Ρομπότ οριγκάμι που αναμορφώνονται και μεταμορφώνονται μόνα τους

Εμπευσμένοι από τα σχεδιαστικά στοιχεία του οριγκάμι, η ρομποτιστής Τζέιμι Πάικ και η ομάδα της δημιούργησαν «robogamis»: πτυσσόμενα ρομπότ φτιαγμένα από εξαιρετικά λεπτά υλικά που μπορούν να αναμορφώνονται και να μεταμορφώνονται μόνα τους. Σε αυτήν την ομιλία και επίδειξη τεχνολογίας, η Πάικ δείχνει πώς τα robogamis μπορούν να προσαρμοστούν για να επιτύχουν μια ποικιλία καθηκόντων στη γη (ή στο διάστημα) και δείχνει τον τρόπο με τον οποίο κυλούν, πηδούν, εκτοξεύονται σαν από σφεντόνα, ακόμα και να χτυπούν σαν μια παλλόμενη καρδιά.

Ως ρομποτιστής, δέχομαι πολλές ερωτήσεις.

«Πότε θα αρχίσουν
να μας σερβίρουν πρωινό;»

Έτσι σκέφτηκα ότι το μέλλον της ρομποτικής
θα έμοιαζε περισσότερο σαν εμάς.

Νόμιζα ότι θα μοιάζουν με εμένα,

έτσι έφτιαξα μάτια
που προσομοιάζουν τα μάτια μου.

Έφτιαξα αρκετά επιδέξια δάκτυλα
για να σερβίρουν ικανοποιητικά...

στο μπέιζμπολ.

Κλασικά ρομπότ σαν αυτό

κατασκευάζονται και λειτουργούν

βάσει του σταθερού αριθμού
των αρθρώσεων και των ενεργοποιητών.

Αυτό σημαίνει ότι η λειτουργικότητα
και το σχήμα τους έχουν ήδη καθοριστεί

κατά τη στιγμή της σύλληψής τους.

Παρότι αυτό το χέρι κάνει
μια πραγματικά ωραία ρίψη --

χτύπησε ακόμη και το τρίποδο στο τέλος --

δεν προορίζεται για το μαγείρεμα
πρωινού καθ' αυτό.

Πραγματικά, δεν είναι
κατάλληλο για ομελέτα.

Έτσι μου ήρθε ένα νέο όραμα
για τη μελλοντική ρομποτική:

οι μεταμορφωτές.

Οδηγούν, τρέχουν, πετούν,

ανάλογα με το συνεχώς μεταβαλλόμενο
νέο περιβάλλον και έργο.

Για να γίνει αυτό πραγματικότητα,

πρέπει πραγματικά να ξανασκεφτείτε
πώς σχεδιάζονται τα ρομπότ.

Λοιπόν, φανταστείτε ένα ρομποτικό
δομικό στοιχείο σε σχήμα πολυγώνου

και με τη χρήση
του απλού πολυγωνικού σχήματος

ανασυγκροτείται σε πολλαπλές
διαφορετικές μορφές

για τη δημιουργία ενός ρομπότ με νέο σχήμα
για διαφορετικές εργασίες.

Στα CG, γραφικά υπολογιστών,
δεν είναι κάτι καινούργιο --

χρησιμοποιείται καιρό
και έτσι γίνονται οι περισσότερες ταινίες.

Αλλά αν προσπαθείτε να δημιουργήσετε
ένα ρομπότ που να κινείται φυσικά,

αυτό είναι μια εντελώς νέα ιστορία.

Είναι ένα εντελώς νέο παράδειγμα.

Αλλά όλοι το έχετε κάνει αυτό.

Ποιος δεν έχει φτιάξει χάρτινο αεροπλάνο,
χάρτινη βάρκα, χάρτινο γερανό;

Το οριγκάμι είναι μια ευπροσάρμοστη
πλατφόρμα για τους σχεδιαστές.

Από ένα και μόνο φύλλο χαρτιού,
μπορείτε να φτιάξετε πολλαπλά σχήματα

και αν δεν σας αρέσει,
ξεδιπλώνετε και αναδιπλώνετε ξανά.

Κάθε τρισδιάστατη μορφή μπορεί να γίνει
από δισδιάστατες επιφάνειες διπλώνοντας

και αυτό αποδεικνύεται μαθηματικά.

Φανταστείτε να είχατε
ένα έξυπνο φύλλο χαρτιού

που μπορεί να αυτο-αναδιπλωθεί
σε οποιαδήποτε μορφή θέλει,

οποτεδήποτε.

Πάνω σε αυτό εργάζομαι.

Αποκαλώ αυτό το ρομποτικό οριγκάμι,

«robogami».

Αυτός είναι ο πρώτος μετασχηματισμός
του robogami

που έγινε πριν από περίπου 10 χρόνια.

Από ένα επίπεδο ρομπότ

μετατρέπεται σε πυραμίδα
και πίσω σε ένα επίπεδο φύλλο

και σε ένα διαστημικό λεωφορείο.

Αρκετά χαριτωμένο.

Δέκα χρόνια αργότερα, με την ομάδα μου
των νίντζα ρομποτικών ερευνητών οριγκάμι

-- περίπου 22 από αυτούς τώρα --

έχουμε μια νέα γενιά robogamis

που είναι λίγο πιο αποτελεσματικά
και κάνουν περισσότερα από αυτό.

Έτσι η νέα γενιά robogamis
εξυπηρετεί στην ουσία έναν σκοπό.

Για παράδειγμα, αυτό κινείται αυτόνομα
μέσα σε διαφορετικά εδάφη.

Έτσι όταν είναι σε ξηρή
και επίπεδη γη, έρπεται.

Αν συναντήσει ξαφνικά τραχύ έδαφος,

αρχίζει να κυλάει.

Κάνει αυτό -- είναι το ίδιο ρομπότ --

αλλά ανάλογα με το έδαφος που συναντά,

ενεργοποιεί μια διαφορετική ακολουθία
ενσωματωμέων ενεργοποιητών.

Μόλις συναντήσει ένα εμπόδιο, το πηδάει.

Αυτό επιτυγχάνεται με την αποθήκευση
ενέργειας σε κάθε σκέλος του

και την απελευθέρωση και βολή
όπως σε μια σφεντόνα.

Κάνει ακόμη και γυμναστική.

Ναι.

(Γέλια)

Μόλις σας έδειξα τι μπορεί
να κάνει ένα robogami.

Φανταστείτε τι μπορούν να κάνουν ως ομάδα.

Μπορούν να ενώσουν δυνάμεις
για να αντιμετωπίσουν πολύπλοκες εργασίες.

Κάθε δομικό στοιχείο,
είτε ενεργό είτε παθητικό,

μπορούμε να τα συναρμολογήσουμε
ώστε να δημιουργήσουν διαφορετικά σχήματα.

Όχι μόνο αυτό, αλλά ελέγχοντας
τις αναδιπλώμενες αρθρώσεις,

μπορούμε να δημιουργήσουμε
και να επιλύσουμε διαφορετικές εργασίες.

Η μορφή δημιουργεί νέο χώρο εργασιών.

Αυτή τη φορά, το πιο σημαντικό
είναι η συναρμολόγηση.

Πρέπει να βρεθούν μεταξύ τους
αυτόνομα σε διαφορετικό χώρο,

να προσαρτηθούν και να αποσυνδεθούν,
ανάλογα με το περιβάλλον και την εργασία.

Τώρα μπορούμε να το επιτύχουμε.

Τι ακολουθεί λοιπόν;

Η φαντασία μας.

Αυτή είναι μια προσομοίωση
του τι μπορείτε να επιτύχετε

με αυτό το τύπο δομικού στοιχείου.

Αποφασίσαμε ότι έχουμε
ένα ερπύστριο τεσσάρων ποδιών

που να μετατρέπεται σε ένα μικρό σκυλί
και να κάνει μικρά βήματα.

Με το ίδιο δομικό στοιχείο, μπορούμε
να του πούμε να κάνει κάτι άλλο:

έναν βραχίονα, μια τυπική,
κλασική ρομποτική εργασία.

Έτσι, με έναν βραχίονα,
μπορεί να πάρει ένα αντικείμενο.

Φυσικά, μπορείτε να προσθέσετε δομικά στοιχεία
για να μεγαλώσουν τα πόδια του βραχίονα,

να χτυπήσει ή να σηκώσει αντικείμενα
που είναι μεγαλύτερα ή μικρότερα

ή ακόμα να έχει και ένα τρίτο χέρι.

Για τα robogamis, δεν υπάρχει
ένα καθορισμένο σχήμα ή μια εργασία.

Μπορούν να μετασχηματιστούν σε οτιδήποτε,
οπουδήποτε, οποτεδήποτε.

Πώς, λοπόν, τα φτιάχνετε;

Η μεγαλύτερη τεχνική πρόκληση στο robogami
είναι να το κάνεις πολύ λεπτό,

εύκαμπτο,

αλλά να παραμένει λειτουργικό.

Αποτελούνται από πολλαπλά στρώματα
κυκλωμάτων, κινητήρων,

μικροελεγκτών και αισθητήρων,

όλα σε ενιαίο σώμα,

και όταν ελέγχετε
μεμονωμένες πτυσσόμενες αρθρώσεις,

θα είστε σε θέση να επιτύχετε
απαλές κινήσεις σαν αυτή

με την εντολή σας.

Αντί να είναι ένα ενιαίο ρομπότ
ειδικά φτιαγμένο για μια εργασία,

τα robogamis είναι βελτιστοποιημένα
να κάνουν πολλαπλές εργασίες.

Αυτό είναι πολύ σημαντικό

για τα δύσκολα και μοναδικά
περιβάλλοντα στη Γη

καθώς και στο διάστημα.

Το διάστημα είναι ένα τέλειο
περιβάλλον για τα robogamis.

Δεν έχετε την πολυτέλεια
του ενός ρομπότ για κάθε εργασία.

Ποιος ξέρει πόσες εργασίες
θα συναντήσετε στο διάστημα;

Χρειάζεστε μια μετασχηματιζόμενη ρομποτική
πλατφόρμα για πολλαπλές εργασίες.

Αυτό που θέλουμε είναι ένα κατάστρωμα
λεπτών δομικών στοιχείων robogami

που να μετασχηματίζονται
για να εκτελέσουν πολλαπλές εργασίες.

Μπορεί να μην με πιστεύετε,

αλλά ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος
και το Ελβετικό Διαστημικό Κέντρο

χορηγούν αυτή την ακριβή έννοια.

Έτσι, εδώ βλέπετε μερικές εικόνες
αναδιάρθρωσης των robogamis,

να εξερευνούν άγνωστη γη
εναερίως, επιφανειακά,

καθώς και υπογείως.

Δεν είναι μόνο η εξερεύνηση.

Οι αστροναύτες
χρειάζονται επιπλέον βοήθεια,

επειδή δεν μπορούν να πάνε
ασκούμενοι εκεί επάνω.

(Γέλια)

Πρέπει να κάνουν κάθε ανιαρή εργασία.

Μπορεί να είναι απλή,

αλλά πολύ διαδραστική.

Έτσι χρειάζεστε ρομπότ
για να διευκολύνουν τα πειράματά τους,

βοηθώντας τους με τις επικοινωνίες

και απλά να προσαρμοστούν σε επιφάνειες
ως τρίτο χέρι, κρατώντας διάφορα εργαλεία.

Αλλά πώς θα είναι σε θέση να ελέγξουν
τα robogamis, για παράδειγμα,

έξω από τον διαστημικό σταθμό;

Σε αυτή την περίπτωση, δείχνω ένα robogami
που συγκρατεί διαστημικά συντρίμμια.

Μπορείτε να τα ελέγξετε οπτικά,

αλλά θα ήταν καλύτερα
να μεταφέρεται η αίσθηση της αφής

απευθείας στα χέρια των αστροναυτών.

Αυτό που χρειάζεστε
είναι μια απτική συσκευή,

μια απτική διεπαφή που αναδημιουργεί
την αίσθηση της αφής.

Με τη χρήση των robogamis,
αυτό επιτυγχάνεται.

Αυτή είναι η μικρότερη
απτική διεπαφή παγκοσμίως

που μπορεί να αναδημιουργήσει
την αίσθηση της αφής στο δάχτυλό σας.

Αυτό γίνεται μετακινώντας το robogami

με μικροσκοπικές και μακροσκοπικές
κινήσεις στο χώρο.

Έχοντας αυτό, όχι μόνο
θα είστε σε θέση να αισθανθείτε

πόσο μεγάλο είναι το αντικείμενο,

η στρογγυλότητα και οι γραμμές,

αλλά και την ακαμψία και την υφή.

Ο Άλεξ έχει αυτή τη διεπαφή
κάτω από τον αντίχειρά του,

και αν το χρησιμοποιήσει
με γυαλιά VR και χειριστήρια χειρός,

τότε η εικονική πραγματικότητα
δεν είναι πλέον εικονική.

Γίνεται μια απτή πραγματικότητα.

Η μπλε μπάλα, η κόκκινη μπάλα
και μαύρη μπάλα που κοιτάζει

δεν διαφοροποιούνται πλέον από τα χρώματα.

Τώρα είναι μια μπλε μπάλα από καουτσούκ,

μια κόκκινη μπάλα σφουγγάρι
και μια μαύρη μπάλα μπιλιάρδου.

Αυτό είναι πλέον εφικτό.

Επιτρέψτε μου να σας δείξω.

Αυτή είναι η πρώτη φορά
που το παρουσιάζουμε ζωντανά

σε δημόσιο μεγάλο κοινό,

ας ελπίσουμε να λειτουργήσει.

Αυτό που βλέπετε εδώ
είναι ένας άτλας της ανατομίας

και την απτική διεπαφή robogami.

Έτσι, όπως όλα τα άλλα
επαναρρυθμίσιμα ρομπότ,

κάνει πολλαπλές εργασίες.

Χρησιμεύει όχι μόνο ως ποντίκι,

αλλά και ως απτική διεπαφή.

Για παράδειγμα, έχουμε ένα λευκό φόντο
όπου δεν υπάρχει κανένα αντικείμενο.

Αυτό σημαίνει ότι
δεν έχει κάτι να αισθανθείς,

έτσι μπορούμε να έχουμε μία πολύ,
πολύ ευέλικτη διεπαφή.

Τώρα, το χρησιμοποιώ ως ποντίκι
για να πλησιάσω το δέρμα,

ένα μυϊκό χέρι,

οπότε τώρα ας νιώσουμε
το δικέφαλο μυ του

ή τους ώμους.

Τώρα βλέπετε πόσο σκληρότερο γίνεται.

Ας εξερευνήσουμε περισσότερα.

Ας προσεγγίσουμε το θώρακα.

Μόλις ακουμπίσω πάνω στο θώρακα

και μεταξύ των μεσοπλεύριων μυών,

ώντας μαλακότεροι και σκληρότεροι,

μπορώ να αισθανθώ τη διαφορά στην ακαμψία.

Πιστέψτε με.

Τώρα βλέπετε, είναι πολύ
πιο άκαμπτο ως προς τη δύναμη

που δίνει πίσω στο δάχτυλό μου.

Σας έδειξα λοιπόν τις επιφάνειες
που δεν κινούνται.

Τι θα γίνει αν πλησιάσω κάτι που κινείται,

για παράδειγμα, μια παλλόμενη καρδιά;

Τι θα ένιωθα;

(Χειροκρότημα)

Αυτό μπορεί να είναι
η παλλόμενη καρδιά σας.

Αυτό μπορεί να είναι στην τσέπη σας

ενόσω ψωνίζετε ηλεκτρονικά.

Τώρα θα μπορείτε να αισθανθείτε
τη διαφορά στο πουλόβερ που αγοράζετε,

πόσο μαλακό είναι,

αν είναι πραγματικά κασμίρ ή όχι,

ή το κουλούρι που θέλετε να αγοράσετε,

πόσο σκληρό ή πόσο τραγανό είναι.

Αυτό είναι τώρα εφικτό.

Η ρομποτική τεχνολογία τείνει να είναι
πιο εξατομικευμένη και προσαρμοστική,

να προσαρμόζεται
στις καθημερινές μας ανάγκες.

Αυτό το μοναδικό είδος
της επαναρρυθμίσιμης ρομποτικής

είναι στην πραγματικότητα η πλατφόρμα
παροχής της αόρατης, διαισθητικής διεπαφής

που ανταποκρίνεται
ακριβώς στις ανάγκες μας.

Αυτά τα ρομπότ δεν θα μοιάζουν πλέον
στους χαρακτήρες των ταινιών.

Αντί αυτού, θα είναι οτιδήποτε
θέλετε να είναι.

Ευχαριστώ.

(Χειροκρότημα)