cela semble effrayant.
cela semble effrayant.
09:45
I know that sounds very scary at first.
203
573125
2125
Mais quand je pense à mes grands-parents
09:48
But when I think about my grandparents
204
576917
1851
09:50
and the way they become
more dependent on others
more dependent on others
205
578792
2934
et à la façon dont ils deviennent
plus dépendants des autres
plus dépendants des autres
09:53
to perform simple everyday tasks
such as using the restroom alone,
such as using the restroom alone,
206
581750
4101
pour réaliser les tâches quotidiennes
comme seulement utiliser les toilettes,
comme seulement utiliser les toilettes,
09:57
they often feel like
they're becoming a burden.
they're becoming a burden.
207
585875
2208
ils se sentent souvent comme
s'ils étaient un fardeau.
s'ils étaient un fardeau.
Avec la robotique souple, on sera capable
d'améliorer et de restaurer
d'améliorer et de restaurer
10:00
With soft robotics, we will be able
to enhance and restore
to enhance and restore
208
588958
3268
l'agilité et la dextérité,
10:04
agility and dexterity,
209
592250
1601
et ainsi aider les personnes âgées
à maintenir leur autonomie
à maintenir leur autonomie
10:05
and thereby help older people
maintain autonomy
maintain autonomy
210
593875
2893
10:08
for longer parts of their lives.
211
596792
2267
plus longtemps dans leur vie.
Nous pouvons peut-être appeler cela
« la robotique anti-vieillissement »
« la robotique anti-vieillissement »
10:11
Maybe we can call that
"robotics for antiaging"
"robotics for antiaging"
212
599083
2500
10:15
or even a next stage of human evolution.
213
603000
2458
ou même la prochaine étape
de l'évolution humaine.
de l'évolution humaine.
10:19
Unlike their traditional
rigid counterparts,
rigid counterparts,
214
607083
2851
Contrairement à leurs homologues rigides,
10:21
soft life-like robots will safely operate
near people and help us at home.
near people and help us at home.
215
609958
4875
les robots souples réalistes agiront
sans danger et nous aideront à la maison.
sans danger et nous aideront à la maison.
10:27
Soft robotics is a very young field.
We're just getting started.
We're just getting started.
216
615667
3392
La robotique souple est un nouveau
domaine qui commence juste.
domaine qui commence juste.
10:31
I hope that many young people
from many different backgrounds
from many different backgrounds
217
619083
3101
J'espère que beaucoup de jeunes personnes
de milieux différents
de milieux différents
nous rejoindront dans
cette aventure passionnante
cette aventure passionnante
10:34
join us on this exciting journey
218
622208
1851
10:36
and help shape the future of robotics
219
624083
2143
et développeront le futur de la robotique
10:38
by introducing new concepts
inspired by nature.
inspired by nature.
220
626250
2583
en introduisant de nouveaux concepts
inspirés par la nature.
inspirés par la nature.
10:42
If we do this right,
221
630708
1601
Si on le fait bien,
10:44
we can improve the quality of life
222
632333
1768
on peut améliorer la qualité de vie
10:46
for all of us.
223
634125
1309
pour nous tous.
10:47
Thank you.
224
635458
1268
Merci.
10:48
(Applause)
225
636750
4167
(Applaudissements)
ABOUT THE SPEAKER
Christoph Keplinger - Roboticist, mechanical engineerChristoph Keplinger aims to fundamentally challenge current limitations of robotic hardware, combining soft matter physics and chemistry with advanced engineering technologies to create a new generation of lifelike robots.
Why you should listen
Robots today rely on rigid components and electric motors that use metal and magnets, making them heavy, unsafe near humans, expensive and ill-suited for unpredictable environments. Nature, in contrast, makes extensive use of soft materials such as muscles and skin and has produced organisms that drastically outperform robots in terms of agility, dexterity and adaptability. Christoph Keplinger aims to fundamentally challenge current limitations of robotic hardware, using an interdisciplinary approach that synergizes concepts from soft matter physics and chemistry with advanced engineering technologies to introduce intelligent materials systems for a new generation of life-like robots.
A major theme of Keplinger's research is the development of new classes of actuators -- a key component of all robotic systems -- that replicate the sweeping success of biological muscle, a masterpiece of evolution. He is the principal inventor of HASEL artificial muscles, a new class of high-performance muscle-mimetic actuators for use in next-generation robots that replicate the vast capabilities of biological systems. In 2018 he cofounded Artimus Robotics to commercialize the technology.
Originally from Austria, Keplinger studied physics at the Johannes Kepler University Linz before moving to the US to research mechanics and chemistry at Harvard. He is an assistant professor of mechanical engineering and a fellow of the Materials Science and Engineering Program at the University of Colorado Boulder, where he leads a highly interdisciplinary research group that works on soft robotics, energy harvesting and functional polymers. His work has been published in Science Magazine, among others, and highlighted in popular outlets such as National Geographic. Keplinger he has received prestigious awards including a 2017 Packard Fellowship for Science and Engineering.
Christoph Keplinger | Speaker | TED.com