-
Title:
Dennis Hong: Moje siedem gatunków robotów.
-
Description:
W TEDxNASA, Denis Hong prezentuje siedem nagrodzonych robotów terenowych - przypominającego człowieka, grającego w piłkę DARwina i wspinającego się CLIMBeRa -- wszystkie zbudowane przez zespół w RoMeLa, Virginia Tech. Oglądajcie do końca, by poznać pięć twórczych tajemnic niesamowitego sukcesu technologicznego jego laboratorium.
-
Najpierw porozmawiamy o robocie STriDER.
-
To Samobieżny Trójnogi Dynamiczny Eksperymentalny Robot.
-
To Samobieżny Trójnogi Dynamiczny Eksperymentalny Robot.
-
Jest to robot z trzema nogami,
-
zainspirowany przez naturę.
-
Ale czy w przyrodzie jest coś,
-
co ma trzy nogi? Raczej nie.
-
Więc czemu powiedziałem,
-
że zainspirowała go natura?
-
Najpierw przyjrzyjmy się popkulturze.
-
Znacie "Wojnę Światów" H.G. Wellsa, książkę i film.
-
A to co tutaj widzicie, to popularna
-
gra komputerowa.
-
W literaturze opisywane są jako obce istoty,
-
roboty mające trzy nogi, terroryzujące ziemię.
-
Ale mój robot, STriDER, nie porusza się w ten sposób.
-
To animacja dynamicznej symulacji.
¶
-
Pokażę wam jak działa robot.
-
Obraca swe ciało o 180 stopni.
-
Porusza trzecią nogą by złapać równowagę.
-
Tak chodzi. Jeśli przyjrzymy się nam,
-
ludziom, chodząc na dwóch nogach
-
nie używamy mięśnia
-
by podnieść nogę i chodzić jak robot.
-
Poruszamy nogą i łapiemy równowagę,
-
wstajemy, ruszamy nogą i łapiemy równowagę.
-
Używając wbudowanej dynamiki, fizyki naszego ciała
-
tak jak wahadło.
-
Nazywamy to biernym dynamicznym poruszaniem się.
-
Gdy wstajecie,
-
energia potencjalna zmienia się w energię kinetyczną,
-
potencjalna w kinetyczną.
-
To ciągle zachodzący proces.
-
Pomimo tego, że w naturze nie ma nic podobnego,
-
naprawdę zainspirowaliśmy się przyrodą
-
i zastosowaliśmy zasady chodzenia
-
u tego robota, jest więc on zainspirowany naturą.
-
Tu widzicie to, czym zajmiemy się za chwilę.
¶
-
Chcemy zgiąć nogi i wyskoczyć na długi dystans.
-
Rozstawia nogi prawie jak w Gwiezdnych Wojnach.
-
Lądując absorbuje uderzenie i zaczyna chodzić.
-
To żółte, to nie śmiercionośne promienie.
-
To wskaźnik pokazujący, że jeśli macie kamery
-
lub innego rodzaju czujniki,
-
ponieważ ma 1,80m wzrostu,
-
będziecie widzieć przeszkody takie jak krzaki.
-
Mamy więc dwa prototypy.
¶
-
Pierwsza wersja z tyłu to STriDER I.
-
Mniejszy z przodu to STriDER II.
-
Problem w tym, że STriDER I
-
był zbyt ciężki. Miał tyle silników,
-
wiecie, wyrównywanie itp.
-
Więc zdecydowaliśmy się go stworzyć
-
tak, by przy użyciu pojedynczego napędu
-
koordynować wszystkie ruchy.
-
To mechaniczne rozwiązanie, bez stosowania mechatroniki.
-
Jego góra jest wystarczająco lekka, by mógł chodzić w laboratorium.
-
To był pierwszy krok.
-
Nie jest idealny. Upuszcza kawę,
-
przed nami jeszcze dużo pracy.
-
Drugim robotem jest IMPASS.
¶
-
Oznacza inteligentnie poruszającą się platformę z aktywnym systemem szprych.
-
Jest hybrydą z kołami i nogami.
-
Pomyślcie o kole bez oprawy
-
lub kole szprychowym.
-
Szprychy poruszają się niezależnie od siebie w piaście.
-
Porusza się na kołach lub nogach.
-
Wymyślamy koło na nowo.
-
Pokażę wam jak działa.
-
Na tym filmie stosujemy metodę
-
zwaną podejściem reakcyjnym.
-
Używając czujników dotyku na stopach,
-
próbuje chodzić po zmiennym podłożu,
-
miękkim terenie, który się wciska i zmienia.
-
Dzięki informacjom z czujnika dotyku,
-
pomyślnie przechodzi przez tego typu teren.
-
Ale gdy natrafi na ekstremalny teren,
¶
-
gdy przeszkoda jest trzy razy
-
wyższa od robota,
-
przełącza się w tryb ostrożny,
-
w którym używa dalmierza laserowego
-
i systemu kamer do identyfikacji przeszkód,
-
ostrożnie planuje kolejny ruch szprych,
-
koordynuje nim wykazując
-
nadzwyczajną mobilność.
-
Pewnie nigdy nie widzieliście czegoś takiego.
-
To robot o wysokim poziomie mobilności,
-
zwany IMPASS.
-
Czy to nie wspaniałe?
-
Gdy prowadzicie samochód,
¶
-
gdy nim kierujecie, stosujecie metodę
-
zwaną sterowaniem Ackermanna.
-
Przednie koła skręcają w ten sposób.
-
U większości robotów
-
stosuje się sterowanie różnicowe,
-
gdzie lewe i prawe koło skręcają w przeciwnych kierunkach.
-
IMPASS może poruszać się w wieloraki sposób.
-
Tu lewe i prawe koła są połączone pojedynczą osią,
-
ale obracają się z tą samą prędkością kątową.
-
Po prostu zmieniamy długość szprychy.
-
Zmiana średnicy umożliwia skręcanie.
-
To kilka przykładów fajnych rzeczy,
-
które potrafi IMPASS.
-
Ten robot nazywa się CLIMBeR,
¶
-
inteligentny robot podłączony przewodowo.
-
Naukowcy z Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA,
-
JPL jest znane z pojazdów wysłanych na Marsa,
-
zawsze mi powtarzają,
-
że ściany skalne to miejsca bogate w interesującą naukę.
-
że ściany skalne to miejsca bogate w interesującą naukę.
-
Łaziki nie mogą się tam dostać.
-
Chcieliśmy zbudować robota,
-
który potrafiłby się wspinać.
-
-
Ma trzy nogi.
-
Na górze ma wyciągarkę i linkę.
-
Szuka miejsca do postawienia stopy,
-
a gdy już znajdzie,
-
w czasie rzeczywistym oblicza rozdział siły
-
by móc przyczepić się do powierzchni
-
bez ryzyka upadku.
-
Kiedy jest stabilny, podnosi stopę,
-
i dzięki wyciągarce może się wspinać.
-
Również w celach poszukiwawczych i ratunkowych.
-
Pięć lat temu, pracowałem w NASA JPL
¶
-
na stypendium.
-
Mieli już wtedy robota LEMUR, z sześcioma nogami.
-
To jego krewniak, hexapod MARS.
-
Zautomatyzowany system z wieloma dodatkami.
-
Rozwinęliśmy inteligentny model chodu.
-
Mamy bardzo interesujące dane na ten temat.
-
Studenci lubią się bawić. Możecie tu zobaczyć
-
jak chodzi po trudnym terenie.
-
Próbuje chodzić po ternie
-
surowym i piaszczystym,
-
W zależności od zawartości wilgoci oraz rozmiaru ziaren piasku
-
zmienia się model zapadania się stóp w podłożu.
-
Próbuje dostosować swój chód.
-
Robi też inne fajne rzeczy.
-
Mamy wielu odwiedzających.
-
Kiedy przychodzą goście, MARS podchodzi do komputera
-
i wystukuje "Cześć, mam na imię MARS."
-
Witamy RoMeLę,
-
z Laboratorium Robotyki Maszyn w Virginia Tech.
-
Jest robotem pełzającym.
¶
-
Nie zagłębimy się w szczegóły techniczne,
-
ale pokażę kilka eksperymentów.
-
To jedne z pierwszych testów możliwości.
-
Energię potencjalna w elastycznej skórze wprowadza ją w ruch.
-
Napięcie czynne umożliwia ruch
-
w przód i w tył. Nazywa się ChIMERA.
-
Współpracowaliśmy również naukowcami
-
i inżynierami z Uniwersytetu Pennsylvanii
-
nad chemicznie napędzaną wersją
-
tego robota pełzającego.
-
Coś robimy,
-
i jak za sprawą magii, porusza się.
-
To nowy projekt. Nazywa się RAPHaEL.
¶
-
Zautomatyzowana napędzana powietrzem ręka z elastycznymi wiązadłami.
-
Jest wiele znakomitych dłoni robota na rynku.
-
Ale są zbyt drogie - dziesiątki tysięcy dolarów.
-
Jako protezy się nie sprawdzają,
-
ponieważ są za drogie.
-
Rozwiązujemy ten problem w inny sposób.
-
Zamiast silników elektrycznych, przetworników elektromechanicznych,
-
wykorzystujemy sprężone powietrze.
-
Rozwinęliśmy te nowatorskie przetworniki do stawów.
-
Pracują dobrze. Można zmienić moc,
-
zmieniając ciśnienie powietrza.
-
Może zgnieść pustą puszkę po napoju.
-
Potrafi podnieść delikatne przedmioty,
-
np. surowe jajko lub żarówkę.
-
Wydaliśmy tylko 200 dolarów na prototyp.
-
Ten robot należy do rodziny robotów węży,
¶
-
innymi słowy HyDRAS,
-
Super Swobodny Przegubowy Robot-Wąż.
-
Potrafi wspinać się na obiekty.
-
To ramię HyDRY,
-
z 12-stopniową swobodą ruchów.
-
Interfejs użytkownika jest super.
-
Tamten kabel to światłowód.
-
A ta studentka, pewnie używa go po raz pierwszy,
-
ale potrafi go wykorzystać na różne sposoby.
-
Na przykład w Iraku, jak wiecie strefie wojny,
-
są przydrożne bomby. Obecnie wysyła się
-
zdalnie sterowane uzbrojone pojazdy.
-
Dużo czasu i pieniędzy zabiera
-
przeszkolenie operatora skomplikowanego ramienia.
-
Ale używanie tego jest intuicyjne.
-
Ten student wykonuje skomplikowane zadanie,
-
podnosi przedmioty i nimi manipuluje,
-
ot tak sobie, bardzo intuicyjne.
-
Ten robot, jest naszym ulubieńcem.
¶
-
Mamy fanklub robota DARwIna,
-
Dynamicznego Antropomorficznego Robota z Inteligencją.
-
Jesteśmy zainteresowani
-
humanoidami, chodzącymi jak ludzie,
-
więc takiego robota zbudowaliśmy.
-
W 2004 roku to było
-
rewolucyjne osiągnięcie.
-
To była analiza wykonalności,
-
jakich silników użyć?
-
Jakiego sterowania? Czy jest to możliwe?
-
Nie posiada żadnych czujników.
-
Ma otwarty układ sterowania.
-
Niektórzy mogą się domyślać, co może się stać
-
bez czujników, gdy wystąpią zakłócenia.
-
(Śmiech)
-
W oparciu o ten sukces, rok później
¶
-
stworzyliśmy projekt mechaniczny,
-
zaczynając od kinematyki.
-
W 2005 roku narodził się DARwIn I.
-
Stoi, chodzi, bardzo imponujące.
-
Ale nadal, jak widzicie,
-
ma pępowinę dostarczającą energii i przetwarzającą
-
dane dzięki zewnętrznym urządzeniom.
-
2006 - pora na prawdziwą zabawę.
¶
-
Dajmy mu inteligencję. Zapewniamy moc obliczeniową,
-
chip 1,5 gigaherca Pentium M,
-
dwie kamery, osiem żyroskopów, przyspieszeniomierz,
-
cztery czujniki momentu obrotowego na stopie, baterie litowe.
-
Teraz DARwIn jest w pełni autonomiczny.
-
Nie jest sterowany pilotem.
-
Nie ma żadnych kabli.
-
Rozgląda się, szuka piłki i próbuje grać
-
autonomicznie, sztuczna inteligencja.
-
Zobaczmy jak to robi. To pierwsza próba,
-
i... wideo: Gol!
-
Istnieją zawody o Puchar Robotów: RoboCup.
¶
-
Nie wiem ilu z was słyszało o RoboCup.
-
To międzynarodowe zawody piłkarskie autonomicznych robotów.
-
Celem RoboCup jest
-
stworzenie do 2050 roku
-
pełnych rozmiarów, autonomicznych robotów humanoidów
-
grających w pikę przeciwko ludzkim mistrzom świata,
-
i wygrywających.
-
To prawdziwy cel. Bardzo ambitny,
-
ale wierzymy, że się uda.
-
-
Byliśmy pierwszą drużyną USA, która zakwalifikowała się
-
do rozgrywek robotów humanoidów.
-
A to obecny rok, Austria.
-
Zobaczycie akcję, trzech na trzech,
-
w pełni autonomicznych.
-
Proszę bardzo. Tak!
-
Roboty obserwują i grają,
-
gra drużynowa pomiędzy nimi.
-
Bardzo imponujące. Prawdziwie naukowe zdarzenie
-
otoczone ekscytującym współzawodnictwem.
-
To przepiękne,
-
puchar Louisa Vuittona.
-
dla najlepszego humanoida.
-
Chcemy po raz pierwszy przywieźć go do USA,
-
za rok, więc życzcie szczęścia.
-
Dziękuję.
-
(Brawa)
-
DARwIn ma wiele talentów.
¶
-
W zeszłym roku dyrygował orkiestrą Roanoke Symphony,
-
podczas świątecznego koncertu.
-
To robot następnej generacji, DARwIn IV,
-
bystrzejszy, szybszy, silniejszy.
-
Popisuje się swoimi zdolnościami.
-
"Jestem macho, Jestem silny."
-
Podobnie jak Jackie Chan,
-
znam sztuki walki.
-
(Śmiech)
-
I odchodzi. To jest więc DARwIn IV,
-
zobaczycie go w lobby.
-
Wierzymy, że będzie to pierwszy biegający
-
humanoid w USA. Więc, proszę zostać z nami.
-
Pokazałem wam jak działają nasze roboty.
¶
-
Co się kryje za naszym sukcesem?
-
Skąd bierzemy takie pomysły?
-
Jak wspieramy pomysły tego typu?
-
Mamy w pełni autonomiczny pojazd
-
potrafiący poruszać się w ruchu miejskim.
-
Wygraliśmy DARPA Urban Challenge.
-
Mamy też pierwszy na świecie
-
pojazd dla niewidomych.
-
To wyzwanie niewidomego kierowcy,
-
i wiele innych projektów.
-
To tylko nagrody z jesieni 2007,
-
zawodów robotów itd.
-
-
Skąd czerpiemy inspiracje,
-
skąd ta iskierka wyobraźni?
-
To moja osobista, prawdziwa historia.
-
Gdy kładę się spać o 3 czy 4 rano,
-
zamykam oczy i widzę linie i koła
-
oraz inne kształty,
-
które tworzą takie mechanizmy.
-
Myślę: "O, to jest super."
-
Przy łóżku trzymam notatnik,
-
ze specjalnym piórem z lampką LED,
-
bo nie chcę obudzić żony włączając światło.
-
Widzę coś, notuję, rysuję
¶
-
i idę spać.
-
Każdego ranka,
-
jeszcze przed poranną kawą
-
i umyciem zębów, otwieram notatnik.
-
Często jest pusty,
-
czasem coś jest, czasem beznadzieja,
-
najczęściej nie mogę nawet nic odczytać.
-
Ale czego można się spodziewać po 4 rano?
-
Muszę rozszyfrowywać co napisałem.
-
Ale czasem widzę wspaniały pomysł
-
i krzyczę "Eureka!".
-
Biegnę do domowego biura, do komputera,
-
zapisuje pomysły, robię zarys
-
i przechowuję bazę pomysłów.
-
Kiedy zgłaszamy propozycje,
-
próbuję znaleźć coś wspólnego pomiędzy
-
moimi pomysłami a problemem,
-
potem przygotowujemy propozycję badań,
-
zdobywamy fundusze, rozpoczynamy programy badawcze.
-
Ale sama wyobraźnia nie wystarczy.
¶
-
Jak rozwijamy takie pomysły?
-
W Laboratorium Robotyki Maszyn (RoMeLa),
-
robimy fantastyczną burzę mózgów.
-
Zbieramy się i omawiamy problemy,
-
również problemy społeczne.
-
Ale zanim zaczniemy, ustalamy złotą zasadę.
-
Brzmi ona:
-
Nikt nie krytykuje czyichś pomysłów.
-
Nikt nie krytykuje czyjejś opinii.
-
Wielokrotnie studenci obawiają się
-
co pomyślą inni o ich pomysłach.
-
co pomyślą inni o ich pomysłach.
-
-
studenci rozkwitają.
-
Mają stuknięte i znakomite pomysły,
-
naelektryzowane kreatywną energią.
-
Tak rozwijamy nasze pomysły.
-
Ostatnią rzeczą, którą chciałbym omówić to,
¶
-
to że iskierka pomysłu i rozwinięcie to za mało.
-
Był wspaniały moment na TED,
-
to był chyba Sir Ken Robinson, tak?
-
Omawiał kwestię edukacji,
-
i tego jak zabija kreatywność
-
To dwie strony medalu.
-
To co można zrobić tylko dzięki
-
wspaniałym pomysłom
-
kreatywności i intuicji jest ograniczone.
-
Jeśli chcecie wyjść poza majsterkowanie,
-
poza robotykę jako hobby,
-
i podjąć prawdziwe wyzwania robotyki
-
stosując surowe badania,
-
potrzebujecie więcej. Tu wchodzi szkoła.
-
Batman walczący ze złymi ludźmi,
¶
-
ma użyteczny pas, hak,
-
całą masę gadżetów.
-
Dla nas, robotyków, inżynierów i naukowców,
-
takimi narzędziami są kursy i zajęcia w klasie.
-
Matematyka, równania różniczkowe.
-
Mam algebrę liniową, nauki przyrodnicze, fizykę,
-
nawet w dzisiejszych czasach, chemię i biologię.
-
To narzędzia, jakich potrzebujemy.
-
Mając więcej narzędzi, Batman
-
może lepiej walczyć ze złem,
-
a my możemy rozwiązywać problemy.
-
Edukacja jest bardzo ważna.
-
-
trzeba bardzo ciężko pracować.
-
Powtarzam swoim studentom
-
by pracowali mądrze i ciężko.
-
To zdjęcie z trzeciej nad ranem.
-
Jeśli odwiedzicie laboratorium nocą,
-
spotkacie tam pracujących studentów,
-
nie kazałem im, ale tak dobrze się bawimy.
-
A to ostatnie zagadnienie.
-
Nie zapomnijcie dobrze się bawić.
-
To sekret naszego sukcesu. Za dobrze się bawimy.
-
Ludzie są najbardziej produktywni dzięki dobrzej zabawie.
-
Więc dobrze się bawimy.
-
Dziękuję bardzo.
-
(Brawa)