ABOUT THE SPEAKER
Dennis Hong - Roboticist
Dennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering.

Why you should listen

As director of a groundbreaking robotics lab, Dennis Hong guides his team of students through projects on robot locomotion and mechanism design, creating award-winning humanoid robots like DARwIn (Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence). His team is known as RoMeLa (Robotics & Mechanisms Laboratory) and operates at Virginia Tech.

Hong has also pioneered various innovations in soft-body robots, using a “whole-skin locomotion” as inspired by amoebae. Marrying robotics with biochemistry, he has been able to generate new types of motion with these ingenious forms. For his contributions to the field, Hong was selected as a NASA Summer Faculty Fellow in 2005, given the CAREER award by the National Science Foundation in 2007 and in 2009, named as one of Popular Science's Brilliant 10. He is also a gourmet chef and a magician, performing shows for charity and lecturing on the science of magic.

More profile about the speaker
Dennis Hong | Speaker | TED.com
TEDxNASA

Dennis Hong: My seven species of robot -- and how we created them

丹尼斯.洪(Dennis Hong):讲述他的七种全地形机器人

Filmed:
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在TEDx美国国家航空和航天局NASA会议上,弗吉尼亚理工大学的“机器人技术与机械实验室(RoMeLa)”主任Dennis Hong,介绍了他的团队在RoMeLa所制造的七种获过奖的全地形机器人。它们中有人形的,可以踢球的DARwIn,还有可以攀岩走壁的CLIMBeR。在最后,他还告诉大家他取得如此成绩的五个秘密。其中最重要的一条是:玩得开心(Having Fun)。
- Roboticist
Dennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering. Full bio

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So, the first robot机器人 to talk about is called STriDER.
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第一个要介绍的机器人叫STriDER(Stride迈大步,Strider迈大步者)。
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It stands站立 for Self-excited自激
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全称是自激式三足动态实验机器人
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TripedalTripedal Dynamic动态 Experimental试验 Robot机器人.
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(Self-excited Tripedal Dynamic Experimental Robot)。
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It's a robot机器人 that has three legs,
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这种机器人
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which哪一个 is inspired启发 by nature性质.
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受自然界的启发有三条腿。
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But have you seen看到 anything in nature性质,
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不过您在自然界中
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an animal动物 that has three legs?
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见过三条腿的动物吗?
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Probably大概 not. So, why do I call this
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应该没有。
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a biologically生物 inspired启发 robot机器人? How would it work?
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那我们为什么要称其为仿生机器人呢?运作原理是什么呢?
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But before that, let's look at pop流行的 culture文化.
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说之前,先看看当下流行文化。
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So, you know H.G. Wells'威尔斯 "War战争 of the Worlds世界," novel小说 and movie电影.
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您应该知道赫伯特·乔治·威尔斯(H.G. Wells)的小说《世界大战》,以及由此改编的电影。
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And what you see over here is a very popular流行
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您现在看到的是一款流行
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video视频 game游戏,
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视频游戏。
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and in this fiction小说 they describe描述 these alien外侨 creatures生物 that
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在小说里,威胁地球的外星生物
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are robots机器人 that have three legs that terrorize威慑 Earth地球.
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被描述成三足机器人。
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But my robot机器人, STriDER, does not move移动 like this.
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不过我的机器人,STriDER,不是这样移动的。
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So, this is an actual实际 dynamic动态 simulation模拟 animation动画.
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这是一段真实的动态仿真动画。
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I'm just going to show显示 you how the robot机器人 works作品.
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我要展示的是机器人是如何移动行走的。
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It flips翻转 its body身体 180 degrees
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空中转体180度。
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and it swings波动 its leg between之间 the two legs and catches渔获 the fall秋季.
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其中一条腿,在另两条腿中间荡秋千。
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So, that's how it walks散步. But when you look at us
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这是他的行走方式。不过研究一下
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human人的 being存在, bipedal双足 walking步行,
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我们人类的两足行走,
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what you're doing is you're not really using运用 a muscle肌肉
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人类不是用肌肉
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to lift电梯 your leg and walk步行 like a robot机器人. Right?
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提起一条腿迈出去,像机器人那样。对吧?
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What you're doing is you really swing摇摆 your leg and catch抓住 the fall秋季,
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我们实际上是把一条腿荡出去,然后落地,
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stand up again, swing摇摆 your leg and catch抓住 the fall秋季.
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站稳,然后再荡腿...落地...。
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You're using运用 your built-in内建的 dynamics动力学, the physics物理 of your body身体,
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使用您的身体内置动力,身体动力
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just like a pendulum.
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就像一个钟摆。
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We call that the concept概念 of passive被动 dynamic动态 locomotion运动.
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我们称之为被动动力运动概念。
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What you're doing is, when you stand up,
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身体直立情况下,您所做的就是
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potential潜在 energy能源 to kinetic动能 energy能源,
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把势能转变
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potential潜在 energy能源 to kinetic动能 energy能源.
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为动能。
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It's a constantly经常 falling落下 process处理.
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这是一个不断下落的过程。
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So, even though虽然 there is nothing in nature性质 that looks容貌 like this,
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所以,虽然自然界中没有三足动物,
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really, we were inspired启发 by biology生物学
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实际上我们还是受到了生物的启发
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and applying应用 the principles原则 of walking步行
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把这套原理运用于这种机器人,
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to this robot机器人. Thus从而 it's a biologically生物 inspired启发 robot机器人.
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所以它是仿生机器人。
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What you see over here, this is what we want to do next下一个.
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您这里所见的就是我们下一步的目标。
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We want to fold up the legs and shoot射击 it up for long-range长距离 motion运动.
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我们要让机器人把腿像弹簧一样折叠起来,然后弹射出去,做长距离运动。
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And it deploys展开时 legs -- it looks容貌 almost几乎 like "Star Wars战争" --
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然后展开腿,就像星球大战一样。
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when it lands土地, it absorbs吸收 the shock休克 and starts启动 walking步行.
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落地有,机器人的三条腿吸收落地震动,然后开始步行。
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What you see over here, this yellow黄色 thing, this is not a death死亡 ray射线. (Laughter笑声)
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这里面黄色的区域,不是死光。
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This is just to show显示 you that if you have cameras相机
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这演示的是装有一部摄像机
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or different不同 types类型 of sensors传感器 --
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或者其他类型的传感器,
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because it is tall, it's 1.8 meters tall --
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因为机器人个高,有1.8米高,
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you can see over obstacles障碍 like bushes灌木丛 and those kinds of things.
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可以从灌木丛之类的障碍物上方露出头观察。
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So we have two prototypes原型.
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我们有两种型号的原型机。
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The first version, in the back, that's STriDER I.
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第一个型号,在后面,那是STriDER I型。
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The one in front面前, the smaller, is STriDER IIII.
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前面那个,小一点儿的,是STriDER II型。
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The problem问题 that we had with STriDER I is
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STriDER I型遇到的问题是
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it was just too heavy in the body身体. We had so many许多 motors马达,
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机器人太重了。我们装了太多的马达,
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you know, aligning调心 the joints关节, and those kinds of things.
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诸如调整关节之类的东西。
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So, we decided决定 to synthesize合成 a mechanical机械 mechanism机制
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所以,我们决定综合成一个机械机构,
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so we could get rid摆脱 of all the motors马达, and with a single motor发动机
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我们就可以用一部马达,代替所有的马达,
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we can coordinate坐标 all the motions运动.
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我们就可以协调所有的动作。
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It's a mechanical机械 solution to a problem问题, instead代替 of using运用 mechatronics机电一体化.
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这是用机械解决办法,代替机电一体化。
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So, with this now the top最佳 body身体 is light enough足够. So, it's walking步行 in our lab实验室;
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所以现在机器人上部机体就够轻巧了,可以在实验室内走路。
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this was the very first successful成功 step.
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这是向成功迈出第一步。
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It's still not perfected完善 -- its coffee咖啡 falls下降 down --
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还不完美。这个实验机器人摔倒了,
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so we still have a lot of work to do.
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3000
所以后面还有我们忙的。
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The second第二 robot机器人 I want to talk about is called IMPASSIMPASS.
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第二个要介绍的机器人缩写是IMPASS。
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It stands站立 for Intelligent智能 Mobility流动性 Platform平台 with Actuated触动 Spoke System系统.
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它带有驱动辐条系统的智能移动平台(Intelligent Mobility Platform with Actuated Spoke System)。
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So, it's a wheel-leg轮腿 hybrid混合动力 robot机器人.
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它是一种“轮-腿“混合机器人。
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So, think of a rimless无框 wheel
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无框轮,
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or a spoke wheel,
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或者叫辐条轮。
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but the spokes辐条 individually个别地 move移动 in and out of the hub枢纽;
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每个辐条都可以缩进缩出轮毂。
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so, it's a wheel-leg轮腿 hybrid混合动力.
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所以它是”轮腿”混合机器人。
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We are literally按照字面 re-inventing重新发明 the wheel here.
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我们又重新发明了一种轮子。
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Let me demonstrate演示 how it works作品.
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让我演示一下工作原理。
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So, in this video视频 we're using运用 an approach途径
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这段视频中我们用了一种方法
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called the reactive反应 approach途径.
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被称为响应式方法。
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Just simply只是 using运用 the tactile sensors传感器 on the feet,
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只在利用足部的触觉传感器,
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it's trying to walk步行 over a changing改变 terrain地形,
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这机器人在崎岖不平的地形行走,
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a soft柔软的 terrain地形 where it pushes down and changes变化.
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地面柔软,随着它的下压而改变。
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And just by the tactile information信息,
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仅依靠足部传感器的信息,
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it successfully顺利 crosses十字架 over these type类型 of terrain地形.
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它成功的跨越了这些地形。
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But, when it encounters遭遇 a very extreme极端 terrain地形,
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不过,它遇到极端地形时,
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in this case案件, this obstacle障碍 is more than three times
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如视频中显示的,一个三倍于
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the height高度 of the robot机器人,
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机器人高度的障碍物,
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Then it switches开关 to a deliberate商榷 mode模式,
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它会切换到谨慎模式,
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where it uses使用 a laser激光 range范围 finder发现者,
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这里机器人利用激光测距仪,
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and camera相机 systems系统, to identify鉴定 the obstacle障碍 and the size尺寸,
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和摄像系统,来找出障碍和测量大小,
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and it plans计划, carefully小心 plans计划 the motion运动 of the spokes辐条
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作出相应的对策,仔细的策划辐条的动作,
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and coordinates坐标 it so that it can show显示 this
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同时协调好各部分动作,这样显示出
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kind of very very impressive有声有色 mobility流动性.
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令人惊讶的机动性。
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You probably大概 haven't没有 seen看到 anything like this out there.
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你可能从来没有见过这样的机器人。
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This is a very high mobility流动性 robot机器人
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这是一部机动性很高的机器人
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that we developed发达 called IMPASSIMPASS.
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这就是我们开发的,叫做IMPASS的机器人。
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Ah, isn't that cool?
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很酷吧?
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When you drive驾驶 your car汽车,
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您开车的时候,
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when you steer驾驶 your car汽车, you use a method方法
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转动方向盘,这种方式
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called Ackermann阿克曼 steering操舵.
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叫阿克曼转向。
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The front面前 wheels车轮 rotate回转 like this.
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前轮像这样转动。
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For most small wheeled轮式 robots机器人,
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对于那些小型轮式机器人,
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they use a method方法 called differential微分 steering操舵
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238000
2000
它们一般采用差速转向,
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where the left and right wheel turns the opposite对面 direction方向.
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也就是左轮和右轮向相反方向转动。
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For IMPASSIMPASS, we can do many许多, many许多 different不同 types类型 of motion运动.
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对于IMPASS机器人,我们可以采用不同方式的转向运动。
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For example, in this case案件, even though虽然 the left and right wheel is connected连接的
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如视频中演示的那样,它的左右轮连接在一个轴上,
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with a single axle rotating旋转 at the same相同 angle角度 of velocity速度.
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以同样的转速转动。
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We just simply只是 change更改 the length长度 of the spoke.
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不同的是,我们依靠调解辐条的长度实现转向。
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It affects影响 the diameter直径 and then can turn to the left, turn to the right.
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辐条长度的变化改变了辐条轮的直径大小,以此实现左右转弯。
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So, these are just some examples例子 of the neat整齐 things
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256000
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这些只是一些IMPASS可以做的巧妙动作
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that we can do with IMPASSIMPASS.
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的事例。
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This robot机器人 is called CLIMBeR登山者:
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261000
2000
这个机器人叫CLIMBeR(攀登者),
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Cable-suspended电缆悬 Limbed Intelligent智能 Matching匹配 Behavior行为 Robot机器人.
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全称是:钢缆吊肢智能匹配行为机器人(Cable-suspended Limbed Intelligent Matching Behavior Robot.)。
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So, I've been talking to a lot of NASANASA JPLJPL scientists科学家们 --
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我曾和许多NASA喷气推进实验室的科学家们聊过,
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at JPLJPL they are famous著名 for the Mars火星 rovers流浪者 --
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在喷气推进实验室,最出名的就是火星车。
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and the scientists科学家们, geologists地质学家 always tell me
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科学家们和地质学家们经常告诉我,
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that the real真实 interesting有趣 science科学,
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273000
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真正有趣的科学、
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the science-rich科学丰富 sites网站, are always at the cliffs悬崖.
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富含科学知识的地点就是在悬崖峭壁上。
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But the current当前 rovers流浪者 cannot不能 get there.
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不过目前火星车还探测不了峭壁。
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So, inspired启发 by that we wanted to build建立 a robot机器人
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受此启发,我们要建造一台
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that can climb a structured结构化的 cliff悬崖 environment环境.
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攀登峭壁的机器人。
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So, this is CLIMBeR登山者.
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286000
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那就是CLIMBeR机器人。
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So, what it does, it has three legs. It's probably大概 difficult to see,
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288000
2000
它有三条腿。可能很难看到,
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but it has a winch绞盘 and a cable电缆 at the top最佳 --
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290000
3000
但它顶部有一个绞盘,一条钢缆。
05:08
and it tries尝试 to figure数字 out the best最好 place地点 to put its foot脚丫子.
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293000
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它正在测算最好的立足点。
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And then once一旦 it figures人物 that out
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295000
2000
一旦测算好,
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in real真实 time, it calculates计算 the force distribution分配:
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297000
3000
它会实时计算出力的分布。
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how much force it needs需求 to exert发挥 to the surface表面
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300000
3000
计算出需要施加多大的力,
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so it doesn't tip小费 and doesn't slip.
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303000
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确保不翻下来,不打滑。
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Once一旦 it stabilizes稳定 that, it lifts升降机 a foot脚丫子,
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305000
2000
一旦稳定下来,抬起一条腿,
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and then with the winch绞盘 it can climb up these kinds of thing.
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307000
4000
然后利用绞盘,可以向上爬一点点。
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Also for search搜索 and rescue拯救 applications应用 as well.
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311000
2000
也可以应用在搜索和救援工作上。
05:28
Five years年份 ago I actually其实 worked工作 at NASANASA JPLJPL
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313000
2000
五年前,我夏季在NASA喷气推进实验室
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during the summer夏季 as a faculty学院 fellow同伴.
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315000
2000
做教员研究员。
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And they already已经 had a six legged robot机器人 called LEMUR狐猴.
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317000
4000
他们有个六足机器人,称作LEMUR。
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So, this is actually其实 based基于 on that. This robot机器人 is called MARS火星:
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321000
3000
基于此我们开发一台机器人,称作MARS(Mars, 火星)
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Multi-Appendage多附体 Robotic机器人 System系统. So, it's a hexapod昆虫 robot机器人.
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324000
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多附体机器人系统(Multi-Appendage Robotic System)。它是一种六足机器人。
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We developed发达 our adaptive自适应 gait步态 planner规划人员.
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327000
2000
我们开发了自适应步态规划软件。
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We actually其实 have a very interesting有趣 payload有效载荷 on there.
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329000
2000
我们放了一个十分有趣的有效载荷。
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The students学生们 like to have fun开玩笑. And here you can see that it's
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331000
2000
学生们喜欢有趣的机器人。您可以看到
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walking步行 over unstructured非结构化 terrain地形.
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333000
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机器人在不规则地形上行走。
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It's trying to walk步行 on the coarse terrain地形,
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336000
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它试图在粗糙地形上行走,
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sandy area,
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338000
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沙地上,
05:55
but depending根据 on the moisture湿气 content内容 or the grain粮食 size尺寸 of the sand
135
340000
5000
取决于水分含量或沙粒大小的
06:00
the foot's脚的 soil sinkage下沉 model模型 changes变化.
136
345000
2000
脚下的泥土下沉模式变化。
06:02
So, it tries尝试 to adapt适应 its gait步态 to successfully顺利 cross交叉 over these kind of things.
137
347000
4000
机器人自适应的调整步态以便成功翻越这类地形。
06:06
And also, it does some fun开玩笑 stuff东东, as can imagine想像.
138
351000
2000
除此之外,它还可以做出一些搞笑的事。
06:08
We get so many许多 visitors游客 visiting访问 our lab实验室.
139
353000
3000
我们的实验室有很多参观者。
06:11
So, when the visitors游客 come, MARS火星 walks散步 up to the computer电脑,
140
356000
2000
有参观者来的时候,MARS机器人会走到计算机旁边,
06:13
starts启动 typing打字 "Hello你好, my name名称 is MARS火星."
141
358000
2000
并输入“你好!我叫MARS。”
06:15
Welcome欢迎 to RoMeLaRoMeLa,
142
360000
2000
欢迎来到RoMeLa,
06:17
the Robotics机器人 Mechanisms机制 Laboratory实验室 at Virginia弗吉尼亚州 Tech技术.
143
362000
4000
弗吉尼亚理工大学的“机器人技术与机械实验室(RoMeLa)。
06:21
This robot机器人 is an amoeba阿米巴 robot机器人.
144
366000
2000
这个机器人是一个变形虫机器人。
06:23
Now, we don't have enough足够 time to go into technical技术 details细节,
145
368000
3000
我们没有时间讲述技术细节,
06:26
I'll just show显示 you some of the experiments实验.
146
371000
2000
我将展示些实验。
06:28
So, this is some of the early feasibility可行性 experiments实验.
147
373000
2000
这是一些早期的可行性实验。
06:30
We store商店 potential潜在 energy能源 to the elastic skin皮肤 to make it move移动.
148
375000
4000
弹性表皮上存有势能,使之移动。
06:34
Or use an active活性 tension张力 cords线 to make it move移动
149
379000
2000
利用一个有张力绳子
06:36
forward前锋 and backward落后. It's called ChIMERA嵌合体.
150
381000
3000
使之前进和后退。它被称为嵌合体(ChIMERA)。
06:39
We also have been working加工 with some scientists科学家们
151
384000
2000
我们还和来自宾州大学的科学家
06:41
and engineers工程师 from UPenn宾夕法尼亚大学
152
386000
2000
和工程师合作,
06:43
to come up with a chemically化学 actuated促动 version
153
388000
2000
开发出化学驱动版本的
06:45
of this amoeba阿米巴 robot机器人.
154
390000
2000
变形虫机器人。
06:47
We do something to something
155
392000
2000
我们鼓捣一下,
06:49
And just like magic魔法, it moves移动. The blobBLOB.
156
394000
6000
然后,就像变魔术,它移动了。就像科幻电影The Blob。
06:55
This robot机器人 is a very recent最近 project项目. It's called RAPHaEL拉斐尔.
157
400000
2000
这个机器人是最近的项目。它叫RAPHaEL
06:57
Robotic机器人 Air空气 Powered供电 Hand with Elastic Ligaments韧带.
158
402000
3000
带有弹性韧带的气压机器手臂 (Robotic Air Powered Hand with Elastic Ligaments)。
07:00
There are a lot of really neat整齐, very good robotic机器人 hands out there in the market市场.
159
405000
4000
市面上有不少不错的机器手臂。
07:04
The problem问题 is they're just too expensive昂贵, tens of thousands数千 of dollars美元.
160
409000
4000
不过动辄就要几万美元太贵了。
07:08
So, for prosthesis假体 applications应用 it's probably大概 not too practical实际的,
161
413000
2000
对于假肢应用可能不太现实,
07:10
because it's not affordable实惠.
162
415000
2000
因为太贵了。
07:12
We wanted to go tackle滑车 this problem问题 in a very different不同 direction方向.
163
417000
4000
我们想到一个非常不同的方法去解决这个问题。
07:16
Instead代替 of using运用 electrical电动 motors马达, electromechanical机电 actuators执行器,
164
421000
3000
不使用电动马达,机电执行器,
07:19
we're using运用 compressed压缩 air空气.
165
424000
2000
而是用压缩空气作动力。
07:21
We developed发达 these novel小说 actuators执行器 for joints关节.
166
426000
2000
我们开发这些新型驱动器的关节。
07:23
It is compliant兼容. You can actually其实 change更改 the force,
167
428000
3000
它是兼容的。你其实可以通过调节气压
07:26
simply只是 just changing改变 the air空气 pressure压力.
168
431000
2000
就很容易地来改变驱动力的大小。
07:28
And it can actually其实 crush粉碎 an empty soda苏打 can.
169
433000
2000
它的力气可以压扁一个空可乐罐。
07:30
It can pick up very delicate精巧 objects对象 like a raw生的 egg,
170
435000
3000
也可以握住易碎的物体,如生鸡蛋
07:33
or in this case案件, a lightbulb灯泡.
171
438000
3000
或如这展示的电灯泡。
07:36
The best最好 part部分, it took only $200 dollars美元 to make the first prototype原型.
172
441000
4000
最棒的是,这个原型机仅花费200美元。
07:40
This robot机器人 is actually其实 a family家庭 of snake robots机器人
173
445000
3000
这部机器人实际上是一系列蛇形机器人,
07:43
that we call HyDRAS九头蛇,
174
448000
2000
我们称之为HyDRAS,
07:45
Hyper Degrees-of-freedom自由程度 Robotic机器人 Articulated铰接式 Serpentine蛇形.
175
450000
2000
高自由度铰接式蛇形机器人(Hyper Degrees-of-freedom Robotic Articulated Serpentine)。
07:47
This is a robot机器人 that can climb structures结构.
176
452000
3000
这是一个可以攀爬的机器人。
07:50
This is a HyDRAS's九头蛇的 arm.
177
455000
2000
这是一个HyDRAS型机器臂。
07:52
It's a 12 degrees of freedom自由 robotic机器人 arm.
178
457000
2000
它有12个自由度的机器臂。
07:54
But the cool part部分 is the user用户 interface接口.
179
459000
2000
不过最酷的是用户接口。
07:56
The cable电缆 over there, that's an optical光纤 fiber纤维.
180
461000
3000
这些电缆是光纤。
07:59
And this student学生, probably大概 the first time using运用 it,
181
464000
2000
这名学生,可能是第一次使用,
08:01
but she can articulate说出 it many许多 different不同 ways方法.
182
466000
2000
她可以用很多不同的方法操作。
08:03
So, for example in Iraq伊拉克, you know, the war战争 zone,
183
468000
3000
例如在伊拉克,在战区,
08:06
there is roadside路边 bombs炸弹. Currently目前 you send发送 these
184
471000
2000
常有路边炸弹。
08:08
remotely远程 controlled受控 vehicles汽车 that are armed武装.
185
473000
3000
目前,派出的是遥控武装车辆。
08:11
It takes really a lot of time and it's expensive昂贵
186
476000
2000
它需要很多时间和花费
08:13
to train培养 the operator操作者 to operate操作 this complex复杂 arm.
187
478000
4000
来培训控制这复杂武装车辆的操作员。
08:17
In this case案件 it's very intuitive直观的;
188
482000
2000
在这种情况下,这个机器手臂很直观。
08:19
this student学生, probably大概 his first time using运用 it, doing very complex复杂 manipulation操作 tasks任务,
189
484000
4000
这名学生可能是第一次使用,就能完成复杂的操作任务,
08:23
picking选择 up objects对象 and doing manipulation操作,
190
488000
2000
拾取物体,操作,
08:25
just like that. Very intuitive直观的.
191
490000
3000
就像这样,非常直观。
08:30
Now, this robot机器人 is currently目前 our star robot机器人.
192
495000
2000
这部机器人,是我们的明星机器人。
08:32
We actually其实 have a fan风扇 club俱乐部 for the robot机器人, DARwIn达尔文:
193
497000
3000
我们有个DARwIn机器人兴趣小组,
08:35
Dynamic动态 Anthropomorphic拟人化 Robot机器人 with Intelligence情报.
194
500000
3000
智能动力人形机器人(Dynamic Anthropomorphic Robot With Intelligence)。
08:38
As you know, we are very interested有兴趣 in
195
503000
2000
我们对人形机器人,
08:40
humanoid人形 robot机器人, human人的 walking步行,
196
505000
2000
人类行走机器人,非常感兴趣,
08:42
so we decided决定 to build建立 a small humanoid人形 robot机器人.
197
507000
2000
我们决定造一个小型人形机器人。
08:44
This was in 2004; at that time,
198
509000
2000
在2004年,那时
08:46
this was something really, really revolutionary革命的.
199
511000
2000
这是革命性的东西。
08:48
This was more of a feasibility可行性 study研究:
200
513000
2000
更多的是可行性研究,
08:50
What kind of motors马达 should we use?
201
515000
2000
应该选用什么样的马达?
08:52
Is it even possible可能? What kinds of controls控制 should we do?
202
517000
2000
可行吗?我们做什么样的控制?
08:54
So, this does not have any sensors传感器.
203
519000
2000
这个机器人没有传感器。
08:56
So, it's an open打开 loop循环 control控制.
204
521000
2000
它是开环控制。
08:58
For those who probably大概 know, if you don't have any sensors传感器
205
523000
2000
如您所知,如果没有控制器
09:00
and there are any disturbances骚乱, you know what happens发生.
206
525000
2000
稍有扰动就会出问题。
09:05
(Laughter笑声)
207
530000
1000
(笑声)
09:06
So, based基于 on that success成功, the following以下 year
208
531000
2000
基于此,翌年,
09:08
we did the proper正确 mechanical机械 design设计
209
533000
3000
我们做了正确的机械设计,
09:11
starting开始 from kinematics运动学.
210
536000
2000
从运动学开始。
09:13
And thus从而, DARwIn达尔文 I was born天生 in 2005.
211
538000
2000
2005年,DARwIn I型诞生。
09:15
It stands站立 up, it walks散步 -- very impressive有声有色.
212
540000
2000
站立,行走,令人印象深刻。
09:17
However然而, still, as you can see,
213
542000
2000
然而,如你所见
09:19
it has a cord, umbilical脐带 cord. So, we're still using运用 an external外部 power功率 source资源
214
544000
4000
它是有线的,还有一条脐带。我们还是用的外部电源,
09:23
and external外部 computation计算.
215
548000
2000
以及外部运算。
09:25
So, in 2006, now it's really time to have fun开玩笑.
216
550000
4000
2006年,正是时候可以找乐子了。
09:29
Let's give it intelligence情报. We give it all the computing计算 power功率 it needs需求:
217
554000
3000
给他智能。我们给它所需的计算能力,
09:32
a 1.5 gigahertz千兆赫 Pentium奔腾 M chip芯片,
218
557000
2000
1.5GHz的Pentium M处理器,
09:34
two FireWire火线 cameras相机, rate gyros陀螺仪, accelerometers加速度计,
219
559000
2000
两个火线(IEEE1394)摄像头,8个陀螺仪,一个加速度计,
09:36
four force sensors传感器 on the foot脚丫子, lithium polymer聚合物 batteries电池.
220
561000
3000
足部四个力矩传感器,锂电池。
09:39
And now DARwIn达尔文 IIII is completely全然 autonomous自主性.
221
564000
4000
DARwIn II是全部自主式的。
09:43
It is not remote远程 controlled受控.
222
568000
2000
不用远程遥控。
09:45
There are no tethers系绳. It looks容貌 around, searches搜索 for the ball,
223
570000
3000
没有外接连线。它查看四周,寻找球,
09:48
looks容貌 around, searches搜索 for the ball, and it tries尝试 to play a game游戏 of soccer足球,
224
573000
3000
再查看四周,寻找球,试着踢足球,
09:51
autonomously自主: artificial人造 intelligence情报.
225
576000
3000
自主式的踢球,实现人工智能。
09:54
Let's see how it does. This was our very first trial审讯,
226
579000
3000
看看它的能耐。这是我们第一次测试,
09:57
and... Spectators观众 (Video视频): Goal目标!
227
582000
5000
视频:进球了!
10:03
Dennis丹尼斯 Hong香港: So, there is actually其实 a competition竞争 called RoboCup机器人世界杯.
228
588000
3000
有个竞赛叫机器人世界杯赛。
10:06
I don't know how many许多 of you have heard听说 about RoboCup机器人世界杯.
229
591000
2000
我不知道你们知不知道机器人世界杯赛。
10:08
It's an international国际 autonomous自主性 robot机器人 soccer足球 competition竞争.
230
593000
5000
机器人世界杯赛是自主式机器人足球赛事。
10:13
And the goal目标 of RoboCup机器人世界杯, the actual实际 goal目标 is,
231
598000
3000
机器人世界杯赛的目标是,
10:16
by the year 2050
232
601000
2000
到2050年
10:18
we want to have full充分 size尺寸, autonomous自主性 humanoid人形 robots机器人
233
603000
3000
我们有人类大小的自主式人形机器人
10:21
play soccer足球 against反对 the human人的 World世界 Cup杯子 champions冠军
234
606000
4000
与人类的世界杯冠军队进行足球比赛
10:25
and win赢得.
235
610000
2000
而且要胜利。
10:27
It's a true真正 actual实际 goal目标. It's a very ambitious有雄心 goal目标,
236
612000
2000
非常实际的目标。非常有野心的目标,
10:29
but we truly believe that we can do it.
237
614000
2000
我们认为我们可以做到。
10:31
So, this is last year in China中国.
238
616000
3000
去年在中国。
10:34
We were the very first team球队 in the United联合的 States状态 that qualified合格
239
619000
2000
我们是美国在人形机器人比赛获得比赛资格的
10:36
in the humanoid人形 RoboCup机器人世界杯 competition竞争.
240
621000
2000
第一个团队。
10:38
This is this year in Austria奥地利.
241
623000
3000
今年在奥地利举行。
10:41
You're going to see the action行动, three against反对 three,
242
626000
2000
三对三
10:43
completely全然 autonomous自主性.
243
628000
2000
完全自主的机器人。
10:45
There you go. Yes!
244
630000
2000
不错。很好!
10:48
The robots机器人 track跟踪 and they
245
633000
2000
机器人跟踪,踢球,
10:50
team球队 play amongst其中包括 themselves他们自己.
246
635000
3000
组队对抗。
10:53
It's very impressive有声有色. It's really a research研究 event事件
247
638000
2000
令人印象深刻。这实际上是
10:55
packaged包装 in a more exciting扣人心弦 competition竞争 event事件.
248
640000
4000
裹着竞赛外衣的科研工作。
10:59
What you see over here, this is the beautiful美丽
249
644000
2000
这张照片是漂亮的
11:01
Louis路易 Vuitton威登 Cup杯子 trophy.
250
646000
2000
奖杯(Louis Vuitton Cup路易威登提供的奖杯)。
11:03
So, this is for the best最好 humanoid人形,
251
648000
2000
这是颁发给最佳人形机器人的,
11:05
and we would like to bring带来 this for the very first time, to the United联合的 States状态
252
650000
2000
明年我们希望可以首次把它带回美国,
11:07
next下一个 year, so wish希望 us luck运气.
253
652000
2000
希望我们走运。
11:09
(Applause掌声)
254
654000
2000
谢谢。
11:11
Thank you.
255
656000
3000
(掌声)
11:14
DARwIn达尔文 also has a lot of other talents人才.
256
659000
2000
DARwIn还有其他的才能。
11:16
Last year it actually其实 conducted进行 the Roanoke罗阿诺克 Symphony交响乐 Orchestra乐队
257
661000
3000
去年假日音乐会上,它实际指挥罗阿诺克
11:19
for the holiday假日 concert音乐会.
258
664000
3000
交响乐团。
11:22
This is the next下一个 generation robot机器人, DARwIn达尔文 IVIV,
259
667000
3000
这是下一代,DARwIn四型,
11:25
but smarter聪明, faster更快, stronger.
260
670000
3000
更小,更快,更有力。
11:28
And it's trying to show显示 off its ability能力:
261
673000
2000
它正在展示它的能力。
11:30
"I'm macho大男子主义, I'm strong强大.
262
675000
3000
“我是男子汉,我很结实。”
11:33
I can also do some Jackie成龙 Chan-motion赞运动,
263
678000
3000
我可以做些成龙式的
11:36
martial art艺术 movements运动."
264
681000
3000
武术动作。
11:39
(Laughter笑声)
265
684000
2000
(笑声)
11:41
And it walks散步 away. So, this is DARwIn达尔文 IVIV.
266
686000
2000
它走开。这是DARwIn四型,
11:43
And again, you'll你会 be able能够 to see it in the lobby前厅.
267
688000
2000
你可以在大厅里看到。
11:45
We truly believe this is going to be the very first running赛跑
268
690000
2000
我们确信这将是第一个运行
11:47
humanoid人形 robot机器人 in the United联合的 States状态. So, stay tuned调整.
269
692000
3000
在美国的人形机器人。因此,敬请关注。
11:50
All right. So I showed显示 you some of our exciting扣人心弦 robots机器人 at work.
270
695000
3000
好了,我展示给大家我们有趣的机器人。
11:53
So, what is the secret秘密 of our success成功?
271
698000
3000
那么我们成功的秘诀是什么呢?
11:56
Where do we come up with these ideas思路?
272
701000
2000
我们从哪里想出这些点子呢?
11:58
How do we develop发展 these kinds of ideas思路?
273
703000
2000
我们如何发展这些点子呢?
12:00
We have a fully充分 autonomous自主性 vehicle车辆
274
705000
2000
我们有全自主式车辆
12:02
that can drive驾驶 into urban城市的 environments环境. We won韩元 a half a million百万 dollars美元
275
707000
2000
可以穿行在城市里。我们赢了DARPA挑战赛的50万
12:04
in the DARPADARPA Urban城市的 Challenge挑战.
276
709000
2000
美元。
12:06
We also have the world's世界 very first
277
711000
2000
我们有世界上第一辆
12:08
vehicle车辆 that can be driven驱动 by the blind.
278
713000
2000
盲人驾驶汽车。
12:10
We call it the Blind Driver司机 Challenge挑战, very exciting扣人心弦.
279
715000
2000
我们称之为,盲人驾驶员的挑战,
12:12
And many许多, many许多 other robotics机器人 projects项目 I want to talk about.
280
717000
4000
还有许多其他的机器人项目。
12:16
These are just the awards奖项 that we won韩元 in 2007 fall秋季
281
721000
2000
这些是2007年秋天我们赢得的奖项,
12:18
from robotics机器人 competitions比赛 and those kinds of things.
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723000
3000
从机器人竞赛之类的活动中取得的。
12:21
So, really, we have five secrets秘密.
283
726000
2000
实际上我们有5个秘诀。
12:23
First is: Where do we get inspiration灵感?
284
728000
2000
第一,我们从哪里得到的启发,
12:25
Where do we get this spark火花 of imagination想像力?
285
730000
2000
从哪里得到灵感的?
12:27
This is a true真正 story故事, my personal个人 story故事.
286
732000
3000
这是我个人切身经历的。
12:30
At night when I go to bed, 3 - 4 a.m. in the morning早上,
287
735000
2000
凌晨三四点钟的时候我上床睡觉,
12:32
I lie谎言 down, close my eyes眼睛, and I see these lines线 and circles
288
737000
3000
我躺下,闭上眼睛,一些线环
12:35
and different不同 shapes形状 floating漂浮的 around.
289
740000
2000
和其他形状的东西浮现在脑海中,
12:37
And they assemble集合, and they form形成 these kinds of mechanisms机制.
290
742000
3000
拼凑起来,它们组成了一些机器。
12:40
And then I think, "Ah this is cool."
291
745000
2000
然后我想,“这个很棒。”
12:42
So, right next下一个 to my bed I keep a notebook笔记本,
292
747000
2000
就在我的床头有一个记事本,
12:44
a journal日志, with a special特别 pen钢笔 that has a light on it, LED light,
293
749000
3000
日记,带有一个特殊的配有LED灯光的钢笔,
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because I don't want to turn on the light and wake唤醒 up my wife妻子.
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752000
2000
因为我不想开灯弄醒我的妻子。
12:49
So, I see this, scribble everything down, draw things,
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754000
2000
我看到这些绘图,涂鸦上我的想法,
12:51
and I go to bed.
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756000
2000
然后睡觉。
12:53
Every一切 day in the morning早上,
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758000
2000
每天早上,
12:55
the first thing I do before my first cup杯子 of coffee咖啡,
298
760000
2000
喝咖啡刷牙之前的第一件事,
12:57
before I brush my teeth, I open打开 my notebook笔记本.
299
762000
2000
我打开笔记本。
12:59
Many许多 times it's empty,
300
764000
2000
通常是空的,
13:01
sometimes有时 I have something there -- if something's什么是 there, sometimes有时 it's junk破烂 --
301
766000
2000
有时候,就是一些胡写乱画上去的,
13:03
but most of the time I can't even read my handwriting手写.
302
768000
3000
有时候,我都看不懂我的笔迹。
13:06
And so, 4 am in the morning早上, what do you expect期望, right?
303
771000
3000
凌晨4点写的东西,你说能好到哪里去?
13:09
So, I need to decipher解码 what I wrote.
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774000
2000
我得辨识我的潦草字迹。
13:11
But sometimes有时 I see this ingenious巧妙 idea理念 in there,
305
776000
3000
有时候,我会看到巧妙的点子,
13:14
and I have this eureka尤里卡 moment时刻.
306
779000
2000
我就有了这种瞬间灵感Eureka。(Eureka阿基米德发现浮力后喊道的)
13:16
I directly run to my home office办公室, sit at my computer电脑,
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781000
2000
我直接跑到书房去,坐在计算机旁边,
13:18
I type类型 in the ideas思路, I sketch草图 things out
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783000
2000
输入下我的点子,我勾画出来的东西,
13:20
and I keep a database数据库 of ideas思路.
309
785000
3000
我有一个点子数据库。
13:23
So, when we have these calls电话 for proposals建议,
310
788000
2000
当我们需要建议的时候,
13:25
I try to find a match比赛 between之间 my
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790000
2000
我就会在我的潜在点子库中找合适的
13:27
potential潜在 ideas思路
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792000
2000
点子,
13:29
and the problem问题. If there is a match比赛 we write a research研究 proposal提案,
313
794000
2000
如果匹配我就写一个研究建议,
13:31
get the research研究 funding资金 in, and that's how we start开始 our research研究 programs程式.
314
796000
4000
获得研究经费,这就是我们如何开始我们的研究计划。
13:35
But just a spark火花 of imagination想像力 is not good enough足够.
315
800000
3000
仅仅是一丝灵感,还不够。
13:38
How do we develop发展 these kinds of ideas思路?
316
803000
2000
我们如何发展这些点子呢?
13:40
At our lab实验室 RoMeLaRoMeLa, the Robotics机器人 and Mechanisms机制 Laboratory实验室,
317
805000
3000
在机器人技术与机械实验室(RoMeLa),
13:43
we have these fantastic奇妙 brainstorming头脑风暴 sessions会议.
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808000
3000
我们有这个神奇的头脑风暴会议。
13:46
So, we gather收集 around, we discuss讨论 about problems问题
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811000
2000
我们聚在一起讨论问题,
13:48
and social社会 problems问题 and talk about it.
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813000
2000
社会问题,诸如此类的。
13:50
But before we start开始 we set this golden金色 rule规则.
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815000
3000
讨论之前,我们设定一个规矩。
13:53
The rule规则 is:
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818000
2000
规矩是:
13:55
Nobody没有人 criticizes批评 anybody's任何人的 ideas思路.
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820000
3000
不准批评别人的点子。
13:58
Nobody没有人 criticizes批评 any opinion意见.
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823000
2000
不准指责任何意见。
14:00
This is important重要, because many许多 times students学生们, they fear恐惧
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825000
2000
这很重要,因为,很多时候,学生们
14:02
or they feel uncomfortable不舒服 how others其他 might威力 think
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827000
3000
害怕别人
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about their opinions意见 and thoughts思念.
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830000
2000
批评他们的点子或主意。
14:07
So, once一旦 you do this, it is amazing惊人
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832000
2000
一旦你这样做,
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how the students学生们 open打开 up.
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834000
2000
你就会惊异地发现学生们的创造力。
14:11
They have these wacky古怪, cool, crazy, brilliant辉煌 ideas思路, and
330
836000
3000
他们有光怪陆离的点子,
14:14
the whole整个 room房间 is just electrified带电 with creative创作的 energy能源.
331
839000
3000
整个房间里充满了创意能量。
14:17
And this is how we develop发展 our ideas思路.
332
842000
3000
这是我们如何发展这些点子的。
14:20
Well, we're running赛跑 out of time. One more thing I want to talk about is,
333
845000
3000
时间不够了,我再说一点
14:23
you know, just a spark火花 of idea理念 and development发展 is not good enough足够.
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848000
4000
只有点子和拓展是不够的。
14:27
There was a great TEDTED moment时刻,
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852000
2000
有一个TED瞬间,
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I think it was Sir先生 Ken Robinson罗宾逊, was it?
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854000
3000
我想他是Ken Robinson,对吗?
14:32
He gave a talk about how education教育
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857000
2000
他在TED讲过
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and school学校 kills杀死 creativity创造力.
338
859000
2000
学校教育扼杀了创造力。
14:36
Well, actually其实, there are two sides双方 to the story故事.
339
861000
3000
实际上,这是有正负两面性的。
14:39
So, there is only so much one can do
340
864000
3000
人们只能做这么多,
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with just ingenious巧妙 ideas思路
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867000
2000
非凡的点子
14:44
and creativity创造力 and good engineering工程 intuition直觉.
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869000
3000
和有创造力的工程直觉。
14:47
If you want to go beyond a tinkering修修补补,
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872000
2000
如果你想超越,
14:49
if you want to go beyond a hobby爱好 of robotics机器人
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874000
2000
超越机器人爱好
14:51
and really tackle滑车 the grand盛大 challenges挑战 of robotics机器人
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876000
3000
真正通过枯燥的研究应对机器人学的
14:54
through通过 rigorous严格 research研究
346
879000
2000
巨大挑战,
14:56
we need more than that. This is where school学校 comes in.
347
881000
3000
我们需要更多的东西。这些东西都是学校教的。
14:59
Batman蝙蝠侠, fighting战斗 against反对 bad guys,
348
884000
3000
蝙蝠侠和坏人战斗,
15:02
he has his utility效用 belt, he has his grappling擒拿 hook,
349
887000
2000
蝙蝠侠有著名的万能腰带、绳钩,
15:04
he has all different不同 kinds of gadgets小工具.
350
889000
2000
还有其他的小玩意儿。
15:06
For us roboticists机器人专家, engineers工程师 and scientists科学家们,
351
891000
2000
对于我们,机器人学家,工程师,科学家,
15:08
these tools工具, these are the courses培训班 and classes you take in class.
352
893000
5000
这些工具就是在教室里的课程。
15:13
Math数学, differential微分 equations方程.
353
898000
2000
数学,微分方程。
15:15
I have linear线性 algebra代数, science科学, physics物理,
354
900000
2000
线性代数,科学,物理,
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even nowadays如今, chemistry化学 and biology生物学, as you've seen看到.
355
902000
3000
更有,今天讲到的诸如化学,生物学。
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These are all the tools工具 that we need.
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905000
2000
这些都是我们需要的工具。
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So, the more tools工具 you have, for Batman蝙蝠侠,
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907000
2000
工具越多,
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more effective有效 at fighting战斗 the bad guys,
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909000
2000
蝙蝠侠才能更有效的对抗坏人,
15:26
for us, more tools工具 to attack攻击 these kinds of big problems问题.
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911000
4000
对于我们,工具越多就是解决问题的知识。
15:30
So, education教育 is very important重要.
360
915000
3000
所以教育至关重要。
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Also, it's not about that,
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918000
2000
不仅仅是这些,
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only about that. You also have to work really, really hard.
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920000
2000
你还要非常努力工作。
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So, I always tell my students学生们,
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922000
2000
我常常告诫我的学生们
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"Work smart聪明, then work hard."
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924000
2000
学会聪明地工作,然后努力工作。
15:41
This picture图片 in the back this is 3 a.m. in the morning早上.
365
926000
3000
这张照片是凌晨三点拍的。
15:44
I guarantee保证 if you come to your lab实验室 at 3 - 4 am
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929000
2000
如果您凌晨3、4点来我们实验室,
15:46
we have students学生们 working加工 there,
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931000
2000
您会看到学生们还在那里,
15:48
not because I tell them to, but because we are having too much fun开玩笑.
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933000
3000
不是我要求的,而是他们有兴趣做。
15:51
Which哪一个 leads引线 to the last topic话题:
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936000
2000
这就是最后一个主题。
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Do not forget忘记 to have fun开玩笑.
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别忘了找乐子。
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That's really the secret秘密 of our success成功, we're having too much fun开玩笑.
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这是我们成功的秘诀,我们工作中充满了乐趣。
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I truly believe that highest最高 productivity生产率 comes when you're having fun开玩笑,
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943000
3000
我认为人有多大乐,地有多大产。
16:01
and that's what we're doing.
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2000
这就是我们的工作。
16:03
There you go. Thank you so much.
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948000
2000
就到这里吧。感谢各位听众。
16:05
(Applause掌声)
375
950000
5000
(掌声)
Translated by dahong zhang
Reviewed by Angelia King

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ABOUT THE SPEAKER
Dennis Hong - Roboticist
Dennis Hong is the founder and director of RoMeLa -- a Virginia Tech robotics lab that has pioneered several breakthroughs in robot design and engineering.

Why you should listen

As director of a groundbreaking robotics lab, Dennis Hong guides his team of students through projects on robot locomotion and mechanism design, creating award-winning humanoid robots like DARwIn (Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence). His team is known as RoMeLa (Robotics & Mechanisms Laboratory) and operates at Virginia Tech.

Hong has also pioneered various innovations in soft-body robots, using a “whole-skin locomotion” as inspired by amoebae. Marrying robotics with biochemistry, he has been able to generate new types of motion with these ingenious forms. For his contributions to the field, Hong was selected as a NASA Summer Faculty Fellow in 2005, given the CAREER award by the National Science Foundation in 2007 and in 2009, named as one of Popular Science's Brilliant 10. He is also a gourmet chef and a magician, performing shows for charity and lecturing on the science of magic.

More profile about the speaker
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