Eu și studenții mei lucrăm cu roboței foarte mici.
Îi puteți considera niște versiuni robotizate
a ceva ce vă e cunoscut: o furnică.
Cu toții știm că furnicile și alte insecte de aceeași mărime
pot face lucruri incredibile.
Cu toții am văzut un grup de furnici sau ceva similar,
tîrînd un chips de cartofi cînd sunteți la un picnic, de exemplu.
Dar care sunt greutățile în conceperea acestor furnici?
Mai întîi, cum implementăm abilitatea unei singure furnici
într-un robot de aceeași mărime?
Întîi trebuie să descoperim cum să le facem să miște
cînd sunt atît de mici.
E nevoie de mecanisme ca picioare și motoare eficiente
să susțină această locomoție.
Mai e nevoie de senzori, sursă de energie și control
pentru a le comasa pe toate într-o furnică robot semi-inteligentă.
În fine, ca toate să fie funcționale,
trebuie ca mai multe furnici să coopereze ca să facă lucruri mai mari.
Deci voi începe cu mobilitatea.
Insectele se mișcă incredibil de bine.
Iată un clip de la UC Berkeley:
un gîndac de bucătărie se mișcă pe o suprafață plină de obstacole
fără să se răstoarne.
Și face asta pentru că picioarele sunt o combinație de materiale rigide,
ceea ce folosim de obicei la roboți,
și materiale moi.
Și săritul e o metodă eficientă de a te deplasa cînd ești mic.
Aceste insecte stochează energie într-un arc, eliberînd-o foarte rapid
pentru a obține forța mare necesară pentru a sări din apă, de exemplu.
O contribuție majoră în laboratorul meu
a fost de a combina materiale rigide și moi
în mecanisme foarte mici.
Acest mecanism de sărit are 4 mm pe laterală, deci minuscul.
Materialul rigid aici e siliciul, și cel moale e cauciucul siliconic.
În esență, o să le comprimăm,
stocăm energie în arc, și apoi o eliberăm pentru a sări.
Nu există nici motor, nici sursă de energie.
E acționată printr-o metodă pe care în laborator o numim:
„masterand cu pensetă” (Rîsete)
Veți vedea în următorul video
un student căruia îi reușește să producă aceste sărituri.
Acesta e Aaron, masterandul cu pensetă,
și ce vedeți e un mecanism de 4 mm
care sare la 40 cm înălțime,
de 100 de ori cît propria lungime.
Și supraviețuiește, țopăie pe masă,
e incredibil de robust și desigur supraviețuiește mult
pînă îl pierdem, pentru că e foarte mic.
Pînă la urmă dorim totuși să-i adăugăm și motoare
Avem studenți în laborator care lucrează pe motoare milimetrice
pe care să le integreze în mici roboți autonomi.
Însă ca să rezolvăm mobilitatea și locomoția la această scară
trișăm și utilizăm magneți.
Iată cum va arăta o parte a unui picior micro-robotic,
vedeți articulațiile din cauciuc siliconic
și magnetul încorporat mișcat de un cîmp magnetic extern.
Așa am realizat robotul pe care l-ați văzut înainte.
E interesant că acest robot ne ajută să aflăm
cum se mișcă insectele așa mici.
Avem un model foarte bun de locomoție
de la un gîndac pînă la un elefant.
Cu toții ne mișcăm într-un mod săltăreț cînd fugim.
Dar cînd sunt foarte mic, forțele dintre picioare și pămînt
îmi afectează locomoția mult mai mult decît masa,
provocînd acea mișcare săltăreață.
Acest gîndac încă nu se mișcă,
însă avem versiuni mai mari care se pot mișca.
Ăștia sunt de 1 cm cub 1 cm pe laterală, foarte mici.
I-am făcut să alerge 10 lungimi de corp pe secundă,
deci 10 cm pe secundă.
E destul de rapid pentru un roboțel atît de mic
și e limitat doar de setarea de probă.
Vă puteți face o idee despre cum merge.
Putem face și versiuni imprimate 3D ce pot depăși obstacole
ca gîndacul pe care l-ați văzut anterior.
Dar în final vrem să adăugăm de toate robotului.
Dorim senzori, energie, control, mișcare, toate la un loc,
și nu e nevoie să fie totul de inspirație biologică.
Acest robot e de mărimea unui Tic-Tac.
În acest caz, în loc de magneți sau mușchi care să miște totul,
utilizăm rachete.
Iată un material energetic micro-fabricat,
cu care putem crea pixeli minusculi.
Punem unul din acei pixeli pe burta robotului,
și robotul sare cînd percepe o creștere în intensitatea luminii.
Următorul video e favoritul meu.
Avem un robot de 300 mg
care sare la aproape 8 cm în aer.
E numai 4 x 4 x 7 mm.
Și o să vedeți un bliț la început cînd e declanșată energia
și robotul se rostogolește prin aer.
Iată blițul puternic, și iată robotul sărind în aer.
Nu are suporturi, nici fire conectate.
Totul e compact și sare ca răspuns
la lumina veiozei pe care o aprinde studentul.
Vă imaginați toate lucrurile interesante pe care le putem face
cu roboți de această mărime ce pot fugi, se pot tîrî, sări și rostogoli.
Imaginați-vă molozul de după un cataclism natural sau un cutremur.
Imaginați-vă mici roboței alergînd prin moloz
să caute supraviețuitori.
Sau imaginați-vă o mulțime de roboței care fug pe un pod
ca să verifice dacă e în siguranță
ca să nu se întîmple prăbușiri ca aceea
care s-a petrecut în Minneapolis în 2007.
Sau imaginați-vă ce ați putea face
dacă ați avea roboți care v-ar putea înota prin sînge.
„Călătorie fantastică”, Isaac Asimov.
Ar putea opera fără să recurgă la incizie chirurgicală.
Sau am putea schimba radical modul în care construim
dacă avem roboței care să lucreze ca termitele.
Construiesc movile incredibile de 8 m înălțime,
clădiri cu apartamente bine ventilate pentru alte termite
în Africa și Australia.
V-am arătat cîteva posibilități
din ce am putea face cu acești roboței.
Am făcut progrese, dar încă rămîne cale lungă,
și sper că unii veți contribui în această direcție.
Mulțumesc foarte mult.
(Aplauze)