תודה שקיבלתם אותי. יש לנו יותר מדי עבודות רובוטיות מאוד מגניבות שאני רוצה להראות לכם אבל יש לנו רק 18 דקות, אז היה לי מאוד קשה לנסות להוציא חלק מהם מההרצאה. אבל בואו נראה איך זה הולך, יש לנו 18 דקות ואני מצטער מראש, אני כנראה הולך לדבר מאוד מהר. אז, הרובוט הראשון שאני אדבר עליו נקרא STriDER. זה ראשי תיבות של רובוט דינמי ניסיוני מתלהב על 3. זהו רובוט שיש לו 3 רגליים, שקיבלנו את ההשראה עליו מהטבע. אבל ראיתם משהו בטבע, חיה שיש לה 3 רגליים? כנראה שלא. אז, למה אני קורה לו רובוט בהשראה ביולוגית? איך זה הגיוני? אבל לפני זה, בואו נסתכל על תרבות הפופ. אתם מכירים את הספר של ה.ג'. ולס, "מלחמת העולמות", נובלה וסרט. ומה שאתם רואים שם הוא משחק וידאו מאוד פופולרי, וביקום הזה הם מתארים את החייזרים האלו והרובוטים שיש להם 3 רגליים שאיימו על כדור הארץ. אבל הרובוט שלי, STriDER, לא זז ככה. אז, איך הוא עובד? זו אנימציה של סימולטור דינמי. אני רק הולך להראות לכם איך הרובוט עובד. אז כשאני הולך לכנסי רובוטיקה, אני מראה את הסרטון הזה לכמה מהעמיתים שלי וכולם אומרים, וואו, זה מגניב. וכשאני לוחץ על זה, זה מראה אנימציה, וכולכם תגידו "אוו" ו-"אההה". אוו. אה, נכון שזה מגניב? אז מה שהוא עושה הוא להסתובב 180 מעלות והוא מעיף את הרגל בין השתיים האחרות ועוצר את הנפילה. אז כך הוא הולך. אם אתם חושבים על זה, זה נראה מאוד מסובך, כמעט אורגני. אבל למה אנחנו מנסים לעשות את זה? איך זה בהשראת הטבע? תנו לי לדבר על זה טיפה. אז, שאתם מסתכלים עלינו בני האנוש, הולכים על שתיים, מה שאתם עושים הוא לא באמת משתמש בשריר כדי להרים את הרגל וללכת כמו רובוט. נכון? מה שאתם באמת עושים זה להעיף את הרגל ולעצור את הנפילה, לעמוד שוב, להעיף את הרגל ולעצור את הנפילה. אתם משתמשים בדינמיקה שקיימת אצלכם, בפיזיקה של הגוף שלכם, בדיוק כמו מטוטלת. אנחנו קוראים לזה הקונספט של תנועה דינמית פסיבית. מה שאתם עושים הוא, כאשר אתם עומדים, אנרגיה פוטנציאלית לאנרגיה קינטית, אנרגיה פוטנציאלית לאנרגיה קינטית. זה תהליך של נפילה מתמדת. אז, למרות שאין באמת בטבע משהו שנראה כזה, באמת, אנחנו מקבלים השראה מביולוגיה ומיישמים את העקרונות של הליכה ברובוט הזה. ולכן הוא רובוט מהשראה ביולוגית. מה שאתם רואים פה, זה הדבר הבא שאנחנו רוצים לעשות. אנחנו רוצים שהוא יקפל את הרגליים ויקפיץ את עצמו לתנועה בטווח גדול יותר. והוא פורש את הרגליים - זה נראה כמעט כמו "מלחמת הכוכבים" - וכשהוא נוחת, הוא סופג את המכה ומתחיל ללכת. מה שאתם רואים פה, הדבר הצהוב, זה לא קרן מוות. (צחוק) זה רק כדי להראות לכם שאם יש לכם מצלמות או סוג אחר של חיישנים - בגלל שהוא גבוה, הוא בגובה של 1.8 מטר - אפשר לראות מעבר למכשולים כמו שיחים ודברים כאלו. אז יש לנו שני אבות טיפוס. הגרסה הראשונה, זאת מאחור, זה STriDER I. אחת הבעיות שהיו לנו עם STriDER I - האחד מלפנים, הקטן יותר, הוא STriDER II. הבעיה שהייתה לנו עם STriDER I הייתה שהוא היה פשוט כבד מדי לגוף הזה. היה לנו כ"כ הרבה מנועים, אתם יודעים, מזיזים את הרגליים, וכל מיני דברים כאלו. אז, מה שהחלטנו לעשות היה לסנטז מערכת מכנית שבאמצעותה נוכל להיפתר מכל המנועים, ובאמצעות מנוע אחד נוכל לכוון את כל התנועות. זה פתרון מכני לבעיה, במקום להשתמש במכטרוניקה. אז, הגוף העליון היה מספיק קל. הוא הולך לו במעבדה שלנו; זה הצעד הראשון שהצליח. הוא לא מושלם - הקפה שלו נופל - אז עדיין יש לנו הרבה עבודה לעשות. הרובוט השני שאני רוצה לדבר עליו נקרא IMPASS. אלו ראשי תיבות של מערכת פלטפורמה חכמה ניידת מופעלת חישור. אז, זה רובוט היברידי של רגל-גלגל. אז, תחשבו על גלגל בלי מסגרת או גלגל חישורים, אבל החישורים זזים באופן עצמאי החוצה ולתוך התושבת שלהם; אז, זה היבריד של גלגל-רגל. אנחנו באופן מילולי ממציאים מחדש את הגלגל מחדש. תנו לי להדגים איך זה עובד. אז, בסרטון הזה אנחנו משתמשים בגישה שנקראת גישה מגיבה. רק בשימוש בחיישני מישוש על הרגליים, הוא מנסה ללכת על הסביבה המשתנה, סביבה רכה שבה הוא דוחף למטה ומשתנה. ורק לפי המידע המישושי, הוא עובר סוגים כאלו של סביבות. אבל, כאשר הם מגיע לסביבה מאוד אתגרית, במקרה הזה, המכשול גדול יותר מפי 3 מהגובה של הרובוט, הוא משתנה לצורה מתכווננת, שבה הוא משתמש במוצא טווח על בסיס לייזר, ומערכת מצלמות, כדי לזהות את המכשול ואת הגודל, והוא מתכנן, מתכנן בזהירות את התזוזה של החישורים ומכוון אותם כך שהוא מראה את סוג התזוזה המאוד מרשימה הזאת. אתם ככול הנראה אף פעם לא ראיתם משהו כזה. זה רובוט עם ניידות גבוהה שפיתחנו שנקרא IMPASS. כאשר אתם נוהגים ברכב שלכם, כשאתם מסובבים את ההגה, אתם משתמשים בדרך שנקראת סיבוב אקרמן, הגלגלים הקדמיים מסתובבים ככה. אבל ברוב הרובוטים על גלגלים הקטנים משתמשים בדרך שנקראת סיבוב משתנה שהגלגלים השמאלי והימני מסתובבים בכיוון ההפוכים. ב-IMPASS, אנחנו יכולים ליישם הרבה סוגים שונים של תנועה. לדוגמה, במקרה הזה, למרות שהגלגלים מחוברים עם ציר בודד שמסתובב באותה זווית של תאוצה, אנחנו פשוט משנים את אורך החישור. זה משפיע על הקוטר ואז יש את האפשרות להסתובב לשמאל ולהסתובב לימין. אלו רק כמה דוגמאות לדברים המדויקים שאנחנו יכולים לעשות עם IMPASS. הרובוט הזה נקרא CLIMBeR [מטפס]: רובוט עם איברים תלויי כבל חכם מתאים התנהגות. אז, אני דיברתי עם הרבה מהמדענים של המעבדה להנעה הסילונית בנאס"א - במעבדה ההנעה סילונית מפורסמת בגלל רכבי מאדים - והמדענים, הגאולוגים תמיד אומרים לי שהמדע הבאמת מעניין, האתרים שעשירים במדע הם תמיד ליד הצוקים. אבל הרכבים הנוכחים לא יכולים להגיע לשם. אז, בהשראה הזאת רצינו לבנות רובוט שיכול לטפס על סביבה של צוקים. אז, זה CLIMBeR. מה שהוא עושה, יש לו 3 רגליים. זה קשה לראות, אבל יש לו כננת וכבל בחלק העליון - והוא מנסה להבין איפה המקום הכי טוב לשים את הרגל, ושהוא מבין איפה בזמן אמיתי, הוא מחשב את חלוקת הכוח: כמה כוח צריך להפעיל על המשטח כך שהוא לא יטה ולא יחליק. כאשר הוא מבסס את זה, הוא מרים רגל, ואז עם הכננת הוא יכול לטפס על דברים כאלו. בנוסף ליישומי חילוץ וחיפוש כמובן. הרובוט הזה נקרא MARS: מערכת רובוטית מרובת-תוספות. לפני חמש שנים אני עבדתי במעבדה להינע סילוני של נאס"א בזמן בקיץ כחבר סגל. והיה להם כבר רובוט עם שש רגליים שנקרא LEMUR. הרובוט שלנו מתבסס עליו. אז, זה רובוט משושה רגליים. פיתחנו את מתכנן ההליכה המסתגל שלנו. האמת שיש לנו עליו מטען מאוד מעניין שם. סטודנטים אוהבים לעשות כיף. הוא מראה ניידות מאוד מעניינת, ופה אתם רואים שהוא הולך מעל סביבה מדורגת. קצת קשה לראות, בסרטון שם, הוא מנסה ללכת באזור חופי, אזור חולי, אבל בהסתמך על רמת הלחות אז בגודל הגרגרים בחול מודל השקיעה של הרגל משתנה. אז, הוא מנסה להסתגל עם הרגל כדי לעבור בהצלחה דברים כאלו. הוא גם עושה כמה דברים כיפיים, כמו שאתם יכולים לדמיין. יש לנו כ"כ הרבה מבקרים במעבדה שלנו. אז, שהמבקרים באים, MARS הולך למחשב, ומתחיל להקליד "שלום, שמי הוא MARS. ברוכים הבאים ל-RoMeLa, מעבדת מנגנוני רובוטיקה בוירג'יניה טק. הרובוט הזה הוא רובוט אמבה. עכשיו, אין לנו מספיק זמן כדי להכנס לפרטים, אני פשוט אראה לכם חלק מהניסויים. אלו ניסויי התכנות מוקדמים. אנחנו אוגרים אנרגיה פוטנציאלית בתוך העור הגמיש כדי לגרום לו לזוז. או משתמשים במיתרי מתח פעילים כדי לגרום לו לזוז קדימה ואחורה. עבדנו גם עם מדענים ומהנדסים מ-UPenn כדי לפתח גרסה מופעלת ע"י כימיה של הרובוט האמבה הזה. אנחנו עושים משהו למשהו, וממש כמו קסם, זה זז. הבועה. הוא נקרא ChIMERA. הרובוט הזה הוא פרויקט מאוד עכשווי. הוא נקרא RAPHaEL. יד רובוטית מופעלת אוויר עם רצועות גמישות. היו המון ידיים רובוטיות מאוד מדויקות, מאוד טובות בשוק. הבעיה שהן היו מאוד יקרות. עשרות אלפי דולרים. אז, ליישומי פרוטזות, זה לא ממש פרקטי, בגלל שזה יקר מדי. רצינו לפתור את הבעיה מכיוון אחר לגמרי. במקום להשתמש במנועים חשמליים, שמופעלים ע"י אלקטרומכניקה, אנחנו משתמשים באוויר דחוס. אנחנו פיתחנו את המפעילים החדשניים האלו בשביל המפרקים. הוא מתואם. זה אפשרי לשנות את הכוח, פשוט ע"י שינוי לחץ האוויר. והוא יכול למחוץ פחית משקה קל. הוא יכול להרים חפצים מאוד עדינים, כמו ביצה, או במקרה הזה, נורה. החלק הכי טוב, נדרשו לנו רק 200$ כדי לבנות את אב הטיפוס הראשון. הרובוט הזה הוא בעצם משפחה של רובוטים נחשיים שאנחנו קוראים להם HyDRAS, נחש רובוטי מפרקי עם היפר דרגות חופש. האחד שאתם רואים פה - אתם יכולים לראות אותו מחוץ לחדר הזה בלובי יש לנו דגם, אתם יכולים לעצור לידו בזמן ההפסקה. זה רובוט שיכול לטפס על מבנים. זו הזרוע של HyDRAS. היא זרוע רובוטית עם 12 דרגות חופש. אבל החלק המגניב הוא ממשק המשתמש. הכבל שם, זה כבל אופטי. והסטודנטית הזו, ככול הנראה משתמש בו בפעם הראשונה, אבל היא יכולה להזיז אותו בהמון דרכים שונות. אז לדוגמה, בעירק, אתם יודעים, באזור המלחמה, יש פצצות בצידי הדרך. כרגע שולחים לשם כלי רכב חמושים שמונעים מרחוק. זה לוקח הרבה זמן וזה מאוד יקר לאמן מפעיל שיפעיל את היד המסובכת הזו. במקרה הזה זה מאוד אינטואיטיבי; הסטודנט הזה, ככול הנראה משתמש בו בפעם הראשונה, עושה משימות מניפולציה מאוד מסובכות, מרים חפצים ועושה מניפולציה, בדיוק כך. מאוד אינטואיטיבי. עכשיו, הרובוט הזה הוא כרגע הכוכב שלנו. יש לנו מועדון מעריצים לרובוט הזה, DARwIn: רובוט דינמי דמוי אדם עם אינטליגנציה. כמו שאתם יודעים, אנחנו מאוד מתעניינים בהליכה אנושית. אז החלטנו לבנות רובוט אנושי קטן. זה היה ב-2004; באותו זמן, זה היה משהו מאוד מהפכני. זה היה יותר מחקר התכנות: איזה מנועים כדאי לנו להשתמש בהם? האם זה בכלל אפשרי? אין לו שום חיישנים. הוא נשלט ע"י לולאה פתוחה. לאלו שלא יודעים, אם אין לך שום חיישנים ויש הפרעות, אתם יודעים מה קורה. (צחוק) אז, בהתבסס על ההצלחה בשנה שאחרי עשינו תכנון מכני טוב והתחלנו מהקינמטיקה. וכך, DARwIn אחד נולד ב-2005. הוא נעמד, הוא הולך - מאוד מרשים. אבל עדיין, כמו שאתם יכולים לראות, יש לו כבל, כבל טבורי. אנחנו עדין משתמשים במקור כוח חיצוני ובחישוב חיצוני. ב-2006, זה הזמן לעשות כיף. בואו ניתן לו אינטליגנציה. נתנו לו את כל הכוח המחשבי שהוא צריך: צ'יפ של 1.5 גיגה הרץ' פנטיום M. שתי מצלמות FireWire, גירוסקופי קצב, ארבעה חיישני לחץ על הרגל, סוללות פולימר ליתיום. ועכשיו DARwIn II אוטומטי לחלוטין. הוא לא נשלט מרחוק. אין יותר חוטים. הוא מסתכל מסביב, מחפש את הכדור, מסתכל מסביב, מחפש את הכדור, והוא מנסה לשחק כדורגל, באופן אוטומטי: תבונה מלאכותית. בואו נראה איך הולך לו. זה הניסיון הראשון, ו... צופים בוידאו: גול! ד"ה: אז, האמת שיש תחרות שנקראת רובוקאפ. אני לא יודע כמה ממכם שמעו על רובוקאפ. זה תחרות כדורגל בינלאומי של רובוטים אוטומטים. והמטרה של רובוקאפ, המטרה האמיתית היא, עד שנת 2050 אנחנו רוצים שיהיו לנו רובוטים, אוטומטים ובגודל מלא שמשחקים כדורגל נגד אלופי העולם בני האנוש ומנצחים. זה המטרה האמיתית. זו מטרה מאוד שאפתנית, ואנחנו באמת מאמין שאנחנו יכולים למלא אותה. זה בשנה האחרונה בסין. היינו הקבוצה הראשונה בארה"ב שהתקבלה בתחרות הרובוקאפ הדמוי-אנושית. זה השנה באוסטריה. אתם הולכים לראות בפעולה, שלושה נגד שלושה, אוטונומים לחלוטין. הנה הם עושים את זה. כן! הרובוטים עוקבים והם משחקים ביחד ביניהם. זה מאוד מרשים. זה אירוע מחקרי שארוז באירוע תחרותי מלהיב יותר. מה שאתם רואים פה, זה גביע לואיס וואיטון היפה. אז, זה לדמוי האדם הכי טוב, ואנחנו רוצים להביא אותו בפעם הראשונה, לארה"ב בשנה הבאה, אז תאחלו לנו בהצלחה. (מחיאות כפיים) תודה לכם. ל-DARwIn יש עוד הרבה מאוד כישרונות. בשנה שעברה הוא ניצח על התזמורת הסימפונית של רואנוק לקונצרט החגים. זה הרובוט של הדור הבא, DARwIn IV, יותר חכם, מהיר, חזק. והוא מנסה להשוויץ ביכולת שלו: "אני מאצ'ו, אני חזק. אני יכול לעשות כמה תנועות ג'קי צ'אן, תנועות של אומנות לחימה." (צחוק) והוא הולך משם. אז, זה DARwIn IV. ושוב, אתם תוכלו לראות אותו בלובי. אנחנו באמת מאמינים שזה הולך להיות הרובוט דמוי האנוש הרץ הראשון בארה"ב, אז, תחכו לזה. אוקיי. אז אני הראיתי לכם כמה מהרובוטים המלהיבים שלנו עובדים בזמן אמת. אז, מה הסוד להצלחה שלנו? איך אנחנו מוצאים רעיונות כאלו? איך אנחנו מפתחים רעיונות כאלו? אנחנו זוכים בפרס אחרי פרס, שנה אחרי שנה. האמת שמתחיל להיגמר לנו המקום על הקיר לשים את הפרסים האלו והם מתחילים להערם על הרצפה, אני מקווה שלא איבדנו אף אחד. אלו הם הפרסים שזכינו בהם רק בסתיו 2007 מתחרויות רובוטיקה ודברים כאלו. אז, האמת, יש לנו 5 סודות. הראשון הוא: מאיפה אנחנו מקבלים השראה? מאיפה אנחנו מקבלים את הניצוץ של הדמיון? זה סיפור אמיתי, הסיפור האישי שלי. בלילה כשאני הולך לישון, 3-4 בלילה אני שוכב, סוגר את העיניים, ואני רואה את הקווים והעיגולים האלו וצורת שונות מרחפות מסביב. והם מתאחדים, והם יוצרים מין סוגי מנגנונים. ואז אני חושב, "אה זה מגניב." אז, ליד המיטה שלי אני שומר מחברת, יומן, עם עט מיוחד שיש עליו פנס, נורת לד, בגלל שאני לא רוצה להדליק את האור ולהעיר את אישתי. אז אני רואה את זה, מקשקש את הכל, מצייר דברים, והולך לישון. כל יום בבוקר, הדבר הראשון שאני עושה לפני כוס הקפה הראשונה, לפני שאני מצחצח שיניים, אני פותח את המחברת. הרבה פעמים היא ריקה, ולפעמים יש משהו שם - לפעמים זה זבל אבל לרוב אני לא מצליח לקרוא את כתב היד שלי. אתם יודעים, 4 בבוקר, למה אתם מצפים, נכון? אז אני צריך לפענח מה כתבתי. אבל לפעמים אני רואה את הרעיון הגאוני הזה, ויש לי רגע של 'אאוריקה'. אני רץ לחדר העבודה שלי, יושב ליד המחשב, כותב את הרעיונות, מצייר את הדברים ושומר מאגר של רעיונות. אז, כאשר יש לנו צורך בהצעות, אני מנסה להשוות בין הרעיונות הפוטנציאלים שלי לבין הבעיה. ואם יש התאמה אנחנו כותבים הצעת מחקר, מקבלים את מימון המחקר, וכך אנחנו מתחילים את תוכניות המחקר. אבל רק ניצוץ של דמיון זה לא טוב מספיק. איך אנחנו מפתחים רעיונות כאלו? במעבדה שלנו RoMeLa, מעבדת הרובוטיקה והמנגנונים, יש לנו ישיבות חשיבה טובות כאלו. אני מתאספים ביחד, מדסקסים על הבעיות והפתרונות לבעיות ומדברים עליהם. אבל לפני שאנחנו מתחילים אנחנו קובעים חוק קבוע. החוק הוא: אף אחד לא מבקר רעיונות של אף אחד אחר. אף אחד לא מבקר שום דעה. זה חשוב, בגלל שהרבה פעמים סטודנטים מפחדים או מרגישים לא בנוח עם איך שאחרים חושבים על הרעיונות והדעות שלהם. ברגע שקובעים את החוק, זה מדהים איך הסטודנטים נפתחים. יש להם את הרעיונות המדהימים, מגניבים, משוגעים האלו, וכל החדר מחושמל מאנרגיה יצירתית. וכך אנחנו מפתחים את הרעיונות שלנו. טוב, מתחיל להיגמר לנו הזמן. עוד דבר שאני רוצה לדבר עליו הוא, אתם יודעים, פשוט הניצוץ של הרעיון והפיתוח זה לא מספיק טוב. היה רגע TED טוב, אני חושב שזה היה סר קן רובינסון, לא? הוא נתן הרצאה על איך חינוך ובתי ספר הורסים יצירתיות. אז האמת, יש שני צדדים לסיפור. אז יש גבול לכמה מישהו יכול לעשות רק עם רעיונות גאוניים ויצירתיות ואינטואיצית הנדסה טובה. אם אתה רוצה לעבור את שלב המשחקים, אם אתה רוצה להגיע מעבר לתחביב הרובוטיקה ובאמת להתמודד עם האתגרים הגדולים של הרובוטיקה דרך מחקר קפדני אנחנו צריכים יותר מזה. פה בית הספר נכנס. בטמן, נלחם נגד נבלים, יש לו את חגורת האביזרים שלו, יש לו את קרס האחיזה שלו, יש לו כל מיני גאדג'טים. בשבילנו אנשי הרובוטיקה, המהנדסים והמדענים, הכלים האלו, הם מסלולים והמקצועות שאתה לומד בכיתה. מתמטיקה, משוואה דיפרנציאלית. יש לי ידע באלגברה ליניארית, מדע, פיזיקה, אפילו היום, כימיה וביולוגיה, כמו שראיתם. הם כל הכלים שאנחנו צריכים. אז ככול שיש לך יותר כלים, בשביל בטמן, ככה יותר קל להלחם בנבלים, ובשבילנו, יותר כלים לתקוף בעיות גדולות. אז, חינוך הוא דבר מאוד חשוב. בנוסף, זה לא רק על זה, רק על זה. חייבים לעבוד באמת, באמת קשה. אז, אני תמיד אומר לסטודנטים שלי, "תעבדו חכם, ואז תעבדו קשה." התמונה מאחורה היא ב-3 בבוקר. אני מתחייב שאם תבואו למעבדה ב-3-4 בבוקר יש סטודנטים שעובדים שם, לא בגלל שאני אומר להם, אלא בגלל שהם נהנים מדי. מה שמוביל אותי לנושא האחרון: על תשכחו להנות. זה באמת הסוד של ההצלחה שלנו, אנחנו נהנים הרבה יותר מדי. אני באמת מאמין שהפרודקטיביות הכי גבוהה נוצרת כשאתם נהנים, וזה מה שאנחנו עושים. שוב, נגמר לנו הזמן. אני מקווה שתהיה לי עוד הזדמנות לדבר איתכם ולהציג בפניכם עוד כמה פרויקטי רובוטיקה מלהיבים שלא היה לנו זמן לדבר עליהם. יש לנו רכב אוטומטי מלא שיכול לנהוג בתוך סביבות עירוניות. זכינו בחצי מיליון דולר באתגר DARPA העירוני. בנינו גם את הרכב הראשון בעולם שננהג על ידי אדם עיוור. אנחנו קוראים לו אתגר הנהג העיוור, מאוד מלהיב. והמון המוני פרויקטי רובוטיקה אחרים שאני רוצה לדבר עליהם. בבקשה. צאו החוצה, תקראו ספר טוב. תקבלו השראה, תמציאו, תעבדו קשה. תשארו בבית הספר. תמציאו רעיונות מגניבים, שאני אשמח ללמוד עליהם. תשלחו לי אימייל, נדבר על זה. בבקשה. תודה רבה לכם. (מחיאות כפיים)