1
00:00:00,564 --> 00:00:04,209
Mijn studenten en ik werken
aan hele kleine robots.

2
00:00:04,209 --> 00:00:06,426
Deze kun je zien als mechanische versies

3
00:00:06,426 --> 00:00:10,016
van iets waar jullie allemaal
bekend mee zijn: een mier.

4
00:00:10,016 --> 00:00:12,776
Iedereen weet dat mieren
en andere net zo grote insecten

5
00:00:12,776 --> 00:00:15,012
in staat zijn tot ongelooflijke dingen.

6
00:00:15,012 --> 00:00:18,197
Iedereen heeft al eens een groep mieren,
of iets soortgelijks,

7
00:00:18,197 --> 00:00:22,467
een frietje zien wegdragen
bij een picknick, bijvoorbeeld.

8
00:00:22,467 --> 00:00:25,910
Maar wat zijn de echte uitdagingen
bij het ontwerp van deze mieren?

9
00:00:25,910 --> 00:00:29,861
Ten eerste: hoe stoppen we
alle capaciteiten van een mier

10
00:00:29,861 --> 00:00:31,909
in een robot die even groot is?

11
00:00:31,909 --> 00:00:34,513
Eerst moeten we uitzoeken
hoe we ze gaan laten bewegen

12
00:00:34,513 --> 00:00:35,923
als ze zo klein zijn.

13
00:00:35,923 --> 00:00:38,223
Er zijn mechanismen als
poten en motoren nodig

14
00:00:38,223 --> 00:00:40,072
om die voortbeweging te ondersteunen

15
00:00:40,072 --> 00:00:42,563
en we hebben sensoren,
kracht en controle nodig

16
00:00:42,563 --> 00:00:46,525
om alles samen te voegen tot
een semi-intelligente robotmier

17
00:00:46,525 --> 00:00:49,071
Ten slotte, om alles
functioneel te krijgen

18
00:00:49,071 --> 00:00:53,019
willen we er veel bij elkaar hebben
om grotere taken te kunnen uitvoeren.

19
00:00:53,019 --> 00:00:55,710
Ik begin met beweeglijkheid.

20
00:00:55,710 --> 00:00:58,871
Insecten bewegen zich ongelooflijk soepel.

21
00:00:58,871 --> 00:01:00,559
Deze video is van UC Berkeley.

22
00:01:00,559 --> 00:01:03,342
Het laat een kakkerlak zien
die over ruig terrein loopt

23
00:01:03,342 --> 00:01:05,195
zonder om te vallen.

24
00:01:05,195 --> 00:01:09,192
Dit lukt omdat zijn poten gemaakt zijn
van een combinatie van hard materiaal,

25
00:01:09,192 --> 00:01:11,545
normaal gebruikt bij het maken van robots,

26
00:01:11,545 --> 00:01:13,144
en zachte materialen.

27
00:01:14,374 --> 00:01:18,201
Springen is een andere interessante manier
van voortbewegen als je klein bent.

28
00:01:18,201 --> 00:01:22,270
Deze insecten slaan energie op in
een veer en laten die supersnel vrij

29
00:01:22,270 --> 00:01:24,647
voor het hoge vermogen 
dat ze nodig hebben

30
00:01:24,647 --> 00:01:26,594
om uit het water te kunnen springen.

31
00:01:26,594 --> 00:01:29,403
Een van de grote bijdragen
uit mijn laboratorium

32
00:01:29,403 --> 00:01:32,153
is het combineren van
hard en zacht materiaal

33
00:01:32,153 --> 00:01:34,367
in piepkleine machines.

34
00:01:34,367 --> 00:01:37,532
Dit 'machientje' is ongeveer
4 millimeter lang,

35
00:01:37,532 --> 00:01:39,220
dus heel erg klein.

36
00:01:39,220 --> 00:01:43,058
Het harde materiaal is silicium en het
zachte materiaal is siliconenrubber.

37
00:01:43,058 --> 00:01:45,953
Het basisidee is dat we
het samendrukken,

38
00:01:45,953 --> 00:01:48,654
energie in de veer opslaan 
en loslaten voor de sprong.

39
00:01:48,654 --> 00:01:52,037
Nu nog zonder motor of stroom.

40
00:01:52,037 --> 00:01:54,800
Het wordt aangedreven door
een methode die we in mijn lab

41
00:01:54,800 --> 00:01:57,472
"promovendus met pincet" noemen.
(Gelach)

42
00:01:57,472 --> 00:01:59,306
In de volgende video zie je

43
00:01:59,306 --> 00:02:02,333
dat dit kleintje het erg goed doet.

44
00:02:02,333 --> 00:02:05,947
Dit is Aaron, de promovendus
in kwestie, met het pincet

45
00:02:05,947 --> 00:02:08,630
en je ziet dat dit machientje
van 4 millimeter

46
00:02:08,630 --> 00:02:10,841
bijna 40 centimeter hoog springt.

47
00:02:10,841 --> 00:02:13,265
Dat is ongeveer 100 keer
zijn eigen lengte.

48
00:02:13,265 --> 00:02:15,221
Het overleeft en stuitert op de tafel.

49
00:02:15,221 --> 00:02:18,735
Het is erg stevig en overleeft prima
totdat we het kwijtraken

50
00:02:18,735 --> 00:02:21,361
omdat het zo extreem klein is.

51
00:02:21,361 --> 00:02:23,970
Uiteindelijk willen we er
ook motors aan toevoegen.

52
00:02:23,970 --> 00:02:27,086
Studenten in het lab
werken al aan millimetergrote motoren

53
00:02:27,086 --> 00:02:30,056
voor die kleine, autonome robots.

54
00:02:30,056 --> 00:02:31,747
Om echter nu al op deze schaal

55
00:02:31,747 --> 00:02:34,258
beweeglijkheid en voortbeweging 
te simuleren,

56
00:02:34,258 --> 00:02:36,241
spelen we vals en gebruiken we magneten.

57
00:02:36,241 --> 00:02:39,317
Dit laat iets zien dat uiteindelijk
deel wordt van een robotpoot.

58
00:02:39,317 --> 00:02:41,334
Je ziet de siliconenrubberen gewrichten.

59
00:02:41,334 --> 00:02:43,963
Een ingebouwde magneet
wordt aangedreven

60
00:02:43,963 --> 00:02:46,266
door een extern magnetisch veld.

61
00:02:46,266 --> 00:02:48,949
Dit leidt tot de robot
die ik al eerder liet zien.

62
00:02:49,959 --> 00:02:53,110
Het interessante dat deze robot
ons kan helpen begrijpen

63
00:02:53,110 --> 00:02:55,117
is hoe insecten op deze schaal bewegen.

64
00:02:55,117 --> 00:02:57,342
We hebben een erg
goed beeld van hoe alles,

65
00:02:57,342 --> 00:02:59,304
van kakkerlak tot olifant, beweegt.

66
00:02:59,304 --> 00:03:02,228
We springen allemaal
een beetje als we rennen.

67
00:03:02,228 --> 00:03:05,833
Als ik heel klein ben, 
zal mijn voortbeweging meer afhangen

68
00:03:05,833 --> 00:03:09,408
van de krachten tussen mijn voeten 
en de grond dan van mijn massa.

69
00:03:09,408 --> 00:03:11,642
Vandaar die sprongbeweging.

70
00:03:11,642 --> 00:03:13,317
Dit ventje werkt nog niet echt,

71
00:03:13,317 --> 00:03:16,392
maar we hebben al grotere
versies die rondrennen.

72
00:03:16,392 --> 00:03:20,277
Dit is ongeveer een kubieke
centimeter, erg klein dus.

73
00:03:20,277 --> 00:03:23,179
Hij legt al 10 lichaamslengten
per seconde af

74
00:03:23,179 --> 00:03:24,565
of 10 centimeter per seconde.

75
00:03:24,565 --> 00:03:26,598
Dat is best snel voor een klein ventje

76
00:03:26,598 --> 00:03:28,960
en dit is alleen beperkt
door onze testopstelling.

77
00:03:28,960 --> 00:03:31,607
Dit geeft een idee van hoe
het momenteel werkt.

78
00:03:31,947 --> 00:03:36,241
We kunnen ook 3D-geprinte versies maken
die over hindernissen kunnen klimmen,

79
00:03:36,241 --> 00:03:39,280
zoals de kakkerlak die
jullie eerder al zagen.

80
00:03:39,280 --> 00:03:42,166
Uiteindelijk willen we
alles in de robot krijgen.

81
00:03:42,166 --> 00:03:45,859
We willen sensoren, stroom,
besturing en aandrijving ineen.

82
00:03:45,859 --> 00:03:48,765
Niet alles hoeft bio-gebaseerd te zijn.

83
00:03:48,765 --> 00:03:51,900
Deze robot is net zo groot
als een Tic Tac.

84
00:03:51,900 --> 00:03:55,849
In dit geval gebruiken we geen magneten
of spieren voor de voortbeweging,

85
00:03:55,849 --> 00:03:58,044
maar raketten.

86
00:03:58,044 --> 00:04:00,940
Dit is micro-gefabriceerd
materiaal met hoge energie-inhoud.

87
00:04:00,940 --> 00:04:03,539
We kunnen er kleine pixels van maken

88
00:04:03,539 --> 00:04:07,326
en ze op de buik van
de robot plaatsen

89
00:04:07,326 --> 00:04:11,722
waardoor hij gaat springen
als hij een lichtimpuls krijgt.

90
00:04:12,645 --> 00:04:14,618
Deze video is een van mijn favorieten.

91
00:04:14,618 --> 00:04:17,658
Dit is een robot van 300 milligram

92
00:04:17,658 --> 00:04:20,064
die acht centimeter hoog springt.

93
00:04:20,064 --> 00:04:22,974
De robot is 4 x 4 x 7 millimeter groot.

94
00:04:22,974 --> 00:04:25,130
In het begin zie je een felle flits

95
00:04:25,130 --> 00:04:26,622
waardoor het systeem reageert

96
00:04:26,622 --> 00:04:28,530
en de robot door de lucht schiet.

97
00:04:28,530 --> 00:04:30,139
Dat was de grote flits

98
00:04:30,139 --> 00:04:33,336
en je ziet dat de robot gelanceerd wordt.

99
00:04:33,336 --> 00:04:36,368
Dat allemaal zonder draden.

100
00:04:36,368 --> 00:04:38,862
Alles zit in de robot en
die springt als reactie

101
00:04:38,862 --> 00:04:43,243
op het licht van de bureaulamp
die door de student werd aangezet.

102
00:04:43,243 --> 00:04:46,897
Je kan je misschien voorstellen welke
toffe dingen allemaal mogelijk zijn

103
00:04:46,897 --> 00:04:51,604
met robots op deze schaal die kunnen
rennen, kruipen, springen en rollen.

104
00:04:51,604 --> 00:04:55,394
Stel je de puinhoop voor 
na een natuurramp als een aardbeving.

105
00:04:55,394 --> 00:04:57,553
Beeld je in dat deze kleine robots


106
00:04:57,553 --> 00:05:00,171
in het puin op zoek gaan 
naar overlevenden.

107
00:05:00,171 --> 00:05:03,127
Stel je voor dat veel kleine robots
over een brug krioelen,

108
00:05:03,127 --> 00:05:05,286
die brug checken en ze veilig kunnen maken

109
00:05:05,286 --> 00:05:10,466
tegen instortingen
zoals deze bij Minneapolis in 2007.

110
00:05:10,466 --> 00:05:12,984
Of beeld je in wat je zou kunnen doen

111
00:05:12,995 --> 00:05:15,518
met robots die door je bloed zwemmen.

112
00:05:15,518 --> 00:05:17,851
Te gek hè?
'Fantastic Voyage', Isaac Asimov.

113
00:05:17,851 --> 00:05:22,206
Je kan geopereerd worden zonder
eerst opengesneden te hoeven worden.

114
00:05:22,206 --> 00:05:24,936
Of we kunnen onze manier van
bouwen radicaal veranderen

115
00:05:24,936 --> 00:05:28,343
als we kleine robots hebben die
werken net zoals termieten dat doen.

116
00:05:28,343 --> 00:05:31,818
Ze bouwen ongelooflijke torens 
van 8 meter hoog.

117
00:05:31,818 --> 00:05:34,911
Net goed geventileerde flatgebouwen.

118
00:05:34,911 --> 00:05:37,314
Je vindt ze in Afrika en Australië.

119
00:05:37,314 --> 00:05:39,717
Ik denk dat ik enkele
mogelijkheden heb getoond

120
00:05:39,717 --> 00:05:42,154
van wat we allemaal kunnen
met deze kleine robots.

121
00:05:42,154 --> 00:05:46,561
Tot nu toe hebben we redelijke vooruitgang
geboekt, maar nog lang niet voldoende,

122
00:05:46,561 --> 00:05:49,419
en hopelijk kunnen enkelen
van jullie daaraan meewerken.

123
00:05:49,419 --> 00:05:51,187
Heel erg bedankt.

124
00:05:51,187 --> 00:05:53,391
(Applaus)