WEBVTT

00:00:00.760 --> 00:00:02.940
Das ist Pleurobot.

00:00:03.350 --> 00:00:07.046
Pleurobot ist ein Roboter, der eine
Salamander-Art genau nachahmt,

00:00:07.046 --> 00:00:08.780
die Pleurodeles waltl heißt.

00:00:09.240 --> 00:00:11.526
Pleurobot kann laufen

00:00:11.526 --> 00:00:13.560
und auch schwimmen.

NOTE Paragraph

00:00:14.280 --> 00:00:16.971
Warum haben wir diesen Roboter entworfen?

00:00:16.971 --> 00:00:21.282
Dieser Roboter wurde als Instrument
für die Neurowissenschaften entworfen.

00:00:21.282 --> 00:00:23.926
Wir entwarfen ihn
zusammen mit Neurobiologen,

00:00:23.926 --> 00:00:25.846
um zu verstehen, wie sich Tiere bewegen,

00:00:25.846 --> 00:00:28.830
und besonders wie das Rückenmark
die Fortbewegung steuert.

00:00:29.560 --> 00:00:31.706
Aber je länger ich
in der Biorobotik arbeite,

00:00:31.706 --> 00:00:34.351
desto mehr beeindruckt mich
die Fortbewegung der Tiere.

00:00:34.351 --> 00:00:38.256
Denkt man an schwimmende Delfine, an
rennende oder herum springende Katzen

00:00:38.256 --> 00:00:39.856
oder an uns Menschen,

00:00:39.856 --> 00:00:41.716
wenn wir joggen oder Tennis spielen,

00:00:41.716 --> 00:00:43.910
dann machen wir erstaunliche Dinge.

00:00:43.910 --> 00:00:48.046
Unser Nervensystem löst ein
sehr schwieriges Steuerungsproblem.

00:00:48.046 --> 00:00:51.166
Es muss etwa 200 Muskeln
perfekt koordinieren,

00:00:51.166 --> 00:00:55.130
denn bei schlechter Koordination, fällt
man um oder bewegt sich ungünstig fort.

00:00:55.560 --> 00:00:58.510
Mein Ziel ist es zu verstehen,
wie das funktioniert.

NOTE Paragraph

00:00:59.160 --> 00:01:02.280
Es gibt vier Hauptbausteine
für die Fortbewegung von Tieren.

00:01:02.800 --> 00:01:04.786
Der erste Baustein ist nur der Körper.

00:01:04.786 --> 00:01:07.106
Genau genommen sollten
wir niemals unterschätzen,

00:01:07.106 --> 00:01:10.700
wieweit die Biomechanik die Fortbewegung
bei Tieren bereits vereinfacht hat.

00:01:10.920 --> 00:01:12.406
Dann haben wir das Rückenmark

00:01:12.406 --> 00:01:14.416
und dort finden sich Reflexe --

00:01:14.416 --> 00:01:17.876
Mehrfachreflexe, die eine
sensomotorische Koordinationsschleife

00:01:17.880 --> 00:01:22.000
zwischen neuronaler und
mechanischer Aktivität erzeugen.

00:01:22.000 --> 00:01:25.006
Der dritte Baustein sind
zentrale Mustergeneratoren.

00:01:25.006 --> 00:01:28.936
Das sind sehr interessante Schaltkreise
im Rückenmark von Wirbeltieren,

00:01:28.936 --> 00:01:30.556
die aus sich selbst heraus

00:01:30.560 --> 00:01:33.276
sehr koordinierte, rhythmische
Aktivitätsmuster erzeugen,

00:01:33.276 --> 00:01:35.856
obwohl sie nur sehr einfache
Eingangssignale erhalten.

00:01:35.856 --> 00:01:38.326
Diese Eingangssignale,
die während der Fortbewegung

00:01:38.326 --> 00:01:40.806
die gesamte Aktivität des
Rückenmarks ausrichten,

00:01:40.806 --> 00:01:43.856
entstammen der absteigenden
Neuromodulation höherer Hirnregionen,

00:01:43.856 --> 00:01:46.826
wie der motorischen Rinde, dem
Kleinhirn und den Basalganglien.

00:01:46.826 --> 00:01:50.466
Aber interessant ist, dass bereits
der einfache Baustein Rückenmark

00:01:50.466 --> 00:01:53.796
das Fortbewegungsproblem mit
dem Körper weitgehend bewältigt.

00:01:53.806 --> 00:01:57.012
Sie wissen vermutlich: Wenn
man einem Huhn den Kopf abschlägt,

00:01:57.012 --> 00:01:58.613
läuft es noch eine Weile herum,

00:01:58.613 --> 00:02:01.796
was zeigt, dass nur der untere Teil,
das Rückenmark und der Körper,

00:02:01.796 --> 00:02:04.393
das Fortbewegungsproblem
bereits weitgehend bewältigen.

NOTE Paragraph

00:02:04.393 --> 00:02:06.796
Wie das funktioniert,
ist sehr schwer zu verstehen.

00:02:06.796 --> 00:02:10.110
Erstens ist es sehr schwierig, die
Rückenmarksaktivität aufzuzeichnen.

00:02:10.110 --> 00:02:13.506
Die Elektroden lassen sich leichter
in die motorische Rinde implantieren

00:02:13.506 --> 00:02:16.566
als ins Rückenmark, weil es durch
die Rückenwirbel geschützt ist.

00:02:16.566 --> 00:02:18.496
Speziell beim Menschen ist es schwierig.

00:02:18.496 --> 00:02:19.896
Die zweite Schwierigkeit ist,

00:02:19.896 --> 00:02:23.376
dass Fortbewegung die Folge der sehr
komplexen und dynamischen Interaktion

00:02:23.376 --> 00:02:25.116
zwischen diesen vier Bausteinen ist.

00:02:25.116 --> 00:02:28.640
Die Rolle jedes einzelnen lässt
sich nur schwer herausfinden.

00:02:28.890 --> 00:02:31.150
Hier können Bioroboter wie Pleurobot

00:02:31.150 --> 00:02:34.030
und mathematische Modelle wirklich helfen.

NOTE Paragraph

00:02:35.480 --> 00:02:36.776
Was ist Biorobotik?

00:02:36.776 --> 00:02:39.706
Biorobotik ist ein sehr reges
Forschungsgebiet in der Robotik,

00:02:39.706 --> 00:02:42.036
in dem Menschen durch Tiere
angeregt werden,

00:02:42.036 --> 00:02:44.496
Roboter auf den Einsatz
im Freien vorzubereiten,

00:02:44.496 --> 00:02:47.206
so zum Beispiel als Service-,
Such- und Rettungsroboter

00:02:47.206 --> 00:02:48.490
oder Feldroboter.

00:02:48.880 --> 00:02:51.716
Das große Ziel ist hier, Anregungen
durch Tiere zu erhalten,

00:02:51.716 --> 00:02:54.156
damit Roboter in schwierigem
Gelände zurecht kommen:

00:02:54.156 --> 00:02:55.626
Treppen, Berge, Wälder --

00:02:55.626 --> 00:02:57.966
Orte, wo Roboter immer
noch Schwierigkeiten haben

00:02:57.966 --> 00:02:59.270
und Tiere es besser können.

00:02:59.270 --> 00:03:02.736
Der Roboter kann ein wunderbares
wissenschaftliches Instrument sein.

00:03:02.736 --> 00:03:05.380
Bei einigen Projekten setzt
man Roboter als Arbeitshilfe

00:03:05.380 --> 00:03:08.716
für Neurowissenschaften, Biomechanik
oder Hydrodynamik ein.

00:03:08.976 --> 00:03:11.530
Das ist genau der Zweck von Pleurobot.

00:03:11.530 --> 00:03:14.566
In meinem Labor arbeiten
wir mit Neurobiologen

00:03:14.566 --> 00:03:17.806
wie Jean-Marie Cabelguen aus
Bordeux in Frankreich zusammen

00:03:17.806 --> 00:03:21.840
und wollen Rückenmark-Modelle erstellen,
die wir an Robotern überprüfen.

00:03:22.480 --> 00:03:24.116
Wir wollen hier einfach anfangen.

NOTE Paragraph

00:03:24.116 --> 00:03:26.146
Also beginnen wir mit einfachen Tieren

00:03:26.146 --> 00:03:28.436
wie Neunaugen, sehr primitive Fische,

00:03:28.436 --> 00:03:31.306
und befassen uns dann allmählich
mit komplexerer Fortbewegung

00:03:31.306 --> 00:03:32.336
wie bei Salamandern,

00:03:32.336 --> 00:03:34.066
aber auch bei Katzen und Menschen,

00:03:34.066 --> 00:03:35.400
bei Säugetieren.

00:03:35.880 --> 00:03:38.286
Hier wird ein Roboter ein
interessantes Instrument,

00:03:38.286 --> 00:03:40.210
um unsere Modelle zu überprüfen.

00:03:40.210 --> 00:03:43.150
Eigentlich ist Pleurobot für mich
ein Traum, der wahr wird.

00:03:43.150 --> 00:03:47.180
Vor ungefähr 20 Jahren erstellte ich
bereits während meiner Promotion

00:03:47.180 --> 00:03:50.816
Simulationen der Fortbewegung von
Neunaugen und Salamandern am Computer.

00:03:50.816 --> 00:03:54.206
Aber ich wusste immer, dass meine
Simulationen nur Näherungen waren.

00:03:54.206 --> 00:03:58.186
Ähnlich der Simulation der Physik von
Wasser, Schlamm oder komplexem Boden

00:03:58.186 --> 00:04:00.776
ist es schwierig, das sauber
im Computer zu simulieren.

00:04:00.776 --> 00:04:03.580
Warum also keinen Roboter unter
realen Bedingungen benutzen?

00:04:03.580 --> 00:04:06.766
Unter allen diesen Tieren
bevorzuge ich den Salamander.

00:04:06.766 --> 00:04:10.246
Sie fragen sich vielleicht warum.

00:04:10.246 --> 00:04:13.686
Von einem evolutionären Standpunkt
ist ein Amphibium ein zentrales Tier.

00:04:13.686 --> 00:04:16.046
Es verbindet auf großartige
Weise das Schwimmen,

00:04:16.046 --> 00:04:18.096
wie bei Aalen oder Fischen zu beobachten,

00:04:18.096 --> 00:04:21.840
und die vierbeinige Fortbewegung
wie bei Säugetieren: Katzen und Menschen.

00:04:22.160 --> 00:04:23.956
Der heutige Salamander

00:04:23.956 --> 00:04:26.246
ist sehr nah an den ersten
Landwirbeltieren dran,

00:04:26.246 --> 00:04:28.096
also ist er fast ein lebendes Fossil,

00:04:28.096 --> 00:04:30.056
der uns den Zugang zu unseren Vorfahren,

00:04:30.056 --> 00:04:32.680
den Vorfahren aller vierbeinigen
Landbewohner, eröffnet.

NOTE Paragraph

00:04:33.240 --> 00:04:34.666
Der Salamander schwimmt,

00:04:34.666 --> 00:04:37.196
indem er sich wie ein Aal fortbewegt.

00:04:37.196 --> 00:04:41.120
Vom Kopf bis zum Schwanz breitet sich eine
laufende Welle der Muskelaktivität aus.

00:04:41.440 --> 00:04:43.666
Stellt man den Salamander auf den Boden,

00:04:43.666 --> 00:04:46.016
wechselt er zum sogenannten
gehenden Trab.

00:04:46.016 --> 00:04:49.403
In diesem Fall ergibt sich eine
periodische Aktivierung der Gliedmaßen,

00:04:49.403 --> 00:04:50.966
die sehr schön koordiniert wird,

00:04:50.966 --> 00:04:53.296
mit dieser beständigen
Wellenbewegung des Körpers.

00:04:53.296 --> 00:04:56.850
Das ist die Gangart, die man hier
beim Pleurobot sehen kann.

00:04:56.850 --> 00:04:59.906
Ein überraschender
und faszinierender Aspekt,

00:04:59.906 --> 00:05:03.786
ist die Tatsache, dass das alles nur das
Rückenmark und der Körper hervorruft.

00:05:03.786 --> 00:05:06.070
Wenn man einem Salamander
das Gehirn entfernt --

00:05:06.070 --> 00:05:08.690
es ist nicht so schön,
wenn man den Kopf entfernt --

00:05:08.690 --> 00:05:11.646
und das Rückenmark auf niedrigem
Niveau elektrisch stimuliert,

00:05:11.646 --> 00:05:14.076
wird eine dem Gehen
ähnliche Gangart ausgelöst.

00:05:14.080 --> 00:05:16.996
Stimuliert man ein wenig mehr,
beschleunigt sich die Gangart.

00:05:16.996 --> 00:05:19.096
An einem gewissen Punkt ist eine Schwelle,

00:05:19.106 --> 00:05:21.336
die automatisch zum Schwimmen überleitet.

00:05:21.336 --> 00:05:22.446
Das ist erstaunlich.

00:05:22.446 --> 00:05:24.256
Nur den allgemeinen Antrieb zu ändern,

00:05:24.256 --> 00:05:26.486
als ob man das Gaspedal
für die Neuromodulation

00:05:26.486 --> 00:05:28.856
in den absteigenden Bahnen
zum Rückenmark drückt,

00:05:28.856 --> 00:05:32.020
bewirkt einen Wechsel zwischen
zwei unterschiedlichen Gangarten.

00:05:32.440 --> 00:05:35.056
Das Gleiche hat man bei Katzen beobachtet.

00:05:35.056 --> 00:05:37.296
Wenn man das Rückenmark
einer Katze stimuliert,

00:05:37.296 --> 00:05:39.886
erfolgt der Wechsel zwischen
Schritt, Trab und Galopp.

00:05:39.886 --> 00:05:42.106
Oder Vögel wechseln zwischen Gehen,

00:05:42.106 --> 00:05:43.966
auf einem niedrigem Stimulationsniveau,

00:05:43.966 --> 00:05:46.616
und dem Flügelschlag auf
einem hohen Stimulationsniveau.

00:05:46.616 --> 00:05:48.526
Das zeigt wirklich, dass das Rückenmark

00:05:48.526 --> 00:05:50.876
ein sehr ausgeklügelter
Fortbewegungsregler ist.

NOTE Paragraph

00:05:50.880 --> 00:05:53.626
Wir untersuchten die Fortbewegung
der Salamander genauer

00:05:53.626 --> 00:05:56.506
und hatten Zugang zu
einem Röntgen-Video-Gerät

00:05:56.506 --> 00:06:00.086
von Professor Martin Fischer
von der Universität Jena.

00:06:00.086 --> 00:06:02.686
Daher hatten wir ein Gerät,

00:06:02.686 --> 00:06:05.176
um alle Knochenbewegungen
im Detail aufzuzeichnen.

00:06:05.176 --> 00:06:06.446
Das taten wir.

00:06:06.446 --> 00:06:09.646
Wir fanden hauptsächlich heraus,
welche Knochen wichtig sind

00:06:09.646 --> 00:06:12.686
und trugen ihre Bewegung in 3D zusammen.

00:06:12.686 --> 00:06:14.886
Wir trugen eine ganze
Datenbank für Bewegungen

00:06:14.886 --> 00:06:16.856
auf dem Land als auch
im Wasser zusammen,

00:06:16.856 --> 00:06:19.089
für motorisches Verhalten,

00:06:19.089 --> 00:06:20.808
das ein echtes Tier zeigen kann.

00:06:20.808 --> 00:06:23.943
Dann war es unsere Aufgabe, das
bei unserem Roboter nachzubilden.

00:06:23.943 --> 00:06:27.676
Wir führten einen Optimierungsprozess
durch, um den richtigen Aufbau zu finden,

00:06:27.676 --> 00:06:30.576
die Motoren zu platzieren und
alles miteinander zu verbinden,

00:06:30.576 --> 00:06:33.550
damit wir die Bewegungen so gut
wie möglich wiederholen können.

00:06:33.550 --> 00:06:36.040
So wurde Pleurobot lebendig.

NOTE Paragraph

00:06:37.200 --> 00:06:39.676
Sehen wir nun, wie nah
es am echten Tier dran ist.

00:06:40.960 --> 00:06:43.516
Hier sehen Sie einen
fast unmittelbaren Vergleich

00:06:43.516 --> 00:06:46.216
zwischen dem Gehen eines
echten Tieres und Pleurobot.

00:06:46.216 --> 00:06:50.086
Hier ist eine fast direkte Nachbildung
der Gangart zu sehen.

00:06:50.086 --> 00:06:53.410
Wenn man zurückspult, sieht
man es in Zeitlupe noch besser.

00:06:55.520 --> 00:06:57.936
Aber noch besser: Er kann auch schwimmen.

00:06:57.936 --> 00:07:01.246
Dafür haben wir einen Trockenanzug,
den wir über den Roboter ziehen --

NOTE Paragraph

00:07:01.246 --> 00:07:02.086
(Lachen) --

NOTE Paragraph

00:07:02.086 --> 00:07:05.326
und so kann man ins Wasser gehen
und die Schwimmarten nachbilden.

00:07:05.326 --> 00:07:08.326
Wir waren sehr froh, weil das
schwierig zu bewerkstelligen ist.

00:07:08.326 --> 00:07:11.446
Die physikalischen Bedingungen
der Interaktion sind komplex.

00:07:11.446 --> 00:07:13.836
Unser Roboter ist viel
größer als das kleine Tier.

00:07:13.836 --> 00:07:16.866
Wir mussten eine dynamische Skalierung
der Frequenzen vornehmen,

00:07:16.866 --> 00:07:19.706
um die selben physikalischen
Bedingungen vorliegen zu haben.

00:07:19.706 --> 00:07:21.706
Aber am Ende stimmte es sehr stark überein

00:07:21.706 --> 00:07:23.320
und wir waren sehr froh darüber.

00:07:23.480 --> 00:07:25.736
Kommen wir nun zum Rückenmark.

00:07:25.736 --> 00:07:28.056
Zusammen mit Jean-Marie Cabelguen

00:07:28.056 --> 00:07:31.060
bildeten wir die Schaltkreise
des Rückenmarks ab.

00:07:31.060 --> 00:07:33.236
Sehr interessant ist, dass der Salamander

00:07:33.236 --> 00:07:35.260
sehr primitive Schaltkreise behalten hat,

00:07:35.260 --> 00:07:37.526
die denen beim Neunauge sehr ähneln --

00:07:37.526 --> 00:07:39.516
diesem primitiven aalgleichen Fisch.

00:07:39.520 --> 00:07:40.916
Im Laufe der Evolution

00:07:40.916 --> 00:07:44.696
wurden neue neuronale Oszillatoren
hinzugefügt, um die Gliedmaßen zu steuern,

00:07:44.696 --> 00:07:46.276
die für die Fortbewegung da sind.

00:07:46.276 --> 00:07:49.106
Wo sich diese neuronalen Oszillatoren
befinden, ist bekannt,

00:07:49.106 --> 00:07:51.256
aber wir erstellten ein
mathematisches Modell,

00:07:51.256 --> 00:07:53.586
um zu erkennen, wie sie
verkoppelt sein sollten,

00:07:53.586 --> 00:07:56.266
um den Übergang zwischen zwei
Bewegungsarten zu bewirken.

00:07:56.266 --> 00:07:58.770
Wir testeten das auf der
Platine eines Roboters.

NOTE Paragraph

00:07:58.770 --> 00:08:01.220
So sieht das Ganze aus.

00:08:06.920 --> 00:08:09.356
Hier sieht man eine frühere
Version von Pleurobot,

00:08:09.356 --> 00:08:12.326
die vollständig durch unser
Rückenmark-Modell gesteuert wird,

00:08:12.326 --> 00:08:15.040
das in die Roboterplatine
programmiert wurde.

00:08:15.170 --> 00:08:16.896
Wir senden über eine Fernsteuerung

00:08:16.896 --> 00:08:20.756
die zwei Signale an den Roboter, die ein
Salamander durch die absteigenden Bahnen

00:08:20.756 --> 00:08:22.976
von höheren Hirnregionen erhalten würde.

00:08:23.480 --> 00:08:24.996
Wir können mit diesen Signalen

00:08:24.996 --> 00:08:28.600
die Geschwindigkeit, den Kurs und
die Gangart vollständig steuern.

00:08:29.600 --> 00:08:30.876
Zum Beispiel:

00:08:30.876 --> 00:08:34.146
Bei niedrigem Stimulationsniveau
ergibt sich die gehende Fortbewegung

00:08:34.146 --> 00:08:37.136
und bei hoher Stimulation wechselt
es ab einem bestimmten Punkt

00:08:37.136 --> 00:08:39.230
sehr schnell in die
schwimmende Fortbewegung.

00:08:39.480 --> 00:08:42.006
Zuletzt kann man das Wenden
sehr schön vollführen,

00:08:42.006 --> 00:08:45.740
indem man das Rückenmark auf einer
Seite mehr stimuliert als auf der anderen.

00:08:46.200 --> 00:08:47.876
Ich glaube, es ist wirklich schön,

00:08:47.876 --> 00:08:50.126
wie die Natur die Steuerung aufteilt,

00:08:50.126 --> 00:08:52.996
indem sie viel Verantwortung
an das Rückenmark abgibt,

00:08:53.000 --> 00:08:56.686
sodass die höheren Hirnregionen sich
nicht um jeden Muskel kümmern müssen.

00:08:56.686 --> 00:08:59.726
Sie müssen sich nur um die Regulierung
auf hohem Niveau kümmern,

00:08:59.726 --> 00:09:03.066
während das Rückenmark die Aufgabe hat,
alle Muskeln zu koordinieren.

NOTE Paragraph

00:09:03.066 --> 00:09:06.770
Nun zur Fortbewegung der Katze
und der Wichtigkeit von Biomechanik.

00:09:07.080 --> 00:09:08.516
Das ist ein weiteres Projekt,

00:09:08.516 --> 00:09:10.966
bei dem wir die Biomechanik
von Katzen untersuchten.

00:09:10.966 --> 00:09:14.726
Wir wollten erkennen, wie sehr die
Gestalt die Fortbewegung unterstützt.

00:09:14.726 --> 00:09:19.516
Wir fanden drei wichtige Kriterien
bei den Eigenschaften der Gliedmaßen.

00:09:20.320 --> 00:09:21.436
Die erste:

00:09:21.436 --> 00:09:25.036
Das Katzenbein hat mehr oder weniger
den Aufbau eines Stromabnehmers.

00:09:25.040 --> 00:09:27.296
Ein Pantograph ist eine
mechanische Struktur,

00:09:27.296 --> 00:09:31.010
die das obere und das untere
Segment immer parallel ausrichtet --

00:09:31.600 --> 00:09:33.596
also ein einfaches geometrisches System,

00:09:33.596 --> 00:09:36.466
das die internen Bewegungsabläufe
der Segmente koordiniert.

00:09:36.466 --> 00:09:39.636
Eine zweite Eigenschaft
der Katzenglieder ist deren Leichtigkeit.

00:09:39.640 --> 00:09:41.736
Die meisten Muskeln
befinden sich am Rumpf,

00:09:41.736 --> 00:09:44.856
was gut ist, weil die Gliedmaßen
dann eine geringe Trägheit haben

00:09:44.856 --> 00:09:46.456
und schnell bewegt werden können.

00:09:46.456 --> 00:09:50.206
Das elastische Verhalten der Katzenglieder
ist die letzte wichtige Eigenschaft,

00:09:50.206 --> 00:09:52.776
um Stöße und Kräfte abzufedern.

00:09:52.776 --> 00:09:55.126
Auf diese Weise haben
wir Cheetah-Cub entworfen.

NOTE Paragraph

00:09:55.126 --> 00:09:58.010
Also bitten wir Cheetah-Cub auf die Bühne.

00:10:02.160 --> 00:10:04.776
Das ist Peter Eckert, der zu
diesem Roboter promoviert,

00:10:04.776 --> 00:10:07.496
und wie sie sehen, ist er ein
niedlicher kleiner Roboter.

00:10:07.496 --> 00:10:09.446
Er sieht ein wenig wie ein Spielzeug aus,

00:10:09.446 --> 00:10:12.476
wird aber tatsächlich als
wissenschaftliches Instrument genutzt,

00:10:12.476 --> 00:10:14.976
um die Eigenschaften der
Katzenbeine zu untersuchen.

00:10:14.976 --> 00:10:17.266
Er ist sehr nachgiebig, sehr leicht

00:10:17.266 --> 00:10:18.536
und auch sehr elastisch,

00:10:18.536 --> 00:10:21.896
so dass man ihn leicht nach unten
drücken kann und er nicht zerbricht.

00:10:21.896 --> 00:10:23.306
Er springt nur hoch.

00:10:23.306 --> 00:10:25.900
Diese elastische Eigenschaft
ist auch sehr wichtig.

00:10:27.040 --> 00:10:30.086
An diesen drei Beinsegmenten
erkennt man auch ein wenig

00:10:30.086 --> 00:10:31.970
die Eigenschaften eines Pantografen.

NOTE Paragraph

00:10:32.280 --> 00:10:35.096
Interessant ist, dass diese
sehr dynamische Gangart

00:10:35.096 --> 00:10:37.096
bloß im offenen Regelkreis erreicht wird,

00:10:37.096 --> 00:10:40.666
das bedeutet, keine Sensoren, keine
komplizierten Rückkopplungsschleifen.

00:10:40.666 --> 00:10:42.716
Das ist interessant, das heißt,

00:10:42.716 --> 00:10:46.666
dass bereits die Mechanik diese
sehr schnelle Gangart stabilisiert

00:10:46.666 --> 00:10:50.866
und dass im Grunde bereits wirklich gute
Mechanik die Fortbewegung vereinfacht.

00:10:50.866 --> 00:10:54.186
Inwieweit wir die Fortbewegung
sogar ein wenig stören können,

00:10:54.186 --> 00:10:55.856
sehen Sie im nächsten Video.

00:10:55.856 --> 00:10:59.796
Wir lassen den Roboter
über eine Stufe gehen

00:10:59.796 --> 00:11:01.486
und er fällt nicht um,

00:11:01.486 --> 00:11:03.016
was uns überrascht hat.

00:11:03.016 --> 00:11:04.456
Das ist eine kleine Störung.

00:11:04.456 --> 00:11:07.046
Ich erwartete, dass der Roboter
sofort umfallen würde,

00:11:07.046 --> 00:11:10.056
weil es keine Sensoren und schnelle
Rückkopplungsschleifen gibt.

00:11:10.056 --> 00:11:12.546
Doch nein, allein die Mechanik
stabilisierte den Gang

00:11:12.546 --> 00:11:14.036
und der Roboter fiel nicht um.

00:11:14.036 --> 00:11:16.536
Macht man die Stufen größer
und hat Hindernisse,

00:11:16.536 --> 00:11:20.036
braucht man selbstverständlich die
ganzen Steuerschleifen und Reflexe.

00:11:20.036 --> 00:11:22.320
Aber wichtig ist hier,
dass für kleine Störungen

00:11:22.320 --> 00:11:24.390
die Mechanik passend ist.

00:11:24.390 --> 00:11:26.170
Das ist eine sehr wichtige Botschaft

00:11:26.170 --> 00:11:29.111
von der Biomechanik und der
Robotik an die Neurowissenschaft,

00:11:29.111 --> 00:11:34.015
die besagt: Unterschätzt nicht, wieweit
der Körper die Fortbewegung unterstützt.

NOTE Paragraph

00:11:35.440 --> 00:11:37.990
Inwiefern betrifft das die
menschliche Fortbewegung?

00:11:37.990 --> 00:11:42.370
Menschliche Fortbewegung ist komplexer
als die von Katzen oder Salamandern,

00:11:42.370 --> 00:11:45.576
aber gleichzeitig ähnelt das
Nervensystem von Menschen

00:11:45.576 --> 00:11:47.166
denen anderer Wirbeltiere.

00:11:47.166 --> 00:11:48.646
Besonders das Rückenmark

00:11:48.646 --> 00:11:51.510
ist die wichtigste Steuerung der
Fortbewegung beim Menschen.

00:11:51.760 --> 00:11:53.966
Deshalb hat die Verletzung des Rückenmarks

00:11:53.966 --> 00:11:55.660
diese dramatischen Auswirkungen.

00:11:55.660 --> 00:11:58.536
Die Person kann halbseitig
oder beidseitig gelähmt werden.

00:11:58.536 --> 00:12:02.060
Das Gehirn verliert die
Verbindung zum Rückenmark.

00:12:02.060 --> 00:12:04.956
Es verliert die Neuromodulation
über die absteigenden Bahnen,

00:12:04.956 --> 00:12:07.410
um die Fortbewegung
zu beginnen und anzupassen.

00:12:07.640 --> 00:12:09.676
Ein großes Ziel der Neuroprothetik ist,

00:12:09.676 --> 00:12:11.776
diese Verbindung wiederzubeleben,

00:12:11.776 --> 00:12:14.710
indem elektrische oder chemische
Stimulation eingesetzt wird.

00:12:14.840 --> 00:12:17.846
Es gibt mehrere Teams auf der Welt,
die genau das machen,

00:12:17.846 --> 00:12:19.116
insbesondere an der EPFL:

00:12:19.116 --> 00:12:21.796
meine Kollegen Grégoire Courtine
und Silvestro Micera,

00:12:21.796 --> 00:12:23.430
mit denen ich zusammenarbeite.

NOTE Paragraph

00:12:23.960 --> 00:12:27.146
Aber um das ordentlich zu machen,
ist es sehr wichtig zu verstehen,

00:12:27.146 --> 00:12:28.866
wie das Rückenmark funktioniert,

00:12:28.866 --> 00:12:30.606
wie es mit dem Körper interagiert

00:12:30.606 --> 00:12:33.260
und wie das Gehirn mit dem
Rückenmark kommuniziert.

00:12:33.800 --> 00:12:37.026
Hier werden die Roboter und Modelle,
die ich heute vorgestellt habe,

00:12:37.026 --> 00:12:38.986
hoffentlich eine wichtige Rolle spielen,

00:12:38.986 --> 00:12:41.116
im Hinblick auf
diese sehr wichtigen Ziele.

NOTE Paragraph

00:12:41.116 --> 00:12:42.270
Danke!

NOTE Paragraph

00:12:42.270 --> 00:12:49.250
(Applaus)

NOTE Paragraph

00:12:52.000 --> 00:12:55.460
Bruno Giussani: Auke, ich habe in
deinem Labor andere Roboter gesehen,

00:12:55.460 --> 00:12:57.550
die in Verunreinigungen schwammen

00:12:57.550 --> 00:12:59.690
und dabei den Grad
der Verschmutzung maßen.

00:12:59.700 --> 00:13:05.290
Aber bei diesem erwähntest du
in deinem Vortrag als Nebenprojekt

00:13:05.290 --> 00:13:06.780
"Suchen und Retten",

00:13:06.780 --> 00:13:09.040
und er hat eine Kamera in seiner Nase.

NOTE Paragraph

00:13:09.040 --> 00:13:11.040
Auke Ijspeert: Allerdings!

00:13:11.040 --> 00:13:12.983
Wir haben einige Spin-Off-Projekte,

00:13:12.983 --> 00:13:16.270
wo wir die Roboter für Such- und
Rettungsmaßnahmen einsetzen möchten.

00:13:16.270 --> 00:13:18.090
Dieser Roboter sieht Sie jetzt.

00:13:18.090 --> 00:13:21.280
Der große Traum ist bei
einer schwierigen Sachlage,

00:13:21.280 --> 00:13:24.480
wie zusammengestürzten
oder gefluteten Gebäuden,

00:13:24.480 --> 00:13:28.190
wo der Einsatz eines Rettungsteams oder
von Rettungshunden sehr gefährlich ist,

00:13:28.190 --> 00:13:31.406
einen Roboter hinzuschicken, der kriechen,
schwimmen und gehen kann,

00:13:31.406 --> 00:13:34.270
mit einer Kamera alles ansieht
und Überlebende erkennt,

00:13:34.270 --> 00:13:37.470
und möglicherweise die Kommunikation
mit dem Überlebenden herstellt.

NOTE Paragraph

00:13:37.470 --> 00:13:41.110
BG: Angenommen natürlich, der
Überlebende erschreckt nicht davor.

NOTE Paragraph

00:13:41.110 --> 00:13:44.120
AI: Ja, wir sollten vermutlich das
Aussehen ein wenig verändern,

00:13:44.120 --> 00:13:47.020
weil ein Überlebender vielleicht
an einem Herzinfarkt stirbt,

00:13:47.020 --> 00:13:49.500
nur weil er besorgt ist,
dass er aufgefressen wird.

00:13:49.500 --> 00:13:52.350
Aber durch das Verändern des
Aussehens und der Robustheit

00:13:52.350 --> 00:13:54.636
können wir eine gute
Arbeitshilfe daraus machen.

NOTE Paragraph

00:13:54.636 --> 00:13:56.456
BG: Vielen Dank!
Danke an dich und dein Team.