Return to Video

Proč tvořím roboty velikosti zrnka rýže

  • 0:01 - 0:04
    S mými studenty pracuji
    na maličkých robotech.
  • 0:04 - 0:06
    Můžete si je představit
    jako robotické verze
  • 0:06 - 0:10
    něčeho, co všichni dobře známe:
    mravenců.
  • 0:10 - 0:13
    Víme, že mravenci i další hmyz
    podobných rozměrů
  • 0:13 - 0:15
    jsou schopni dost neuvěřitelných věcí.
  • 0:15 - 0:18
    Každý určitě viděl skupinku mravenců
  • 0:18 - 0:22
    jak si třeba při pikniku
    odtahují jeden z jeho chipsů.
  • 0:22 - 0:26
    Co je ale potřeba ke zkonstruování
    takových mravenců?
  • 0:26 - 0:30
    Zaprvé, jak dostat schopnosti mravence
  • 0:30 - 0:32
    do stejně malého robota?
  • 0:32 - 0:35
    Zaprvé, jak ho vůbec rozpohybujeme,
  • 0:35 - 0:36
    když je tak malý?
  • 0:36 - 0:38
    Pro pohyb potřebujeme
    mechanické součástky
  • 0:38 - 0:40
    jako nohy a výkonné motory,
  • 0:40 - 0:43
    a dále senzory, energii a ovládání,
  • 0:43 - 0:47
    které ze součástek udělají
    polo-inteligentního robota-mravence.
  • 0:47 - 0:49
    Aby vše dohromady fungovalo,
  • 0:49 - 0:53
    musí tyto věci navzájem spolupracovat.
  • 0:53 - 0:56
    Takže začnu s pohyblivostí.
  • 0:56 - 0:58
    Hmyz se pohybuje úžasně snadno.
  • 0:59 - 1:01
    Video Kalifornské university v Berkeley
  • 1:01 - 1:03
    ukazuje pohyb švába
    neuvěřitelně nerovným terénem,
  • 1:03 - 1:05
    aniž by se převrátil,
  • 1:05 - 1:09
    a to jen kvůli tomu, že jeho nohy
    jsou kombinací tuhých materiálů,
  • 1:09 - 1:12
    ty se běžně používají k výrobě robotů,
  • 1:12 - 1:13
    a měkkých materiálů.
  • 1:14 - 1:18
    Skákání je další zajímavý pohyb,
    když jste maličcí.
  • 1:18 - 1:22
    Tento hmyz ukládá energii v pružině
    a tu uvolní tak rychle,
  • 1:22 - 1:26
    že získá vysoký výkon
    potřebný například k výskoku z vody.
  • 1:26 - 1:29
    Jedním z našich největších příspěvků
  • 1:29 - 1:32
    bylo kombinování tuhých
    a měkkých materiálů
  • 1:32 - 1:34
    ve velmi malých mechanismech.
  • 1:34 - 1:38
    Tento skákací mechanismus má
    z boku asi 4 mm,
  • 1:38 - 1:39
    takže je opravdu maličký.
  • 1:39 - 1:43
    Tvrdý materiál je silikon
    a měkký pak silikonová pryž.
  • 1:43 - 1:46
    Základem je,
    že energie se při stlačení
  • 1:46 - 1:49
    uloží v pružinách
    a po uvolnění dojde ke skoku.
  • 1:49 - 1:52
    Takže teď tu nejsou žádné motory,
    ani elektrická energie.
  • 1:52 - 1:55
    Je to uváděno do pohybu metodou,
    které v laboratoři říkáme
  • 1:55 - 1:57
    "student s pinzetou".
    (smích)
  • 1:57 - 1:59
    V následujícím videu uvidíte,
  • 1:59 - 2:02
    jak se tomuto robotu
    výborně daří skákat.
  • 2:02 - 2:06
    Toto je Aaron, student s pinzetou,
  • 2:06 - 2:09
    a to, co uvidíte, je tento
    4 mm mechanismus,
  • 2:09 - 2:11
    který dokáže skákat skoro
    40 cm vysoko.
  • 2:11 - 2:13
    To je téměř stokrát více než sám měří.
  • 2:13 - 2:15
    Přečkal to a skáče po stole.
  • 2:15 - 2:19
    Je neskutečně silný a samozřejmě
    se drží docela dobře než ho ztratíme,
  • 2:19 - 2:21
    protože je tak maličký.
  • 2:21 - 2:24
    Dále chceme přidat motory
  • 2:24 - 2:27
    a máme studenty, kteří pracují
    na motorech milimetrových velikostí,
  • 2:27 - 2:31
    které nakonec připojíme
    k malým, autonomním robotům.
  • 2:31 - 2:34
    Ale abychom se ze začátku mohli soustředit
    na pohyb v tomto malém měřítku,
  • 2:34 - 2:36
    tak švindlujeme a používáme magnety.
  • 2:36 - 2:39
    Zde vidíte možnou
    součást nohy mikrorobota.
  • 2:39 - 2:41
    Všimněte si kloubů
    ze silikonové pryže
  • 2:41 - 2:44
    a tady je vestavěný magnet,
    který je uváděn do pohybu
  • 2:44 - 2:46
    vnějším magnetickým polem.
  • 2:46 - 2:49
    Toto vedlo k robotovi,
    kterého jste viděli na začátku.
  • 2:50 - 2:52
    Pomůže nám zjistit,
  • 2:52 - 2:55
    jak se hmyz v tomto měřítku pohybuje.
  • 2:55 - 2:57
    Již máme dobré modely pohybu všeho
  • 2:57 - 2:59
    od švába po slona.
  • 2:59 - 3:02
    Pohupujeme se jako u běhu.
  • 3:02 - 3:07
    Při velmi malých rozměrech
    je pohyb více ovlivněn
  • 3:07 - 3:09
    silou mezi končetinami a zemí,
    než vlastní hmotou,
  • 3:09 - 3:12
    což je příčina houpavého pohybu.
  • 3:12 - 3:13
    Tento chlapík ještě moc nefunguje,
  • 3:13 - 3:16
    máme většího, který už pobíhá kolem.
  • 3:16 - 3:20
    To je tak centimetr krychlový,
    takže velmi maličký,
  • 3:20 - 3:23
    a běží 10 tělesných délek za sekundu,
  • 3:23 - 3:25
    10 centimetrů za sekundu.
  • 3:25 - 3:27
    Hodně dobré na tak malého chlapíka,
  • 3:27 - 3:29
    a to je limitován naším nastavením testu.
  • 3:29 - 3:32
    Dává nám to představu o principu,
    jak vlastně funguje.
  • 3:32 - 3:36
    Také můžeme vytisknout 3D verzi,
    která leze přes překážky,
  • 3:36 - 3:39
    hodně podobné švábovi, kterého
    jste viděli dříve.
  • 3:39 - 3:42
    Nakonec chceme všechno sloučit
    do jednoho robota.
  • 3:42 - 3:46
    Snímání, síla, kontrola
    a ovládání pohromadě,
  • 3:46 - 3:49
    ne vše musí být inspirováno přírodou.
  • 3:49 - 3:52
    Takže tady je robot velikosti tik-taku.
  • 3:52 - 3:56
    Místo magnetů nebo svalů se pohybuje
  • 3:56 - 3:58
    pomocí raket.
  • 3:58 - 4:01
    Zde je energetický materiál,
  • 4:01 - 4:04
    můžeme z něj vytvořit malé pixely
  • 4:04 - 4:07
    a ty pixely můžeme dát na spodek robota,
  • 4:07 - 4:12
    robot pak vyskočí, když zaznamená
    nárůst světla.
  • 4:13 - 4:15
    Následující video je mé oblíbené.
  • 4:15 - 4:18
    300 mg robot skáče
  • 4:18 - 4:20
    8 cm do vzduchu.
  • 4:20 - 4:23
    Je velký 4 x 4 x 7 mm.
  • 4:23 - 4:25
    Na začátku uvidíte velký záblesk,
  • 4:25 - 4:27
    když se spustí energetik,
  • 4:27 - 4:29
    a robot letí vzduchem.
  • 4:29 - 4:30
    Velký záblesk a vidíte
  • 4:30 - 4:33
    robota poskakovat vzduchem.
  • 4:33 - 4:36
    Nevedou k němu
    žádné provázky, žádné dráty.
  • 4:36 - 4:39
    Všechno je zaudováno v něm
    a reaguje skokem
  • 4:39 - 4:43
    na náhlé kliknutí stolní lampy studentem.
  • 4:43 - 4:47
    Určitě si dokážete představit, co všechno
  • 4:47 - 4:52
    jde provádět s běhajícími, plazícími se
    a skákajícími roboty této velikosti.
  • 4:52 - 4:55
    Představte si suť po přírodní katastrofě
    typu zemětřesení.
  • 4:55 - 4:58
    Představte si jak tito malí roboti v suti
  • 4:58 - 5:00
    hledají přeživší.
  • 5:00 - 5:03
    Nebo mnoho malých robotů okolo mostu,
  • 5:03 - 5:05
    jak jej kontrolují, aby byl bezpečný,
  • 5:05 - 5:07
    aby nedošlo ke zhroucení
  • 5:07 - 5:11
    jako v Minneapolis v r.2007.
  • 5:11 - 5:13
    Nebo co kdyby roboti
  • 5:13 - 5:16
    mohli plavat ve vaší krvi.
  • 5:16 - 5:18
    "Fantastická cesta" od Isaaca Asimova.
  • 5:18 - 5:22
    Nebo by mohli
    operovat bez řezných ran.
  • 5:22 - 5:25
    Nebo bychom mohli
    radikálně změnit výstavbu
  • 5:25 - 5:28
    pokud budou pracovat stejně jako termiti a
  • 5:28 - 5:31
    vytvoří kopce o neuvěřitelné výšce 8 m.
  • 5:31 - 5:35
    výborně klimatizovaná obydlí
  • 5:35 - 5:37
    pro termity v Africe a Austrálii.
  • 5:37 - 5:40
    Předestřela jsem vám pár věcí,
  • 5:40 - 5:42
    které s těmito roboty můžeme dělat.
  • 5:42 - 5:47
    Pokročili jsme, ale
    před námi je ještě dlouhá cesta
  • 5:47 - 5:49
    a doufejme, že někteří mohou
    přispět k jejímu dokončení.
  • 5:49 - 5:51
    Děkuji moc.
  • 5:51 - 5:53
    (potlesk)
Title:
Proč tvořím roboty velikosti zrnka rýže
Speaker:
Sarah Bergbreiter
Description:

Studiem pohybu a těl hmyzu jako jsou mravenci, Sarah Bergbreiter a její tým vytvořili neuvěřitelně robustní, velmi malé, nechanické verze strašidelné havěti...a přidali rakety. Sledujte jejich ohromující vývoj v mikrorobotice a poslechněte si tři způsoby jak využít tyto malé pomocníky v budoucnosti.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
06:06

Czech subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.