1
00:00:01,531 --> 00:00:03,368
Итак... Роботы.

2
00:00:03,392 --> 00:00:04,806
Роботы призваны

3
00:00:04,830 --> 00:00:08,521
выполнять одинаковые задачи
миллионы раз с минимальным числом ошибок.

4
00:00:08,545 --> 00:00:11,059
Что очень сложно для людей, верно?

5
00:00:11,083 --> 00:00:14,244
Очень занятно смотреть, как они работают.

6
00:00:14,268 --> 00:00:15,524
Посмотрите на них!

7
00:00:15,548 --> 00:00:17,456
Я могу смотреть на них часами.

8
00:00:18,108 --> 00:00:19,407
Нет?

9
00:00:19,431 --> 00:00:21,638
Но положение может измениться,

10
00:00:21,662 --> 00:00:24,595
если перенести робота за стены фабрики,

11
00:00:24,619 --> 00:00:28,999
где окружающая обстановка не упорядочена
и не организована идеально,

12
00:00:29,023 --> 00:00:33,301
чтобы выполнить даже элементарную задачу,
не требующую сверхточности...

13
00:00:33,325 --> 00:00:34,936
И вот что происходит.

14
00:00:34,960 --> 00:00:37,689
Например, для открытия двери
не нужна большая точность.

15
00:00:37,713 --> 00:00:38,743
(Смех)

16
00:00:38,767 --> 00:00:41,221
Или небольшая ошибка в измерениях —

17
00:00:41,245 --> 00:00:43,071
и он промахнулся мимо вентиля...

18
00:00:43,095 --> 00:00:44,365
(Смех)

19
00:00:44,389 --> 00:00:46,833
Часто без шансов на восстановление.

20
00:00:47,561 --> 00:00:49,236
Так в чём причина?

21
00:00:49,260 --> 00:00:51,134
В течение многих лет

22
00:00:51,158 --> 00:00:54,458
роботы совершенствовались
в скорости и точности,

23
00:00:54,482 --> 00:00:57,444
что отражалось в особенностях
их конструкции.

24
00:00:57,468 --> 00:00:59,009
Возьмём роботизированную руку —

25
00:00:59,009 --> 00:01:01,402
это определённая структура
взаимосвязанных частей

26
00:01:01,426 --> 00:01:03,485
и моторов-приводов,

27
00:01:03,509 --> 00:01:05,639
которые перемещаются
друг относительно друга.

28
00:01:05,639 --> 00:01:06,610
Для такой структуры

29
00:01:06,624 --> 00:01:08,831
требуется чётко
организованное пространство,

30
00:01:08,865 --> 00:01:10,762
просчитанная среда.

31
00:01:10,786 --> 00:01:13,449
Важно предусмотреть
и запрограммировать каждое движение

32
00:01:13,449 --> 00:01:15,584
частей робота,

33
00:01:15,608 --> 00:01:18,870
потому что даже маленькая погрешность
может спровоцировать сбой.

34
00:01:18,894 --> 00:01:21,907
Можно что-то повредить
или вывести робота из строя,

35
00:01:21,931 --> 00:01:23,462
если случается что-то серьёзное.

36
00:01:24,107 --> 00:01:26,312
Давайте поразмышляем об этом.

37
00:01:26,336 --> 00:01:29,559
Только не думайте о мозге этих роботов

38
00:01:29,583 --> 00:01:32,328
или о том, достаточно ли хорошо
мы их программируем.

39
00:01:32,352 --> 00:01:34,170
Давайте посмотрим на их корпус.

40
00:01:34,606 --> 00:01:37,485
Что-то явно с ними не так...

41
00:01:37,509 --> 00:01:40,636
Потому что то, что делает робота
точным и сильным,

42
00:01:40,660 --> 00:01:45,049
также делает его ужасно
неэффективным в реальном мире,

43
00:01:45,073 --> 00:01:47,058
так как он не обладает пластичностью,

44
00:01:47,082 --> 00:01:50,311
не может подстраиваться
для взаимодействия с окружающей средой.

45
00:01:51,226 --> 00:01:54,344
Что, если подойти с другой стороны,

46
00:01:54,368 --> 00:01:57,186
стать мягче, чем окружающие объекты?

47
00:01:57,827 --> 00:02:02,912
Может показаться, что невозможно
что-либо делать, если ты слишком мягкий.

48
00:02:02,936 --> 00:02:04,103
Возможно.

49
00:02:04,127 --> 00:02:06,977
Однако природа демонстрирует обратное.

50
00:02:07,001 --> 00:02:09,032
Например, на дне океана,

51
00:02:09,056 --> 00:02:11,492
под многотонным гнётом
гидростатического давления,

52
00:02:11,516 --> 00:02:14,404
обитает суперпластичное существо,
которое легко передвигается

53
00:02:14,404 --> 00:02:17,245
и взаимодействует с объектами
намного твёрже себя.

54
00:02:17,878 --> 00:02:20,725
Вот оно перетаскивает кокосовые скорлупки

55
00:02:20,749 --> 00:02:23,133
благодаря пластичности своих щупалец,

56
00:02:23,157 --> 00:02:25,661
которые служат ему ногами и руками.

57
00:02:26,241 --> 00:02:30,066
Очевидно, осьминог
может даже открыть банку.

58
00:02:31,883 --> 00:02:33,637
Впечатляюще, не так ли?

59
00:02:35,918 --> 00:02:40,418
И это явно не только благодаря
возможностям его мозга,

60
00:02:40,442 --> 00:02:42,456
но и благодаря особенностям его тела.

61
00:02:42,480 --> 00:02:46,512
Это яркий пример,
я бы сказала, ярчайший пример

62
00:02:46,536 --> 00:02:48,336
телесного интеллекта,

63
00:02:48,360 --> 00:02:51,646
вида интеллекта живых организмов.

64
00:02:51,670 --> 00:02:53,236
У всех у нас он есть.

65
00:02:53,260 --> 00:02:57,102
Наше тело, его формы, состав и структура

66
00:02:57,126 --> 00:03:00,308
играет основополагающую роль
в физической активности.

67
00:03:00,332 --> 00:03:05,945
Мы можем приспосабливаться к среде,

68
00:03:05,969 --> 00:03:08,373
что эффективно в большом диапазоне условий

69
00:03:08,397 --> 00:03:11,390
без предварительного планирования
и сложных вычислений.

70
00:03:11,414 --> 00:03:14,419
Так почему бы нам не задействовать
этот телесный интеллект

71
00:03:14,419 --> 00:03:15,708
в наших роботах,

72
00:03:15,732 --> 00:03:18,081
чтобы освободить их от избыточных операций

73
00:03:18,105 --> 00:03:20,122
по вычислению и оценке?

74
00:03:21,097 --> 00:03:23,747
Чтобы это сделать, можно использовать
стратегию природы,

75
00:03:23,771 --> 00:03:26,383
которая в процессе эволюции
неплохо поработала

76
00:03:26,407 --> 00:03:30,903
над дизайном существ для эксплуатации
в естественной среде.

77
00:03:30,927 --> 00:03:35,421
И легко заметить, что природа
часто использует мягкие материалы,

78
00:03:35,445 --> 00:03:37,740
а твёрдые материалы — избирательно.

79
00:03:37,764 --> 00:03:41,556
Этот процесс сейчас происходит
в новом направлении робототехники,

80
00:03:41,580 --> 00:03:43,880
которое называют «мягкие роботы».

81
00:03:43,904 --> 00:03:47,640
Его основная цель — 
не делать сверхточные машины,

82
00:03:47,664 --> 00:03:49,601
потому что у нас уже есть такие,

83
00:03:49,625 --> 00:03:54,545
а сделать роботов, способных работать
в условиях естественной неопределённости,

84
00:03:54,569 --> 00:03:56,126
способных выйти в реальный мир.

85
00:03:56,150 --> 00:03:59,674
Мягкость роботу придают
композитные материалы,

86
00:03:59,698 --> 00:04:05,229
которые делают из материалов и структур,
способных подвергаться большой деформации.

87
00:04:05,253 --> 00:04:07,084
Больше никаких жёстких соединений.

88
00:04:07,108 --> 00:04:10,656
Для осуществления движений используется
распределённый привод,

89
00:04:10,680 --> 00:04:15,712
так как мы постоянно должны контролировать
форму этого пластичного корпуса,

90
00:04:15,736 --> 00:04:19,034
что требует наличия большого количества
связок и суставов.

91
00:04:19,058 --> 00:04:21,681
Но при этом отсутствует
какая-либо жёсткая структура.

92
00:04:21,705 --> 00:04:25,135
Представьте себе, насколько отличается
процесс сборки мягкого робота

93
00:04:25,159 --> 00:04:28,039
от обычного, в котором есть
соединения, шестерёнки и винты,

94
00:04:28,063 --> 00:04:30,294
соединяющиеся строго определённым образом.

95
00:04:30,948 --> 00:04:34,473
В мягких роботах вы сразу делаете привод

96
00:04:34,497 --> 00:04:35,648
в большинстве случаев

97
00:04:35,672 --> 00:04:38,054
и формируете пластичный материал в форму,

98
00:04:38,078 --> 00:04:40,481
которая соответствует конкретной задаче.

99
00:04:41,054 --> 00:04:43,512
Например, здесь вы просто
деформируете структуру,

100
00:04:43,536 --> 00:04:46,007
придавая ей сложную форму.

101
00:04:46,031 --> 00:04:49,309
Попробуйте сделать то же самое
с обычными твёрдыми соединениями.

102
00:04:49,333 --> 00:04:51,666
Здесь же вы используете
только одну вводную,

103
00:04:51,690 --> 00:04:53,054
например, давление воздуха.

104
00:04:53,869 --> 00:04:57,358
Давайте рассмотрим различные
примеры мягких роботов.

105
00:04:57,765 --> 00:05:02,312
Этот малыш разработан в Гарварде.

106
00:05:02,336 --> 00:05:06,829
Он работает благодаря
волнам давления в его корпусе,

107
00:05:06,853 --> 00:05:10,589
благодаря своей пластичности он смог
проскользнуть под низкой перегородкой,

108
00:05:10,589 --> 00:05:11,694
и продолжить движение.

109
00:05:11,694 --> 00:05:14,535
Но далее он продолжает движение
немного по-другому.

110
00:05:15,345 --> 00:05:17,576
И это очень сырой прототип.

111
00:05:17,600 --> 00:05:21,276
Они также сделали версию робота
с бортовым электропитанием.

112
00:05:21,300 --> 00:05:26,747
Он может функционировать
в условиях сложного реального мира,

113
00:05:26,771 --> 00:05:28,477
например, попасть под автомобиль...

114
00:05:30,090 --> 00:05:31,240
и продолжать двигаться.

115
00:05:32,056 --> 00:05:33,207
Он классный.

116
00:05:33,231 --> 00:05:34,652
(Смех)

117
00:05:34,676 --> 00:05:38,540
Или рыба-робот, которая плавает
как настоящая рыба в воде

118
00:05:38,564 --> 00:05:41,748
благодаря мягкому хвосту,
содержащему привод,

119
00:05:41,772 --> 00:05:43,416
используя давление воздуха.

120
00:05:43,954 --> 00:05:45,312
Этот робот из МТИ.

121
00:05:45,336 --> 00:05:48,141
И, разумеется, робот-осьминог.

122
00:05:48,165 --> 00:05:50,244
Кстати, это был один из первых проектов,

123
00:05:50,268 --> 00:05:52,394
разработанных в мягкой робототехнике.

124
00:05:52,418 --> 00:05:54,304
Вы видите искусственное щупальце,

125
00:05:54,328 --> 00:05:59,007
но они также сделали целого робота
с несколькими щупальцами.

126
00:05:59,031 --> 00:06:01,642
Его можно просто бросить в воду,

127
00:06:01,666 --> 00:06:05,959
и он сможет плавать, исследуя морское дно,

128
00:06:05,983 --> 00:06:09,286
но не так, как это делают жёсткие роботы.

129
00:06:09,310 --> 00:06:12,970
Что очень важно для чувствительной среды,
такой как коралловые рифы.

130
00:06:12,994 --> 00:06:14,390
Давайте вернёмся на сушу.

131
00:06:14,414 --> 00:06:15,604
Здесь вы видите

132
00:06:15,628 --> 00:06:19,776
«растущего» робота, разработанного
моими коллегами из Стэнфорда.

133
00:06:19,800 --> 00:06:21,650
Вид с камеры, закреплённой сверху.

134
00:06:21,674 --> 00:06:23,112
И этот робот особенный,

135
00:06:23,136 --> 00:06:25,552
потому что, он растёт,
используя давление газа,

136
00:06:25,576 --> 00:06:28,922
в то время как остальная его часть
твёрдо закреплена в среде.

137
00:06:29,316 --> 00:06:32,034
Здесь вдохновителями
были не животные, а растения,

138
00:06:32,058 --> 00:06:35,373
которые врастают в поверхность
аналогичным образом

139
00:06:35,397 --> 00:06:38,357
и сталкиваются с большим разнообразием
различных ситуаций.

140
00:06:39,043 --> 00:06:40,711
Но я инженер-биомедик,

141
00:06:40,735 --> 00:06:43,074
и, пожалуй, моё самое любимое
применение роботов —

142
00:06:43,074 --> 00:06:44,481
в медицинской сфере.

143
00:06:44,505 --> 00:06:49,346
Представьте тесное взаимодействие
с человеческим телом

144
00:06:49,370 --> 00:06:51,289
или даже внутри него,

145
00:06:51,313 --> 00:06:54,084
например, для выполнения наименее
травмирующей процедуры.

146
00:06:54,958 --> 00:06:58,360
Такие роботы могут
очень пригодиться хирургам,

147
00:06:58,384 --> 00:07:00,133
ведь им приходится проникать в тело,

148
00:07:00,157 --> 00:07:02,854
используя малые отверстия
и твёрдые негибкие инструменты.

149
00:07:02,854 --> 00:07:06,318
И эти инструменты должны взаимодействовать
с очень тонкими структурами

150
00:07:06,342 --> 00:07:08,390
в очень нестандартной среде

151
00:07:08,414 --> 00:07:10,089
и действовать безопасно.

152
00:07:10,113 --> 00:07:12,225
А ввод камеры внутрь тела

153
00:07:12,249 --> 00:07:15,167
для дополнительного визуального контроля —

154
00:07:15,167 --> 00:07:18,218
очень сложная манипуляция,
если использовать что-то негнущееся,

155
00:07:18,266 --> 00:07:19,873
например классический эндоскоп.

156
00:07:20,517 --> 00:07:23,106
С моей предыдущей группой
исследователей из Европы

157
00:07:23,130 --> 00:07:25,726
мы разработали хирургическую камеру,

158
00:07:25,750 --> 00:07:29,518
которая очень отличается
от обычного эндоскопа тем,

159
00:07:29,542 --> 00:07:32,646
что она может передвигаться
с помощью пластичных модулей,

160
00:07:32,670 --> 00:07:37,558
которые могут сгибаться и удлиняться
в любом направлении.

161
00:07:37,582 --> 00:07:40,692
Она использовалась хирургами
для контроля манипуляций

162
00:07:40,716 --> 00:07:43,454
с различными инструментами
с разных точек обзора

163
00:07:43,478 --> 00:07:46,684
без страха задеть что-то лишнее.

164
00:07:47,247 --> 00:07:50,990
Здесь вы видите мягкого робота в действии,

165
00:07:51,014 --> 00:07:53,832
вот он проникает внутрь.

166
00:07:53,856 --> 00:07:57,125
Это модель тела, не настоящее тело.

167
00:07:57,149 --> 00:07:58,300
Он осматривается вокруг.

168
00:07:58,324 --> 00:07:59,998
Есть лампочка, потому что обычно

169
00:08:00,022 --> 00:08:03,143
в теле не бывает большого
количества источников света.

170
00:08:03,167 --> 00:08:04,340
Мы надеемся...

171
00:08:04,364 --> 00:08:07,366
(Смех)

172
00:08:07,390 --> 00:08:12,088
Иногда хирургическая операция
может быть проведена лишь одной иглой.

173
00:08:12,112 --> 00:08:16,159
И сейчас в Стэнфорде мы работаем
над очень пластичной хирургической иглой,

174
00:08:16,183 --> 00:08:18,835
чем-то вроде маленького мягкого робота,

175
00:08:18,859 --> 00:08:22,153
который спроектирован
для взаимодействия с тканями

176
00:08:22,177 --> 00:08:24,407
и действует внутри целостного органа.

177
00:08:24,431 --> 00:08:28,511
Это позволяет иметь доступ
к различным целям типа опухоли,

178
00:08:28,535 --> 00:08:30,233
расположенной внутри органа,

179
00:08:30,257 --> 00:08:32,582
используя небольшой прокол для введения.

180
00:08:32,606 --> 00:08:36,645
И мы можем даже обходить структуры,
которые нельзя задевать,

181
00:08:36,669 --> 00:08:38,033
на пути к цели.

182
00:08:39,377 --> 00:08:42,682
Это действительно уникальное время
для робототехники!

183
00:08:42,706 --> 00:08:45,859
Необходимость работы с мягкими структурами

184
00:08:45,883 --> 00:08:48,468
ставит сложные задачи

185
00:08:48,492 --> 00:08:49,909
перед разработчиками роботов.

186
00:08:49,909 --> 00:08:52,548
И мы только учимся, как контролировать

187
00:08:52,572 --> 00:08:55,576
и располагать сенсоры
на этих пластичных структурах.

188
00:08:55,600 --> 00:08:58,560
Разумеется, мы ещё даже
не приблизились к тому,

189
00:08:58,584 --> 00:09:01,068
что природа сумела достичь
за миллионы лет эволюции.

190
00:09:01,068 --> 00:09:02,906
Но в одном я точно уверена:

191
00:09:02,930 --> 00:09:05,446
роботы будут мягче и безопаснее

192
00:09:05,470 --> 00:09:08,452
и они будут окружать нас,
помогая людям.

193
00:09:08,809 --> 00:09:09,960
Спасибо.

194
00:09:09,984 --> 00:09:14,396
(Аплодисменты)