1
00:00:00,760 --> 00:00:02,600
Αυτό είναι το Pleurobot.

2
00:00:03,400 --> 00:00:07,016
Είναι ένα ρομπότ που σχεδιάστηκε
να μιμείται πιστά ένα είδος σαλαμάνδας

3
00:00:07,040 --> 00:00:08,620
που ονομάζεται Pleurodeles waltl.

4
00:00:09,240 --> 00:00:11,496
Το Pleurobot μπορεί
να περπατήσει, όπως βλέπετε,

5
00:00:11,520 --> 00:00:13,560
και όπως θα δείτε αργότερα, να κολυμπήσει.

6
00:00:14,280 --> 00:00:16,611
Ίσως αναρωτηθείτε γιατί
σχεδιάσαμε αυτό το ρομπότ;

7
00:00:16,960 --> 00:00:20,722
Έχει σχεδιαστεί ως επιστημονικό
εργαλείο για τη νευροεπιστήμη.

8
00:00:21,400 --> 00:00:23,896
Πράγματι, το σχεδιάσαμε
μαζί με νευροβιολόγους

9
00:00:23,920 --> 00:00:25,846
για να κατανοήσουμε πώς κινούνται τα ζώα

10
00:00:25,846 --> 00:00:28,600
και ειδικά πώς ο νωτιαίος μυελός
ελέγχει τη μετακίνηση.

11
00:00:29,400 --> 00:00:31,446
Όσο περισσότερο εργάζομαι
στη βιορομποτική,

12
00:00:31,446 --> 00:00:33,971
τόσο περισσότερο εντυπωσιάζομαι
με την κίνηση στα ζώα.

13
00:00:33,971 --> 00:00:38,216
Αν το σκεφτείτε, το δελφίνι που κολύμπα
ή η γάτα που τρέχει ή κάνει άλματα

14
00:00:38,240 --> 00:00:39,816
ή ακόμα και εμάς τους ανθρώπους

15
00:00:39,840 --> 00:00:41,696
όταν κάνουμε τζόκινγκ ή παίζουμε τένις,

16
00:00:41,696 --> 00:00:43,240
κάνουμε καταπληκτικά πράγματα.

17
00:00:43,880 --> 00:00:48,126
Για την ακρίβεια, το νευρικό μας σύστημα
λύνει ένα πολύπλοκο πρόβλημα ελέγχου.

18
00:00:48,126 --> 00:00:51,136
Πρέπει να συντονίσει
τέλεια περίπου 200 μύες,

19
00:00:51,160 --> 00:00:54,840
γιατί αν ο συντονισμός είναι κακός,
πέφτουμε ή παραπατάμε.

20
00:00:55,560 --> 00:00:58,280
Στόχος μου είναι να καταλάβω
πώς λειτουργεί αυτό.

21
00:00:59,160 --> 00:01:02,000
Υπάρχουν τέσσερα βασικά στοιχεία
στη μετακίνηση των ζώων.

22
00:01:02,800 --> 00:01:04,736
Το πρώτο στοιχείο είναι απλά το σώμα

23
00:01:04,760 --> 00:01:06,736
και δεν πρέπει ποτέ να υποτιμούμε

24
00:01:06,760 --> 00:01:10,240
τον βαθμό που η βιο-μηχανική
απλοποιεί την κίνηση των ζώων.

25
00:01:10,920 --> 00:01:12,406
Μετά, έχουμε τον νωτιαίο μυελό,

26
00:01:12,406 --> 00:01:14,310
όπου θα βρούμε τα αντανακλαστικά,

27
00:01:14,310 --> 00:01:17,886
πολλαπλά αντανακλαστικά φτιάχνουν
έναν βρόχο αισθητικο-κινητικού συντονισμού

28
00:01:17,886 --> 00:01:21,550
μεταξύ νευρικής δραστηριότητας στο νωτιαίο
μυελό και μηχανικής δραστηριότητας.

29
00:01:22,000 --> 00:01:24,976
Το τρίτο στοιχείο είναι
οι κεντρικές γεννήτριες μοτίβων.

30
00:01:25,000 --> 00:01:28,896
Αυτές είναι πολύ ενδιαφέροντα κυκλώματα
στον νωτιαίο μυελό των σπονδυλωτών ζώων

31
00:01:28,920 --> 00:01:30,536
που αυτο-δημιουργούν,

32
00:01:30,560 --> 00:01:33,296
πολύ συντονισμένα
ρυθμικά πρότυπα δραστηριότητας,

33
00:01:33,320 --> 00:01:35,696
ενόσω λαμβάνουν πολύ απλά σήματα εισόδου.

34
00:01:35,720 --> 00:01:36,930
Αυτά τα σήματα εισόδου

35
00:01:36,930 --> 00:01:40,100
έρχονται απ' τη φθίνουσα διαμόρφωση
υψηλότερων μερών του εγκεφάλου,

36
00:01:40,100 --> 00:01:42,926
όπως ο κινητικός φλοιός,
η παρεγκεφαλίδα, τα βασικά γάγγλια,

37
00:01:42,926 --> 00:01:45,036
ρυθμίζουν τη δραστηριότητα
στον νωτιαίο μυελό

38
00:01:45,036 --> 00:01:46,360
ενόσω μετακινούμαστε.

39
00:01:46,360 --> 00:01:49,686
Το ενδιαφέρον είναι ο βαθμός και μόνο
ενός χαμηλού επιπέδου συστατικού,

40
00:01:49,686 --> 00:01:51,600
του νωτιαίου μυελού μαζί με το σώμα,

41
00:01:51,600 --> 00:01:54,086
που λύνει ένα μεγάλο μέρος
του προβλήματος κίνησης.

42
00:01:54,086 --> 00:01:56,652
Πιθανότατα γνωρίζετε ότι αν
κόψετε το κεφάλι μιας κότας

43
00:01:56,652 --> 00:01:58,177
μπορεί να τρέξει για λίγο,

44
00:01:58,177 --> 00:02:01,030
αποδεικνύει ότι μόνο το κάτω μέρος,
νωτιαίος μυελός και σώμα,

45
00:02:01,030 --> 00:02:03,373
έχει ήδη λύσει ένα μεγάλο
μέρος της μετακίνησης.

46
00:02:03,397 --> 00:02:05,856
Η κατανόηση αυτής της λειτουργίας
είναι περίπλοκη,

47
00:02:05,880 --> 00:02:07,170
γιατί πρώτα απ' όλα

48
00:02:07,170 --> 00:02:09,850
η καταγραφή δραστηριότητας
νωτιαίου μυελού είναι δύσκολη.

49
00:02:09,850 --> 00:02:12,706
Είναι πιο εύκολη η τοποθέτηση
ηλεκτρόδιου στον κινητικό φλοιό

50
00:02:12,706 --> 00:02:15,660
από το νωτιαίο μυελό, επειδή
προστατεύεται από τους σπονδύλους.

51
00:02:15,660 --> 00:02:17,556
Ειδικά στον άνθρωπο, είναι δύσκολο.

52
00:02:17,560 --> 00:02:21,336
Η δεύτερη δυσκολία έγκειται
στην πολύ περίπλοκη

53
00:02:21,360 --> 00:02:24,456
και δυναμική αλληλεπίδραση
μεταξύ αυτών των τεσσάρων στοιχείων.

54
00:02:24,456 --> 00:02:27,680
Είναι πολύ δύσκολο να φανεί
ποιος είναι ο ρόλος καθενός χρονικά.

55
00:02:28,880 --> 00:02:32,616
Σε αυτό το σημείο βιορομπότ, όπως
το Pleurobot, και μαθηματικά μοντέλα

56
00:02:32,640 --> 00:02:34,390
μπορούν πραγματικά να μας βοηθήσουν.

57
00:02:35,480 --> 00:02:36,736
Τι είναι τα βιορομπότ;

58
00:02:36,760 --> 00:02:39,496
Τα βιορομπότ είναι ένα ενεργό πεδίο
έρευνας στη ρομποτική,

59
00:02:39,520 --> 00:02:41,976
όπου ο άνθρωπος θέλει
να εμπνευστεί από τα ζώα

60
00:02:42,000 --> 00:02:44,456
για να περπατήσουν τα ρομπότ,

61
00:02:44,480 --> 00:02:47,136
όπως τα ρομπότ υπηρεσίας,
αναζήτησης και διάσωσης

62
00:02:47,160 --> 00:02:48,360
ή ρομπότ πεδίου.

63
00:02:48,880 --> 00:02:51,576
Εδώ ο μεγάλος στόχος
είναι η έμπνευση από τα ζώα,

64
00:02:51,600 --> 00:02:53,936
ώστε να περπατούν τα ρομπότ
σε σύνθετο έδαφος --

65
00:02:53,960 --> 00:02:55,570
σκάλες, βουνά, δάση,

66
00:02:55,570 --> 00:02:57,616
μέρη όπου τα ρομπότ
αντιμετωπίζουν δυσκολίες

67
00:02:57,620 --> 00:02:59,716
και όπου τα ζώα κάνουν
πολύ καλύτερη δουλειά.

68
00:02:59,716 --> 00:03:02,216
Το ρομπότ είναι ένα υπέροχο
επιστημονικό εργαλείο.

69
00:03:02,240 --> 00:03:04,860
Υπάρχουν μερικά ωραία έργα
όπου χρησιμοποιούνται ρομπότ,

70
00:03:04,884 --> 00:03:08,856
όπως στη νευροεπιστήμη,
στη βιο-μηχανική ή στην υδροδυναμική.

71
00:03:08,880 --> 00:03:11,000
Αυτός είναι ακριβώς
ο σκοπός του Pleurobot.

72
00:03:11,600 --> 00:03:14,536
Στο εργαστήριό μου
συνεργαζόμαστε με νευροβιολόγους,

73
00:03:14,560 --> 00:03:17,776
όπως ο Ζαν-Μαρί Καμπελγκέν,
νευροβιολόγος στο Μπορντό της Γαλλίας,

74
00:03:17,800 --> 00:03:21,840
για τη δημιουργία μοντέλων νωτιαίου μυελού
και την εφαρμογή τους στα ρομπότ.

75
00:03:22,480 --> 00:03:24,096
Θέλουμε κάτι απλό.

76
00:03:24,120 --> 00:03:26,096
Έτσι ξεκινάμε με απλά ζώα,

77
00:03:26,120 --> 00:03:28,376
όπως οι σμέρνες, που είναι
πολύ πρωτόγονα ψάρια,

78
00:03:28,400 --> 00:03:30,896
και προχωράμε σταδιακά
σε πιο περίπλοκη μετακίνηση,

79
00:03:30,920 --> 00:03:32,176
όπως της σαλαμάνδρας,

80
00:03:32,200 --> 00:03:33,926
αλλά και της γάτας και του ανθρώπου,

81
00:03:33,926 --> 00:03:34,920
στα θηλαστικά.

82
00:03:35,880 --> 00:03:38,256
Εδώ, το ρομπότ γίνεται
ένα ενδιαφέρον εργαλείο

83
00:03:38,280 --> 00:03:40,216
για την επικύρωση των μοντέλων μας.

84
00:03:40,220 --> 00:03:43,316
Για εμένα, το Pleurobot είναι ένα
όνειρο που έγινε πραγματικότητα.

85
00:03:43,316 --> 00:03:46,536
Πριν από 20 χρόνια δούλευα
σε έναν υπολογιστή

86
00:03:46,560 --> 00:03:49,216
προσομοιώνοντας κινήσεις
σμέρνας και σαλαμάνδρας

87
00:03:49,240 --> 00:03:50,776
για το διδακτορικό μου.

88
00:03:50,800 --> 00:03:54,176
Αλλά πάντα ήξερα ότι οι προσομοιώσεις μου
ήταν μόνο προσεγγίσεις.

89
00:03:54,200 --> 00:03:58,176
Όπως, προσομοιάζοντας τη φυσική στο νερό
ή στη λάσπη ή στο σύνθετο έδαφος,

90
00:03:58,200 --> 00:04:00,886
είναι πολύ δύσκολο να προσομοιωθεί
σωστά στον υπολογιστή.

91
00:04:00,886 --> 00:04:03,600
Γιατί να μην δοκιμάσουμε
με αληθινό ρομπότ;

92
00:04:03,600 --> 00:04:06,736
Η σαλαμάνδρα είναι ένα
από τα αγαπημένα μου ζώα.

93
00:04:06,760 --> 00:04:10,216
Αν αναρωτηθείτε γιατί,
ο λόγος είναι ότι ως αμφίβιο,

94
00:04:10,240 --> 00:04:13,096
είναι πραγματικά ζωτικό
από εξελικτική άποψη.

95
00:04:13,120 --> 00:04:15,176
Συνδέει άψογα το κολύμπι,

96
00:04:15,200 --> 00:04:17,096
όπως στα χέλια ή στα ψάρια,

97
00:04:17,120 --> 00:04:21,240
με την τετραπλούσα κίνηση που έχουν
τα θηλαστικά, γάτες και άνθρωποι.

98
00:04:22,130 --> 00:04:23,846
Στην πραγματικότητα,
η νέα σαλαμάνδρα

99
00:04:23,846 --> 00:04:26,236
μοιάζει στην αρχική
των χερσαίων σπονδυλωτών,

100
00:04:26,240 --> 00:04:27,776
σχεδόν ένα ζωντανό απολίθωμα,

101
00:04:27,800 --> 00:04:29,736
που μας δίνει πρόσβαση στον πρόγονο,

102
00:04:29,760 --> 00:04:32,680
ο πρόγονος σε όλα τα επίγεια τετράποδα.

103
00:04:33,240 --> 00:04:34,616
Λοιπόν, η σαλαμάνδρα κολυμπά

104
00:04:34,640 --> 00:04:37,136
κάνοντας χελιοειδής κίνηση,

105
00:04:37,160 --> 00:04:40,800
διαδίδοντας ένα ωραίο κύμα μυϊκής
δραστηριότητας από το κεφάλι στην ουρά.

106
00:04:41,440 --> 00:04:43,616
Αν βάλετε τη σαλαμάνδρα στο έδαφος,

107
00:04:43,640 --> 00:04:45,976
αλλάζει σε γρήγορο βάδισμα.

108
00:04:46,000 --> 00:04:48,863
Εδώ, έχουμε μια ωραία
περιοδική ενεργοποίηση των άκρων,

109
00:04:48,887 --> 00:04:50,496
τα οποία συντονίζονται πολύ καλά

110
00:04:50,520 --> 00:04:53,176
με αυτόν τον σταθερό
κυματισμό του σώματος,

111
00:04:53,200 --> 00:04:56,856
και αυτό είναι ακριβώς το βάδισμα
που βλέπετε εδώ στο Pleurobot.

112
00:04:56,880 --> 00:04:59,856
Τώρα, κάτι πολύ περίεργο
και πραγματικά συναρπαστικό

113
00:04:59,880 --> 00:05:04,016
είναι το γεγονός ότι όλα αυτά γίνονται
μόνο από το νωτιαίο μυελό και το σώμα.

114
00:05:04,040 --> 00:05:06,040
Στον εγκέφαλο μιας σαλαμάνδρας --

115
00:05:06,064 --> 00:05:08,080
καθόλου ωραίο,
αλλά αφαιρείτε το κεφάλι --

116
00:05:08,104 --> 00:05:10,776
αν διεγείρετε ηλεκτρικά το νωτιαίο μυελό,

117
00:05:10,800 --> 00:05:14,056
σε χαμηλό επίπεδο αυτό προκαλεί βάδισμα.

118
00:05:14,080 --> 00:05:16,536
Σε λίγο περισσότερο, επιταχύνει.

119
00:05:16,560 --> 00:05:18,456
Και σε κάποιο σημείο, υπάρχει ένα όριο,

120
00:05:18,480 --> 00:05:21,016
όπου αυτόματα,
το ζώο μεταβαίνει σε κολύμπι.

121
00:05:21,040 --> 00:05:22,416
Αυτό είναι καταπληκτικό.

122
00:05:22,440 --> 00:05:23,936
Απλά αλλάζοντας τη διέγερση,

123
00:05:23,960 --> 00:05:25,696
σαν να πιέζετε το πεντάλ γκαζιού

124
00:05:25,720 --> 00:05:27,856
στο νωτιαίο μυελό

125
00:05:27,880 --> 00:05:30,880
εναλλάσσεται μεταξύ δύο
πολύ διαφορετικών κινήσεων.

126
00:05:32,440 --> 00:05:35,016
Στην πραγματικότητα, το ίδιο
έχει παρατηρηθεί σε γάτες.

127
00:05:35,020 --> 00:05:37,076
Εάν διεγείρετε
το νωτιαίο μυελό μιας γάτας,

128
00:05:37,080 --> 00:05:39,296
εναλλάσσετε περπάτημα,
τρέξιμο και καλπασμό.

129
00:05:39,320 --> 00:05:42,056
Ή στα πουλιά, κάνετε
εναλλαγή μεταξύ περπατήματος,

130
00:05:42,080 --> 00:05:43,536
σε χαμηλό επίπεδο διέγερσης,

131
00:05:43,560 --> 00:05:46,350
και φτερουγίσματος
σε διέγερση υψηλού επιπέδου.

132
00:05:46,350 --> 00:05:48,446
Αυτό δείχνει πραγματικά
ότι ο νωτιαίος μυελός

133
00:05:48,446 --> 00:05:50,856
είναι ένας πολύ εξελιγμένος
ελεγκτής μετακίνησης.

134
00:05:50,880 --> 00:05:53,336
Μελετήσαμε την κίνηση
της σαλαμάνδρας λεπτομερώς,

135
00:05:53,360 --> 00:05:56,456
έχοντας πρόσβαση σε μια
συσκευή βίντεο με ακτίνες Χ

136
00:05:56,480 --> 00:06:00,056
του καθηγητή Μάρτιν Φίσερ
στο Πανεπιστήμιο Ιένα της Γερμανίας.

137
00:06:00,080 --> 00:06:02,656
Χάρη σε αυτήν,
μία πραγματικά εκπληκτική μηχανή,

138
00:06:02,680 --> 00:06:05,136
καταγράψαμε όλες τις κινήσεις
με μεγάλη λεπτομέρεια.

139
00:06:05,160 --> 00:06:06,416
Αυτό και κάναμε.

140
00:06:06,440 --> 00:06:09,616
Βασικά βρήκαμε ποια οστά
είναι σημαντικά για εμάς

141
00:06:09,640 --> 00:06:12,656
και συλλέξαμε
την τρισδιάσταση κίνησή τους.

142
00:06:12,680 --> 00:06:15,376
Συλλέξαμε μια βάση δεδομένων με κινήσεις,

143
00:06:15,400 --> 00:06:17,056
τόσο στο έδαφος όσο και στο νερό,

144
00:06:17,080 --> 00:06:19,499
μία μεγάλη βάση δεδομένων
όλων των κινήσεων

145
00:06:19,499 --> 00:06:20,833
που μπορεί να κάνει ένα ζώο.

146
00:06:20,858 --> 00:06:24,008
Στη συνέχεια τις επαναλάβαμε
στο ρομπότ μας.

147
00:06:24,033 --> 00:06:27,416
Κάναμε βελτιστοποίηση
για να μάθουμε τη σωστή δομή,

148
00:06:27,430 --> 00:06:30,096
πού να βάλουμε τους κινητήρες,
πώς να τους διασυνδέσουμε,

149
00:06:30,100 --> 00:06:33,190
για να επαναλαμβάνονται όσο το δυνατόν
καλύτερα αυτές οι κινήσεις.

150
00:06:33,680 --> 00:06:36,040
Και έτσι ξεκίνησε το Pleurobot.

151
00:06:37,200 --> 00:06:39,636
Ας δούμε λοιπόν πόσο κοντά
είναι στο πραγματικό ζώο.

152
00:06:40,960 --> 00:06:43,456
Αυτό που βλέπετε εδώ
είναι σχεδόν άμεση σύγκριση

153
00:06:43,480 --> 00:06:46,176
στο περπάτημα του πραγματικού ζώου
και του Pleurobot.

154
00:06:46,200 --> 00:06:48,966
Έχουμε μία επανάληψη
σχεδόν ένα προς ένα

155
00:06:48,966 --> 00:06:50,216
στο βάδισμα.

156
00:06:50,240 --> 00:06:52,840
Αργά και προς τα πίσω
φαίνεται ακόμα καλύτερα.

157
00:06:55,520 --> 00:06:57,896
Ακόμα καλύτερα, μπορεί να κολυμπήσει.

158
00:06:57,920 --> 00:07:00,936
Γι 'αυτό έχουμε μία στεγνή στολή
που φοράμε στο ρομπότ --

159
00:07:00,960 --> 00:07:02,056
(Γέλια)

160
00:07:02,080 --> 00:07:05,256
και στη συνέχεια αναπαράγουμε
τις κινήσεις κολύμβησης.

161
00:07:05,280 --> 00:07:08,616
Και εδώ, ήμασταν πολύ χαρούμενοι,
γιατί αυτό είναι δύσκολο να γίνει.

162
00:07:08,640 --> 00:07:10,856
Η φυσική της αλληλεπίδρασης
είναι περίπλοκη.

163
00:07:10,880 --> 00:07:13,296
Το ρομπότ είναι πολύ μεγαλύτερο
από ένα μικρό ζώο,

164
00:07:13,320 --> 00:07:16,376
έτσι έπρεπε να κάνουμε
δυναμική κλιμάκωση συχνοτήτων

165
00:07:16,400 --> 00:07:18,736
για να επιβεβαιώσουμε
ίδια φυσική αλληλεπίδραση.

166
00:07:18,760 --> 00:07:21,176
Αλλά βλέπετε στο τέλος
έχουμε μια μεγάλη ομοιότητα

167
00:07:21,200 --> 00:07:23,080
και ήμασταν πολύ χαρούμενοι με αυτό.

168
00:07:23,480 --> 00:07:25,650
Ας πάμε λοιπόν στο νωτιαίο μυελό.

169
00:07:25,650 --> 00:07:28,026
Αυτό, λοιπόν, που κάναμε
με τον Ζαν-Μαρί Καμπελγκέν

170
00:07:28,026 --> 00:07:30,280
είναι το μοντέλο κυκλωμάτων
του νωτιαίου μυελού.

171
00:07:31,040 --> 00:07:33,176
Το ενδιαφέρον είναι ότι η σαλαμάνδρα

172
00:07:33,200 --> 00:07:34,820
έχει ένα πολύ πρωτόγονο κύκλωμα,

173
00:07:34,844 --> 00:07:37,496
που είναι πολύ παρόμοιο
με αυτό της σμέρνας,

174
00:07:37,520 --> 00:07:39,496
αυτό το πρωτόγονο ψάρι,

175
00:07:39,520 --> 00:07:41,200
και φαίνεται ότι με την εξέλιξη,

176
00:07:41,200 --> 00:07:44,246
νέοι νευρωνικοί ταλαντωτές
προστέθηκαν για τον έλεγχο των άκρων,

177
00:07:44,246 --> 00:07:45,590
για την κίνηση των ποδιών.

178
00:07:45,590 --> 00:07:47,876
Ξέρουμε πού είναι
αυτοί οι νευρωνικοί ταλαντωτές,

179
00:07:47,880 --> 00:07:50,136
αλλά κάναμε ένα μαθηματικό μοντέλο

180
00:07:50,160 --> 00:07:51,670
για τη σύνδεσή τους

181
00:07:51,670 --> 00:07:54,766
ώστε να επιτραπεί η μετάβαση
μεταξύ των δύο διαφορετικών κινήσεων.

182
00:07:54,766 --> 00:07:57,320
Και το δοκιμάσαμε στο ρομπότ.

183
00:07:57,680 --> 00:07:58,880
Έτσι φαίνεται.

184
00:08:06,920 --> 00:08:09,936
Εδώ βλέπετε μια προηγούμενη
έκδοση του Pleurobot

185
00:08:09,960 --> 00:08:13,056
πλήρως ελεγχόμενο από το
μοντέλο του νωτιαίου μυελού μας

186
00:08:13,080 --> 00:08:14,680
προγραμματισμένο στο ρομπότ.

187
00:08:15,280 --> 00:08:16,440
Το μόνο που κάνουμε

188
00:08:16,440 --> 00:08:18,726
είναι η αποστολή στο ρομπότ
μέσω τηλεχειριστηρίου


189
00:08:18,726 --> 00:08:21,216
των δύο σημάτων που θα λάμβανε

190
00:08:21,240 --> 00:08:22,840
από το άνω μέρος του εγκεφάλου.

191
00:08:23,480 --> 00:08:26,176
Το ενδιαφέρον είναι ότι
παίζοντας με αυτά τα σήματα,

192
00:08:26,200 --> 00:08:29,000
ελέγχουμε πλήρως την ταχύτητα,
κατεύθυνση και τύπο βάδισης.

193
00:08:29,600 --> 00:08:30,816
Για παράδειγμα,

194
00:08:30,840 --> 00:08:34,416
όταν διεγείρουμε σε χαμηλό επίπεδο
έχουμε βάδισμα

195
00:08:34,440 --> 00:08:36,436
και σε κάποιο σημείο, αν διεγείρουμε πολύ,

196
00:08:36,440 --> 00:08:38,600
αλλάζει πολύ γρήγορα σε κολύμβηση.

197
00:08:39,480 --> 00:08:41,696
Τέλος, μπορούμε να το στρέψουμε πολύ ωραία

198
00:08:41,720 --> 00:08:45,240
διεγείροντας μόνο τη μια πλευρά
του νωτιαίου μυελού.

199
00:08:46,200 --> 00:08:47,816
Νομίζω ότι είναι πραγματικά όμορφο

200
00:08:47,840 --> 00:08:50,096
το πώς η φύση έχει κατανείμει τον έλεγχο

201
00:08:50,120 --> 00:08:52,976
για να δώσει πραγματικά μεγάλη ευθύνη
στο νωτιαίο μυελό,

202
00:08:53,000 --> 00:08:56,640
έτσι ώστε το άνω μέρος του εγκεφάλου
δεν χρειάζεται να ανησυχεί για κάθε μυ.

203
00:08:56,640 --> 00:08:59,236
Απλά ανησυχεί για
τη διαμόρφωση υψηλού επιπέδου

204
00:08:59,240 --> 00:09:02,816
και ο νωτιαίος μυελός
συντονίζει όλους τους άλλους μύες.

205
00:09:02,840 --> 00:09:06,360
Ας δούμε την κίνηση της γάτας
και τη σημασία της βιο-μηχανικής.

206
00:09:07,080 --> 00:09:08,336
Αυτό είναι ένα άλλο έργο

207
00:09:08,360 --> 00:09:10,776
όπου μελετήσαμε τη βιο-μηχανική της γάτας

208
00:09:10,800 --> 00:09:14,696
και θέλαμε να δούμε πόσο
η μορφολογία βοηθά τη μετακίνηση.

209
00:09:14,720 --> 00:09:18,336
Βρήκαμε τρία σημαντικά
κριτήρια στις ιδιότητες,

210
00:09:18,360 --> 00:09:19,680
βασικά, των άκρων.

211
00:09:20,320 --> 00:09:22,296
Το πρώτο είναι ότι το άκρο της γάτας

212
00:09:22,320 --> 00:09:25,016
ομοιάζει λίγο-πολύ με παντογράφο.

213
00:09:25,040 --> 00:09:27,256
Ο παντογράφος είναι μια μηχανική δομή

214
00:09:27,280 --> 00:09:30,680
που κρατά το ανώτερο τμήμα
και τα κάτω τμήματα παράλληλα.

215
00:09:31,600 --> 00:09:34,696
Έτσι ένα απλό
γεωμετρικό σύστημα συντονίζει

216
00:09:34,720 --> 00:09:36,536
την εσωτερική κίνηση των τμημάτων.

217
00:09:36,560 --> 00:09:39,616
Μια δεύτερη ιδιότητα των άκρων
της γάτας είναι η ελαφρότητα.

218
00:09:39,640 --> 00:09:41,496
Οι περισσότεροι μύες είναι στον κορμό,

219
00:09:41,520 --> 00:09:44,416
μια καλή ιδέα, γιατί έτσι
τα άκρα έχουν χαμηλή αδράνεια

220
00:09:44,440 --> 00:09:46,216
και μετακινούνται πολύ γρήγορα.

221
00:09:46,240 --> 00:09:50,056
Η τελευταία σημαντική ιδιότητα είναι η
πολύ ελαστική συμπεριφορά του άκρου,

222
00:09:50,080 --> 00:09:52,736
ώστε να χειρίζεται
προσκρούσεις και δυνάμεις.

223
00:09:52,760 --> 00:09:55,096
Έτσι σχεδιάσαμε το Cheetah-Cub.

224
00:09:55,120 --> 00:09:57,420
Ας προσκαλέσουμε λοιπόν
το Cheetah-Cub στη σκηνή.

225
00:10:02,160 --> 00:10:05,816
Αυτός είναι ο Πίτερ Έκαρτ, ο οποίος
κάνει διδακτορικό σε αυτό το ρομπότ,

226
00:10:05,840 --> 00:10:07,896
και είναι ένα μικρό χαριτωμένο ρομπότ.

227
00:10:07,920 --> 00:10:09,176
Μοιάζει λίγο με παιχνίδι,

228
00:10:09,180 --> 00:10:11,286
αλλά χρησιμοποιήθηκε
ως επιστημονικό εργαλείο

229
00:10:11,286 --> 00:10:14,576
για να διερευνήσουν αυτές τις ιδιότητες
των ποδιών της γάτας.

230
00:10:14,600 --> 00:10:17,216
Βλέπετε, είναι πολύ συμβατό, πολύ ελαφρύ

231
00:10:17,240 --> 00:10:18,496
και επίσης πολύ ελαστικό,

232
00:10:18,520 --> 00:10:21,280
τόσο που μπορείτε να το πιέσετε κάτω
και να μην σπάσει.

233
00:10:21,280 --> 00:10:22,806
Θα αναπηδήξει, για την ακρίβεια.

234
00:10:22,806 --> 00:10:25,680
Αυτή η πολύ ελαστική ιδιότητα
είναι επίσης πολύ σημαντική.

235
00:10:27,160 --> 00:10:29,056
Βλέπετε λίγο αυτές τις ιδιότητες

236
00:10:29,080 --> 00:10:31,480
των τριών αυτών τμημάτων
του ποδιού ως παντογράφου.

237
00:10:32,280 --> 00:10:35,056
Τώρα, το ενδιαφέρον είναι ότι
αυτό το πολύ δυναμικό βάδισμα

238
00:10:35,080 --> 00:10:36,976
λαμβάνεται καθαρά σε ανοικτό βρόχο,

239
00:10:37,000 --> 00:10:40,136
χωρίς αισθητήρες,
χωρίς πολύπλοκες ανατροφοδοτήσεις.

240
00:10:40,160 --> 00:10:42,576
Αυτό είναι ενδιαφέρον, γιατί σημαίνει

241
00:10:42,600 --> 00:10:46,616
ότι η μαχανική και μόνο σταθεροποίησε
αυτό το αρκετά γρήγορο βάδισμα

242
00:10:46,640 --> 00:10:50,816
και ότι πραγματικά η καλή μηχανική
ήδη ουσιαστικά απλοποιεί τη μετακίνηση

243
00:10:50,840 --> 00:10:54,136
σε βαθμό που μπορούμε ακόμη
να διαταράξουμε μια μικρή μετακίνηση,

244
00:10:54,160 --> 00:10:55,816
όπως θα δείτε στο επόμενο βίντεο,

245
00:10:55,840 --> 00:10:59,736
όπου μπορούμε να κάνουμε μια άσκηση
όπου το ρομπότ κατεβαίνει μία κλίμακα

246
00:10:59,760 --> 00:11:01,376
και το ρομπότ δεν θα πέσει,

247
00:11:01,400 --> 00:11:02,976
που ήταν μια έκπληξη για εμάς.

248
00:11:03,000 --> 00:11:04,416
Είναι μια μικρή διαταραχή.

249
00:11:04,440 --> 00:11:06,856
Περίμενα το ρομπότ να πέσει αμέσως,

250
00:11:06,880 --> 00:11:09,316
χωρίς αισθητήρες, ούτε
βρόγχο γρήγορης ανάδρασης.

251
00:11:09,340 --> 00:11:11,536
Μόνο η μηχανική σταθεροποίησε το βάδισμα,

252
00:11:11,560 --> 00:11:13,136
και το ρομπότ δεν πέφτει.

253
00:11:13,160 --> 00:11:16,296
Προφανώς, εάν κάνετε το σκαλί
μεγαλύτερο και αν έχετε εμπόδια,

254
00:11:16,320 --> 00:11:19,976
χρειάζεστε τους πλήρεις βρόχους ελέγχου
και όλα τα αντανακλαστικά.

255
00:11:20,000 --> 00:11:22,936
Το σημαντικό εδώ είναι
ότι μόνο για μικρές διαταραχές,

256
00:11:22,960 --> 00:11:24,456
η μηχανική έχει δίκιο.

257
00:11:24,480 --> 00:11:26,826
Αυτό είναι ένα σημαντικό
μήνυμα της βιο-μηχανικής

258
00:11:26,826 --> 00:11:28,791
και της ρομποτικής στους νευροεπιστήμες,

259
00:11:28,815 --> 00:11:33,495
που λέει να μην υποτιμάτε τον βαθμό
που το σώμα βοηθά στη μετακίνηση.

260
00:11:35,440 --> 00:11:37,680
Πώς σχετίζεται αυτό
με την ανθρώπινη μετακίνηση;

261
00:11:37,960 --> 00:11:41,600
Σαφώς, αυτή είναι πιο περίπλοκη
από της γάτας και της σαλαμάνδρας,

262
00:11:42,360 --> 00:11:45,496
αλλά το ανθρώπινο νευρικό σύστημα
είναι πολύ παρόμοιο

263
00:11:45,520 --> 00:11:47,096
με αυτό των άλλων σπονδυλωτών.

264
00:11:47,120 --> 00:11:48,576
Και ειδικά ο νωτιαίος μυελός

265
00:11:48,600 --> 00:11:51,410
είναι επίσης ο βασικός ελεγκτής
στη μετακίνηση του ανθρώπου.

266
00:11:51,760 --> 00:11:54,176
Γι' αυτό, αν υπάρχει μια βλάβη
στον νωτιαίο μυελό,

267
00:11:54,200 --> 00:11:55,696
έχει δραματικά αποτελέσματα.

268
00:11:55,720 --> 00:11:58,496
Το άτομο μπορεί να γίνει
παραπληγικό ή τετραπληγικό.

269
00:11:58,520 --> 00:12:00,896
Αυτό γιατί ο εγκέφαλος
χάνει την επικοινωνία

270
00:12:00,920 --> 00:12:02,176
με τον νωτιαίο μυελό.

271
00:12:02,200 --> 00:12:04,416
Ειδικά, χάνει αυτή τη φθίνουσα διαμόρφωση

272
00:12:04,440 --> 00:12:06,440
να ξεκινήσει και να ρυθμίσει
τη μετακίνηση.

273
00:12:07,640 --> 00:12:09,336
Ένας στόχος της νευροπροστασίας

274
00:12:09,360 --> 00:12:11,736
είναι η επανενεργοποίηση
αυτής της επικοινωνίας

275
00:12:11,760 --> 00:12:14,200
χρησιμοποιώντας ηλεκτρικές
ή χημικές διεγέρσεις.

276
00:12:14,840 --> 00:12:17,776
Υπάρχουν αρκετές ομάδες
στον κόσμο που κάνουν ακριβώς αυτό,

277
00:12:17,800 --> 00:12:19,010
ειδικά στο EPFL.

278
00:12:19,010 --> 00:12:21,536
Οι συνάδελφοι Γκρεγκουάρ Κορτίν
και Σιλβέστρο Μιτσέρα,

279
00:12:21,560 --> 00:12:22,940
με τους οποίους συνεργάζομαι.

280
00:12:23,960 --> 00:12:27,056
Αλλά για να γίνει αυτό σωστά,
είναι πολύ σημαντικό να καταλάβουμε

281
00:12:27,080 --> 00:12:28,816
πώς λειτουργεί ο νωτιαίος μυελός,

282
00:12:28,840 --> 00:12:30,536
πώς αλληλεπιδρά με το σώμα

283
00:12:30,560 --> 00:12:33,040
και πώς ο εγκέφαλος
επικοινωνεί με τον νωτιαίο μυελό.

284
00:12:33,800 --> 00:12:36,696
Εδώ είναι όπου τα ρομπότ
και τα μοντέλα που παρουσίασα σήμερα

285
00:12:36,720 --> 00:12:38,616
ελπίζω να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο

286
00:12:38,640 --> 00:12:41,296
προς αυτούς τους πολύ σημαντικούς στόχους.

287
00:12:41,320 --> 00:12:42,536
Ευχαριστώ.

288
00:12:42,560 --> 00:12:47,120
(Χειροκρότημα)

289
00:12:52,100 --> 00:12:54,766
Μπρούνο Τζιουσάνι: Άουκε, είδα
στο εργαστήριο άλλα ρομπότ

290
00:12:54,766 --> 00:12:57,216
που κάνουν πράγματα
όπως κολύμπι σε ρύπανση

291
00:12:57,240 --> 00:12:59,696
και μέτρηση της ρύπανσης ενώ κολυμπούν.

292
00:12:59,720 --> 00:13:00,936
Αλλά για αυτό,

293
00:13:00,960 --> 00:13:04,440
που αναφέρατε στη συζήτησή σας,
ως ένα πλευρικό έργο

294
00:13:05,640 --> 00:13:06,856
έρευνας και διάσωσης,

295
00:13:06,880 --> 00:13:09,056
και έχει μια κάμερα στη μύτη του.

296
00:13:09,080 --> 00:13:11,576
Άουκε Έισπιρτ: Απολύτως. Tο ρομπότ --

297
00:13:11,600 --> 00:13:13,029
Έχουμε μερικά παράγωγα έργα,

298
00:13:13,053 --> 00:13:16,496
όπου θα θέλαμε τα ρομπότ
να κάνουν έρευνα και διάσωση,

299
00:13:16,520 --> 00:13:18,096
έτσι το ρομπότ σάς βλέπει τώρα.

300
00:13:18,120 --> 00:13:21,296
Το μεγάλο όραμα είναι,
αν έχετε μια δύσκολη κατάσταση,

301
00:13:21,320 --> 00:13:24,936
όπως ένα καταρρεύσαν κτίριο
ή ένα κτίριο που έχει πλημμυρίσει,

302
00:13:24,960 --> 00:13:28,296
αυτό είναι πολύ επικίνδυνο για ομάδες
ή ακόμα και σκύλους διάσωσης,

303
00:13:28,320 --> 00:13:31,160
γιατί να μην πάει ένα έρπον ρομπότ,
που κολυμπά, περπατά,

304
00:13:31,160 --> 00:13:34,446
με μια κάμερα για να διενεργήσει
επιθεώρηση και να εντοπίσει επιζώντες

305
00:13:34,446 --> 00:13:37,216
και ενδεχομένως να αποκαταστήσει
μια επικοινωνιακή σύνδεση.

306
00:13:37,240 --> 00:13:40,816
ΜΓ: Φυσικά, υποθέτοντας ότι οι επιζώντες
δεν θα φοβηθούν τη μορφή του.

307
00:13:40,840 --> 00:13:44,136
AΕ: Ναι, θα πρέπει πιθανώς
να αλλάξουμε την εμφάνιση αρκετά,

308
00:13:44,160 --> 00:13:46,976
γιατί εδώ ο επιζών μπορεί να
πεθάνει από καρδιακή προσβολή,

309
00:13:47,000 --> 00:13:49,536
απλά ανησυχώντας ότι αυτό θα τον φάει.

310
00:13:49,560 --> 00:13:52,416
Αλλά, αλλάζοντας την εμφάνιση
και καθιστώντας την πιο ισχυρή,

311
00:13:52,440 --> 00:13:54,496
είμαι βέβαιος ότι θα βγει
ένα καλό εργαλείο.

312
00:13:54,520 --> 00:13:56,806
ΜΓ: Σας ευχαριστώ πολύ.
Εσάς και την ομάδα σας.