ABOUT THE SPEAKER
Vijay Kumar - Roboticist
As the dean of the University of Pennsylvania's School of Engineering and Applied Science, Vijay Kumar studies the control and coordination of multi-robot formations.

Why you should listen

At the General Robotics, Automation, Sensing and Perception (GRASP) Lab at the University of Pennsylvania, flying quadrotor robots move together in eerie formation, tightening themselves into perfect battalions, even filling in the gap when one of their own drops out. You might have seen viral videos of the quads zipping around the netting-draped GRASP Lab (they juggle! they fly through a hula hoop!). Vijay Kumar headed this lab from 1998-2004. He's now the dean of the School of Engineering and Applied Science at the University of Pennsylvania in Philadelphia, where he continues his work in robotics, blending computer science and mechanical engineering to create the next generation of robotic wonders.

More profile about the speaker
Vijay Kumar | Speaker | TED.com
TEDxPenn

Vijay Kumar: The future of flying robots

Vijar Kumar: Viitorul roboţilor zburători

Filmed:
1,780,679 views

In laboratorul lui din cadrul Universitații din Pennsylvania, Vijay Kumar şi echipa sa, au creat roboți autonomi aerieni inspirați de albine. Cea mai recentă descoperire a lor: „Precision Farming”, în care roiuri de roboți topografiază, reconstruiesc și analizează fiecare plantă și fruct dintr-o livadă, furnizănd informații vitale pentru agricultori, care pot ajuta la îmbunătățirea recoltelor și la folosirea mai judicioasă a apei.
- Roboticist
As the dean of the University of Pennsylvania's School of Engineering and Applied Science, Vijay Kumar studies the control and coordination of multi-robot formations. Full bio

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

00:13
In my lablaborator, we buildconstrui
autonomousautonom aerialaeriene robotsroboți
0
1280
3656
În laboratorul meu, construim
roboţi aerieni autonomi
00:16
like the one you see flyingzbor here.
1
4960
1880
ca cei pe care îi vedeţi zburând aici.
00:20
UnlikeSpre deosebire de the commerciallycomercial availabledisponibil dronesdrone
that you can buya cumpara todayastăzi,
2
8720
3696
Spre deosebire de dronele comerciale
ce pot fi cumparate astăzi,
00:24
this robotrobot doesn't have any GPSGPS on boardbord.
3
12440
2640
acest robot nu este dotat cu GPS.
00:28
So withoutfără GPSGPS,
4
16160
1216
Deci fără GPS,
00:29
it's hardgreu for robotsroboți like this
to determinea determina theiral lor positionpoziţie.
5
17400
3280
e greu pentru roboţi ca acesta
să-şi determine poziţia.
00:34
This robotrobot usesutilizări onboardla bord sensorssenzori,
camerascamere and lasercu laser scannersscanere,
6
22240
4736
Acest robot foloseşte senzorii, camerele
şi scanerele cu laser cu care e dotat
00:39
to scanscanda the environmentmediu inconjurator.
7
27000
1696
pentru a scana mediul înconjurător.
00:40
It detectsdetectează featurescaracteristici from the environmentmediu inconjurator,
8
28720
3056
Robotul detectează
caracteristicile mediului
00:43
and it determinesdetermină where it is
relativerelativ to those featurescaracteristici,
9
31800
2736
şi îşi determină poziţia
în raport cu ele,
00:46
usingutilizând a methodmetodă of triangulationtriangulaţie.
10
34560
2136
prin metoda triangulaţiei
00:48
And then it can assembleasambla
all these featurescaracteristici into a mapHartă,
11
36720
3456
şi apoi poate grupa
toate aceste detalii într-o hartă
00:52
like you see behindin spate me.
12
40200
1736
ca cea aflată în spatele meu.
00:53
And this mapHartă then allowspermite the robotrobot
to understanda intelege where the obstaclesobstacole are
13
41960
3936
Această hartă permite apoi robotului
să înţeleagă unde sunt obstacolele
00:57
and navigatenavigare in a collision-free-numitul mannermanieră.
14
45920
2720
şi să navigheze fără a se lovi de acestea.
01:01
What I want to showspectacol you nextUrmător →
15
49160
2096
Ce vreau să vă arăt în continuare
01:03
is a seta stabilit of experimentsexperimente
we did insideinterior our laboratorylaborator,
16
51280
3216
sunt câteva experimente
pe care le-am făcut în laboratorul nostru,
01:06
where this robotrobot was ablecapabil
to go for longermai lung distancesdistanțe.
17
54520
3480
unde acest robot s-a putut deplasa
pe distanţe mai lungi.
01:10
So here you'llveți see, on the toptop right,
what the robotrobot seesvede with the cameraaparat foto.
18
58400
5016
Aici vedeţi, în dreapta sus,
ce vede robotul cu camera.
01:15
And on the mainprincipal screenecran --
19
63440
1216
Pe ecranul principal
01:16
and of coursecurs this is spedaccelerat up
by a factorfactor of fourpatru --
20
64680
2456
– viteza de redare e mărită de 4 ori –
01:19
on the mainprincipal screenecran you'llveți see
the mapHartă that it's buildingclădire.
21
67160
2667
pe ecranul principal veţi vedea
harta ce se întocmeşte.
01:21
So this is a high-resolutionRezoluție înaltă mapHartă
of the corridorcoridor around our laboratorylaborator.
22
69851
4285
E o hartă la rezoluţie mare
a coridorului de lângă laboratorul nostru.
01:26
And in a minuteminut
you'llveți see it enterintroduce our lablaborator,
23
74160
2336
Imediat va intra în laboratorul nostru,
01:28
whichcare is recognizableuşor de recunoscut
by the clutterdezordine that you see.
24
76520
2856
care poate fi recunoscut
după dezordinea pe care o vedeţi.
01:31
(LaughterRâs)
25
79400
1016
(Râsete)
01:32
But the mainprincipal pointpunct I want to conveytransmite to you
26
80440
2007
Dar principalul lucru
ce vreau să vi-l spun
01:34
is that these robotsroboți are capablecapabil
of buildingclădire high-resolutionRezoluție înaltă mapshărţi
27
82472
3584
e că aceşti roboţi sunt capabili
să facă hărţi cu rezoluţie mare,
01:38
at fivecinci centimeterscentimetri resolutionrezoluţie,
28
86080
2496
o rezoluţie de 5 centimetri,
01:40
allowingpermițând somebodycineva who is outsidein afara the lablaborator,
or outsidein afara the buildingclădire
29
88600
4176
permiţând cuiva din afara laboratorului,
din afara clădirii,
01:44
to deployimplementa these
withoutfără actuallyde fapt going insideinterior,
30
92800
3216
să le obţină fără să intre înăuntru
01:48
and tryingîncercat to inferdeduce
what happensse întâmplă insideinterior the buildingclădire.
31
96040
3760
şi să încerce să deducă
ce se întâmplă în clădire.
01:52
Now there's one problemproblemă
with robotsroboți like this.
32
100400
2240
E o problemă cu astfel de roboţi.
01:55
The first problemproblemă is it's prettyfrumos bigmare.
33
103600
2200
Prima problemă e că sunt destul de mari.
01:58
Because it's bigmare, it's heavygreu.
34
106120
1680
Fiind mari, sunt grei.
02:00
And these robotsroboți consumea consuma
about 100 wattswați perpe poundlivră.
35
108640
3040
Consumă cam 200 waţi pe kilogram.
02:04
And this makesmărci for
a very shortmic de statura missionmisiune life.
36
112360
2280
Asta face ca durata
misiunilor să fie foarte scurtă.
02:08
The secondal doilea problemproblemă
37
116000
1456
A doua problemă e că roboţii au senzori
care costă foarte mult:
02:09
is that these robotsroboți have onboardla bord sensorssenzori
that endSfârşit up beingfiind very expensivescump --
38
117480
3896
02:13
a lasercu laser scannerscaner, a cameraaparat foto
and the processorsprocesoare.
39
121400
3440
un scaner cu laser, o cameră video
şi procesoarele,
02:17
That drivesunități up the costa costat of this robotrobot.
40
125280
3040
ce ridică preţul acestor roboţi.
02:21
So we askedîntrebă ourselvesnoi insine a questionîntrebare:
41
129440
2656
Ne-am întrebat:
02:24
what consumerconsumator productprodus
can you buya cumpara in an electronicsElectronică storemagazin
42
132120
3776
ce produs de serie
putem cumpăra din magazin
02:27
that is inexpensiveieftin, that's lightweightcategorie ușoară,
that has sensingdetectare onboardla bord and computationcalcul?
43
135920
6280
care să fie ieftin, uşor, cu senzori
şi putere de calcul?
02:36
And we inventedinventat the flyingzbor phonetelefon.
44
144080
2656
Şi am inventat telefonul zburător.
02:38
(LaughterRâs)
45
146760
1936
(Râsete)
02:40
So this robotrobot usesutilizări a SamsungSamsung GalaxyGalaxy
smartphonesmartphone that you can buya cumpara off the shelfraft,
46
148720
6176
Acest robot foloseşte un telefon
Samsung Galaxy ce se găseşte în magazine,
02:46
and all you need is an appaplicaţia that you
can downloadDescarca from our appaplicaţia storemagazin.
47
154920
4016
şi tot ce vă trebuie e o aplicaţie
descărcabilă de pe site-ul nostru.
02:50
And you can see this robotrobot
readingcitind the lettersscrisori, "TEDTED" in this casecaz,
48
158960
4216
Acest robot citeşte literele
„TED” în acest caz,
02:55
looking at the cornerscolţuri
of the "T" and the "E"
49
163200
2936
vizualizând colţurile
literelor T şi E,
02:58
and then triangulatingTriangularea off of that,
flyingzbor autonomouslyautonom.
50
166160
3480
determinându-şi poziţia
relativă faţă de ele şi zburând autonom.
03:02
That joystickjoystick is just there
to make sure if the robotrobot goesmerge crazynebun,
51
170720
3256
Joystickul e aici, dacă o ia razna,
Giuseppe să-i vină de hac.
03:06
GiuseppeGiuseppe can killucide it.
52
174000
1416
03:07
(LaughterRâs)
53
175440
1640
(Râsete)
03:10
In additionplus to buildingclădire
these smallmic robotsroboți,
54
178920
3816
Pe lângă construirea acestor mici roboţi,
03:14
we alsode asemenea experimentexperiment with aggressiveagresiv
behaviorscomportamente, like you see here.
55
182760
4800
testăm comportamente agresive,
ca cel pe care îl vedeţi aici:
03:19
So this robotrobot is now travelingcălător
at two to threeTrei metersmetri perpe secondal doilea,
56
187920
5296
robotul se deplasează acum
cu 2-3 m/secundă,
03:25
pitchingcabrare and rollingrulare aggressivelyagresiv
as it changesschimbări directiondirecţie.
57
193240
3496
balansându-se puternic
în timp ce îşi schimbă direcţia.
03:28
The mainprincipal pointpunct is we can have
smallermai mic robotsroboți that can go fastermai repede
58
196760
4256
Ideea e că putem avea roboţi mai mici,
ce se pot deplasa mai repede
03:33
and then travelvoiaj in these
very unstructurednestructurate environmentsmedii.
59
201040
2960
şi care pot zbura
în medii foarte neregulate.
03:37
And in this nextUrmător → videovideo,
60
205120
2056
În clipul următor,
03:39
just like you see this birdpasăre, an eaglevultur,
gracefullygraţios coordinatingcoordonarea its wingsaripi,
61
207200
5896
aşa cum acest vultur, coordonându-şi
graţios aripile, ochii şi picioarele,
03:45
its eyesochi and feetpicioare
to grabapuca preypradă out of the waterapă,
62
213120
4296
scoate din apă prada,
03:49
our robotrobot can go fishingpescuit, too.
63
217440
1896
şi robotul nostru poate pescui.
03:51
(LaughterRâs)
64
219360
1496
(Râsete)
03:52
In this casecaz, this is a PhillyPhilly cheesesteakCheesesteak
hoagieHoagie that it's grabbinghapsân out of thinsubţire airaer.
65
220880
4056
E un Philly sandwich cu brânză,
pe care-l apucă din zbor.
03:56
(LaughterRâs)
66
224960
2400
(Râsete)
03:59
So you can see this robotrobot
going at about threeTrei metersmetri perpe secondal doilea,
67
227680
3296
Observaţi robotul zburând
cam cu 3 m/s,
04:03
whichcare is fastermai repede than walkingmers speedviteză,
coordinatingcoordonarea its armsarme, its clawsgheare
68
231000
5136
(mai repede decât merge un om)
coordonându-şi braţele, ghearele
04:08
and its flightzbor with split-secondfracţiune de secundă timingsincronizare
to achieveobține this maneuvermanevra.
69
236160
4120
şi zborul în fracţiuni de secundă
pentru a realiza această manevră.
04:14
In anothero alta experimentexperiment,
70
242120
1216
Într-un alt experiment,
04:15
I want to showspectacol you
how the robotrobot adaptsse adaptează its flightzbor
71
243360
3656
vreau să vă arăt
cum un robot îşi adaptează zborul
04:19
to controlControl its suspendedsuspendat payloadîncărcătură utilă,
72
247040
2376
pentru a-şi controla
încărcătura suspendată,
04:21
whosea caror lengthlungime is actuallyde fapt largermai mare
than the widthlăţime of the windowfereastră.
73
249440
3800
a cărei lungime e mai mare
decât deschiderea ferestrei.
04:25
So in orderOrdin to accomplishrealiza this,
74
253680
1696
Pentru a reuşi, trebuie să se încline
şi să-şi regleze altitudinea
04:27
it actuallyde fapt has to pitchpas
and adjustregla the altitudealtitudine
75
255400
3696
04:31
and swingleagăn the payloadîncărcătură utilă throughprin.
76
259120
2320
şi să balanseze încărcătura
prin deschidere.
04:38
But of coursecurs we want
to make these even smallermai mic,
77
266920
2296
Vrem să îi facem şi mai mici
şi ne-am inspirat în special de la albine.
04:41
and we're inspiredinspirat
in particularspecial by honeybeesalbinele.
78
269240
3016
04:44
So if you look at honeybeesalbinele,
and this is a slowedîncetinit down videovideo,
79
272280
3256
Dacă observaţi albinele
(e o filmare cu încetinitorul)
04:47
they're so smallmic,
the inertiainerţie is so lightweightcategorie ușoară --
80
275560
3720
sunt atât de mici,
inerţia lor e atât de mică,
04:51
(LaughterRâs)
81
279960
1176
(Râsete)
04:53
that they don't careîngrijire --
they bouncesaritura off my handmână, for exampleexemplu.
82
281160
3536
încât nu le pasă dacă se ciocnesc
de mâna mea, de exemplu.
04:56
This is a little robotrobot
that mimicsmimica the honeybeealbine behaviorcomportament.
83
284720
3160
Acesta e un robot mic
ce imită comportamentul albinei.
05:00
And smallermai mic is better,
84
288600
1216
Iar mai mic e mai bine,
05:01
because alongde-a lungul with the smallmic sizemărimea
you get lowerinferior inertiainerţie.
85
289840
3536
deoarece cu mărimea mică
obţii inerţie redusă.
05:05
Along-A lungul with lowerinferior inertiainerţie --
86
293400
1536
Împreună cu inerţia redusă,
05:06
(RobotRobotul buzzingzumzet, laughterrâsete)
87
294960
2856
(robotul bazâie, râsete)
05:09
alongde-a lungul with lowerinferior inertiainerţie,
you're resistantrezistent to collisionscoliziunile.
88
297840
2816
împreună cu inerţia redusă,
rezişti mai bine la coliziuni
05:12
And that makesmărci you more robustrobust.
89
300680
1720
şi asta te face mai robust.
05:15
So just like these honeybeesalbinele,
we buildconstrui smallmic robotsroboți.
90
303800
2656
Am construit roboţi mici,
ca aceste albine.
05:18
And this particularspecial one
is only 25 gramsgrame in weightgreutate.
91
306480
3376
Ăsta are doar 25 de grame.
05:21
It consumesconsumă only sixşase wattswați of powerputere.
92
309880
2160
Consumă doar 6 waţi
şi se poate deplasa cu 6 m/s.
05:24
And it can travelvoiaj
up to sixşase metersmetri perpe secondal doilea.
93
312440
2536
05:27
So if I normalizenormalizarea that to its sizemărimea,
94
315000
2336
Raportat la mărimea lui,
05:29
it's like a BoeingBoeing 787 travelingcălător
tenzece timesori the speedviteză of soundsunet.
95
317360
3640
e ca şi cum un Boeing 787 ar zbura
de 10 ori mai rapid decât sunetul.
05:36
(LaughterRâs)
96
324000
2096
(Râsete)
05:38
And I want to showspectacol you an exampleexemplu.
97
326120
1920
Vreau să vă arăt un exemplu.
05:40
This is probablyprobabil the first plannedplanificat mid-airMid-aer
collisioncoliziune, at one-twentiethunul-XX normalnormal speedviteză.
98
328840
5256
Aceasta e probabil prima coliziune
aeriana planificată, redata cu viteza 1/20
05:46
These are going at a relativerelativ speedviteză
of two metersmetri perpe secondal doilea,
99
334120
2858
Aceşti roboţi au o viteză
relativă de 2 m/s
05:49
and this illustratesilustrează the basicde bază principleprincipiu.
100
337002
2480
şi aceasta ilustrează principiul de bază.
05:52
The two-gramdouă grame carboncarbon fiberfibră cagecolivie around it
preventsprevine the propellerselice from entanglingîncurcare,
101
340200
4976
Cuştile de 2 grame din fibră de carbon
împiedică atingerea elicelor,
05:57
but essentiallyin esenta the collisioncoliziune is absorbedabsorbită
and the robotrobot respondsrăspunde to the collisionscoliziunile.
102
345200
5296
dar important e că impactul e absorbit,
iar roboţii reacţionează la coliziuni.
06:02
And so smallmic alsode asemenea meansmijloace safesigur.
103
350520
2560
Aşa că mic, înseamnă şi sigur.
06:05
In my lablaborator, as we developeddezvoltat these robotsroboți,
104
353400
2016
Când am început să lucrăm,
am început cu roboţi mari
06:07
we startstart off with these bigmare robotsroboți
105
355440
1620
06:09
and then now we're down
to these smallmic robotsroboți.
106
357084
2812
şi acum am ajuns la aceşti roboţi mici.
06:11
And if you plotintrigă a histogramhistograma
of the numbernumăr of Band-AidsBand-SIDA we'vene-am orderedordonat
107
359920
3456
O histogramă a plasturilor
comandaţi în trecut,
06:15
in the pasttrecut, that sortfel of tailedcu coada off now.
108
363400
2576
ar arăta că numărul lor
s-a redus acum.
06:18
Because these robotsroboți are really safesigur.
109
366000
1960
Pentru că aceşti roboţi sunt siguri.
06:20
The smallmic sizemărimea has some disadvantagesdezavantajele,
110
368760
2456
Dimensiunea mică are câteva dezavantaje
06:23
and naturenatură has foundgăsite a numbernumăr of waysmoduri
to compensatecompensa for these disadvantagesdezavantajele.
111
371240
4080
şi natura a găsit căi
să compenseze aceste dezavantaje.
06:27
The basicde bază ideaidee is they aggregateagregat
to formformă largemare groupsGrupuri, or swarmsroiuri.
112
375960
4000
Ideea e că indivizii se grupează
pentru a forma grupuri, roiuri.
06:32
So, similarlyasemănător, in our lablaborator,
we try to createcrea artificialartificial robotrobot swarmsroiuri.
113
380320
3976
Am încercat şi noi, în laborator,
să creăm roiuri artificiale de roboţi.
06:36
And this is quitedestul de challengingprovocator
114
384320
1381
E o provocare pentru că acum
trebuie să ne gândim la reţele de roboţi,
06:37
because now you have to think
about networksrețele of robotsroboți.
115
385725
3320
06:41
And withinîn eachfiecare robotrobot,
116
389360
1296
şi în fiecare robot,
06:42
you have to think about the interplayinteracţiune
of sensingdetectare, communicationcomunicare, computationcalcul --
117
390680
5616
trebuie să rezolvi combinaţia
de detecţie, comunicare, calcul,
06:48
and this networkreţea then becomesdevine
quitedestul de difficultdificil to controlControl and manageadministra.
118
396320
4960
după care reţeaua devine
cam dificil de controlat şi de gestionat.
06:54
So from naturenatură we take away
threeTrei organizingorganizator principlesprincipii
119
402160
3296
Din natură preluăm
trei principii de organizare
06:57
that essentiallyin esenta allowpermite us
to developdezvolta our algorithmsalgoritmi.
120
405480
3160
care ne ajută la dezvoltarea algoritmilor.
07:01
The first ideaidee is that robotsroboți
need to be awareconștient of theiral lor neighborsvecinii.
121
409640
4536
Prima idee e că roboţii trebuie
să ştie de prezenţa vecinilor.
07:06
They need to be ablecapabil to sensesens
and communicatecomunica with theiral lor neighborsvecinii.
122
414200
3440
Trebuie să-i poată detecta
şi comunica cu ei.
07:10
So this videovideo illustratesilustrează the basicde bază ideaidee.
123
418040
2656
Acest clip ilustrează ideea de bază.
07:12
You have fourpatru robotsroboți --
124
420720
1296
Avem patru roboţi -
07:14
one of the robotsroboți has actuallyde fapt been
hijackedfurată by a humanuman operatoroperatorul, literallyliteralmente.
125
422040
4240
unul dintre ei a fost deturnat
la propriu de un operator uman.
07:19
But because the robotsroboți
interactinteracționa with eachfiecare other,
126
427217
2239
Pentru că roboţii
interacţionează între ei,
07:21
they sensesens theiral lor neighborsvecinii,
127
429480
1656
îşi simt vecinii,
07:23
they essentiallyin esenta followurma.
128
431160
1296
si se urmează intre ei.
07:24
And here there's a singlesingur personpersoană
ablecapabil to leadconduce this networkreţea of followersadepţi.
129
432480
5360
Aşa, o singură persoană poate
conduce această reţea de urmăritori.
07:32
So again, it's not because all the robotsroboți
know where they're supposedpresupus to go.
130
440000
5056
Asta nu se întâmplă pentru că roboţii
ştiu unde trebuie să meargă,
07:37
It's because they're just reactingreacționând
to the positionspozițiile of theiral lor neighborsvecinii.
131
445080
4320
ci pentru că reacţionează
la poziţia vecinilor lor
07:43
(LaughterRâs)
132
451720
4120
(Râsete)
07:48
So the nextUrmător → experimentexperiment illustratesilustrează
the secondal doilea organizingorganizator principleprincipiu.
133
456280
5240
Următorul experiment ilustrează
al doilea principiu de organizare.
07:54
And this principleprincipiu has to do
with the principleprincipiu of anonymityanonimat.
134
462920
3800
Acesta e principiul anonimităţii.
07:59
Here the keycheie ideaidee is that
135
467400
4296
Aici, ideea principală este
08:03
the robotsroboți are agnosticagnostic
to the identitiesidentităţi of theiral lor neighborsvecinii.
136
471720
4240
că roboţii nu cunosc
identităţile vecinilor lor.
08:08
They're askedîntrebă to formformă a circularcircular shapeformă,
137
476440
2616
Li se solicită să alcătuiască
o formă circulară
08:11
and no mattermaterie how manymulți robotsroboți
you introduceintroduce into the formationformare,
138
479080
3296
şi indiferent câţi roboţi pui în formaţie
sau câţi scoţi,
08:14
or how manymulți robotsroboți you pullTrage out,
139
482400
2576
08:17
eachfiecare robotrobot is simplypur şi simplu
reactingreacționând to its neighborvecin.
140
485000
3136
fiecare robot reacţionează
doar la vecinul său.
08:20
It's awareconștient of the factfapt that it needsare nevoie
to formformă the circularcircular shapeformă,
141
488160
4976
Ştie că trebuie să realizeze
forma circulară,
08:25
but collaboratingcolaborarea with its neighborsvecinii
142
493160
1776
dar colaborând cu vecinii săi
o realizează fără coordonare centrală.
08:26
it formsformulare the shapeformă
withoutfără centralcentral coordinationcoordonare.
143
494960
3720
08:31
Now if you put these ideasidei togetherîmpreună,
144
499520
2416
Dacă puneţi aceste idei la un loc,
08:33
the thirdal treilea ideaidee is that we
essentiallyin esenta give these robotsroboți
145
501960
3896
a treia idee e că dăm acestor roboţi
08:37
mathematicalmatematic descriptionsdescrieri
of the shapeformă they need to executea executa.
146
505880
4296
detaliile matematice ale formei
pe care trebuie să o creeze.
08:42
And these shapesforme can be varyingdiferite
as a functionfuncţie of time,
147
510200
3496
Formele se pot schimba
în funcţie de timp,
08:45
and you'llveți see these robotsroboți
startstart from a circularcircular formationformare,
148
513720
4496
şi veţi vedea aceşti roboţi,
începând cu o formaţie circulară,
08:50
changeSchimbare into a rectangulardreptunghiulară formationformare,
stretchîntinde into a straightdrept linelinia,
149
518240
3256
schimbându-se într-un dreptunghi,
întinzându-se într-o linie dreaptă,
08:53
back into an ellipseelipsă.
150
521520
1375
înapoi într-o elipsă.
08:54
And they do this with the samela fel
kinddrăguț of split-secondfracţiune de secundă coordinationcoordonare
151
522919
3617
Şi fac asta cu aceeaşi coordonare
de fracţiuni de secundă
08:58
that you see in naturalnatural swarmsroiuri, in naturenatură.
152
526560
3280
pe care vedeţi la roiurile din natură.
09:03
So why work with swarmsroiuri?
153
531080
2136
Dar de ce să lucrezi cu roiuri?
09:05
Let me tell you about two applicationsaplicații
that we are very interestedinteresat in.
154
533240
4120
Vă voi vorbi despre două aplicaţii
care ne interesează foarte mult.
09:10
The first one has to do with agricultureagricultură,
155
538160
2376
Prima are legătură cu agricultura,
09:12
whichcare is probablyprobabil the biggestCea mai mare problemproblemă
that we're facingcu care se confruntă worldwidela nivel mondial.
156
540560
3360
care e probabil cea mai mare
problemă de pe glob.
09:16
As you well know,
157
544760
1256
După cum ştiţi,
09:18
one in everyfiecare sevenȘapte personspersoane
in this earthPământ is malnourishedsubnutriţi.
158
546040
3520
una din şapte persoane în lume
este malnutrită.
09:21
MostCele mai multe of the landteren that we can cultivatecultiva
has alreadydeja been cultivatedcultivat.
159
549920
3480
Majoritatea suprafeţelor ce au putut fi
cultivate, sunt deja cultivate.
09:25
And the efficiencyeficienţă of mostcel mai systemssisteme
in the worldlume is improvingîmbunătățirea,
160
553960
3216
Eficienţa majorităţii sistemelor
creşte la nivel global,
09:29
but our productionproducere systemsistem
efficiencyeficienţă is actuallyde fapt decliningîn scădere.
161
557200
3520
dar eficienţa sistemului de producţie
este, de fapt, în scădere.
09:33
And that's mostlyMai ales because of waterapă
shortagepula, cropa decupa diseasesboli, climateclimat changeSchimbare
162
561080
4216
Mai ales din cauza penuriei de apă,
a bolilor, schimbărilor climatice
09:37
and a couplecuplu of other things.
163
565320
1520
şi a altor câteva lucruri.
09:39
So what can robotsroboți do?
164
567360
1480
Deci ce pot face roboţii?
09:41
Well, we adoptadopta an approachabordare that's
calleddenumit PrecisionPrecizie FarmingUtilaje agricole in the communitycomunitate.
165
569200
4616
Am adoptat o abordare numită
Agricultură de Precizie în comunitate,
09:45
And the basicde bază ideaidee is that we flya zbura
aerialaeriene robotsroboți throughprin orchardslivezi,
166
573840
5376
şi ideea de bază e că putem sa trimitem
roboţii zburători prin livezi
09:51
and then we buildconstrui
precisionprecizie modelsmodele of individualindividual plantsplante.
167
579240
3120
şi apoi sa creăm modele precise
ale fiecărei plante.
09:54
So just like personalizedpersonalizate medicinemedicament,
168
582829
1667
Ca în medicina personalizată,
09:56
while you mightar putea imagineimagina wantingdoresc
to treattrata everyfiecare patientrabdator individuallyindividual,
169
584520
4816
unde imaginaţi-vă că se doreşte
tratarea individuală a fiecărui pacient,
10:01
what we'dne-am like to do is buildconstrui
modelsmodele of individualindividual plantsplante
170
589360
3696
dorim să construim
modele individuale ale plantelor
10:05
and then tell the farmeragricultor
what kinddrăguț of inputsintrări everyfiecare plantplantă needsare nevoie --
171
593080
4136
ca apoi să îi spunem fermierului
ce i-ar trebui fiecărei plante.
10:09
the inputsintrări in this casecaz beingfiind waterapă,
fertilizerîngrăşământ and pesticidepesticide.
172
597240
4440
În acest caz, inputul ar conţine:
apă, îngrăşământ şi pesticide.
10:14
Here you'llveți see robotsroboți
travelingcălător throughprin an applemăr orchardlivadă,
173
602640
3616
Aici vedeţi roboţi
zburând într-o livadă de meri
10:18
and in a minuteminut you'llveți see
two of its companionstovarăşi
174
606280
2256
şi îndată veţi vedea
doi dintre colegii lor,
10:20
doing the samela fel thing on the left sidelatură.
175
608560
1810
făcând acelaşi lucru în partea stângă.
10:22
And what they're doing is essentiallyin esenta
buildingclădire a mapHartă of the orchardlivadă.
176
610800
3656
Ei de fapt întocmesc o hartă a livezii.
10:26
WithinÎn cadrul the mapHartă is a mapHartă
of everyfiecare plantplantă in this orchardlivadă.
177
614480
2816
Pe hartă apare fiecare plantă din livadă.
10:29
(RobotRobotul buzzingzumzet)
178
617320
1656
(se aude robotul bâzâind)
10:31
Let's see what those mapshărţi look like.
179
619000
1896
Să vedem cum arată aceste hărţi.
10:32
In the nextUrmător → videovideo, you'llveți see the camerascamere
that are beingfiind used on this robotrobot.
180
620920
4296
Veţi vedea camerele
folosite de aceşti roboţi.
10:37
On the top-leftstânga sus is essentiallyin esenta
a standardstandard colorculoare cameraaparat foto.
181
625240
3240
În stânga-sus e o cameră color obişnuită.
10:41
On the left-centercentru-stânga is an infraredinfraroşu cameraaparat foto.
182
629640
3296
În stânga-centru e o cameră în infraroşu.
10:44
And on the bottom-leftstânga jos
is a thermaltermică cameraaparat foto.
183
632960
3776
În stânga-jos e o cameră termală.
10:48
And on the mainprincipal panelpanou, you're seeingvedere
a three-dimensionaltri-dimensională reconstructionreconstrucţie
184
636760
3336
Pe ecranul principal, vedeţi
o reprezentare tridimensională
10:52
of everyfiecare treecopac in the orchardlivadă
as the sensorssenzori flya zbura right pasttrecut the treescopaci.
185
640120
6120
a fiecărui pom, pe măsură ce senzorii
zboară chiar pe lângă ei.
10:59
ArmedArmate with informationinformație like this,
we can do severalmai mulți things.
186
647640
4040
Înarmaţi cu astfel de informaţii,
putem face câteva lucruri.
11:04
The first and possiblyeventual the mostcel mai importantimportant
thing we can do is very simplesimplu:
187
652200
4256
Primul şi cel mai important lucru
este foarte simplu:
11:08
countnumara the numbernumăr of fruitsfructe on everyfiecare treecopac.
188
656480
2440
numărarea fructelor din fiecare pom.
11:11
By doing this, you tell the farmeragricultor
how manymulți fruitsfructe she has in everyfiecare treecopac
189
659520
4536
Prin asta îi poţi spune fermierului
câte fructe are în fiecare copac
11:16
and allowpermite her to estimateestima
the yieldRandament in the orchardlivadă,
190
664080
4256
şi îi permiţi să estimeze
productivitatea recoltei,
11:20
optimizingoptimizarea the productionproducere
chainlanţ downstreamîn aval.
191
668360
2840
optimizînd lanţul de producţie
11:23
The secondal doilea thing we can do
192
671640
1616
Al doilea lucru e că putem lua
modele de plante,
11:25
is take modelsmodele of plantsplante, constructconstrui
three-dimensionaltri-dimensională reconstructionsreconstructii,
193
673280
4496
le reconstituim tridimensional
11:29
and from that estimateestima the canopybaldachin sizemărimea,
194
677800
2536
şi de aici să estimăm
cât de mare e coroana
11:32
and then correlatecorela the canopybaldachin sizemărimea
to the amountCantitate of leaffrunze areazonă on everyfiecare plantplantă.
195
680360
3776
şi apoi corelăm mărimea coroanei
cu suprafaţa frunzelor plantei,
11:36
And this is calleddenumit the leaffrunze areazonă indexindex.
196
684160
2176
adică indicele suprafeţei foliare
11:38
So if you know this leaffrunze areazonă indexindex,
197
686360
1936
Dacă ştii cât e acest indice,
11:40
you essentiallyin esenta have a measuremăsura of how much
photosynthesisfotosinteză is possibleposibil in everyfiecare plantplantă,
198
688320
5456
poţi măsura câtă fotosinteză
face fiecare plantă,
11:45
whichcare again tellsspune you
how healthysănătos eachfiecare plantplantă is.
199
693800
2880
lucru care îţi arată
cât de sănătoasă e planta.
11:49
By combiningcombinând visualvizual
and infraredinfraroşu informationinformație,
200
697520
4216
Combinând informaţiile vizuale
şi cele din infraroşu,
11:53
we can alsode asemenea computecalcula indicesindicii suchastfel de as NDVINDVI.
201
701760
3296
putem calcula indici ca NDVI.
11:57
And in this particularspecial casecaz,
you can essentiallyin esenta see
202
705080
2816
În acest caz poţi vedea clar
11:59
there are some cropsculturi that are
not doing as well as other cropsculturi.
203
707920
3016
că unele culturi nu se dezvoltă
la fel de bine ca altele.
12:02
This is easilyuşor discernibleperceptibil from imageryimagini,
204
710960
4056
Asta se observă uşor din imagistică,
12:07
not just visualvizual imageryimagini but combiningcombinând
205
715040
2216
nu doar din fotografiile obişnuite,
ci combinând imaginile vizibile
cu cele din spectrul infraroşu.
12:09
bothambii visualvizual imageryimagini and infraredinfraroşu imageryimagini.
206
717280
2776
12:12
And then lastlyîn cele din urmă,
207
720080
1336
În cele din urmă,
12:13
one thing we're interestedinteresat in doing is
detectingdetectarea the earlydin timp onsetdebutul of chlorosiscloroza --
208
721440
4016
dorim să putem detecta apariţia clorozei,
12:17
and this is an orangeportocale treecopac --
209
725480
1496
– e un portocal –
12:19
whichcare is essentiallyin esenta seenvăzut
by yellowingîngălbenirea of leavesfrunze.
210
727000
2560
care se distinge
prin îngălbenirea frunzelor.
12:21
But robotsroboți flyingzbor overheaddeasupra capului
can easilyuşor spotloc this autonomouslyautonom
211
729880
3896
Roboţii care zboară deasupra
pot observa asta autonom
12:25
and then reportraport to the farmeragricultor
that he or she has a problemproblemă
212
733800
2936
şi apoi pot raporta fermierului
că are o problemă
12:28
in this sectionsecțiune of the orchardlivadă.
213
736760
1520
în această parte a livezii.
12:30
SystemsSisteme de like this can really help,
214
738800
2696
Sisteme ca acesta chiar pot ajuta
12:33
and we're projectingproiectând yieldsrandamentele
that can improveîmbunătăţi by about tenzece percentla sută
215
741520
5816
şi proiectăm recolte
ce pot fi îmbunătăţite cam cu 10 %.
Mai important, de exemplu,
12:39
and, more importantlyimportant, decreasescădea
the amountCantitate of inputsintrări suchastfel de as waterapă
216
747360
3216
consumul de apă scade
12:42
by 25 percentla sută by usingutilizând
aerialaeriene robotrobot swarmsroiuri.
217
750600
3280
cu aproximativ 25 %,
folosind roiuri de roboţi aerieni.
12:47
LastlyÎn cele din urmă, I want you to applaudaplauda
the people who actuallyde fapt createcrea the futureviitor,
218
755200
5736
La final, aş vrea să aplaudaţi
oamenii care au creat de fapt acest viitor
12:52
YashIoan MulgaonkarMulgaonkar, SikangSikang LiuLiu
and GiuseppeGiuseppe LoiannoLoianno,
219
760960
4920
Yash Mulganokar, Sikang Liu
şi Giuseppe Loianno,
12:57
who are responsibleresponsabil for the threeTrei
demonstrationsdemonstrații that you saw.
220
765920
3496
care sunt responsabili pentru cele trei
demonstraţii pe care le-aţi văzut.
13:01
Thank you.
221
769440
1176
Mulţumesc.
13:02
(ApplauseAplauze)
222
770640
5920
(Applause)

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Vijay Kumar - Roboticist
As the dean of the University of Pennsylvania's School of Engineering and Applied Science, Vijay Kumar studies the control and coordination of multi-robot formations.

Why you should listen

At the General Robotics, Automation, Sensing and Perception (GRASP) Lab at the University of Pennsylvania, flying quadrotor robots move together in eerie formation, tightening themselves into perfect battalions, even filling in the gap when one of their own drops out. You might have seen viral videos of the quads zipping around the netting-draped GRASP Lab (they juggle! they fly through a hula hoop!). Vijay Kumar headed this lab from 1998-2004. He's now the dean of the School of Engineering and Applied Science at the University of Pennsylvania in Philadelphia, where he continues his work in robotics, blending computer science and mechanical engineering to create the next generation of robotic wonders.

More profile about the speaker
Vijay Kumar | Speaker | TED.com