ABOUT THE SPEAKER
Sarah Bergbreiter - Microroboticist
Sarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height.

Why you should listen

Sarah Bergbreiter runs the Maryland Microrobotics Laboratory at the University of Maryland, where she develops innovative technologies that could advance medicine, consumer electronics and other sciences. She joined the university in 2008 as an assistant professor of mechanical engineering.

Having received her B.S.E degree in electrical engineering from Princeton, she worked on her M.S. and Ph.D. at Berkeley, which is where she focused on microrobotics. She has received multiple awards for her work, including the DARPA Young Faculty Award in 2008 and the Presidential Early Career Award for Scientists in 2013.

More profile about the speaker
Sarah Bergbreiter | Speaker | TED.com
TEDYouth 2014

Sarah Bergbreiter: Why I make robots the size of a grain of rice

사라 버그브라이터(Sarah Bergbreiter): 쌀알만한 크기의 로봇을 만드는 이유

Filmed:
1,663,866 views

개미와 같은 곤충의 몸과 움직임을 연구함으로써 사라 버그브라이터와 그녀의 팀은 매우 견고하고 작은 기계로 만들어진 기어다니는 것들을 만듭니다. 그런 다음에는 로켓도 답니다. 그들의 경이적인 초소형 로봇공학의 발전을 보시고 이렇게 작은 도우미들을 미래에 어떻게 쓸 지 세 가지 방법을 들어보십시오.
- Microroboticist
Sarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height. Full bio

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

00:12
My students재학생 and I
work on very tiny작은 robots로봇.
0
564
3645
저와 제 학생들은
초소형 로봇을 연구합니다.
00:16
Now, you can think of these
as robotic로봇 식의 versions버전
1
4209
2217
이것을 보시면
여러분 모두에게 친숙한
00:18
of something that you're all
very familiar익숙한 with: an ant개미.
2
6426
3590
개미를 로봇으로 만들었구나
하고 생각하실 겁니다.
개미나 다른 곤충들이
이 정도 크기에서
00:22
We all know that ants개미
and other insects곤충 at this size크기 scale규모
3
10016
2760
00:24
can do some pretty예쁜 incredible놀랄 만한 things.
4
12776
2236
대단한 일을 하는 걸 모두 압니다.
00:27
We've우리는 all seen a group그룹 of ants개미,
or some version번역 of that,
5
15012
3185
우리는 개미떼나 그런 곤충이
00:30
carting운반 off your potato감자 chip
at a picnic피크닉, for example.
6
18197
4270
가령 소풍에서 감자칩을
들고 가는 걸 본적이 있습니다.
00:34
But what are the real레알 challenges도전
of engineering공학 these ants개미?
7
22467
3443
이런 개미를 만들 때
실제 어려움이 무엇일까요?
00:38
Well, first of all, how do we get
the capabilities능력 of an ant개미
8
25910
3951
먼저 개미의 능력을
같은 크기의 로봇에서
00:42
in a robot기계 인간 at the same같은 size크기 scale규모?
9
29861
2048
어떻게 구현할 수 있을까요?
00:44
Well, first we need to figure그림 out
how to make them move움직임
10
31909
2604
우선은 이렇게 작은 데도
어떻게 움직이게 할지를
알아내야 합니다.
00:46
when they're so small작은.
11
34513
1410
00:48
We need mechanisms메커니즘 like legs다리
and efficient실력 있는 motors모터
12
35923
2300
저희는 이동력을
유지하기 위한 다리나
효율적인 모터같은
장치가 필요합니다.
00:50
in order주문 to support지원하다 that locomotion운동,
13
38223
1849
00:52
and we need the sensors센서,
power and control제어
14
40072
2491
그리고 반지능적인 개미 로봇의
모든 부분이 함께 움직이도록
00:54
in order주문 to pull손잡이 everything together함께
in a semi-intelligent세미 인텔리전트 ant개미 robot기계 인간.
15
42563
3962
센서, 동력, 통제력이 필요합니다.
00:58
And finally마침내, to make
these things really functional기능의,
16
46525
2546
마지막으로 이것을
제대로 작동하게 하려면
01:01
we want a lot of them working together함께
in order주문 to do bigger더 큰 things.
17
49071
3948
좀더 큰 일을 할 수 있게
모든 부분들이 협력해야 합니다.
01:05
So I'll start스타트 with mobility유동성.
18
53019
2691
이동성부터 시작하겠습니다.
01:07
Insects곤충 move움직임 around amazingly놀랍게도 well.
19
55710
3161
곤충은 놀랍게 잘 움직입니다.
01:11
This video비디오 is from UCUC Berkeley버클리.
20
58871
1688
UC버클리에서 온 영상입니다.
01:12
It shows a cockroach바퀴벌레 moving움직이는
over incredibly엄청나게 rough거칠게 terrain지역
21
60559
2783
바퀴벌레가 엄청나게 거친 지형을
넘어지지도 않고 움직이죠.
01:15
without없이 tipping over,
22
63342
1853
01:17
and it's able할 수 있는 to do this because its legs다리
are a combination콤비네이션 of rigid엄격한 materials기재,
23
65195
3997
이게 가능한 것이 다리가
튼튼한 물질로 되어 있는데
01:21
which어느 is what we traditionally전통적으로
use to make robots로봇,
24
69192
2353
통상적으로 로봇과 부드러운 물질을
만들 때 쓰는 겁니다.
01:23
and soft부드러운 materials기재.
25
71545
1599
01:26
Jumping점핑 is another다른 really interesting재미있는 way
to get around when you're very small작은.
26
74374
3827
도약하기는 몸집이 작을 때
움직일 수 있는 놀라운 방법입니다.
01:30
So these insects곤충 store저장 energy에너지 in a spring
and release해제 that really quickly빨리
27
78201
4069
이 곤충들은 스프링에 에너지를 모으고
아주 재빨리 해방시켜
01:34
to get the high높은 power they need
to jump도약 out of water, for example.
28
82270
4011
가령 물 밖으로 나오도록 도약하는데
필요한 높은 힘을 얻습니다.
01:38
So one of the big
contributions기부금 from my lab
29
86281
3122
제 연구실에서 얻은 큰 성과중 하나가
01:41
has been to combine콤바인
rigid엄격한 and soft부드러운 materials기재
30
89403
2750
견고한 물질과 부드러운 물질을
01:44
in very, very small작은 mechanisms메커니즘.
31
92153
2214
극히 작은 장치로
조합하는 겁니다.
01:46
So this jumping점프하는 mechanism기구
is about four millimeters밀리미터 on a side측면,
32
94367
3165
이 도약 장치는 한 쪽이
4 밀리미터로 매우 작습니다.
01:49
so really tiny작은.
33
97532
1688
여기서 딱딱한 물질은 실리콘이고
부드러운 것은 실리콘 고무입니다.
01:51
The hard단단한 material자료 here is silicon규소,
and the soft부드러운 material자료 is silicone실리콘 rubber탄성 고무.
34
99220
3838
01:55
And the basic기본 idea생각 is that
we're going to compress압박 붕대 this,
35
103058
2895
기본 원리는 이것을 압축해서
01:58
store저장 energy에너지 in the springs스프링스,
and then release해제 it to jump도약.
36
105953
2701
에너지를 스프링에 모으고
그 다음에 도약하도록 놓는 겁니다.
02:00
So there's no motors모터
on board this right now, no power.
37
108654
3383
여기에 모터나 동력은
지금 없습니다.
02:04
This is actuated작동 한 with a method방법
that we call in my lab
38
112037
2763
이 행동은 제 연구실에서
"핀셋을 든 대학원생"이
가동합니다.(웃음)
02:07
"graduate졸업하다 student학생 with tweezers족집게."
(Laughter웃음)
39
114800
2672
02:09
So what you'll see in the next다음 것 video비디오
40
117472
1834
다음 영상에서 보실 것인데,
이 친구가 엄청나게 잘 뜁니다.
02:11
is this guy doing
amazingly놀랍게도 well for its jumps점프하다.
41
119306
3027
02:14
So this is Aaron아론, the graduate졸업하다 student학생
in question문제, with the tweezers족집게,
42
122333
3614
핀셋을 든 바로
그 대학원생인 아론인데요
02:18
and what you see is this
four-millimeter-sized4 밀리미터 크기의 mechanism기구
43
125947
2683
여기서 보시는
4밀리미터 크기의 장치가
02:20
jumping점프하는 almost거의 40 centimeters센티미터 high높은.
44
128630
2211
거의 40 센티미터 높이를 뜁니다.
거의 자기 길이의 100배죠.
02:23
That's almost거의 100 times타임스 its own개인적인 length길이.
45
130841
2424
02:25
And it survives살아남다, bounces튀어 오르다 on the table,
46
133265
1956
그리고도 끄떡없습니다.
탁자에서 튕깁니다.
02:27
it's incredibly엄청나게 robust건장한, and of course코스
survives살아남다 quite아주 well until...까지 we lose잃다 it
47
135221
3514
엄청나게 튼튼해서 우리가
분실하지만 않으면 매우 잘 견딥니다.
02:30
because it's very tiny작은.
48
138735
2626
너무 작으니까요. (웃음)
02:33
Ultimately궁극적으로, though그래도, we want
to add더하다 motors모터 to this too,
49
141361
2609
궁극적으로 저희는 여기에
모터를 달고 싶습니다.
02:36
and we have students재학생 in the lab
working on millimeter-sized밀리미터 크기의 motors모터
50
143970
3116
최종적으로 작으면서 스스로
움직이는 로봇을 만들기 위해
02:39
to eventually결국 integrate통합하다 onto~에
small작은, autonomous자발적인 robots로봇.
51
147086
3600
연구실에 밀리미터 크기의
모터 작업을 하는 학생이 있습니다.
02:42
But in order주문 to look at mobility유동성 and
locomotion운동 at this size크기 scale규모 to start스타트,
52
150686
3581
이런 규모에서 움직이는
이동성을 살펴 보려면
02:46
we're cheating부정 행위 and using~을 사용하여 magnets자석.
53
154267
1974
자석의 힘을 역이용하거나
그대로 사용합니다.
02:48
So this shows what would eventually결국
be part부품 of a micro-robot마이크로 로봇 leg다리,
54
156241
3076
초소형 로봇의 다리 부분이
어떤지 보이실 겁니다.
02:51
and you can see the silicone실리콘 rubber탄성 고무 joints관절
55
159317
2017
실리콘 고무 관절이 보이시죠.
02:53
and there's an embedded내장 된 magnet자석
that's being존재 moved움직이는 around
56
161334
2629
거기에 내장된 자석이 외부
자기장에 의해 움직이고 있습니다.
02:56
by an external외부 magnetic자기 field.
57
163963
2303
02:58
So this leads리드 to the robot기계 인간
that I showed보여 주었다 you earlier일찍이.
58
166266
2683
이것이 먼저 보여드린
로봇으로 이어집니다.
03:02
The really interesting재미있는 thing
that this robot기계 인간 can help us figure그림 out
59
169959
3151
이 로봇이 우리에게 알려주는
흥미로운 것은
03:05
is how insects곤충 move움직임 at this scale규모.
60
173110
2007
이런 규모에서 곤충이
움직이는 방식을 알도록 돕습니다.
03:07
We have a really good model모델
for how everything
61
175117
2225
바퀴벌레에서 코끼리까지
어떻게 움직이는지
03:09
from a cockroach바퀴벌레 up to an elephant코끼리 moves움직임.
62
177342
1962
보여주는 훌륭한 모형이 있습니다.
03:11
We all move움직임 in this
kind종류 of bouncy탄력있는 way when we run운영.
63
179304
2924
우리는 모두 뛸 때
약간 통통 튀면서 움직입니다.
03:14
But when I'm really small작은,
the forces between중에서 my feet피트 and the ground바닥
64
182228
4285
제가 매우 작다면
제 발과 땅 사이의 힘이
03:18
are going to affect감정 my locomotion운동
a lot more than my mass질량,
65
186513
2775
제 질량보다 더욱 이동성에
영향을 줄겁니다.
03:21
which어느 is what causes원인 that bouncy탄력있는 motion운동.
66
189288
2354
그것이 튀는 움직임을 일으키죠.
03:23
So this guy doesn't work quite아주 yet아직,
67
191642
1675
이 친구는 잘 하지 못했지만
03:25
but we do have slightly약간 larger더 큰 versions버전
that do run운영 around.
68
193317
3075
뛰어 돌아다니는 약간
큰 형태를 만들었습니다.
03:28
So this is about a centimeter센티미터 cubed세제곱 된,
a centimeter센티미터 on a side측면, so very tiny작은,
69
196392
3885
한 변이 1센티미터인
약 1입방센티미터 정도로
크기가 매우 작습니다.
03:32
and we've우리는 gotten얻은 this to run운영
about 10 body신체 lengths길이 per second둘째,
70
200277
2902
이것을 1초에 10몸 길이만큼
뛰게 했습니다.
03:35
so 10 centimeters센티미터 per second둘째.
71
203179
1386
그러니까 초당 10센티미터인거죠.
03:36
It's pretty예쁜 quick빨리 for a little, small작은 guy,
72
204565
2033
이렇게 작은 친구에겐
무척 빠른 겁니다.
03:38
and that's really only limited제한된
by our test테스트 setup설정.
73
206598
2362
이건 제한적인 시험 단계이고요.
03:41
But this gives주는 you some idea생각
of how it works공장 right now.
74
208960
2647
이것이 어떻게 작동하는지
생각하게 합니다.
3D 프린트 형태로도 이것을 만들어서
앞서 보신 것 같은 바퀴벌레같이
03:44
We can also또한 make 3D-printedD 인쇄 versions버전
of this that can climb상승 over obstacles장애물,
75
212027
3754
03:47
a lot like the cockroach바퀴벌레
that you saw earlier일찍이.
76
215781
3499
장애물도 넘을 수 있습니다.
03:51
But ultimately궁극적으로 we want to add더하다
everything onboard선내에 the robot기계 인간.
77
219280
2886
그러나 최종적으로 저희는
모든 것이 탑재된 로봇을 원합니다.
03:54
We want sensing감지, power, control제어,
actuation작동 all together함께,
78
222166
3693
감지, 동력, 통제, 움직임
전부 함께 말입니다.
03:58
and not everything
needs필요 to be bio-inspired바이오에 영감을 얻은.
79
225859
2906
모든 것이 생체와 관련될
필요는 없습니다.
04:00
So this robot's로봇 about
the size크기 of a Tic안면 경련 Tac전술.
80
228765
3135
이 로봇은 틱택사탕 정도의 크기입니다.
04:04
And in this case케이스, instead대신에 of magnets자석
or muscles근육 to move움직임 this around,
81
231900
3949
이 경우에는 움직임을 위한
자석이나 근육대신에
04:08
we use rockets로켓.
82
235849
2425
로켓을 씁니다.
04:10
So this is a micro-fabricated미세 가공 된
energetic정력적인 material자료,
83
238274
2666
이것은 초소형의
강력한 물질입니다.
04:13
and we can create몹시 떠들어 대다 tiny작은 pixels픽셀 of this,
84
240940
2599
매우 작은 화소로
만들 수 있습니다.
04:15
and we can put one of these pixels픽셀
on the belly of this robot기계 인간,
85
243539
3787
이 화소 하나를
로봇 배 위에 두면
04:19
and this robot기계 인간, then, is going to jump도약
when it senses감각 an increase증가하다 in light.
86
247326
4396
빛의 증가를 감지할 때
도약을 할 겁니다.
04:24
So the next다음 것 video비디오 is one of my favorites즐겨 찾기.
87
252645
1973
다음 영상은 제가 가장
좋아하는 것인데요.
04:26
So you have this 300-milligram-밀리그램 robot기계 인간
88
254618
3040
300밀리그램 로봇이
04:29
jumping점프하는 about eight여덟
centimeters센티미터 in the air공기.
89
257658
2406
공중에서 8센티미터를 뜁니다.
04:32
It's only four by four
by seven일곱 millimeters밀리미터 in size크기.
90
260064
2910
크기가 겨우 7밀리미터
4륜구동 인데요.
04:35
And you'll see a big flash플래시
at the beginning처음
91
262974
2156
동력이 들어오는 초기에
큰 번쩍임을 보실 겁니다.
04:37
when the energetic정력적인 is set세트 off,
92
265130
1492
04:38
and the robot기계 인간 tumbling텀블링 through...을 통하여 the air공기.
93
266622
1908
로봇이 공중에서 구릅니다.
04:40
So there was that big flash플래시,
94
268530
1609
그래서 저렇게 번쩍이는 것인데
04:42
and you can see the robot기계 인간
jumping점프하는 up through...을 통하여 the air공기.
95
270139
3197
공중으로 로봇이
도약하는 게 보이실 겁니다.
04:45
So there's no tethers밧줄 on this,
no wires전선 connecting연결 to this.
96
273336
3032
여기엔 한계 범위도 없고
이것에 연결된 줄도 없고,
04:48
Everything is onboard선내에,
and it jumped뛰어 올랐다 in response응답
97
276368
2494
모든 게 탑재되어 있어서
옆에 있는 책상 불빛을 켜면
반응하여 뜁니다.
04:51
to the student학생 just flicking가볍게 치기 on
a desk책상 lamp램프 next다음 것 to it.
98
278862
4381
04:55
So I think you can imagine상상하다
all the cool시원한 things that we could do
99
283243
3654
여러분은 아마 우리가
이런 크기에서 뛰고, 기고,
04:59
with robots로봇 that can run운영 and crawl포복
and jump도약 and roll at this size크기 scale규모.
100
286897
4707
도약하고, 구르는 로봇들을 가지고
온갖 신나는 일을 하겠구나 하시겠지만
05:03
Imagine상상해 보라. the rubble파편 that you get after
a natural자연스러운 disaster재앙 like an earthquake지진.
101
291604
3790
지진같은 자연재해 후에
잔해들이 있다고 상상해 보십시오.
05:07
Imagine상상해 보라. these small작은 robots로봇
running달리는 through...을 통하여 that rubble파편
102
295394
2559
이 작은 로봇들이
생존자를 찾기 위해
05:10
to look for survivors생존자.
103
297953
2218
그 잔해 속을 돌아다니는 겁니다.
05:12
Or imagine상상하다 a lot of small작은 robots로봇
running달리는 around a bridge다리
104
300171
2956
아니면 교량이 안전한지
이 로봇이 돌아다니면서
05:15
in order주문 to inspect검사하다 it
and make sure it's safe안전한
105
303127
2159
검사하는 것을 상상해 보세요.
05:17
so you don't get collapses붕괴하다 like this,
106
305286
2040
이런 붕괴사고가
일어나지 않도록 말입니다
05:19
which어느 happened일어난 outside외부 of
Minneapolis미니애폴리스 in 2007.
107
307326
3907
미네폴리스 외곽에서
2007년에 벌어졌죠.
05:23
Or just imagine상상하다 what you could do
108
311233
1762
여러분의 혈액 속을 돌아 다니는
05:25
if you had robots로봇 that could
swim수영 through...을 통하여 your blood.
109
312995
2523
로봇이 있다면 어떻겠습니까.
05:27
Right? "Fantastic환상적 Voyage항해," Isaac이삭 Asimov아시모프.
110
315518
2333
그렇죠? 아이작 아시모프의
"환상적인 여행"인 겁니다.
05:30
Or they could operate조작하다 without없이 having
to cut절단 you open열다 in the first place장소.
111
317851
4355
아예 절개수술을 할 필요가 없죠.
05:34
Or we could radically본래 change변화
the way we build짓다 things
112
322206
2730
건축방식을 혁신적으로
바꿀 수도 있습니다.
05:37
if we have our tiny작은 robots로봇
work the same같은 way that termites흰개미 do,
113
324936
3407
만약 흰개미 무리처럼 작업할 수 있는
작은 로봇이 있다면
05:40
and they build짓다 these incredible놀랄 만한
eight-meter-high8 미터 높이 mounds제방,
114
328343
2765
8미터짜리 둔덕을 지을 수 있는데
05:43
effectively효과적으로 well ventilated환기 된
apartment아파트 buildings건물 for other termites흰개미
115
331108
4088
아프리카나 호주의 다른 종류의
흰개미 무리가 사는 통풍이 잘 되는
05:47
in Africa아프리카 and Australia호주.
116
335196
2091
아파트를 짓는 것이지요.
05:49
So I think I've given주어진 you
some of the possibilities가능성
117
337287
2430
이 소형로봇을 가지고
할 수 있는 가능성들을
05:51
of what we can do with these small작은 robots로봇.
118
339717
2437
여러분께 보여드렸는데요.
05:54
And we've우리는 made만든 some advances발전하다 so far멀리,
but there's still a long way to go,
119
342154
4407
갈 길이 멀긴 하지만
발전해 오고 있습니다.
05:58
and hopefully희망을 갖고 some of you
can contribute기여하다 to that destination목적지.
120
346561
2858
여러분도 그 최종성과에
공헌하실 수 있길 바랍니다.
06:01
Thanks감사 very much.
121
349419
1768
대단히 감사합니다.
(박수)(환호)
06:03
(Applause박수 갈채)
122
351187
2204
Translated by Jihyeon J. Kim
Reviewed by Jong Eok Yang

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Sarah Bergbreiter - Microroboticist
Sarah Bergbreiter packs advanced technologies into tiny robots that can overcome obstacles 80 times their height.

Why you should listen

Sarah Bergbreiter runs the Maryland Microrobotics Laboratory at the University of Maryland, where she develops innovative technologies that could advance medicine, consumer electronics and other sciences. She joined the university in 2008 as an assistant professor of mechanical engineering.

Having received her B.S.E degree in electrical engineering from Princeton, she worked on her M.S. and Ph.D. at Berkeley, which is where she focused on microrobotics. She has received multiple awards for her work, including the DARPA Young Faculty Award in 2008 and the Presidential Early Career Award for Scientists in 2013.

More profile about the speaker
Sarah Bergbreiter | Speaker | TED.com