0:00:01.531,0:00:03.368
Итак... Роботы.

0:00:03.392,0:00:04.806
Роботы призваны

0:00:04.830,0:00:08.521
выполнять одинаковые задачи[br]миллионы раз с минимальным числом ошибок.

0:00:08.545,0:00:11.059
Что очень сложно для людей, верно?

0:00:11.083,0:00:14.244
Очень занятно смотреть, как они работают.

0:00:14.268,0:00:15.524
Посмотрите на них!

0:00:15.548,0:00:17.456
Я могу смотреть на них часами.

0:00:18.108,0:00:19.407
Нет?

0:00:19.431,0:00:21.638
Но положение может измениться,

0:00:21.662,0:00:24.595
если перенести робота за стены фабрики,

0:00:24.619,0:00:28.999
где окружающая обстановка не упорядочена[br]и не организована идеально,

0:00:29.023,0:00:33.301
чтобы выполнить даже элементарную задачу,[br]не требующую сверхточности...

0:00:33.325,0:00:34.936
И вот что происходит.

0:00:34.960,0:00:37.689
Например, для открытия двери[br]не нужна большая точность.

0:00:37.713,0:00:38.743
(Смех)

0:00:38.767,0:00:41.221
Или небольшая ошибка в измерениях —

0:00:41.245,0:00:43.071
и он промахнулся мимо вентиля...

0:00:43.095,0:00:44.365
(Смех)

0:00:44.389,0:00:46.833
Часто без шансов на восстановление.

0:00:47.561,0:00:49.236
Так в чём причина?

0:00:49.260,0:00:51.134
В течение многих лет

0:00:51.158,0:00:54.458
роботы совершенствовались[br]в скорости и точности,

0:00:54.482,0:00:57.444
что отражалось в особенностях[br]их конструкции.

0:00:57.468,0:00:59.009
Возьмём роботизированную руку —

0:00:59.009,0:01:01.402
это определённая структура[br]взаимосвязанных частей

0:01:01.426,0:01:03.485
и моторов-приводов,

0:01:03.509,0:01:05.639
которые перемещаются[br]друг относительно друга.

0:01:05.639,0:01:06.610
Для такой структуры

0:01:06.624,0:01:08.831
требуется чётко[br]организованное пространство,

0:01:08.865,0:01:10.762
просчитанная среда.

0:01:10.786,0:01:13.449
Важно предусмотреть[br]и запрограммировать каждое движение

0:01:13.449,0:01:15.584
частей робота,

0:01:15.608,0:01:18.870
потому что даже маленькая погрешность[br]может спровоцировать сбой.

0:01:18.894,0:01:21.907
Можно что-то повредить[br]или вывести робота из строя,

0:01:21.931,0:01:23.462
если случается что-то серьёзное.

0:01:24.107,0:01:26.312
Давайте поразмышляем об этом.

0:01:26.336,0:01:29.559
Только не думайте о мозге этих роботов

0:01:29.583,0:01:32.328
или о том, достаточно ли хорошо[br]мы их программируем.

0:01:32.352,0:01:34.170
Давайте посмотрим на их корпус.

0:01:34.606,0:01:37.485
Что-то явно с ними не так...

0:01:37.509,0:01:40.636
Потому что то, что делает робота[br]точным и сильным,

0:01:40.660,0:01:45.049
также делает его ужасно[br]неэффективным в реальном мире,

0:01:45.073,0:01:47.058
так как он не обладает пластичностью,

0:01:47.082,0:01:50.311
не может подстраиваться[br]для взаимодействия с окружающей средой.

0:01:51.226,0:01:54.344
Что, если подойти с другой стороны,

0:01:54.368,0:01:57.186
стать мягче, чем окружающие объекты?

0:01:57.827,0:02:02.912
Может показаться, что невозможно[br]что-либо делать, если ты слишком мягкий.

0:02:02.936,0:02:04.103
Возможно.

0:02:04.127,0:02:06.977
Однако природа демонстрирует обратное.

0:02:07.001,0:02:09.032
Например, на дне океана,

0:02:09.056,0:02:11.492
под многотонным гнётом[br]гидростатического давления,

0:02:11.516,0:02:14.404
обитает суперпластичное существо,[br]которое легко передвигается

0:02:14.404,0:02:17.245
и взаимодействует с объектами[br]намного твёрже себя.

0:02:17.878,0:02:20.725
Вот оно перетаскивает кокосовые скорлупки

0:02:20.749,0:02:23.133
благодаря пластичности своих щупалец,

0:02:23.157,0:02:25.661
которые служат ему ногами и руками.

0:02:26.241,0:02:30.066
Очевидно, осьминог[br]может даже открыть банку.

0:02:31.883,0:02:33.637
Впечатляюще, не так ли?

0:02:35.918,0:02:40.418
И это явно не только благодаря[br]возможностям его мозга,

0:02:40.442,0:02:42.456
но и благодаря особенностям его тела.

0:02:42.480,0:02:46.512
Это яркий пример,[br]я бы сказала, ярчайший пример

0:02:46.536,0:02:48.336
телесного интеллекта,

0:02:48.360,0:02:51.646
вида интеллекта живых организмов.

0:02:51.670,0:02:53.236
У всех у нас он есть.

0:02:53.260,0:02:57.102
Наше тело, его формы, состав и структура

0:02:57.126,0:03:00.308
играет основополагающую роль[br]в физической активности.

0:03:00.332,0:03:05.945
Мы можем приспосабливаться к среде,

0:03:05.969,0:03:08.373
что эффективно в большом диапазоне условий

0:03:08.397,0:03:11.390
без предварительного планирования[br]и сложных вычислений.

0:03:11.414,0:03:14.419
Так почему бы нам не задействовать[br]этот телесный интеллект

0:03:14.419,0:03:15.708
в наших роботах,

0:03:15.732,0:03:18.081
чтобы освободить их от избыточных операций

0:03:18.105,0:03:20.122
по вычислению и оценке?

0:03:21.097,0:03:23.747
Чтобы это сделать, можно использовать[br]стратегию природы,

0:03:23.771,0:03:26.383
которая в процессе эволюции[br]неплохо поработала

0:03:26.407,0:03:30.903
над дизайном существ для эксплуатации[br]в естественной среде.

0:03:30.927,0:03:35.421
И легко заметить, что природа[br]часто использует мягкие материалы,

0:03:35.445,0:03:37.740
а твёрдые материалы — избирательно.

0:03:37.764,0:03:41.556
Этот процесс сейчас происходит[br]в новом направлении робототехники,

0:03:41.580,0:03:43.880
которое называют «мягкие роботы».

0:03:43.904,0:03:47.640
Его основная цель — [br]не делать сверхточные машины,

0:03:47.664,0:03:49.601
потому что у нас уже есть такие,

0:03:49.625,0:03:54.545
а сделать роботов, способных работать[br]в условиях естественной неопределённости,

0:03:54.569,0:03:56.126
способных выйти в реальный мир.

0:03:56.150,0:03:59.674
Мягкость роботу придают[br]композитные материалы,

0:03:59.698,0:04:05.229
которые делают из материалов и структур,[br]способных подвергаться большой деформации.

0:04:05.253,0:04:07.084
Больше никаких жёстких соединений.

0:04:07.108,0:04:10.656
Для осуществления движений используется[br]распределённый привод,

0:04:10.680,0:04:15.712
так как мы постоянно должны контролировать[br]форму этого пластичного корпуса,

0:04:15.736,0:04:19.034
что требует наличия большого количества[br]связок и суставов.

0:04:19.058,0:04:21.681
Но при этом отсутствует[br]какая-либо жёсткая структура.

0:04:21.705,0:04:25.135
Представьте себе, насколько отличается[br]процесс сборки мягкого робота

0:04:25.159,0:04:28.039
от обычного, в котором есть[br]соединения, шестерёнки и винты,

0:04:28.063,0:04:30.294
соединяющиеся строго определённым образом.

0:04:30.948,0:04:34.473
В мягких роботах вы сразу делаете привод

0:04:34.497,0:04:35.648
в большинстве случаев

0:04:35.672,0:04:38.054
и формируете пластичный материал в форму,

0:04:38.078,0:04:40.481
которая соответствует конкретной задаче.

0:04:41.054,0:04:43.512
Например, здесь вы просто[br]деформируете структуру,

0:04:43.536,0:04:46.007
придавая ей сложную форму.

0:04:46.031,0:04:49.309
Попробуйте сделать то же самое[br]с обычными твёрдыми соединениями.

0:04:49.333,0:04:51.666
Здесь же вы используете[br]только одну вводную,

0:04:51.690,0:04:53.054
например, давление воздуха.

0:04:53.869,0:04:57.358
Давайте рассмотрим различные[br]примеры мягких роботов.

0:04:57.765,0:05:02.312
Этот малыш разработан в Гарварде.

0:05:02.336,0:05:06.829
Он работает благодаря[br]волнам давления в его корпусе,

0:05:06.853,0:05:10.589
благодаря своей пластичности он смог[br]проскользнуть под низкой перегородкой,

0:05:10.589,0:05:11.694
и продолжить движение.

0:05:11.694,0:05:14.535
Но далее он продолжает движение[br]немного по-другому.

0:05:15.345,0:05:17.576
И это очень сырой прототип.

0:05:17.600,0:05:21.276
Они также сделали версию робота[br]с бортовым электропитанием.

0:05:21.300,0:05:26.747
Он может функционировать[br]в условиях сложного реального мира,

0:05:26.771,0:05:28.477
например, попасть под автомобиль...

0:05:30.090,0:05:31.240
и продолжать двигаться.

0:05:32.056,0:05:33.207
Он классный.

0:05:33.231,0:05:34.652
(Смех)

0:05:34.676,0:05:38.540
Или рыба-робот, которая плавает[br]как настоящая рыба в воде

0:05:38.564,0:05:41.748
благодаря мягкому хвосту,[br]содержащему привод,

0:05:41.772,0:05:43.416
используя давление воздуха.

0:05:43.954,0:05:45.312
Этот робот из МТИ.

0:05:45.336,0:05:48.141
И, разумеется, робот-осьминог.

0:05:48.165,0:05:50.244
Кстати, это был один из первых проектов,

0:05:50.268,0:05:52.394
разработанных в мягкой робототехнике.

0:05:52.418,0:05:54.304
Вы видите искусственное щупальце,

0:05:54.328,0:05:59.007
но они также сделали целого робота[br]с несколькими щупальцами.

0:05:59.031,0:06:01.642
Его можно просто бросить в воду,

0:06:01.666,0:06:05.959
и он сможет плавать, исследуя морское дно,

0:06:05.983,0:06:09.286
но не так, как это делают жёсткие роботы.

0:06:09.310,0:06:12.970
Что очень важно для чувствительной среды,[br]такой как коралловые рифы.

0:06:12.994,0:06:14.390
Давайте вернёмся на сушу.

0:06:14.414,0:06:15.604
Здесь вы видите

0:06:15.628,0:06:19.776
«растущего» робота, разработанного[br]моими коллегами из Стэнфорда.

0:06:19.800,0:06:21.650
Вид с камеры, закреплённой сверху.

0:06:21.674,0:06:23.112
И этот робот особенный,

0:06:23.136,0:06:25.552
потому что, он растёт,[br]используя давление газа,

0:06:25.576,0:06:28.922
в то время как остальная его часть[br]твёрдо закреплена в среде.

0:06:29.316,0:06:32.034
Здесь вдохновителями[br]были не животные, а растения,

0:06:32.058,0:06:35.373
которые врастают в поверхность[br]аналогичным образом

0:06:35.397,0:06:38.357
и сталкиваются с большим разнообразием[br]различных ситуаций.

0:06:39.043,0:06:40.711
Но я инженер-биомедик,

0:06:40.735,0:06:43.074
и, пожалуй, моё самое любимое[br]применение роботов —

0:06:43.074,0:06:44.481
в медицинской сфере.

0:06:44.505,0:06:49.346
Представьте тесное взаимодействие[br]с человеческим телом

0:06:49.370,0:06:51.289
или даже внутри него,

0:06:51.313,0:06:54.084
например, для выполнения наименее[br]травмирующей процедуры.

0:06:54.958,0:06:58.360
Такие роботы могут[br]очень пригодиться хирургам,

0:06:58.384,0:07:00.133
ведь им приходится проникать в тело,

0:07:00.157,0:07:02.854
используя малые отверстия[br]и твёрдые негибкие инструменты.

0:07:02.854,0:07:06.318
И эти инструменты должны взаимодействовать[br]с очень тонкими структурами

0:07:06.342,0:07:08.390
в очень нестандартной среде

0:07:08.414,0:07:10.089
и действовать безопасно.

0:07:10.113,0:07:12.225
А ввод камеры внутрь тела

0:07:12.249,0:07:15.167
для дополнительного визуального контроля —

0:07:15.167,0:07:18.218
очень сложная манипуляция,[br]если использовать что-то негнущееся,

0:07:18.266,0:07:19.873
например классический эндоскоп.

0:07:20.517,0:07:23.106
С моей предыдущей группой[br]исследователей из Европы

0:07:23.130,0:07:25.726
мы разработали хирургическую камеру,

0:07:25.750,0:07:29.518
которая очень отличается[br]от обычного эндоскопа тем,

0:07:29.542,0:07:32.646
что она может передвигаться[br]с помощью пластичных модулей,

0:07:32.670,0:07:37.558
которые могут сгибаться и удлиняться[br]в любом направлении.

0:07:37.582,0:07:40.692
Она использовалась хирургами[br]для контроля манипуляций

0:07:40.716,0:07:43.454
с различными инструментами[br]с разных точек обзора

0:07:43.478,0:07:46.684
без страха задеть что-то лишнее.

0:07:47.247,0:07:50.990
Здесь вы видите мягкого робота в действии,

0:07:51.014,0:07:53.832
вот он проникает внутрь.

0:07:53.856,0:07:57.125
Это модель тела, не настоящее тело.

0:07:57.149,0:07:58.300
Он осматривается вокруг.

0:07:58.324,0:07:59.998
Есть лампочка, потому что обычно

0:08:00.022,0:08:03.143
в теле не бывает большого[br]количества источников света.

0:08:03.167,0:08:04.340
Мы надеемся...

0:08:04.364,0:08:07.366
(Смех)

0:08:07.390,0:08:12.088
Иногда хирургическая операция[br]может быть проведена лишь одной иглой.

0:08:12.112,0:08:16.159
И сейчас в Стэнфорде мы работаем[br]над очень пластичной хирургической иглой,

0:08:16.183,0:08:18.835
чем-то вроде маленького мягкого робота,

0:08:18.859,0:08:22.153
который спроектирован[br]для взаимодействия с тканями

0:08:22.177,0:08:24.407
и действует внутри целостного органа.

0:08:24.431,0:08:28.511
Это позволяет иметь доступ[br]к различным целям типа опухоли,

0:08:28.535,0:08:30.233
расположенной внутри органа,

0:08:30.257,0:08:32.582
используя небольшой прокол для введения.

0:08:32.606,0:08:36.645
И мы можем даже обходить структуры,[br]которые нельзя задевать,

0:08:36.669,0:08:38.033
на пути к цели.

0:08:39.377,0:08:42.682
Это действительно уникальное время[br]для робототехники!

0:08:42.706,0:08:45.859
Необходимость работы с мягкими структурами

0:08:45.883,0:08:48.468
ставит сложные задачи

0:08:48.492,0:08:49.909
перед разработчиками роботов.

0:08:49.909,0:08:52.548
И мы только учимся, как контролировать

0:08:52.572,0:08:55.576
и располагать сенсоры[br]на этих пластичных структурах.

0:08:55.600,0:08:58.560
Разумеется, мы ещё даже[br]не приблизились к тому,

0:08:58.584,0:09:01.068
что природа сумела достичь[br]за миллионы лет эволюции.

0:09:01.068,0:09:02.906
Но в одном я точно уверена:

0:09:02.930,0:09:05.446
роботы будут мягче и безопаснее

0:09:05.470,0:09:08.452
и они будут окружать нас,[br]помогая людям.

0:09:08.809,0:09:09.960
Спасибо.

0:09:09.984,0:09:14.396
(Аплодисменты)