העתיד של רובוטים מרחפים
-
0:01 - 0:05במעבדה שלי,
אנחנו בונים רובוטים אווירים אוטונומיים -
0:05 - 0:07כמו זה שאתם רואים מרחף פה.
-
0:09 - 0:12בניגוד לרחפנים זמינים מסחרית
שאתם יכולים לקנות היום, -
0:12 - 0:15על רובוט זה אין GPS.
-
0:16 - 0:17אבל בלי GPS,
-
0:17 - 0:21זה קשה לרובוטים כמו זה
לקבוע את המיקום שלהם. -
0:22 - 0:27הרובוט הזה משתמש בחיישנים מובנים,
מצלמות וסורקי לייזר, -
0:27 - 0:29כדי לסרוק את הסביבה.
-
0:29 - 0:32הוא מזהה תכונות מהסביבה,
-
0:32 - 0:35והוא קובע את מיקומו יחסית לתכונות האלו,
-
0:35 - 0:37בשימוש בשיטות של טריאנגולציה.
-
0:37 - 0:40ואז הוא יכול להרכיב
את כל התכונות האלו למפה, -
0:40 - 0:42כמו שאתם רואים מאחורי.
-
0:42 - 0:46והמפה הזו מאפשרת לרובוט
להבין היכן המכשולים האלו נמצאים -
0:46 - 0:49ולנווט בצורה נטולת התנגשויות.
-
0:49 - 0:51מה שאני רוצה להראות לכם עכשיו
-
0:51 - 0:54זה סט של ניסויים שעשינו בתוך המעבדה שלנו,
-
0:55 - 0:58שם הרובוט הזה היה מסוגל
לעבור מרחקים גדולים יותר. -
0:58 - 1:03אז כאן תראו, למעלה מימין,
מה הרובוט רואה עם המצלמה. -
1:03 - 1:05ועל המסך הראשי --
-
1:05 - 1:07וכמובן זה מואץ פי ארבע --
-
1:07 - 1:10על המסך הראשי אתם תראו את המפה שהוא בונה.
-
1:10 - 1:14אז זו מפה ברזולוציה גבוהה
של המסדרון מסביב למעבדה. -
1:14 - 1:16ותוך דקה אתם תראו אותו נכנס למעבדה שלנו,
-
1:17 - 1:19שניתנת לזיהוי מהבלגן שאתם רואים.
-
1:19 - 1:20(צחוק)
-
1:20 - 1:22אבל הנקודה המרכזית שאני רוצה להעביר לכם
-
1:22 - 1:26היא שהרובוטים האלו מסוגלים
לבנות מפות בהפרדה גבוהה -
1:26 - 1:29בהפרדה של חמישה סנטימטרים,
-
1:29 - 1:33שמאפשרת למישהו מחוץ למעבדה, או מחוץ לבניין
-
1:33 - 1:36לפרוס את אלו בלי למעשה להכנס,
-
1:36 - 1:40ולנסות להסיק מה מתרחש בתוך הבניין.
-
1:40 - 1:43עכשיו יש בעיה אחת עם רובוטים כאלה.
-
1:44 - 1:46הבעיה הראשונה היא שהוא די גדול.
-
1:46 - 1:48מפני שהוא גדול, הוא כבד.
-
1:49 - 1:52והרובוטים האלו צורכים
בעדך 100 וואט לחצי קילו. -
1:52 - 1:55וזה גורם לחיי משימה מאוד קצרים.
-
1:56 - 1:57הבעיה השניה
-
1:57 - 2:01היא שלרובוטים האלו יש חיישנים מובנים
שבסופו של דבר הם מאוד יקרים -- -
2:01 - 2:05סורק לייזר, מצלמה והמעבדים.
-
2:05 - 2:08זה מעלה את מחיר הרובוט הזה.
-
2:09 - 2:12אז שאלנו את עצמנו שאלה:
-
2:12 - 2:16איזה מוצרים צרכנייים
ניתן לקנות בחנות אלקטרוניקה -
2:16 - 2:22שהם לא יקרים, שהם קלים,
שיש להם חיישנים ועיבוד מובנים? -
2:24 - 2:27והמצאנו את הטלפון המעופף.
-
2:27 - 2:29(צחוק)
-
2:29 - 2:35אז הרובוט הזה משתמש בסמרטפון
סמסונג גלקסי שאתם יכולים לקנות בכל מקום, -
2:35 - 2:39וכל מה שאתם צריכים היא אפליקציה
שאתם יכולים להוריד מחנות האפליקציות. -
2:39 - 2:43ואתם יכולים לראות את הרובוט הזה
קורא את האותיות "TED" במקרה הזה. -
2:43 - 2:46מביט בפינות של ה T וה E
-
2:46 - 2:50ואז מתאכן מזה, עף אוטונומית.
-
2:51 - 2:54הג'וייסטיק הזה הוא שם
רק למקרה שהרובוט משתגע, -
2:54 - 2:55ג'וספה יכול להרוג אותו.
-
2:55 - 2:57(צחוק)
-
2:59 - 3:03בנוסף לבניית הרובוטים הקטנים האלו,
-
3:03 - 3:08אנחנו מתנסים עם התנהגויות אגרסיביות,
כמו זו שאתם רואים פה. -
3:08 - 3:13אז הרובוט הזה נע עכשיו שניים
עד שלושה מטרים לשניה, -
3:13 - 3:17מעלרד ומתגלגל אגרסיבית כשהוא משנה כיוון.
-
3:17 - 3:21הנקודה העיקרית היא שיכולים להיות לנו
רובוטים קטנים יותר שיכולים לנוע מהר יותר -
3:21 - 3:24ואז לנוע בתוך הסביבות
המאוד לא מובנות האלו. -
3:25 - 3:27ובסרטון הבא,
-
3:27 - 3:33ממש כמו שאתם רואים את הציפור הזו,
עיט, מתאים בחינניות את כנפיו, -
3:33 - 3:37עיניו ורגליו כדי לתפוש את הטרף מהמים,
-
3:37 - 3:39הרובוט שלנו יכול גם כן לדוג.
-
3:39 - 3:41(צחוק)
-
3:41 - 3:45במקרה הזה, זה הוגי סטייק גבינת פילדלפיה
שהוא תופס מהאוויר. -
3:45 - 3:47(צחוק)
-
3:48 - 3:51אז אתם יכולים לראות את הרובוט הזה
שנע במהירות של בערך שלושה מטר לשניה, -
3:51 - 3:56שזה מהיר יותר ממהירות הליכה,
מתאם את זרועותיו, את הטפרים שלו -
3:56 - 4:00ואת התעופה שלו עם תזמון של חלקיקי שניות
כדי להשיג את התמרון הזה. -
4:02 - 4:03בניסוי נוסף,
-
4:03 - 4:07אני רוצה להראות לכם איך
הרובוט מתאים את הטיסה שלו -
4:07 - 4:09כדי לשלוט במטען התלוי שלו,
-
4:09 - 4:13שהאורך שלו הוא למעשה
גדול יותר מרוחב החלון. -
4:14 - 4:15אז כדי לבצע את זה,
-
4:15 - 4:19הוא למעשה צריך להסתובב
ולהתאים את הכיוון שלו -
4:19 - 4:21ולסובב את המטען עד הסוף.
-
4:27 - 4:29אבל כמובן רצינו לעשות אותם
אפילו קטנים יותר, -
4:29 - 4:32ואנחנו מקבלים השראה בעיקר מהדבורים.
-
4:32 - 4:36אז, אם אתם מביטים בדבורים, וזה סרטון מואט,
-
4:36 - 4:39הן כל כך קטנות, האינרציה כל כך קלה --
-
4:40 - 4:41(צחוק)
-
4:41 - 4:45שלא אכפת להם -- הם קפצו מהיד שלי, לדוגמה.
-
4:45 - 4:48זה רובוט זעיר שמחקה את התנהגות הדבורים.
-
4:49 - 4:50וקטן יותר זה טוב יותר,
-
4:50 - 4:53מפני שיחד עם הגודל הקטן
אתם מקבלים אינרציה קטנה יותר. -
4:53 - 4:55יחד עם אינרציה נמוכה יותר --
-
4:55 - 4:58(רובוט מזמזם, צחוק)
-
4:58 - 5:01יחד עם אינרציה נמוכה יותר,
אתם עמידים להתנגשויות. -
5:01 - 5:02וזה עושה אתכם ליותר עמידים.
-
5:04 - 5:06אז ממש כמו הדבורים האלו,
נבנה רובוטים קטנים. -
5:06 - 5:10והספציפי הזה שוקל רק 25 גרם.
-
5:10 - 5:12הוא צורך רק שישה וואט.
-
5:12 - 5:15והוא יכול לנוע במהירות גבוהה
משישה מטר לשניה. -
5:15 - 5:17אז אם אני מנרמל את זה לגודל שלו,
-
5:17 - 5:21זה כמו בואינג 787 שנע
במהירות של פי עשר ממהירות הקול. -
5:24 - 5:26(צחוק)
-
5:26 - 5:28ואני רוצה להראות לכם דוגמה.
-
5:29 - 5:34זו כנראה ההתנגשות האווירית המתוכננת הראשונה,
באחד חלקי עשרים מהמהירות הנורמלית. -
5:34 - 5:37אלה נעים במהירות יחסית של שני מטר לשניה,
-
5:37 - 5:39וזה מתאר את העיקרון הבסיסי.
-
5:40 - 5:45הכלוב מסיבי פחמן בן שני הגרם סביבו
מונע מהמדחפים להתנגש, -
5:45 - 5:50אבל בעיקרון ההתנגשות נספגת
והרובוט מגיב להתנגשויות. -
5:51 - 5:53וכך קטן גם אומר בטוח.
-
5:53 - 5:55במעבדה שלי,
כשאנחנו מפתחים את הרובוטים האלו, -
5:55 - 5:57אנחנו מתחילים עם הרובוטים הגדולים האלו
-
5:57 - 6:00ואז, עכשיו אנחנו ירדנו לרובוטים הקטנים האלה.
-
6:00 - 6:03ואם אתם משרטטים את ההיסטוגרמה
של מספר הפלסטרים שהיזמנו -
6:03 - 6:06בעבר, זה איכשהו ירד עכשיו.
-
6:06 - 6:08מפני שהרובוטים האלו באמת בטוחים.
-
6:09 - 6:11לגודל הקטן יש כמה חסרונות,
-
6:11 - 6:15והטבע מצא מספר דרכים
לפצות על החסרונות האלו. -
6:16 - 6:20הרעיון הבסיסי הוא שהם מתקבצים
ליצור קבוצות גדולות, או נחילים. -
6:20 - 6:24אז, בדומה, במעבדה שלנו, אנחנו מנסים ליצור
נחילי רובוטים מלאכותיים. -
6:24 - 6:26וזה די מאתגר
-
6:26 - 6:29מפני שעכשיו אתם צריכים לחשוב
על רשתות של רובוטים. -
6:29 - 6:31ובתוך כל רובוט,
-
6:31 - 6:36אתם חייבים לחשוב על צורת השיתוף
של חישה, תקשורת, חישוב -- -
6:36 - 6:41והרשתות האלו הופכות אז
לדי קשות לשליטה וניהול. -
6:42 - 6:45אז מהטבע אנחנו לוקחים שלושה עקרונות ארגון
-
6:45 - 6:49שבעיקרון מאפשרים לנו לפתח
את האלגוריתמים שלנו. -
6:50 - 6:54הרעיון הראשון הוא שרובוטים צריכים
להיות מודעים לשכנים שלהם. -
6:54 - 6:58הם צריכים להיות מסוגלים לחוש
ולתקשר עם השכנים שלהם. -
6:58 - 7:01אז זה סרטון שמתאר את הרעיון הבסיסי.
-
7:01 - 7:02יש לכם ארבעה רובוטים --
-
7:02 - 7:06אחד הרובוטים נחטף למעשה
על ידי מפעיל אנושי, מילולית. -
7:07 - 7:09אבל בגלל שהרובוטים מתקשרים אחד עם השני,
-
7:09 - 7:11הם חשים את השכנים שלהם,
-
7:11 - 7:12הם בעיקרון עוקבים.
-
7:12 - 7:18ופה יש איש בודד שמסוגל
להוביל את רשת העוקבים האלו. -
7:20 - 7:25אז שוב, זה לא בגלל שכל הרובוטים יודעים
לאן הם אמורים ללכת. -
7:25 - 7:29זה בגלל שהם מגיבים למיקומים
של השכנים שלהם. -
7:32 - 7:36(צחוק)
-
7:36 - 7:42אז הניסוי הבא מתאר את עיקרון הארגון השני.
-
7:43 - 7:47ולעיקרון הזה יש קשר
לעקרון של אנונימיות. -
7:47 - 7:52פה רעיון המפתח הוא
-
7:52 - 7:56שהרובוטים אגנוסטיים לזהויות
של השכנים שלהם. -
7:56 - 7:59הם מתבקשים ליצור צורה מעגלית,
-
7:59 - 8:02ולא משנה כמה רובוטים אתם מכניסים למבנה,
-
8:02 - 8:05או כמה רובוטים אתם מוציאים,
-
8:05 - 8:08כל רובוט פשוט מגיב לשכן שלו.
-
8:08 - 8:13הוא מודע לעובדה שהוא צריך
ליצור צורה מעגלית, -
8:13 - 8:15אבל בשיתוף פעולה עם שכניו
-
8:15 - 8:19הוא יוצר צורה בלי תאום מרכזי.
-
8:20 - 8:22עכשיו אם אתם מחברים את הרעיונות האלה,
-
8:22 - 8:26הרעיון השלישי הוא שאנחנו בעיקרון
נותנים לרובוטים האלו -
8:26 - 8:30תיאורים מתמטיים של הצורה שהם צריכים ליצור.
-
8:30 - 8:34והצורות האלו יכולות להשתנות
כפונקציה של זמן, -
8:34 - 8:38ואתם תראו את הרובוטים האלו
מתחילים מצורה מעגלית, -
8:38 - 8:41משנים לצורה מרובעת, נמתחים לקו ישר,
-
8:42 - 8:43וחזרה לאליפסה.
-
8:43 - 8:47והם עושים את זה באותו סוג של תאום תוך שניה
-
8:47 - 8:50שאתם רואים בנחילים טבעיים, בטבע.
-
8:51 - 8:53אז למה לעבוד עם נחילים?
-
8:53 - 8:57תנו לי לספר לכם על שני שימושים
שאנחנו מאוד מעוניינים בהם. -
8:58 - 9:01הראשון קשור לחקלאות,
-
9:01 - 9:04שזו כנראה הבעיה הכי גדולה
שעומדת לפנינו בעולם. -
9:05 - 9:06כמו שאתם יודעים,
-
9:06 - 9:10אחד מכל שבעה אנשים על כדור הארץ
סובל מתת תזונה. -
9:10 - 9:13רוב האדמה שאנחנו יכולים לעבד כבר עובדה.
-
9:14 - 9:17והיעילות של רוב המערכות בעולם משתפרת,
-
9:17 - 9:21אבל יעילות מערכות היצור שלנו למעשה יורדת.
-
9:21 - 9:25וזה בעיקר בגלל מחסור במים,
מחלות יבולים, שינוי אקלים -
9:25 - 9:27ומספר דברים נוספים.
-
9:27 - 9:29אז מה רובוטים יכולים לעשות?
-
9:29 - 9:34ובכן, אנחנו מאמצים גישה
שנקראת חקלאות מדוייקת בקהילה. -
9:34 - 9:39והרעיון הבסיסי הוא להטיס
רובוטים אוויריים דרך המטעים, -
9:39 - 9:42ואז לבנות מודלים מדוייקים של צמחים יחידים.
-
9:43 - 9:44אז ממש כמו רפואה מותאמת אישית,
-
9:45 - 9:49בעוד שאולי תדמיינו רצון
לטפל בכל חולה אישית, -
9:49 - 9:53מה שהיינו רוצים לעשות
זה לבנות מודל של צמחים יחידים -
9:53 - 9:57ואז להגיד לחקלאי איזה סוג של קלט
כל צמח צריך -- -
9:57 - 10:02הקלט במקרה הזה הוא מים, דשן וחומרי הדברה.
-
10:03 - 10:06פה אתם תמצאו רובוטים שטסים דרך מטע תפוחים,
-
10:06 - 10:09ותוך דקה אתם תראו שניים מהשותפים שלו
-
10:09 - 10:10עושים את אותו הדבר מצד שמאל.
-
10:11 - 10:14ומה שהם עושים זה בעיקרון
בונים מפה של המטע. -
10:14 - 10:17בתוך המפה יש מפה של כל צמח במטע.
-
10:17 - 10:19(רובוטים מזמזמים)
-
10:19 - 10:21בואו נראה איך המפות האלו נראות.
-
10:21 - 10:25בסרטון הבא, אתם תראו
את המצלמות שבשימוש על הרובוט הזה. -
10:25 - 10:28משמאל למעלה יש בעיקרון
מצלמה בצבעים רגילים. -
10:30 - 10:33משמאל באמצע יש מצלמת אינפרה אדום.
-
10:33 - 10:37ומשמאל למטה יש מצלמה תרמית.
-
10:37 - 10:40ועל הפאנל הראשי,
אתם רואים שיחזור מבנה תלת מימדי -
10:40 - 10:46של כל עץ במטע
כשהחיישנים עפים ממש ליד העצים. -
10:48 - 10:52חמושים במידע כמו זה,
אנחנו יכולים לעשות מספר דברים. -
10:52 - 10:56הדבר הראשון וכנראה הכי חשוב
שאנחנו יכולים לעשות הוא מאוד פשוט: -
10:56 - 10:59לספור את מספר הפירות על כל עץ.
-
11:00 - 11:04ובכך, אתם אומרים לחקלאית
כמה פירות יש לה על כל עץ -
11:04 - 11:08ומאפשרים לה להעריך את היבול של המטע,
-
11:08 - 11:11למטב את שרשרת היצור במורד הזרם.
-
11:12 - 11:13הדבר השני שאנחנו יכולים לעשות
-
11:13 - 11:18זה לקחת מודלים של צמחים,
לבנות מודלים תלת מימדים, -
11:18 - 11:20ומזה להעריך את גודל החופה,
-
11:20 - 11:24ואז לתאם את גודל החופה
לכמות שטח העלים על כל צמח. -
11:24 - 11:26וזה נקרא אינדקס שטח העלים.
-
11:26 - 11:28אז אם אתם יודעים
את אינדקס שטח העלים הזה, -
11:28 - 11:34יש לכם בעיקרון מידה של
כמה פוטוסינתזה אפשרית בכל צמח, -
11:34 - 11:37שאומרת לנו שוב כמה בריא כל צמח.
-
11:38 - 11:42על ידי שילוב מידע ויזואלי ואינפרא אדום,
-
11:42 - 11:45אנחנו יכולים לחשב מדד כמו NDVI.
-
11:45 - 11:48ובמקרה הספציפי הזה,
אתם יכולם בעיקרון לראות -
11:48 - 11:51שיש כמה יבולים שלא מצליחים
כמו יבולים אחרים. -
11:51 - 11:55ניתן להבחין בזה בקלות מהתמונות,
-
11:55 - 11:57לא רק תמונות ויזואליות אלא שילוב
-
11:57 - 12:00של תמונות ויזואליות ותמונות באינפרא אדום.
-
12:00 - 12:01ואז לבסוף,
-
12:01 - 12:05דבר אחד שאנחנו מעוניינים לעשות
זה לזהות סימנים ראשונים לכלורוזיס -- -
12:05 - 12:07וזה עץ תפוז --
-
12:07 - 12:10שבעיקרון נראה עם עלים מצהיבים.
-
12:10 - 12:14אבל רובוטים שעפים מעל יכולים בקלות
לזהות את זה אוטונומית -
12:14 - 12:17ואז לדווח לחקלאים שיש להם בעיה
-
12:17 - 12:18בחלק הזה של הפרדס.
-
12:19 - 12:21מערכות כמו זו יכולות באמת לעזור,
-
12:22 - 12:27ואנחנו צופים יבולים שיכולים
להשתפר עד עשרה אחוזים -
12:27 - 12:31ויותר חשוב, הפחתה בכמות הקלט כמו מים
-
12:31 - 12:34עד 25 אחוז על ידי שימוש
בנחילי רובוטים מרחפים. -
12:35 - 12:41לבסוף, אני רוצה שתריעו לאנשים
שלמעשה יוצרים את העתיד, -
12:41 - 12:46יאש מולגאונקר, סיקנג ליו וג'וספה לואיאנו,
-
12:46 - 12:49שאחראים לשלושת ההדגמות שראיתם.
-
12:49 - 12:51תודה לכם.
-
12:51 - 12:57(מחיאות כפיים)
- Title:
- העתיד של רובוטים מרחפים
- Speaker:
- ויג'אי קומאר
- Description:
-
more » « less
במעבדה של אוניברסיטת פנסילבניה, ויג'אי קומאר והצוות שלו יצרו רובוטים אוטונומים אוויריים בהשראת דבורים. פריצת הדרך האחרונה שלהם: חוואות מדוייקת, בה נחילים של רובוטים, ממפים, משחזרים ומנתחים כל צמח ופיסת פרי ופרדס, מספקים מידע חיוני לחוואים שיכול לעזור לשפר יבולים ולהפוך ניהול מים לחכם יותר.
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:09
|
Ido Dekkers approved Hebrew subtitles for Vijay Kumar | |
|
Zeeva Livshitz edited Hebrew subtitles for Vijay Kumar | |
|
|
Zeeva Livshitz accepted Hebrew subtitles for Vijay Kumar | |
|
|
Zeeva Livshitz edited Hebrew subtitles for Vijay Kumar | |
|
|
Zeeva Livshitz edited Hebrew subtitles for Vijay Kumar | |
|
|
Zeeva Livshitz edited Hebrew subtitles for Vijay Kumar | |
|
|
Zeeva Livshitz edited Hebrew subtitles for Vijay Kumar | |
|
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for Vijay Kumar |