Робат-арыгамі, якія самастойна трансфармуюцца і змяняюць форму

Натхнёная арыгамі, робататэхнолаг Джэймі Пайк і яе каманда стварылі "робагамі": робатаў, вырабленых са звыштонкіх матэрыялаў, што могуць змяняць форму і змяняць сябе. У гэтай прамове і тэхнічнай дэманастрацыі Пайк паказвае, як робагамі можа адаптавацца да выканання розных задач на Зямлі (ці ў космасе) і дэманструе, як яны коцяцца, скачуць, катапультуюцца, як з рагаткі, і нават пульсуюць пад такт сэрцабіцця.

Мне задаюць шмат пытанняў
як робататэхнолагу.

"Калі яны будуць падаваць нам сняданак?"

Раней я думала, што будучыня робататэхнікі
будзе больш падобная да нас.

Думала ‒  яны будуць выглядаць як я,

таму я стварыла вочы,
што нагадваюць мае.

Я стварыла пальцы, дастаткова
спрытныя, каб падаваць мне

бейсбольныя мячы.

Класічныя робаты кшталту гэтага

пабудаваны і становяцца функцыянальнымі

згодна з пэўнай колькасцю
суставаў і сілавых прывадаў.

І гэта азначае, што іх функцыянальнасць
і форма ўжо прадвызначаны

ў момант іх стварэння.

І нават калі гэтая рука
мае вельмі добры кідок ‒

яна патрапіла ў штатыў напрыканцы ‒

яна не падыходзіць для гатавання
вашага сняданку.

Яна не вельмі падыходзіць
для гатавання амлета.

Так да мяне прыйшло новае
бачанне будучыні робататэхнікі:

трансформеры.

Яны едуць, яны бягуць, яны лётаюць.

Усё ў залежнасці ад вечна зменлівага
асяроддзя і пастаўленнага задання.

Каб ажыццявіць гэтую ідэю,

трэба пераасэнсаваць працэс
стварэння робатаў.

Уявіце рабатызаваны модуль
у форме шматкутніка

і выкарыстоўванне гэтай
простай формы

для рэканструкцыі шматлікіх розных форм,

каб стварыць новы тып робата
для розных мэт.

У КГ, камп'ютарнай графіцы,
гэта не навіна ‒

такое робіцца ўжо даўно, так
зроблена большасць фільмаў.

Але калі вы спрабуеце стварыць робата,
які фізічна рухаецца,

гэта ўжо зусім іншае пытанне.

Гэта зусім іншая парадыгма.

Але вы ўсе ўжо рабілі гэта.

Хто не рабіў папяровага самалёціка,
чоўна або жураўля?

Арыгамі ‒  гэта ўніверсальная
платформа для дызайнераў.

З аднаго аркуша паперы
вы можаце зрабіць шматлікія формы,

і калі вам адна не падабаецца, вы можаце
разгарнуць і пачаць нанова.

Згарнуўшы аркуш, можна з 2D паверхні
стварыць любую 3D форму,

і гэта даказана матэматычна.

Уявіце, што ў вас быў такі
аркуш са штучным інтэлектам,

што можа сам складвацца ў любую форму,

у любы час.

Над гэтым я і працую.

Я называю гэта
робататэхнічным арыгамі,

або "робагамі".

Гэта першая трансфармацыя робагамі,

якая была створана мною гадоў 10 таму.

Плоскі аркуш робата

ператвараецца ў піраміду
і зноў у плоскі аркуш,

а потым у касмічны шатл.

Даволі міла.

Праз 10 год, дзякуючы маёй камандзе
ніндзя-арыгамі-робата-даследчыкаў ‒

іх зараз прыкладна 22 ‒

мы атрымалі новае пакаленне робагамі,

і яны крыху больш эфектыўныя
і здольныя на большае.

У новага пакалення робагамі
ёсць мэта.

Напрыклад, гэты робагамі самастойна
арыентуецца на розных рэльефах.

Калі мясцовасць сухая і плоская,
ён паўзе.

А калі ён натыкаецца на нечаканы
шурпаты рэльеф,

то пачынае каціцца.

Усё гэта выконвае той самы робат,

але ў залежнасці ад мясцовасці,
з якой сутыкаецца,

ён актывуе розную паслядоўнасць
актуатараў.

І калі ён натыкаецца на перашкоду,
то скача праз яе.

Ён робіць гэта праз накапленне
энергіі ў кожнай з ног

і праз яе выпуск
ён катапультуецца, як рагатка.

Ён выконвае нават
гімнастычныя трукі.

Крута.

(Смех)

Я паказала вам, што можа зрабіць
адзін робагамі.

Уявіце, што яны могуць рабіць у групе.

Яны могуць аб'ядноўваць намаганні,
каб вырашыць больш складаныя праблемы.

Кожны модуль, актыўны ці пасіўны,

мы можам сабраць разам у розныя формы.

Кантралюючы суставы,
што могуць згінацца,

мы здольныя ствараць і вырашаць
розныя задачы.

Форма стварае новую прастору
для пастаноўкі задач.

І гэтым разам іх узаемадзеянне
з'яўляецца галоўным.

Ім трэба самастойна знаходзіць
адзін аднаго на прасторы,

прымацоўвацца і аддзяляцца,
гледзячы на мясцовасць і задачу.

І зараз мы можам гэта рабіць.

Дык што далей?

Толькі нашае ўяўленне.

Гэта сімуляцыя таго, чаго
можна дабіцца

з дапамогай гэтага тыпу модуля.

Мы вырашылі спраектаваць робата,
што перамяшчаецца на 4 нагах,

пераўтвараецца ў сабачку,
і робіць маленькія крокі.

Той самы модуль мы можам
ператварыць у нешта іншае:

у маніпулятар, які выконвае тыповыя
заданні класічнай робататэхнікі.

З дапамогай маніпулятара
можна падняць нейкі прадмет.

Безумоўна, можна дадаць больш модуляў,
каб зрабіць ногі маніпулятара даўжэй,

каб браць або падымаць прадметы
большага ці меншага памеру,

ці нават стварыць трэцюю руку.

У робагамі не існуе адной фіксаванай
формы ці задачы.

Яны могуць трансфармавацца ў што заўгодна,
у любым месцы, у любы час.

Але як іх стварыць?

Самая вялікая тэхналагічная праблема ‒ 
захаваць рабагамі ўльтратонкімі,

пластычнымі,

але функцыянальнымі.

Робагамі складаюцца са шматлікіх
пластоў схем, рухавікоў

мікракантролераў ды сэнсараў,

усё ў адзіным корпусе.

І калі вы кантралюеце кожны
згінальны сустаў,

то можаце дасягнуць такі плаўны рух

па вашай камандзе.

Замест адзінага робата, што быў створаны
для выканання адной задачы,

робагамі аптымізаваныя
для выканання розных задач.

І гэта досыць важна

для складаных і ўнікальных
умоў асяроддзя як на Зямлі,

так і ў космасе.

Космас ‒  ідэальнае
ассяроддзе для робагамі.

Нельга дазволіць сабе мець
адзінага робата для адзінай задачы.

Хто ведае, колькі задач
будзе неабходна выканаць у космасе?

Патрэбна адна рабатызаваная платформа,
якая трансфармуецца для безлічы задач.

Неабходна мець адзіны камплект
тонкіх модуляў робагамі,

здатных да трансфармацыі
для выканання розных задач.

І не сумнявайцеся,

бо Еўрапейскае касмічнае агенцтва
ды Швейцарскі касмічны цэнтр

спансуюць рэалізацыю
гэтай канцэпцыі.

Перад вамі некалькі вобразаў
робагамі са змененай структурай,

што даследуюць паверхню іншай планеты,

а таксама паглыбляюцца ў зямлю.

Гэта не проста даследаванне.

Касманаўтам патрэбна дадатковая дапамога,

бо яны не могуць
узяць з сабою стажораў.

(Смех)

Робагамі мусяць брацца
за кожную нудную задачу.

Яны могуць быць простымі,

але надзвычайна інтэрактыўнымі.

Таму патрэбныя робаты, што
палягчаюць правядзенне эксперыментаў,

што забяспечваюць камунікацыю

і проста высаджваюцца на розныя паверхні
ў якасці трэцяй рукі з інструментамі.

Але як касманаўты могуць
кантраляваць робагамі

па-за касмічнай станцыяй?

У дадзеным выпадку я пакажу вам робагамі,
які трымае касмічнае смецце.

Можна кантраляваць робагамі зрокам,

але лепш было б скарыстацца
сэнсам дотыку,

які беспасрэдна перадаецца
ў рукі касманаўтаў.

І патрэбна мець толькі
тактыльны прыбор,

тактыльны інтэрфейс, які
стварае адчуванне дотыку.

І выкарыстоўваючы робагамі,
мы можам гэтага дабіцца.

Гэта найменшы ў свеце
тактыльны інтэрфейс,

які можа перадаць сэнс дотыку
на кончыкі пальцаў.

Гэта зроблена праз прывядзенне
ў рух робагамі,

дзякуючы мікраскапічным рухам і рухам,
што можна пабачыць няўзброеным вокам.

І праз гэта вы зможаце
не толькі адчуць

памер прадмета,

акругласць ды форму,

але і жорсткасць ды тэкстуру.

Алекс трымае свой вялікі палец
на гэтым інтэрфейсе,

і калі б ён выкарыстаў гэта
з ВР акулярамі і кантролерамі,

віртуальная рэальнасць
перастала б быць віртуальнаю.

Гэта рэальнасць, да якой
можна датыкнуцца.

Сіні шар, чырвоны шар
і чорны шар

больш не адрозніваюцца колерам.

Зараз гэта гумавы сіні шар,
губкавы чырвоны шар і більярдны чорны шар.

Цяпер гэта магчыма.

Я прадэманструю.

Гэта адбываецца насамрэч
упершыню ўжывую

перад вялікай аудыторыяй,

спадзяюся, што ўсё спрацуе.

Вы бачыце анатамічны атлас

і тактыльны інтэрфейс робагамі.

Падобна да ўсіх іншых
робатаў са зменнай структурай,

ён шматзадачны.

Ён не толькі камп'ютарная мыш,

але і тактыльны інтэрфейс.

Зараз курсор знаходзіцца на
пустым белым фоне.

Таму мы нічога і не адчуваем,

таму што інтэрфейс вельмі гнуткі.

А цяпер я выкарыстаю яго як мыш,
каб прыблізіцца да скуры,

мышцаў рукі,

а зараз датыкнемся да біцэпсаў

ці пляча.

І зараз вы бачыце, наколькі
больш жорсткім становіцца робагамі.

Працягнем даследаванне.

Наблізімся да рэбраў.

Як толькі курсор наязджае
на грудную клетку

і міжрэбраныя мышцы,

што адрозніваюцца па жорсткасці,

я магу адчуць гэтую розніцу.

Паверце мне на слова.

Бачыце, робагамі зараз нашмат
больш жорсткі,

і я адчуваю гэта на дотык.

Я паказала вам нерухомыя паверхні.

А што калі я паспрабую
нешта рухомае,

напрыклад, сэрца?

Што б я адчула?

(Палец вібруе)

(Апладысменты)

Гэта можа быць ваша сэрца.

Робагамі можа быць у вашай кішэні,

пакуль вы робіце пакупкі анлайн.

Вы зможаце адчуць матэрыял швэдара,
які вы вырашылі набыць,

адчуць наколькі ён мягкі,

ці сапраўдны гэта кашэмір,

ці дакрануцца да пончыка,

пачуць, наколькі ён жорсткі
ці хрумсткі.

Цяпер гэта магчыма.

Робататэхніка рухаецца наперад, каб
стаць больш адаптыўнай і персанальнай,

каб прыстасавацца да нашых
паўсядзённых патрэб.

Гэты ўнікальны тып
зменлівых робатаў

насамрэч з'яўляецца платформай
для нябачнага, інтуітыўнага інтэрфейсу,

каб задаволіць нашы патрэбы.

Гэтыя робаты больш не будуць
выглядаць як героі з фільмаў.

Яны будуць выглядаць так,
як мы толькі захочам.

Дзякуй.

(Апладысменты)