Robot origami che si trasformano e riconfigurano
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0:02 - 0:06Da esperta di robotica,
ricevo un sacco di domande. -
0:06 - 0:08"Quando inizieranno
a servirmi la colazione?" -
0:09 - 0:14Pensavo che i robot del futuro
sarebbero stati più simili a noi. -
0:16 - 0:18Credevo che mi avrebbero assomigliato,
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0:18 - 0:22così ho costruito occhi simili ai miei.
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0:23 - 0:28Ho costruito dita abbastanza abili
da servirmi... -
0:28 - 0:30palle da baseball.
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0:32 - 0:34I robot tradizionali come questo
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0:34 - 0:37vengono costruiti e diventano funzionali
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0:37 - 0:40sulla base di un numero fisso
di articolazioni e attuatori. -
0:41 - 0:45Ciò significa che la loro forma
e funzionalità sono già determinate -
0:45 - 0:47al momento della loro progettazione.
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0:47 - 0:50Così, anche se questo braccio
lancia davvero bene - -
0:50 - 0:53alla fine ha persino colpito
il treppiede - -
0:54 - 0:57non è di per sé pensato
per prepararvi la colazione. -
0:57 - 1:01Non è adatto a strapazzare le uova.
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1:01 - 1:05Allora ho immaginato i robot del futuro
in un modo diverso: -
1:06 - 1:08come Transformers.
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1:09 - 1:12Guidano, corrono, volano,
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1:12 - 1:17a seconda del compito e dell'ambiente
che si trovano davanti. -
1:17 - 1:19Per realizzare tutto ciò,
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1:19 - 1:23bisogna davvero rivedere
come i robot vengono progettati. -
1:23 - 1:27Allora, immaginate un modulo robotico
con forma di poligono -
1:27 - 1:30e pensate di usare
quella semplice forma poligonale -
1:30 - 1:33per ricreare molteplici altre forme
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1:33 - 1:37creando nuovi robot
per compiti diversi. -
1:38 - 1:41Nel mondo della computer grafica, CG,
non è certo una novità, -
1:41 - 1:45lo si fa da tempo, la si utilizza
per la maggior parte dei film. -
1:45 - 1:49Tuttavia, cercare di realizzare
un robot in grado di muoversi -
1:49 - 1:50è tutta un'altra storia.
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1:51 - 1:53Si tratta di un modello del tutto diverso.
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1:54 - 1:56Voi, però, l'avete già fatto.
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1:57 - 2:03Chi non ha mai creato un aeroplano,
una barchetta o una gru di carta? -
2:04 - 2:08Gli origami sono un'utile base
di partenza per i progettisti. -
2:08 - 2:12Si possono creare molteplici forme
partendo da un unico foglio di carta -
2:12 - 2:15e se non si è soddisfatti
lo si può spiegare e ripiegare daccapo. -
2:16 - 2:22Possiamo piegare una superficie 2D
per realizzare una qualsiasi forma 3D, -
2:22 - 2:25è matematicamente provato.
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2:27 - 2:31Immaginate ora di avere
un foglio intelligente -
2:31 - 2:35che riesce a piegare se stesso
per creare tutte le forme che vuole, -
2:35 - 2:36in qualsiasi momento.
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2:36 - 2:39Ecco, io sto lavorando su questo.
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2:39 - 2:42Chiamo questi robot-origami
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2:42 - 2:43"robogami".
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2:45 - 2:49Questa è la prima trasformazione
di un robogami -
2:49 - 2:52che ho realizzato dieci anni fa.
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2:52 - 2:54Un foglio robotico
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2:54 - 2:57che si trasforma in piramide
per poi tornare piatto -
2:57 - 3:00prima di diventare una navetta spaziale.
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3:01 - 3:02Davvero carino.
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3:03 - 3:10Dieci anni dopo, col mio gruppo
di ricercatori ninja - -
3:10 - 3:12circa 22 al momento -
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3:12 - 3:16abbiamo creato
una nuova generazione di robogami -
3:16 - 3:19che sono un po' più efficienti
e versatili. -
3:20 - 3:23Questi nuovi robogami hanno
uno scopo reale. -
3:23 - 3:29Questo riesce a districarsi autonomamente
su tipi di terreni diversi: -
3:29 - 3:32su un terreno secco e piano
cammina lentamente, -
3:34 - 3:37ma se il terreno si fa scosceso,
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3:37 - 3:38inizia a rotolare.
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3:38 - 3:40È lo stesso robot,
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3:40 - 3:44ma a seconda del terreno
che deve affrontare -
3:44 - 3:48attiva una sequenza diversa di attuatori
-
3:50 - 3:54e se incontra un ostacolo, lo salta.
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3:55 - 3:59Lo fa incamerando energia
in ognuna delle sua gambe -
3:59 - 4:03per poi rilasciarla di colpo
creando un effetto fionda. -
4:03 - 4:05Riesce persino a fare ginnastica.
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4:06 - 4:07Evviva.
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4:07 - 4:08(Risate)
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4:09 - 4:13Dunque, vi ho appena mostrato
ciò che un singolo robogami riesce a fare. -
4:13 - 4:16Pensate a cosa può fare in gruppo.
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4:16 - 4:20I robogami possono unire le forze
per affrontare compiti più complessi. -
4:20 - 4:23Ogni modulo, che sia attivo o passivo,
-
4:23 - 4:27può essere assemblato
per creare forme differenti. -
4:27 - 4:29Inoltre, grazie al controllo
dei raccordi snodati -
4:29 - 4:34possiamo creare e affrontare
compiti diversi. -
4:34 - 4:37La forma permette
nuove possibilità d'azione. -
4:38 - 4:42La cosa più importante è l'assemblaggio.
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4:42 - 4:46Devono trovarsi in modo autonomo
in uno spazio diverso, -
4:46 - 4:51attaccarsi e staccarsi a seconda
di ambiente circostante e compiti. -
4:52 - 4:54Ora tutto ciò è possibile.
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4:54 - 4:56Qual è il passo successivo?
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4:56 - 4:57La nostra immaginazione.
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4:58 - 5:00Questa simulazione mostra
cosa si può ottenere -
5:00 - 5:02da questo tipo di modulo.
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5:02 - 5:05Abbiamo deciso di trasformare
un robot gattonatore a quattro gambe -
5:07 - 5:10in un cagnolino che muove piccoli passi.
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5:10 - 5:14Lo stesso modulo può anche
diventare qualcosa di diverso: -
5:14 - 5:17un manipolatore, ossia un robot
che svolge compiti tradizionali. -
5:17 - 5:20Un manipolatore può sollevare un oggetto.
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5:20 - 5:24Naturalmente, è possibile aggiungere
altri moduli per allungare le sue gambe, -
5:24 - 5:28permettendogli così di afferrare oggetti
più grandi o più piccoli, -
5:28 - 5:30o persino un terzo braccio.
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5:32 - 5:36I robogami non hanno una forma
o un compito predeterminato. -
5:37 - 5:41Possono trasformarsi in qualunque cosa,
ovunque e in qualsiasi momento. -
5:42 - 5:45Come vengono realizzati?
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5:45 - 5:50La sfida tecnica principale
è mantenerli il più possibile sottili, -
5:50 - 5:52flessibili,
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5:52 - 5:54preservando, però, la loro funzionalità.
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5:55 - 5:58Sono formati da molteplici livelli
di circuiti, motori, -
5:58 - 6:01microcontrollori e sensori,
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6:01 - 6:03tutti in un unico corpo.
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6:03 - 6:06Controllando i singoli raccordi snodati,
-
6:06 - 6:10si possono ottenere
movimenti fluidi come questi -
6:10 - 6:11con un semplice comando.
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6:14 - 6:19Invece di essere un unico robot
destinato ad un unico compito, -
6:19 - 6:23un robogami è ottimizzato
per svolgere più compiti. -
6:23 - 6:25È una cosa molto importante
-
6:25 - 6:29se si pensa ai diversi e peculiari
ambienti sulla Terra -
6:29 - 6:32ma anche nello Spazio.
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6:34 - 6:37Lo Spazio è l'ambiente perfetto
per i robogami. -
6:38 - 6:42Lì non è conveniente avere
un robot diverso per ogni compito. -
6:43 - 6:46Chissà quanti compiti diversi
si dovranno affrontare nello Spazio? -
6:47 - 6:54L'ideale è un unico robot in grado
di trasformarsi a seconda del compito. -
6:55 - 7:00Ciò che serve è un insieme
di leggeri moduli robogami -
7:00 - 7:05capaci di trasformarsi a seconda
del compito da svolgere. -
7:06 - 7:10Non sono l'unica a pensarla così,
-
7:10 - 7:13perché l'Agenzia Spaziale Europea
e il Centro Spaziale Svizzero -
7:13 - 7:15sostengono questo stesso punto di vista.
-
7:16 - 7:21Ecco alcune immagini di robogami
che si riconfigurano -
7:21 - 7:24per esplorare un paesaggio sconosciuto
in superficie, -
7:24 - 7:27ma anche sotto la superficie.
-
7:27 - 7:29Non si tratta solo di esplorare:
-
7:29 - 7:32agli astronauti serve un ulteriore aiuto,
-
7:32 - 7:35perché lassù non si possono
portare dei tirocinanti. -
7:35 - 7:36(Risate)
-
7:36 - 7:39Devono svolgere da soli
ogni noioso compito. -
7:39 - 7:42A volte i compiti sono semplici,
ma estremamente interattivi. -
7:43 - 7:46Servono dunque dei robot
che facilitino gli esperimenti, -
7:46 - 7:49assistano nelle telecomunicazioni
-
7:49 - 7:54o semplicemente fungano da portaoggetti
attaccati alle superfici. -
7:55 - 7:58Come sarà possibile, per esempio,
controllare i robogami -
7:58 - 8:00al di fuori della stazione spaziale?
-
8:00 - 8:04Qui vedete un robogami
che trattiene un detrito spaziale. -
8:04 - 8:08Si può usare la vista per guidarli,
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8:08 - 8:12ma la cosa migliore sarebbe
trasferire la sensazione tattile -
8:12 - 8:16direttamente alle mani degli astronauti.
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8:16 - 8:19Per farlo serve un dispositivo aptico,
-
8:19 - 8:22un'interfaccia aptica che riproduca
il senso del tatto. -
8:23 - 8:26Con i robogami ciò è possibile.
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8:27 - 8:32Questa è l'interfaccia aptica
più piccola del mondo -
8:32 - 8:38in grado di ricreare la sensazione tattile
appena sotto la punta delle dita. -
8:38 - 8:41Per farlo, facciamo compiere al robogami
-
8:41 - 8:45movimenti microscopici e macroscopici.
-
8:46 - 8:49Questo permette non solo
di sentire al tatto -
8:49 - 8:51le dimensioni dell'oggetto
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8:51 - 8:54e la rotondità delle sue linee,
-
8:54 - 8:58ma anche la sua rigidità e consistenza.
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8:59 - 9:03L'interfaccia si trova appena sotto
al pollice di Alex -
9:03 - 9:08e grazie a visori VR e controlli manuali
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9:08 - 9:11la realtà virtuale smette
di essere virtuale -
9:12 - 9:14per diventare tangibile.
-
9:17 - 9:20Le palle blu, rossa e nera
che sta guardando -
9:20 - 9:23non sono più differenziate
solo dai loro colori. -
9:23 - 9:28Ora la palla blu è di gomma, la rossa
è di spugna e la nera è da biliardo. -
9:29 - 9:31Adesso tutto questo è possibile.
-
9:31 - 9:33Vi faccio vedere.
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9:34 - 9:38È la prima volta in assoluto
che viene mostrato dal vivo, -
9:38 - 9:41davanti ad un vasto pubblico,
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9:41 - 9:43quindi spero che funzioni.
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9:44 - 9:48Allora, qui vedete una tavola anatomica
-
9:48 - 9:51e il robogami che funge
da interfaccia aptica. -
9:51 - 9:53Come tutti gli altri robot
riconfigurabili, -
9:53 - 9:55anche questo può fare più cose.
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9:55 - 9:57Non funge solo da mouse,
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9:57 - 9:59ma anche da interfaccia aptica.
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9:59 - 10:03Se abbiamo uno sfondo bianco,
senza oggetti, -
10:03 - 10:05non c'è nulla da sentire,
-
10:05 - 10:09per cui possiamo avere
un'interfaccia molto flessibile. -
10:09 - 10:13Ora utilizzo il mouse
per avvicinarmi alla pelle, -
10:13 - 10:14ad un braccio muscoloso,
-
10:14 - 10:16per sentire i bicipiti
-
10:16 - 10:17o le spalle.
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10:17 - 10:20Adesso potete osservare
l'interfaccia che si irrigidisce. -
10:20 - 10:22Continuiamo ad esplorare.
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10:22 - 10:25Avviciniamoci alla cassa toracica.
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10:25 - 10:27Appena mi sposto sopra di essa
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10:27 - 10:30e tra i muscoli degli spazi intercostali,
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10:30 - 10:31attraversando consistenze diverse,
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10:31 - 10:33posso avvertire la differente rigidità.
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10:33 - 10:35Fidatevi della mia parola.
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10:35 - 10:39Come vedete, ora è più rigido,
è maggiore la forza -
10:39 - 10:41che restituisce alla punta del mio dito.
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10:42 - 10:46Vi ho mostrato superfici
che non si muovono, -
10:46 - 10:49ma se invece volessi toccare
qualcosa che si muove, -
10:49 - 10:51per esempio un cuore che batte?
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10:51 - 10:53Cosa sentirei?
-
11:00 - 11:05(Applauso)
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11:07 - 11:10Questo cuore che batte
potrebbe essere il vostro. -
11:10 - 11:14Potreste tenere questo dispositivo
nella vostra tasca, -
11:14 - 11:15mentre fate acquisti su Internet.
-
11:16 - 11:20Potreste avvertire la consistenza
del maglione che state comprando, -
11:20 - 11:21la sua morbidezza,
-
11:21 - 11:24se è realmente vero cashmere,
-
11:24 - 11:27oppure sapere se il bagel
che volete acquistare -
11:27 - 11:30è duro o croccante.
-
11:30 - 11:32Questo ora è possibile.
-
11:35 - 11:41La robotica si sta evolvendo per essere
più personalizzata e flessibile, -
11:41 - 11:44per adattarsi
alle nostre esigenze quotidiane. -
11:44 - 11:48Questa specie unica
di robot riconfigurabili -
11:48 - 11:54rappresenta la base per ottenere
un'interfaccia invisibile e intuitiva -
11:54 - 11:57che risponda in modo preciso
ai nostri bisogni. -
11:58 - 12:02Questi robot non assomiglieranno più
ai personaggi dei film, -
12:03 - 12:07ma saranno tutto ciò
che voi vogliate che siano. -
12:07 - 12:08Grazie.
-
12:08 - 12:12(Applauso)
- Title:
- Robot origami che si trasformano e riconfigurano
- Speaker:
- Jamie Paik
- Description:
-
Traendo ispirazione dalla tecnica dell'origami, l'esperta di robotica Jamie Paik e il suo team hanno creato i "robogami": robot pieghevoli fatti di materiali super sottili che possono trasformarsi modificando la propria forma. In questo contributo e dimostrazione tecnica, Jamie Paik ci mostra come i robogami potrebbero adattarsi per svolgere una serie di compiti sulla Terra (o nello Spazio) e anche come siano in grado di rotolare, saltare, catapultarsi e persino di battere come un cuore.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 12:26
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