Anlatacağım ilk robotun adı: STriDER.
Uzun yazılışı: Özuyarımlı
Üç ayaklı Dinamik Deneysel Robot.
O üç ayaklı bir robot ve
doğadan esinlenildi.
Ama siz hiç doğada
üç ayaklı bir hayvan gördünüz mü?
Muhtemelen hayır. Peki neden buna
biyolojiden esinlenilmiş robot diyorum? Nasıl çalışır?
Ama bundan önce, popüler kültüre bakalım.
H.G. Wells'in "Dünyaların Savaşı" kitabını ve filmini bilirsiniz.
Ve burada gördüğünüz çok popüler bir
video oyunu.
Kurguda bu uzaylı yaratıkları, dünyayı tehdit eden
üç ayaklı robotlar olarak tanımlıyorlar.
Ama benim robotum, STriDER, böyle hareket etmiyor.
Bu bir gerçek dinamik simülasyon animasyonu.
Size robotun nasıl çalıştığını göstereceğim.
Vücudunu 180 derece döndürüyor.
Bir ayağını iki ayağının arasından sallayıp, düşüşü yakalıyor.
İşte böyle yürüyor. Fakat kendimize baktığımızda
insan, iki ayaklı yürüme,
yaptığınız böyle kas kullanarak ayağınızı kaldırıp,
robot gibi yürüme değil. Değil mi?
Yaptığınız aslında ayağınızı sallamak ve düşüşü yakalamak,
tekrar doğrul, salla ayağını ve düşüşü yakala.
Var olan dinamiğinizi kullanarak, vücudunuzun fiziğini,
aynen bir sarkaç gibi.
Biz buna pasif dinamik hareket konsepti diyoruz.
Doğrulurken yaptığınız,
potansiyel enerjiden kinetik enerjiye,
potansiyel enerjiden kinetik enerjiye.
Daimi bir düşüş işlemi.
Her ne kadar doğada buna benzeyen bir şey yoksa da,
biz gerçekten biyolojiden esinlendik
ve bu robota yürümenin prensiplerini
uyguladık, bu yüzden o biyolojiden esinlenilmiş bir robot.
Burada gördüğünüz, bizim bir sonra yapmak istediğimiz.
Bacakları bükmek ve uzun mesafe hareketi için fırlatmak istiyoruz.
Ayaklarını yere basıyor, Yıldız Savaşları'na benziyor.
Yere indiğinde, sarsıntıyı emiyor ve yürümeye başlıyor.
Burada gördüğünüz, bu sarı şey, ölüm ışını değil.
Bu sadece size, eğer kameralarınız veya farklı
türde sensörleriniz olsa
çünkü o uzun, 1.8 metre uzunluğunda,
çalı gibi şeylerin ötesini görebildiğinizi gösterebilmek için.
İki tane modelimiz var.
İlk model, arkadaki, o STriDER I.
Öndeki, küçük olan ise STriDER II.
STriDER I'de yaşadığımız problem
vücudunun çok ağır olmasıydı. Çok fazla motor vardı,
bilirsiniz, eklemleri hizalama ve o tür şeyler.
Bu yüzden mekanik bir işleyiş sentezlemeye kadar verdik,
bu sayede tüm motorlardan kurtulacak ve bir motorla
tüm hareketleri koordine edecektik.
Bu, mekatronik kullanmak yerine problemin mekanik bir çözümü.
Artık üst vücut, robotun laboratuvarda yürüyebileceği kadar hafif.
Bu ilk başarılı adımdı.
Halen mükemmel değil. Kahvesi yere dökülüyor,
daha yapacak çok işimiz var.
Tanıtmak istediğim ikinci robotun adı IMPASS.
Uzun yazılışı: Uyarılan Tekerlek Sistemli Akıllı Hareketlilik Platformu.
O, tekerlek-bacaklı melez bir robot.
Dışı olmayan bir tekerlek düşünün,
veya bir jant teli.
fakat teller göbekten ayrı ayrı girip çıkıyorlar. İşte o
tekerlek-bacaklı bir melez.
Kelimenin tam anlamıyla tekerleği yeniden
icat ediyoruz. Nasıl çalıştığını göstereyim.
Bu videoda duyarlı yaklaşma dediğimiz
bir yaklaşımı kullanıyoruz.
Sadece ayaktaki dokunsal sensörleri kullanarak,
değişken bir arazide yürümeye çalışıyor,
basılınca değişen yumuşak bir arazi.
Sadece dokunsal bilgiyle
bu tür arazilerden başarıyla geçiyor.
Ama, çok zorlu bir araziyle karşılaştığında,
bu durumda, bu engel robotun boyunun
üç katı yükseklikte,
Lazer uzaklıkölçer ve kamera sistemleri
kullanarak, engeli ve boyunu
belirlemek için önceden planlanmış bir moda geçiyor,
ve bu çok çok etkileyici hareketliliği göstermek için
ayakların hareketini dikkatlice planlıyor
ve koordine ediyor.
Muhtemelen hiç böyle bir şey görmemişsinizdir.
IMPASS adını verdiğimiz
son derece hareketli bir robot.
Ah, harika değil mi?
Arabanızı sürerken,
direksiyondayken, Ackermann adı verilen
direksiyon sistemini kullanırsınız.
Ön tekerlekler böyle döner.
Bu gibi küçük tekerlekli robotların çoğunda
diferansiyel yönlendirme denilen, sağ ve sol
tekerleklerin ters yöne döndüğü bir metot kullanılır.
IMPASS için çok çok farklı hareketler yapabiliriz.
Örneğin, bu durumda, her ne kadar sağ ve sol tekerlek tek dingille
birbirine bağlıysa da, aynı hız açısıyla dönüyorlar.
Biz basitçe bacağın yüksekliğini değiştiriyoruz.
Bu da çapı etkiliyor, ve o sola dönüyor, sağa dönüyor.
İşte bunlar IMPASS ile yapabildiğimiz
zarif şeylere birkaç örnek.
Bu robotun adı CLIMBeR,
Kablolu Bacaklı Akıllı Eşleştirme Davranışlı Robot
Birçok NASA JPL bilim insanıyla konuşuyorum,
JPL'de Mars gezginleriyle meşhurlar.
Bilim insanları ve jeologlar her daim bana
gerçekten ilginç bilimin, bilimce-zengin
yerlerin hep kayalıklarda olduğunu söylüyorlar.
Fakat mevcut gezginler oralara gidemiyor.
Bundan esinlenerek, yapısal kayalıklara
tırmanabilen bir robot yapmak istedik.
İşte bu CLIMBeR.
Peki ne yapıyor, üç ayağı var. Muhtemelen görmek zordur,
ama tepesinde bir vinç ve kablo var.
Ve ayağını koyacağı en uygun yeri bulmaya çalışıyor.
Ve onu bulur bulmaz,
eş zamanlı olarak, güç dağılımını hesaplıyor.
Yüzeye ne kadar güç uygulamalı ki
devrilmesin ve kaymasın.
Onu dengelediği an, ayağını kaldırır,
ve vinçle birlikte bu tür şeylere tırmanabilir.
Ayrıca arama kurtarma uygulamaları için.
Beş sene önce yazın gerçekten NASA JPL'de
fakülte üyesi olarak çalıştım.
LEMUR adı verilen altı ayaklı bir robotları vardı.
Bu aslında ona dayalı. Bu robotun adı MARS,
Çok Uzantılı Robotik Sistem. O altı ayaklı bir robot.
Uyarlamalı yürüyüş planlayıcımızı geliştirdik.
Orada aslında çok ilginç bir yük dağılımı var.
Öğrenciler eğlenmeyi sever. Ve burada yapısal olmayan
bir arazide yürürken görüyorsunuz.
Biçimsiz bir arazide yürümeye çalışıyor,
kumlu bölge,
fakat nem miktarı ve kum tanelerinin büyüklüğüne göre
ayağın toprağa batma modeli değişir.
Bu tür şeylerin üzerinden başarıyla geçmek için yürüyüşünü ayarlamaya çalışıyor.
Ayrıca, eğlenceli şeyler de yapıyor, tahmin edersiniz.
Laboratuvarımıza çok ziyaretçi geliyor.
Ziyaretçiler gelince MARS, bilgisayarın başına geçip
yazmaya başlıyor: "Merhaba, benim adım MARS."
Virginia Tech'teki RoMeLa,
Robotik Mekanizmalar Laboratuvarı'na hoşgeldiniz.
Bu robot bir amip robotu.
Bunun teknik detaylarına girecek zamanımız yok,
size sadece birkaç deney göstereceğim.
Bunlar, ilk yapılabilirlik deneylerinden bazıları.
Hareket etmesi için esnek deride potansiyel enerji saklıyoruz.
Veya ileri ve geri gitmesi için,
aktif gerilim kabloları kullanıyoruz. Onun adı ChIMERA.
Ayrıca, UPenn'den bazı bilim insanlarıyla ve
mühendislerle bu amip robotun
kimyasal yolla harekete geçen bir versiyonu
üzerinde çalışıyoruz.
Bir şeye bir şey yapıyoruz,
Ve tıpkı sihir gibi, o hareket ediyor. Damla.
Bu robot yeni projelerden biri. Adı RAPHaEL.
Havayla Çalışan Esnek Bağlı Robotik El.
Piyasada bir sürü zarif, çok iyi robotik eller var.
Sorun ise onların çok pahalı olması, onbinlerce dolar.
Protez uygulamaları için muhtemelen çok pratik değiller,
çünkü satın alınabilir değiller.
Çok farklı bir yönden bu sorunun üstesinden geleceğiz.
Elektrikli motorlar, elektromekanik çalıştırıcılar yerine
sıkıştırılmış hava kullanıyoruz.
Bu acayip çalıştırıcıları eklemler için geliştirdik.
Uyumludur. Sadece hava basıncını değiştirerek
gerçekten gücü değiştirebilirsiniz.
Ve gerçekten boş bir teneke kutuyu ezebilir.
Bu pişmemiş yumurta gibi çok hassas objeleri tutabilir
veya bu durumda bir ampülü.
En güzel tarafı ise, bu ilk modeli yapmak sadece 200 dolar tuttu.
Bu robot aslında yılan robotlar ailesinden,
adı HyDRAS.
Yüksek Serbestlik Dereceli Robotik Eklemli Yılankavi.
Bu, yapılara tırmanabilen bir robot.
Bu HyDRAS'ın kolu.
O, 12 serbestlik dereceli robotik bir kol.
Ama harika tarafı kullanıcı arayüzüdür.
Şurdaki kablo, optik fiber bir kablodur.
Bu öğrenci, muhtemelen ilk kez kullanıyor,
ama onu çok farklı şekillerde hareket ettirebiliyor.
Örneğin Irak'ta, bilirsiniz, savaş bölgesi,
yol kenarı bombaları var. Şu anda kolu olan
uzaktan kumandalı araçları yolluyorsunuz.
Öyle karmaşık bir kolu çalıştırmak için,
birini eğitmek çok zaman alıyor ve çok pahalı.
Bu durumda ise çok sezgisel.
Bu öğrenci, muhtemelen ilk kez kullanıyor, çok karmaşık yönlendirmeler yapıyor,
nesneleri kaldırıyor, hareket ettiriyor,
aynen böyle, çok sezgisel.
Bu robot şu anda bizim favorimiz.
Bu robot için bir fan kulübümüz var, adı DARwIn,
Dinamik İnsansı Akıllı Robot.
Bildiğiniz üzere, biz insansı robot ve
insansı yürümeyle çok ilgileniyoruz,
bu yüzden küçük bir insansı robot yapmaya karar verdik.
Bu 2004'teydi, o zamanlar
bu çok çok devrimsel bir gelişmeydi.
Bu daha çok bir yapılabilirlik çalışmasıydı,
ne tür motorlar kullanmalıyız?
Hatta mümkün mü? Ne tür kontroller yapmalıyız?
Bunun hiç sensörleri yok.
Açık döngülü bir denetim.
Muhtemelen bilenleriniz vardır, eğer hiç sensörleriniz yoksa
ve bozukluklar varsa, ne olacağını tahmin edersiniz.
(Gülüşmeler)
Bu başarının üstüne, ertesi sene
kinematikten başlayarak uygun bir
mekanik tasarım yaptık.
Ve böylece, 2005'te DARwIn doğdu.
Ayağa kalkıyor. Yürüyor, çok etkileyici.
Fakat yine de, gördüğünüz gibi,
bir kablosu var, göbek bağı. Bu yüzden, halen harici güç kaynağı ve
harici iletişim kullanıyoruz.
2006'da artık gerçekten eğlenme zamanı.
Biraz zeka verelim. İhtiyacı olan tüm işlemci gücünü verelim,
1.5 GHz Pentium M çip,
iki Firewire kamera, sekiz jiroskop, ivmeölçer,
ayakta dört dönme momenti sensörü, lityum bataryalar.
Ve artık DARwIn II tamamen özerk.
Uzaktan kumandalı değil.
Yular yok. Etrafına bakıyor, topu arıyor,
etrafına bakıyor, topu arıyor, futbol oynamaya çalışıyor,
özerk olarak, yapay zeka.
Nasıl yaptığına bakalım. Bu bizim ilk denememiz,
ve... Video: Gooolll!
Gerçekten RoboCup denilen bir yarışma var.
Kaçınız RoboCup'ı duydu bilmiyorum.
Uluslararası bir özerk robot futbol yarışması.
Ve RoboCup'ın hedefi, gerçek hedefi,
2050 yılında,
istiyoruz ki tam boyutlu, özerk insansı robotlar,
gerçek Dünya Kupası şampiyonlarına karşı futbol oynasın
ve kazansın.
Bu gerçek bir hedef, çok tutkulu bir hedef,
fakat biz gerçekten yapabileceğimize inanıyoruz.
Bu, Çin'de geçen sene.
Biz Birleşik Devletler'de insansı robot yarışmasında kalifiye
olan ilk takımdık.
Bu bu sene, Avusturya'daydı.
Birazdan aksiyonu göreceksiniz, üçe karşı üç,
tümüyle özerk.
İşte böyle. Evet!
Robotlar izliyor ve oynuyorlar,
takımlar kendi aralarında oynuyorlar.
Çok etkileyici. Bu gerçekten bir araştırma olayının,
daha heyecan verici bir yarışmaya dönüştürülmesidir.
Burada gördüğünüz, bu çok güzel
Louis Vuitton Kupası ödülü.
Bu en iyi insansı robot için
ve biz önümüzdeki sene bunu ilk kez Birleşik Devletler'e getirmeyi istiyoruz,
o yüzden bize şans dileyin.
Teşekkürler.
(Alkışlar)
DARwIn'in daha çok yetenekleri var.
O, geçen sene gerçekten Roanoke Senfoni Orkestrası'nın
tatil konserini yönetti.
Bu gelecek nesil robot, DARwIn IV,
daha akıllı, daha hızlı, daha güçlü.
Ve yeteneklerini göstermeye çalışıyor.
"Maçoyum, güçlüyüm."
Bazı Jackie Chan hareketleri de yapabiliyor.
Dövüş sanatları hareketleri.
(Gülüşmeler)
Ve yürüyüp gidiyor. İşte bu DARwIn IV,
tekrar, onu lobide görebileceksiniz.
Biz bunun Birleşik Devletler'de koşan ilk insansı robot
olacağına gerçekten inanıyoruz. O yüzden, bekleyin.
Pekala, size heyecan verici robotlarımızı işbaşında gösterdim.
Peki, başarımızın sırrı nedir?
Nereden buluyoruz bu fikirleri?
Bu fikirleri nasıl geliştiriyoruz?
Şehir ortamında sürebildiğimiz
tamamen özerk bir aracımız var. DARPA Şehir Yarışması'nda
yarım milyon dolar kazandık.
Ayrıca körler tarafından sürülebilen
dünyanın ilk aracını ürettik.
Biz ona kör sürüş düellosu diyoruz, çok heyecan verici
ve hakkında konuşmak istediğim diğer birçok robotik projesi.
Bunlar sadece 2007 güzünde robotik yarışlardan
ve o tür şeylerden kazandığımız ödüller.
Bizim gerçekten beş sırrımız var.
İlki, biz bu ilhamı nereden buluyoruz,
bu hayalgücü kıvılcımını nereden alıyoruz?
Bu gerçek bir hikaye, benim kişisel hikayem.
Geceleri, uyumaya gittiğimde, sabahın 3 veya 4'ü,
Uzanırım, gözlerimi kaparım ve bu çizgileri, daireleri ve etrafta
dolanıp duran farklı şekilleri görürüm
ve bunlar bir araya gelir, bu tür mekanizmaları oluştururlar.
Ve, "Aha, işte bu harika." diye düşünürüm
Yatağımın hemen yanında bir not defteri tutarım,
bir günlük, üzerinde ışık, LED ışık olan, bir kalemle birlikte,
çünkü ışığı açıp eşimi uyandırmak istemem.
Gördüğüm her şeyi karalıyorum, bir şeyler çiziyorum,
ve uyuyorum.
Her gün sabahları,
günün ilk kahvesini içmeden önce,
daha dişlerimi fırçalamadan, defterimi açarım.
Çoğu zaman boştur,
bazen bir şeyler vardır, bazen işe yaramaz,
fakat çoğu zaman kendi el yazımı bile okuyamam.
Sabahın 4'ü, ne bekliyordunuz yani, değil mi?
Yazdığımı deşifre etmem gerekiyor.
Fakat bazen orada o dahice fikri görürüm,
ve o "buldum" anını yaşarım.
Doğruca ofisime gider, bilgisayarımın başına oturur,
bu fikirleri yazarım, bir şeyler çizerim
ve bir fikirler listesi tutarım.
Önermeler için çağrılar olduğunda
potansiyel fikirlerim ile problem
arasında bir eşleşme
bulmaya çalışırım, eğer eşleşme varsa bir araştırma önerisi yazarız,
araştırma fonunu alırız, işte araştırma programlarımızı böyle başlatırız.
Fakat sadece bir hayal gücü kıvılcımı yetersizdir.
Bu tür fikirleri nasıl geliştiriyoruz?
RoMeLa, Robotik Mekanizmalar Labaratuvarı'nda
bu fantastik beyin fırtınası oturumlarımız vardır.
Bir araya geliriz, problemler ve sosyal sorunlar
hakkında tartışırız ve konuşuruz.
Fakat başlamadan önce şu altın kuralı koyarız.
Kural şudur:
Kimse kimsenin fikirlerini eleştirmeyecek.
Hiç kimse hiçbir fikri eleştirmeyecek.
Bu önemlidir, çünkü çoğu zaman, öğrenciler,
başkalarının kendi düşünceleri ve fikirleri hakkında
ne düşüneceğinden çekinirler.
Bir kez bunu yaptığınızda, öğrenciler
inanılmaz bir şekilde açılırlar.
O kaçık, harika, delice parlak fikirleri bulurlar,
bütün oda yaratıcı enerjiyle dolup taşar.
Ve işte biz fikirlerimizi böyle geliştiririz.
Vaktimiz azalıyor, bahsetmek istediğim bir şey daha var.
Bilirsiniz, sadece bir parlak fikir ve onu geliştirme yeterli değildir.
Çok güzel bir TED anısı vardı,
Sanırım Sir Ken Robinson olmalı, değil mi?
Eğitim ve okulun yaratıcılığı nasıl
öldürdüğü hakkında konuştu.
Aslında, hikayenin iki yüzü var.
Dahice fikirler, yaratıcılık ve iyi bir
mühendislik sezgisi ile
yapabilecekleriniz sınırlıdır.
Geçiştirmenin ötesine gitmek isterseniz,
robotik hobisinin ötesine gitmek isterseniz
ve robotik biliminin esas düellolarını özenli
araştırmalarla ele almak için
bundan daha fazlasına ihtiyacımız var. Burada okul devreye girer.
Batman, kötü adamlara karşı,
onun alet kemeri var, kancası var,
farklı türde çeşit çeşit aleti var.
Biz robotikçiler, mühendisler ve bilim insanları için
bu aletler, bunlar aldığınız dersler ve kurslardır.
Matematik, diferansiyel denklemler.
Doğrusal cebir, fen bilimleri, fizik,
hatta bugünlerde, kimya ve biyoloji, gördüğünüz gibi.
Tüm bunlar ihtiyacımız olan aletler.
Ne kadar çok alet varsa, Batman için
kötülere karşı o kadar etkili dövüşme,
bizim için, büyük problemleri çözmek için daha fazla araç demektir.
Bu yüzden eğitim çok önemlidir.
Dahası, bu kadar değil,
sadece bu değil, ayrıca gerçekten çok, çok çalışmalısınız.
Hep öğrencilerime söylerim,
akıllıca çalışın, sonra çok çalışın.
Arkadaki bu resim, bu sabahın üçü.
Garanti veriyorum, laboratuvarımıza sabah 3'te 4'te gelseniz,
orada çalışan öğrencilerimiz vardır,
ben onlara söylediğim için değil, çok eğlenceli olduğu için.
Ki bu da son konuya geliyor.
Eğlenmeyi unutmayın.
Başarımızın sırrı gerçekten budur, biz çok eğleniyoruz.
İnanıyorum ki en fazla verimlilik, eğlendiğimiz zaman gerçekleşir.
Ve bizim de yaptığımız bu.
İşte böyle. Çok teşekkür ediyorum.
(Alkışlar)