TEDxMileHigh
Christoph Keplinger: The artificial muscles that will power robots of the future
크리스토프 케플링거(Christoph Keplinger): 미래의 로봇공학을 발전시킬 인공 근육
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로봇의 뇌는 점점 더 똑똑해지고 있지만, 그들의 몸은 여전히 뭉툭하고 다루기 힘듭니다. 기계 공학자인 크리스토프 케플링거는 진화의 걸작인 생물학적 근육에서 영감을 얻어 부드럽고 민첩한 차세대 로봇을 디자인합니다. 이 "인공 근육"이 어떻게 실제 근육처럼 팽창하고 수축하며 초인적인 속도에 도달하는지, 인간의 팔다리보다 강하고 효율적인 보철물을 작동시킬 수 있는지 알아보세요.
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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00:13
In 2015, 25 teams from around the world
0
1125
3893
2015년, 전 세계 25개 팀이
재난대응 로봇 경연대회에 참가했습니다.
00:17
competed to build robots
for disaster response
for disaster response
1
5042
2726
00:19
that could perform a number of tasks,
2
7792
1851
여러 가지 작업을
수행할 수 있는 로봇으로
수행할 수 있는 로봇으로
00:21
such as using a power tool,
3
9667
1642
전동 공구를 사용하거나
00:23
working on uneven terrain
4
11333
1685
고르지 않은 땅에서 작업하거나
이동할 수 있는지를 겨뤘습니다.
이동할 수 있는지를 겨뤘습니다.
00:25
and driving a car.
5
13042
1250
00:27
That all sounds impressive, and it is,
6
15292
2041
대단하게 들리죠?
실제로도 그렇습니다.
실제로도 그렇습니다.
00:30
but look at the body
of the winning robot, HUBO.
of the winning robot, HUBO.
7
18458
2792
당시 우승을 차지한
로봇 HUBO를 봅시다.
로봇 HUBO를 봅시다.
00:34
Here, HUBO is trying to get out of a car,
8
22208
2310
차에서 내리려고 하는 HUBO입니다.
00:36
and keep in mind,
9
24542
1726
참고로 말씀드리자면
00:38
the video is sped up three times.
10
26292
1767
이 영상은 3배속으로 재생된 것입니다.
00:40
(Laughter)
11
28083
3625
(웃음)
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
한국 KAIST가 만든 HUBO는
최첨단 로봇으로
최첨단 로봇으로
00:47
with impressive capabilities,
13
35750
1768
엄청난 능력을 갖추고 있습니다.
00:49
but this body doesn't look
all that different
all that different
14
37542
2142
그러나 외형은 수십 년 전부터 봐온
로봇들과 그리 다르지 않습니다.
로봇들과 그리 다르지 않습니다.
00:51
from robots we've seen a few decades ago.
15
39708
1953
00:54
If you look at the other robots
in the competition,
in the competition,
16
42625
2417
경진대회에서 선보인 다른 로봇들도
00:58
their movements also still look,
well, very robotic.
well, very robotic.
17
46000
3101
마찬가지로 부자연스럽게 움직입니다.
01:01
Their bodies are complex
mechanical structures
mechanical structures
18
49125
2226
로봇 본체는 복잡한 기계 구조로
01:03
using rigid materials
19
51375
1601
단단한 재료로 구성되는데
01:05
such as metal and traditional
rigid electric motors.
rigid electric motors.
20
53000
3601
철제, 강성 전자모터 등을 사용해 만듭니다.
01:08
They certainly weren't designed
21
56625
1601
저비용도 아니고
01:10
to be low-cost, safe near people
22
58250
3059
사람 근처에서 작동하기에
안전하지도 않으며
안전하지도 않으며
01:13
and adaptable to unpredictable challenges.
23
61333
2851
예기치 못한 상황에 대한
대응능력도 떨어지죠.
대응능력도 떨어지죠.
01:16
We've made good progress
with the brains of robots,
with the brains of robots,
24
64208
2768
로봇 지능에 있어 많은 성과가 있었지만
01:19
but their bodies are still primitive.
25
67000
1792
움직임은 예전과 다를 바 없습니다.
01:22
This is my daughter Nadia.
26
70625
2018
제 딸 나디아입니다.
01:24
She's only five years old
27
72667
1726
아직 다섯 살이지만
01:26
and she can get out of the car
way faster than HUBO.
way faster than HUBO.
28
74417
2476
HUBO보다 훨씬 빨리
차에서 내릴 수 있습니다.
차에서 내릴 수 있습니다.
01:28
(Laughter)
29
76917
1767
(웃음)
01:30
She can also swing around
on monkey bars with ease,
on monkey bars with ease,
30
78708
2393
최신의 그 어떤 인간형 로봇보다
정글짐을 훨씬 잘 탈 수 있습니다.
정글짐을 훨씬 잘 탈 수 있습니다.
01:33
much better than any current
human-like robot could do.
human-like robot could do.
31
81125
3143
01:36
In contrast to HUBO,
32
84292
1351
HUBO와는 다르게
01:37
the human body makes extensive use
of soft and deformable materials
of soft and deformable materials
33
85667
3726
인간은 변형이 쉽고 움직임이 부드러운
신체 부위를 자유자재로 사용합니다.
신체 부위를 자유자재로 사용합니다.
01:41
such as muscle and skin.
34
89417
1934
근육과 피부 같은 것들이죠.
01:43
We need a new generation of robot bodies
35
91375
2351
로봇의 몸체도 새롭게 바뀌어야 합니다.
01:45
that is inspired by the elegance,
efficiency and by the soft materials
efficiency and by the soft materials
36
93750
4101
자연에서 영감을 받아
정밀하고 효율적이며
정밀하고 효율적이며
부드러운 소재를 사용한 로봇 말이죠.
01:49
of the designs found in nature.
37
97875
1542
사실, 이 개념은 새로운 연구 분야인
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
소프트 로봇공학의 핵심 아이디어입니다.
01:56
called soft robotics.
39
104542
1934
01:58
My research group
and collaborators around the world
and collaborators around the world
40
106500
2893
우리 연구진과
전 세계 공동 연구자들은
전 세계 공동 연구자들은
02:01
are using soft components
inspired by muscle and skin
inspired by muscle and skin
41
109417
3642
부드러운 자재를 사용해
근육과 피부와 비슷하게
근육과 피부와 비슷하게
02:05
to build robots with agility and dexterity
42
113083
2810
민첩성과 유연성을 갖춘
로봇을 만들고 있습니다.
로봇을 만들고 있습니다.
02:07
that comes closer and closer
43
115917
1642
로봇의 기능은 점점 더
02:09
to the astonishing capabilities
of the organisms found in nature.
of the organisms found in nature.
44
117583
3292
인체가 갖는 놀라운 능력에
근접해 가고 있습니다.
근접해 가고 있습니다.
02:14
I've always been particularly inspired
by biological muscle.
by biological muscle.
45
122458
3685
저는 생물학적 근육에서
영감을 받아왔습니다.
영감을 받아왔습니다.
02:18
Now, that's not surprising.
46
126167
2142
이미 눈치채셨겠지만
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
저는 오스트리아인이고
영화 터미네이터 주인공 같은 말투죠.
영화 터미네이터 주인공 같은 말투죠.
02:23
(Laughter)
48
131958
3018
(웃음)
02:27
Biological muscle
is a true masterpiece of evolution.
is a true masterpiece of evolution.
49
135000
2976
생물학적 근육은
진화의 진정한 걸작입니다.
진화의 진정한 걸작입니다.
02:30
It can heal after damage
50
138000
1559
근육은 손상 후에도 치유되고
02:31
and it's tightly integrated
with sensory neurons
with sensory neurons
51
139583
2435
감각 신경세포와 밀접하게 결합하여
02:34
for feedback on motion
and the environment.
and the environment.
52
142042
2125
동작과 주변 환경에 반응합니다.
02:37
It can contract fast enough
to power the high-speed wings
to power the high-speed wings
53
145083
2893
벌새의 초고속 날갯짓만큼
빠르게 수축하고
빠르게 수축하고
02:40
of a hummingbird;
54
148000
1268
02:41
it can grow strong enough
to move an elephant;
to move an elephant;
55
149292
2684
코끼리를 움직일 정도로
튼튼하게 늘어납니다.
튼튼하게 늘어납니다.
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
적응력도 매우 뛰어납니다.
문어가 자유자재로
다리를 쓰듯이 말이죠.
다리를 쓰듯이 말이죠.
02:47
of an octopus,
57
155583
1310
02:48
an animal that can squeeze
its entire body through tiny holes.
its entire body through tiny holes.
58
156917
3333
문어라는 동물은 작은 구멍 사이로
온몸을 밀어 넣을 수도 있습니다.
온몸을 밀어 넣을 수도 있습니다.
02:53
Actuators are for robots
what muscles are for animals:
what muscles are for animals:
59
161250
3893
로봇의 작동기는
동물의 근육과 같습니다.
동물의 근육과 같습니다.
신체의 주요 구성 요소로서
02:57
key components of the body
60
165167
1851
02:59
that enable movement
and interaction with the world.
and interaction with the world.
61
167042
2541
몸을 움직여 외부와 상호작용을
할 수 있도록 해주죠.
할 수 있도록 해주죠.
03:02
So if we could build soft actuators,
62
170667
2476
만약 유연한 작동기
또는 인공근육을 만들어서
또는 인공근육을 만들어서
03:05
or artificial muscles,
63
173167
1434
03:06
that are as versatile, adaptable
64
174625
1601
다양한 환경에 빠르게 적응하며
03:08
and could have the same performance
as the real thing,
as the real thing,
65
176250
2559
실제 동물처럼 움직일 수 있다면
여러 목적의 다양한 형태를 갖는
로봇을 만들 수 있을 겁니다.
로봇을 만들 수 있을 겁니다.
03:10
we could build almost any type of robot
66
178833
1935
03:12
for almost any type of use.
67
180792
1375
03:15
Not surprisingly,
people have tried for many decades
people have tried for many decades
68
183167
3184
당연한 얘기지만
우리는 지난 수십 년을
03:18
to replicate the astonishing
capabilities of muscle,
capabilities of muscle,
69
186375
2893
근육 본연의 놀라운 능력을
모사하기 위해 노력 해왔습니다.
모사하기 위해 노력 해왔습니다.
03:21
but it's been really hard.
70
189292
1333
하지만 굉장히 어려웠죠.
03:24
About 10 years ago,
71
192583
1476
약 10년 전에
03:26
when I did my PhD back in Austria,
72
194083
2726
오스트리아에서 박사과정을 밟던 중
03:28
my colleagues and I rediscovered
73
196833
2101
동료 연구진과 저는
인공 근육에 관한 세계 최초의
논문을 접하게 되었습니다.
논문을 접하게 되었습니다.
03:30
what is likely one of the very first
publications on artificial muscle,
publications on artificial muscle,
74
198958
4143
1880년에 출간된 논문이었죠.
03:35
published in 1880.
75
203125
1851
03:37
"On the shape and volume changes
of dielectric bodies
of dielectric bodies
76
205000
3143
"전기에 의한 유전체의 형상과
부피 변화에 관한 연구"라는 제목으로
부피 변화에 관한 연구"라는 제목으로
03:40
caused by electricity,"
77
208167
1517
03:41
published by German physicist
Wilhelm Röntgen.
Wilhelm Röntgen.
78
209708
3101
독일 물리학자 빌헬름 뢴트겐이
발표한 논문입니다.
발표한 논문입니다.
03:44
Most of you know him
as the discoverer of the X-ray.
as the discoverer of the X-ray.
79
212833
3042
X선 발견으로 잘 알려진 과학자죠.
03:49
Following his instructions,
we used a pair of needles.
we used a pair of needles.
80
217292
2559
그가 제안한 방법대로
바늘 한 쌍을 사용했습니다.
바늘 한 쌍을 사용했습니다.
03:51
We connected it to a high-voltage source,
81
219875
1954
바늘을 고압 전원에 연결하고
03:53
and we placed it near
a transparent piece of rubber
a transparent piece of rubber
82
221833
2476
플라스틱 프레임에 미리 걸어둔
투명 고무 옆에 그것을 배치했습니다.
투명 고무 옆에 그것을 배치했습니다.
03:56
that was prestretched
onto a plastic frame.
onto a plastic frame.
83
224313
2084
03:59
When we switched on the voltage,
84
227333
1685
전원을 켜자
04:01
the rubber deformed,
85
229042
1309
고무가 변형되면서
04:02
and just like our biceps flexes our arm,
86
230375
3184
우리가 이두박근으로 팔을 움직이듯이
고무가 플라스틱 틀을 움직였습니다.
04:05
the rubber flexed the plastic frame.
87
233583
2643
마치 마법 같았습니다.
04:08
It looks like magic.
88
236250
1309
바늘이 고무에 닿지도 않았거든요.
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
그렇게 바늘을 이용하는 것이
인공 근육을 움직이는
실용적인 방법은 아닐지라도
실용적인 방법은 아닐지라도
04:14
of operating artificial muscles,
91
242500
2143
04:16
but this amazing experiment
got me hooked on the topic.
got me hooked on the topic.
92
244667
3142
이 실험으로 저는 인공근육에
큰 관심을 두게 되었습니다.
큰 관심을 두게 되었습니다.
04:19
I wanted to create new ways
to build artificial muscles
to build artificial muscles
93
247833
3018
실생활에 적용할 수 있는
인공근육을 만드는
인공근육을 만드는
04:22
that would work well
for real-world applications.
for real-world applications.
94
250875
2809
새로운 방법을 찾아내고 싶었습니다.
04:25
For the next years, I worked
on a number of different technologies
on a number of different technologies
95
253708
3726
그 후 몇 년간
여러 기술을 시도했습니다.
여러 기술을 시도했습니다.
04:29
that all showed promise,
96
257458
1309
모두 성공의 조짐을 보였지만
04:30
but they all had remaining challenges
that are hard to overcome.
that are hard to overcome.
97
258791
3042
여전히 극복하기 어려운
과제들이 남아있었죠.
과제들이 남아있었죠.
04:34
In 2015,
98
262833
1601
2015년에 콜로라도 볼더 대학에서
연구실을 마련했습니다.
연구실을 마련했습니다.
04:36
when I started my own lab at CU Boulder,
99
264458
2393
04:38
I wanted to try an entirely new idea.
100
266875
2226
완전히 새로운 아이디어를
시도하고 싶어졌죠.
시도하고 싶어졌죠.
04:41
I wanted to combine
the high speed and efficiency
the high speed and efficiency
101
269125
2893
전기 구동식 작동기의
빠른 속도와 효율성을
빠른 속도와 효율성을
04:44
of electrically driven actuators
102
272042
1976
유연한 유압 작동기의
다양한 기능과 결합하고 싶었죠.
다양한 기능과 결합하고 싶었죠.
04:46
with the versatility
of soft, fluidic actuators.
of soft, fluidic actuators.
103
274042
2750
04:49
Therefore, I thought,
104
277458
1310
이런 생각을 했어요.
04:50
maybe I can try using
really old science in a new way.
really old science in a new way.
105
278792
3351
이미 알고 있던 과학을
새로운 방식으로 이용해보자.
새로운 방식으로 이용해보자.
04:54
The diagram you see here
106
282167
1767
보고 계신 그림은
04:55
shows an effect called Maxwell stress.
107
283958
2560
맥스웰의 응력 효과를
설명하는 것인데요.
설명하는 것인데요.
04:58
When you take two metal plates
108
286542
1476
금속판 두 개를
05:00
and place them in a container
filled with oil,
filled with oil,
109
288042
2184
기름을 가득 채운 용기에 넣고
05:02
and then switch on a voltage,
110
290250
1643
전압을 켜면
05:03
the Maxwell stress forces the oil
up in between the two plates,
up in between the two plates,
111
291917
3934
맥스웰 응력이 기름을
두 금속판 사이로 밀어 넣습니다.
두 금속판 사이로 밀어 넣습니다.
05:07
and that's what you see here.
112
295875
1476
이 그림처럼요.
05:09
So the key idea was,
113
297375
1351
핵심 아이디어는
이 효과를 이용해서
05:10
can we use this effect to push around oil
114
298750
2934
부드러운 구조물에도 유압을
넣을 수 있느냐는 것이었습니다.
넣을 수 있느냐는 것이었습니다.
05:13
contained in soft stretchy structures?
115
301708
2810
05:16
And indeed, this worked surprisingly well,
116
304542
2351
실제로 놀랍게도 효과가 있었죠.
05:18
quite honestly,
much better than I expected.
much better than I expected.
117
306917
2684
예상을 뛰어넘은 좋은 결과였습니다.
05:21
Together with my
outstanding team of students,
outstanding team of students,
118
309625
2184
뛰어난 연구생들과 함께
05:23
we used this idea as a starting point
119
311833
1893
저는 이 아이디어를 출발점으로 삼아
05:25
to develop a new technology
called HASEL artificial muscles.
called HASEL artificial muscles.
120
313750
4143
HASEL 인공 근육이라는
신기술을 개발했습니다.
신기술을 개발했습니다.
05:29
HASELs are gentle enough
to pick up a raspberry
to pick up a raspberry
121
317917
3101
HASEL은 매우 섬세하여
산딸기를 상처 없이 주울 수 있습니다.
산딸기를 상처 없이 주울 수 있습니다.
05:33
without damaging it.
122
321042
1291
05:36
They can expand and contract
like real muscle.
like real muscle.
123
324542
3208
실제 근육처럼 팽창하고 수축할 수 있고
05:41
And they can be operated
faster than the real thing.
faster than the real thing.
124
329625
2458
실제 근육보다 더 빨리 움직입니다.
05:44
They can also be scaled up
to deliver large forces.
to deliver large forces.
125
332958
2643
큰 힘을 전달하기 위해
크기를 늘릴 수도 있고요.
크기를 늘릴 수도 있고요.
05:47
Here you see them lifting
a gallon filled with water.
a gallon filled with water.
126
335625
3351
4.5리터의 물통을 드는 모습입니다.
05:51
They can be used to drive a robotic arm,
127
339000
1934
로봇 팔을 움직이기도 하고
05:52
and they can even
self-sense their position.
self-sense their position.
128
340958
2084
심지어 자기 위치를
스스로 감지할 수도 있죠.
스스로 감지할 수도 있죠.
05:57
HASELs can be used
for very precise movement,
for very precise movement,
129
345292
2708
HASEL은 정밀함을 요구하는
동작을 수행할 수 있습니다.
동작을 수행할 수 있습니다.
06:01
but they can also deliver
very fluidic, muscle-like movement
very fluidic, muscle-like movement
130
349292
2851
실제 근육같이 유동적으로 움직이고
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
공중으로 공을 쏘아 올릴 정도의
힘도 가지고 있죠.
힘도 가지고 있죠.
06:09
When submerged in oil,
132
357375
1583
기름에 잠기면
06:12
HASEL artificial muscles
can be made invisible.
can be made invisible.
133
360667
3541
HASEL은 보이지 않도록 만들어졌습니다.
06:19
So how do HASEL artificial muscles work?
134
367875
1917
그렇다면 HASEL은
어떻게 작동하는 걸까요?
어떻게 작동하는 걸까요?
06:22
You might be surprised.
135
370542
1684
놀라실지도 모르겠는데요.
06:24
They're based on very inexpensive,
easily available materials.
easily available materials.
136
372250
3184
쉽게 구할 수 있는
저렴한 재료가 사용되었습니다.
저렴한 재료가 사용되었습니다.
06:27
You can even try, and I recommend it,
137
375458
2268
집에서도 각자 한번
해보시길 추천합니다.
해보시길 추천합니다.
06:29
the main principle at home.
138
377750
1333
06:31
Take a few Ziploc bags
and fill them with olive oil.
and fill them with olive oil.
139
379875
2768
지퍼백 몇 개를 꺼내
그 안에 올리브유를 가득 채웁니다.
그 안에 올리브유를 가득 채웁니다.
06:34
Try to push out air bubbles
as much as you can.
as much as you can.
140
382667
2208
내부의 공기는 최대한 없애고요.
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
이제 유리판 하나를
지퍼백 한쪽 위에 올려놓습니다.
지퍼백 한쪽 위에 올려놓습니다.
06:40
When you press down,
you see the bag contract.
you see the bag contract.
142
388708
2209
누르면 지퍼백이 수축하는 것을
볼 수 있습니다.
볼 수 있습니다.
06:43
Now the amount of contraction
is easy to control.
is easy to control.
143
391792
2666
힘은 조절하기 쉽습니다.
06:47
When you take a small weight,
you get a small contraction.
you get a small contraction.
144
395167
2809
아주 조금 힘을 줘 누르면
조금 수축합니다.
조금 수축합니다.
06:50
With a medium weight,
we get a medium contraction.
we get a medium contraction.
145
398000
3125
중간 정도 힘을 주면
힘을 준 만큼 수축하고요.
힘을 준 만큼 수축하고요.
06:54
And with a large weight,
you get a large contraction.
you get a large contraction.
146
402125
2893
무거운 무게로 누르면
많이 수축합니다.
많이 수축합니다.
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
HASEL은 여기에서
손이나 무게를 이용해 누르는 대신
손이나 무게를 이용해 누르는 대신
07:00
or the weight with an electrical force.
148
408500
3018
전기력을 사용합니다.
07:03
HASEL stands for "hydraulically amplified
self-healing electrostatic actuators."
self-healing electrostatic actuators."
149
411542
5351
HASEL은 "유압 증폭식 자가 회복
정전식 작동기"의 약자입니다.
정전식 작동기"의 약자입니다.
07:08
Here you see a geometry
called Peano-HASEL actuators,
called Peano-HASEL actuators,
150
416917
3184
이 그림은 '페아노 HASEL 작동기'입니다.
07:12
one of many possible designs.
151
420125
2292
수많은 예상 설계도 중 하나입니다.
07:15
Again, you take a flexible polymer
such as our Ziploc bag,
such as our Ziploc bag,
152
423083
3601
다시 돌아가서
지퍼백과 같은 유연한 중합체를
지퍼백과 같은 유연한 중합체를
07:18
you fill it with an insulating liquid,
such as olive oil,
such as olive oil,
153
426708
2935
올리브유 같은 절연액체로 채우고
07:21
and now, instead of the glass plate,
154
429667
1767
아까 놓았던 유리판 대신
07:23
you place an electrical conductor
on one side of the pouch.
on one side of the pouch.
155
431458
2792
전기 도체를 지퍼백의 한쪽 위에 올립니다.
07:26
To create something
that looks more like a muscle fiber,
that looks more like a muscle fiber,
156
434958
2643
실제 근육처럼 보이게 하기 위해선
07:29
you can connect a few pouches together
157
437625
1976
지퍼백 여러 개를 연결한 다음
07:31
and attached a weight on one side.
158
439625
2143
무거운 것을 한쪽 위에 올리면 됩니다.
07:33
Next, we apply voltage.
159
441792
1375
이제 전압을 켭니다.
07:36
Now, the electric field
starts acting on the liquid.
starts acting on the liquid.
160
444083
3310
전기가 액체에 작용하기 시작할 겁니다.
07:39
It displaces the liquid,
161
447417
1684
그러면 액체를 이동시키고
07:41
and it forces the muscle to contract.
162
449125
2000
근육을 수축시킵니다.
07:44
Here you see a completed
Peano-HASEL actuator
Peano-HASEL actuator
163
452708
2476
페아노 HASEL 작동기에 전력을 가했을 때
07:47
and how it expands and contracts
when voltage is applied.
when voltage is applied.
164
455208
3893
팽창하고 수축하는 모습입니다.
07:51
Viewed from the side,
165
459125
1309
옆에서 보면
주머니가 거의 원통형을
띄는 걸 볼 수 있습니다.
띄는 걸 볼 수 있습니다.
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
지퍼백으로 실험을 했을 때 처럼요.
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
저런 근육 모델 여러 개를 놓으면
08:01
to create something that looks
even more like a muscle
even more like a muscle
169
469750
2559
실제 근육과 더욱 유사합니다.
단면에서도 수축과
팽창을 확인할 수 있죠.
팽창을 확인할 수 있죠.
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
이 HASEL 작동기들은
자기 무게보다 200배나
더 무거운 추를 들어 올립니다.
더 무거운 추를 들어 올립니다.
08:10
than their own weight.
172
478167
1291
08:12
Here you see one of our newest designs,
called quadrant donut HASELs
called quadrant donut HASELs
173
480667
3476
새로운 디자인 중 하나인
사분면 도넛 HASEL입니다.
사분면 도넛 HASEL입니다.
08:16
and how they expand and contract.
174
484167
1601
수축과 팽창하는 걸 보고 계신데요.
08:17
They can be operated incredibly fast,
reaching superhuman speeds.
reaching superhuman speeds.
175
485792
3083
초인적인 속도로
빠르게 작동될 수 있습니다.
빠르게 작동될 수 있습니다.
08:23
They are even powerful enough
to jump off the ground.
to jump off the ground.
176
491333
2976
아래위로 튈 정도로 힘이 세지요.
08:26
(Laughter)
177
494333
1334
(웃음)
08:28
Overall, HASELs show promise
to become the first technology
to become the first technology
178
496917
3517
HASEL은 생물학적 근육에
비견하거나 그 이상으로
비견하거나 그 이상으로
08:32
that matches or exceeds the performance
of biological muscle
of biological muscle
179
500458
3518
발전할 수 있고
동시에 대량 제조가 가능한
동시에 대량 제조가 가능한
08:36
while being compatible
with large-scale manufacturing.
with large-scale manufacturing.
180
504000
3143
최초의 기술이 될 가능성이 있습니다.
08:39
This is also a very young technology.
We are just getting started.
We are just getting started.
181
507167
3142
이제 막 연구를 시작한
신생단계의 기술이기도 합니다.
신생단계의 기술이기도 합니다.
08:42
We have many ideas how to
drastically improve performance,
drastically improve performance,
182
510333
2768
앞으로 성능을 향상시킬
아이디어가 무궁무진하죠.
아이디어가 무궁무진하죠.
08:45
using new materials and new designs
to reach a level of performance
to reach a level of performance
183
513125
3851
새로운 도구들과 디자인을 이용하여
생물학적 근육과 전통적 전동 모터를
능가할 수도 있습니다.
능가할 수도 있습니다.
08:49
beyond biological muscle and also beyond
traditional rigid electric motors.
traditional rigid electric motors.
184
517000
4332
08:54
Moving towards more complex designs
of HASEL for bio-inspired robotics,
of HASEL for bio-inspired robotics,
185
522250
3393
자연에서 영감을 받아 설계된
더욱 복잡한 형태의 로봇들을 봅시다.
더욱 복잡한 형태의 로봇들을 봅시다.
08:57
here you see our artificial scorpion
186
525667
1767
이것은 인공 전갈인데요
08:59
that can use its tail to hunt prey,
187
527458
1726
꼬리로 먹잇감을 사냥합니다.
09:01
in this case, a rubber balloon.
188
529208
1518
여기에선 먹잇감이 고무풍선이군요.
09:02
(Laughter)
189
530750
1643
(웃음)
09:04
Going back to our initial inspiration,
190
532417
2101
처음으로 돌아가 봅시다.
문어 다리와 코끼리 코의 다용도성을
다시 한번 생각해봅시다.
다시 한번 생각해봅시다.
09:06
the versatility of octopus arms
and elephant trunks,
and elephant trunks,
191
534542
2809
09:09
we are now able to build
soft continuum actuators
soft continuum actuators
192
537375
2768
우리는 체내 근육과 더욱 유사한
09:12
that come closer and closer
to the capabilities of the real thing.
to the capabilities of the real thing.
193
540167
3125
연속체형 작동기를
만들 수 있게 됐습니다.
만들 수 있게 됐습니다.
09:17
I am most excited
about the practical applications
about the practical applications
194
545833
2893
HASEL 인공 근육에
가장 기대하는 부분은
가장 기대하는 부분은
09:20
of HASEL artificial muscles.
195
548750
1809
바로 실생활 응용입니다.
09:22
They'll enable soft robotic devices
196
550583
2393
이 인공 근육 기술은
09:25
that can improve the quality of life.
197
553000
2351
생활의 질을 높일 겁니다.
09:27
Soft robotics will enable a new generation
of more lifelike prosthetics
of more lifelike prosthetics
198
555375
3809
소프트 로봇공학은
신체 일부를 잃은 사람들에게
신체와 가까운 인공장치를
신체와 가까운 인공장치를
09:31
for people who have lost
parts of their bodies.
parts of their bodies.
199
559208
2226
만들어 줄 수 있습니다.
09:33
Here you see some HASELs in my lab,
200
561458
1810
제 실험실에 있는 HASEL입니다.
09:35
early testing,
driving a prosthetic finger.
driving a prosthetic finger.
201
563292
2583
조기 테스트 중인
보철 손가락입니다.
보철 손가락입니다.
09:39
One day, we may even merge
our bodies with robotic parts.
our bodies with robotic parts.
202
567542
3875
미래에는 로봇의 부품을
신체에 결합하게 될지도 몰라요.
신체에 결합하게 될지도 몰라요.
09:45
I know that sounds very scary at first.
203
573125
2125
지금으로선 정말 무서운 소리로 들리죠.
09:48
But when I think about my grandparents
204
576917
1851
하지만 제 조부모님을 생각해볼까요.
09:50
and the way they become
more dependent on others
more dependent on others
205
578792
2934
스스로 화장실을 가는
일상적인 행동조차
일상적인 행동조차
09:53
to perform simple everyday tasks
such as using the restroom alone,
such as using the restroom alone,
206
581750
4101
남의 도움이 필요해지는 상황 때문에
그들은 종종 자신을 짐이라고 생각합니다.
09:57
they often feel like
they're becoming a burden.
they're becoming a burden.
207
585875
2208
10:00
With soft robotics, we will be able
to enhance and restore
to enhance and restore
208
588958
3268
소프트 로봇공학을 통해
민첩성과 유연성을 되찾고
향상시킬 수 있습니다.
향상시킬 수 있습니다.
10:04
agility and dexterity,
209
592250
1601
10:05
and thereby help older people
maintain autonomy
maintain autonomy
210
593875
2893
이를 통해 노년층은 자율성을 유지하며
10:08
for longer parts of their lives.
211
596792
2267
노년기를 보낼 수 있습니다.
10:11
Maybe we can call that
"robotics for antiaging"
"robotics for antiaging"
212
599083
2500
"노화 방지를 위한 로봇공학"이라고
할 수도 있을 테고
할 수도 있을 테고
10:15
or even a next stage of human evolution.
213
603000
2458
인류 진화의 다음 단계라고도
할 수 있을 것입니다.
할 수 있을 것입니다.
10:19
Unlike their traditional
rigid counterparts,
rigid counterparts,
214
607083
2851
기존의 딱딱한 로봇들과는 달리
실제 생명체처럼 부드러운 이 로봇은
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
생활 가까이에서 안전하게
사람을 도울 수 있어요.
사람을 도울 수 있어요.
10:27
Soft robotics is a very young field.
We're just getting started.
We're just getting started.
216
615667
3392
소프트 로봇공학은 이제 막 시작한
새로운 영역입니다.
새로운 영역입니다.
10:31
I hope that many young people
from many different backgrounds
from many different backgrounds
217
619083
3101
저는 다른 배경을 가진 많은 젊은이들이
10:34
join us on this exciting journey
218
622208
1851
이 흥미로운 여정을 우리와 함께 걸으며
10:36
and help shape the future of robotics
219
624083
2143
새로운 아이디어를 도입하고
10:38
by introducing new concepts
inspired by nature.
inspired by nature.
220
626250
2583
로봇공학의 미래를 만들어가길 바랍니다.
10:42
If we do this right,
221
630708
1601
우리가 제대로 해낸다면
10:44
we can improve the quality of life
222
632333
1768
모든 이의 삶의 질을
높일 수 있습니다.
높일 수 있습니다.
10:46
for all of us.
223
634125
1309
10:47
Thank you.
224
635458
1268
감사합니다.
10:48
(Applause)
225
636750
4167
(박수)
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