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Dennis Hong: Le mie sette specie di robot

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    Dunque, il primo robot di cui parlare si chiama STriDER.
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    Sta per Robot Sperimentale Auto-eccitante
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    Tripede Dinamico.
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    E' un robot che ha tre gambe,
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    cosa inspirata dalla natura.
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    Ma avete mai visto in natura
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    un animale con tre gambe?
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    Probabilmente no. Quindi, perchè lo chiamo
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    robot "biologicamente-inspirato"? Come potrà mai funzionare?
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    Ma prima di questo, guardiamo alla cultura pop.
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    Conoscete il racconto ed il film di H.G.Wells "La Guerra dei Mondi".
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    E quello che vedete qui è un popolarissimo
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    videogame.
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    Nella storia descrivono queste creature aliene
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    come robot con tre gambe che terrorizzano la Terra.
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    Ma il mio robot, STriDER, non si muove così.
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    Ora, questa è una simulazione animata dinamica.
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    Vi sto per mostrare come funziona il robot.
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    Ruota il corpo di 180 gradi.
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    oscilla la sua gamba tra le sue due gambe per fermare la caduta.
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    Quindi, ecco come cammina. Ma quando guardiamo a noi stessi
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    esseri umani, bipedi,
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    quello che fai è che non stai usando un muscolo
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    per sollevare la gamba e camminare come un robot. Giusto?
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    Quello che davvero fai è oscillare la gamba e bloccare la caduta,
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    rialzarti di nuovo, oscillare la gamba e bloccare la caduta.
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    Usando la tua dinamica incorporata, la fisicità del tuo corpo,
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    proprio come un pendolo.
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    Lo chiamiamo il concetto della locomozione dinamica passiva.
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    Quello che stai facendo è, quando ti alzi,
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    da energia potenziale a energia cinetica,
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    da energia potenziale a energia cinetica.
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    E' un processo di caduta continua.
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    Quindi, anche se non c'è niente in natura che assomigli a questo,
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    ci siamo davvero inspirati alla biologia
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    e abbiamo applicato i principi della camminata
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    a questo robot, pertanto è un robot inspirato dalla biologia.
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    Quello che vedete qui, è quello che vogliamo fare in seguito.
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    Vogliamo piegare le gambe e lanciarle per un movimento a lungo raggio.
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    E poi dispiega le gambe, sembra quasi come Star Wars.
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    Quando atterra, attutisce l'impatto e inizia a camminare.
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    Quello che vedete qui, questa cosa gialla, non è un raggio della morte.
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    E' solo per mostrarvi che se avete telecamere
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    o altri tipi di sensori
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    perchè è alto, è alto 1,8 metri,
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    potete vedere ostacoli come cespugli e cose del genere.
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    Perciò abbiamo due prototipi.
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    La prima versione, nello sfondo, è lo STriDER I.
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    Quello di fronte, il più piccolo, è lo STriDER II.
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    Il problema che avevamo con lo STriDER I è
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    che era troppo pesante sul corpo. Avevamo così tanti motori,
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    sapete, per allineare le articolazioni, e questo tipo di cose.
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    Quindi, abbiamo deciso di sintetizzare un meccanismo meccanico
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    per poterci liberare di tutti i motori, e con un singolo motore
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    poter coordinare tutti i movimenti.
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    E' una soluzione meccanica ad un problema, invece di usare la meccatronica.
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    Così, adesso, il corpo è leggero abbastanza da poter camminare in un laboratorio.
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    Questo è stato il primo vero passo riuscito.
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    Non è ancora perfetto. Il caffè cade,
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    perciò abbiamo ancora molto lavoro da fare.
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    Il secondo robot di cui voglio parlare si chiama IMPASS.
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    Sta per Piattaforma Mobile Intelligente con Sistema Azionato a Raggi.
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    Quindi, è un robot ibrido con delle gambe-ruote.
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    Dunque, pensa a una ruota senza montatura,
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    o una ruota a raggi.
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    Ma i raggi si muovono individualmente dentro e fuori dal perno.
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    Perciò,è un ibrido "gamba-ruota".
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    Stiamo letteralmente reinventando la ruota qui.
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    Lasciate che vi dimostri come funziona.
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    In questo video stiamo usando un approccio
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    chiamato approccio reattivo.
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    Usando semplicemente i sensori tattili nei piedi,
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    sta cercando di camminare in un terreno mutevole,
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    un terreno morbido che affonda e cambia.
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    E solo con l'informazione tattile
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    ha attraversato con successo questo tipo di terreno.
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    Ma, quando incontra un terreno veramente estremo,
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    in questo caso, questo ostacolo è piu di tre volte
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    l'altezza del robot,
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    Allora passa in modalità di ponderazione,
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    dove usa un telemetro laser,
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    e sistemi di telecamere, per identificare l'ostacolo e la dimensione,
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    e pianifica, pianifica con cura il movimento dei raggi,
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    e li coordina in modo tale da mostrare questa
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    mobilità davvero impressionante.
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    Probabilmente non avete sentito niente del genere fuori da qui.
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    Questo è un robot con una altissima mobilità
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    che abbiamo sviluppato, chiamato IMPASS.
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    Ah! non è fichissimo?
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    Quando guidi la macchina,
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    quando sterzi con la tua auto, usi un metodo
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    chiamato geometria di Ackermann.
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    Le ruote davanti ruotano cosi.
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    Per la maggior parte di questi robot con piccole ruote
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    usano un metodo chiamato differenziale di sterzo
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    in cui la ruota sinistra e quella destra girano nelle opposte direzioni.
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    Per IMPASS, possiamo fare molti molti diversi tipi di movimenti.
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    Per esempio, in questo caso, anche se la ruota destra e la sinistra sono connesse
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    con un singolo asse, ruotando allo stesso angolo di velocità.
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    Abbiamo semplicemente cambiato la lunghezza del raggio.
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    Ciò influisce sul diametro, e quindi gira a sinistra, gira a destra.
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    Ecco, questi sono solo alcuni esempi di cose interessanti
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    che possiamo fare con IMPASS.
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    Questo robot si chiama CLIMBeR,
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    Robot diviso in parti sospese a cavi con comportamento intelligente.
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    Ho parlato con molti scienziati NASA,
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    al Laboratorio di Propulsione Jet sono famosi per i fuoristrada utilizzati su Marte.
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    E gli scienziati,geologi, mi dicono sempre
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    che la scienza veramente interessante,
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    i siti ricchi di scienza, sono sempre nei dirupi.
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    Ma i fuoristrada attuali non riescono a raggiungerli.
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    Così, ispirati da ciò, abbiamo voluto costruire un robot,
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    che può arrampicarsi su un ambiente scosceso.
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    Perciò, questo è CLIMBeR.
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    Dunque, cosa fa, ha tre gambe. Probabilmente è difficile da vedere,
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    ma ha un verricello e un cavo all'estremità superiore.
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    E cerca sempre di trovare il posto migliore per mettere i piedi.
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    E una volta che l'ha trovato
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    in tempo reale calcola la distribuzione della forza.
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    Quanta forza deve esercitare sulla superficie
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    così da non inclinarsi e non scivolare.
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    Una volta che ha stabilito ciò, solleva un piede,
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    e poi col verricello, può arrampicarsi su questi tipi di ambienti.
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    Anche per operazioni di ricerca e salvataggio.
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    In realtà, cinque anni fa, lavorai al Laboratorio Propulsione Jet della NASA,
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    durante l'estate come studente di facoltà.
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    E già avevano un robot a sei gambe chiamato LEMUR.
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    Ora, questo si basa proprio su quello. Questo robot si chiama MARS,
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    Sistema Robotico Multi-Appendice. E' un robot a sei gambe.
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    Abbiamo sviluppatto la nostra andatura pianificata adattabile.
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    Abbiamo un interessante carico su questo qui.
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    Agli studenti piace divertirsi. E qui potete vedere che sta
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    camminando su un terreno non strutturato.
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    Sta cercando di camminare nel terreno grezzo,
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    aree sabbiose.
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    ma a seconda del contenuto di umidità o dalla dimensione dei granelli di sabbia
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    l'affindamento del piede nel terreno cambia.
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    Quindi, cerca di adattare la sua andatura per attraversare con successo questi tipi di terreni.
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    E fa anche delle cose divertenti, come si può immaginare.
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    Abbiamo davvero molti visitatori nel nostro laboratorio.
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    E, quando i visitatori arrivano, MARS cammina verso il computer,
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    inizia a digitare "Ciao , mi chiamo MARS."
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    Benvenuti a RoMeLa,
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    il Laboratorio di Meccanismi Robotici al Virginia Tech.
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    Questo robot è un robot ameba.
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    Ora, non abbiamo abbastanza tempo per entrare nei dettagli tecnici,
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    Vi mostrerò solo alcuni esperimenti.
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    Dunque,questi sono alcuni dei primi esperimenti di fattibilità.
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    Immagazziniamo energia potenziale nella pelle elastica per farla muovere.
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    O usiamo una corda a tensione attiva per farlo muovere
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    avanti e indietro. Si chiama ChIMERA.
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    Abbiamo anche lavorato con alcuni scienziati
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    e ingegneri della Università della Pennsylvania
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    per realizzare una versione chimicamente attivata
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    di questo robot-ameba.
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    Aggiungiamo qualcosa a qualcosa
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    e come per magia, si muove. Il blob.
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    Questo robot è un progetto molto recente. Si chiama RAPHaEL.
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    Mano Robotica Alimentata ad Aria con Legamenti Elastici.
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    Ci sono un sacco di graziose e ottime mani robotiche sul mercato.
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    Il problema è che sono troppo costose, decine di migliaia di dollari,
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    Perciò, per l'applicazioni di protesi non è probabilmente molto pratico,
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    perchè non è conveniente.
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    Volevamo affrontare questo problema con un approccio molto differente.
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    Invece di usare motori elettrici, attuatori elettromeccanici,
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    usiamo aria compressa.
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    Abbiamo sviluppato questi recenti attuatori per le articolazioni.
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    E' molto obbediente. Puoi cambiare la forza,
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    semplicemente cambiando la pressione dell'aria.
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    E può anche schiacciare una lattina vuota.
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    Può sollevare oggetti delicati come un uovo crudo,
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    o in questo caso, una lampadina.
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    La cosa migliore, ci sono voluti solo 200 dollari per fare il primo prototipo.
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    Questo robot è in effetti una famiglia di robot serpenti
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    che chiamiamo HyDRAS,
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    Robot Serpentino articolato con Iper Motilità.
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    E' un robot che può arrampicarsi sulle strutture.
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    Questo è un braccio dell' HyDRAS.
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    E' un braccio con 12 gradi di libertà di movimento.
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    Ma la parte interessante è l'interfaccia utente.
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    Il cavo qua, è una fibra ottica.
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    E questa studentessa, probabilmente è la prima volta che lo sta usando,
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    ma può articolarlo in un sacco di modi diversi.
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    Quindi, ad esempio in Iraq, sapete, la zona di guerra,
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    ci sono autobombe sulla strada. Al momento si mandano
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    questi veicoli a controllo remoto che hanno delle braccia.
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    Ci vuole molto tempo ed è molto costoso
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    addestrare l'operatore ad operare con questo braccio complesso.
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    In questo caso è molto intuitivo.
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    Questo studente, probabilmente è la prima volta che lo usa, sta eseguendo compiti di manipolazione molto complessi,
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    sollevando oggetti e manipolandoli,
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    così ,molto intuitivamente.
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    Ora, questo robot è al momento la nostra star.
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    Abbiamo un fan club per il robot DARwIn,
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    Robot Dinamico Antropomorfo con Intelligenza.
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    Come sapete siamo molto interessati ai
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    robot umanoidi, alla camminata umana,
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    così abbiamo deciso di costruire un piccolo robot umanoide.
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    Questo è stato nel 2004, a quell'epoca
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    questo era qualcosa di davvero davvero rivoluzionario.
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    Questo era più di uno studio di fattibilità,
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    che tipo di motori dovremmo usare?
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    E' una cosa possibile? Che tipo di controlli dovremmo fare?
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    Allora, questo non ha nessun tipo di sensori.
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    E' un controllo a circuito aperto.
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    Per quelli di voi che forse lo sanno, se non hai nessun sensore
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    e c'è una interferenza, sapete cosa succede.
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    (risate)
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    Quindi, sulla base di quel successo, l'anno successivo
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    abbiamo fatto la corretta progettazione meccanica
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    iniziando dalla cinematica.
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    E così, DARwIn I è nato nel 2005.
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    Si alza. Cammina, è davvero impressionante.
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    Ad ogni modo, ancora, come potete vedere,
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    ha un cordone, un cordone ombelicale. Perciò stiamo ancora usando fonti di energia esterne,
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    e calcoli esterni.
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    Così, nel 2006, è davvero tempo di divertirsi.
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    Diamogli un'intelligenza. Gli diamo tutto il potere di calcolo di cui ha bisogno,
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    un chip da 1.5 gigahertz Pentium M
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    due telecamere Firewire, 8 giroscopi, accelerometri,
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    quattro coppie di sensori nel piede, batterie al litio.
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    E adesso DARwIn II è completamente autonomo.
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    Non ha controllo remoto.
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    Non ha attacchi. Si guarda intorno, cerca la palla,
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    guarda intorno, cerca la palla, e cerca di giocare a calcio,
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    autonomamente, con intelligenza artificiale.
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    Vediamo come va. Questo è stato il nostro vero primo tentativo,
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    e....Goal!
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    Ora, c'è effettivamente una competizione chiamata RoboCup.
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    Non so quanti di voi ha sentito parlare di RoboCup.
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    E' una competizione internazionale di calcio con robot autonomi.
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    E lo scopo del RoboCup, il vero scopo è,
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    entro il 2050
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    vogliamo avere robot umanoidi autonomi a grandezza naturale
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    che giocano a calcio contro i campioni umani della World cup
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    e vincono.
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    E' un vero scopo. E' un traguardo molto ambizioso,
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    ma crediamo davvero di potercela fare.
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    Ora, questo è l'anno scorso in Cina.
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    Siamo stati il primo vero team negli USA che si sono qualificati
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    nella competizione di robot umanoidi.
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    Questo è di quest'anno, in Austria.
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    State per vedere l'azione, tre contro tre,
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    completamente autonoma.
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    Ecco qua. Si!
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    I robots inseguono e loro giocano,
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    i giocatori giocano tra loro.
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    E' davvero impressionante. E' davero un evento di ricerca
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    racchiuso in un più eccitante evento di competizione.
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    Quello che vedete qua, questo è la bellissima
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    coppa trofeo Louis Vuitton.
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    Ora, questa è per il miglior umanoide,
  • 10:50 - 10:52
    e vorremmo portarla per la prima volta negli Stati Uniti
  • 10:52 - 10:54
    il prossimo anno, perciò augurateci buona fortuna.
  • 10:54 - 10:56
    Grazie.
  • 10:56 - 10:59
    (applausi)
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    DARwIn ha anche molti altri talenti.
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    L'anno scorso ha diretto la Roanoke Symphony Orchestra
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    per il concerto di Natale.
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    Questo è il robot di nuova generazione, DARwIn IV,
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    ma più intelligente, veloce , forte.
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    E sta cercando di mostrare le sue capacità.
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    "Sono un macho, sono forte".
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    Posso anche fare qualche mossa alla Jackie Chan,
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    mosse di arti marziali.
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    (risate)
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    E se ne va via. Quindi, questo è DARwIn IV,
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    potrete vederlo nell'atrio d'ingresso.
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    Crediamo davvero che questo sarà il primo vero corridore
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    robot umanoide negli Stati Uniti. Perciò, restate sintonizzati.
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    D'accordo, vi ho mostrato alcuni dei nostri eccitanti robot al lavoro.
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    Ora, qual è il segreto del nostro successo?
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    Da dove usciamo fuori con certe idee?
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    Come sviluppiamo questo tipo di idee?
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    Abbiamo un veicolo completamente autonomo
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    che può guidare in un ambiente urbano. Abbiamo vinto mezzo milione di dollari
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    nella competizione urbana DARPA.
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    Abbiamo anche l'unico veicolo al mondo
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    che può essere guidato dai ciechi.
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    La chiamiamo la sfida del guidatore cieco, molto eccitante,
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    e molti molti altri progetti di robot di cui vi voglio parlare.
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    Questi sono solo i premi che abbiamo vinto nell'autunno 2007,
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    da competizioni robotiche e simili.
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    Quindi, davvero abbiamo 5 segreti.
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    Il primo è dove prendiamo l'ispirazione,
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    dove prendiamo la scintilla dell'immaginazione?
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    Questa è una storia vera, la mia storia personale.
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    Di notte quando vado a dormire, alle 3 o 4 di mattina,
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    mi sdraio, chiudo gli occhi , e vedo queste linee e cerchi
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    e forme diverse che fluttuano intorno,
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    e si assemblano, e formano questi tipi di meccanismi.
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    E allora penso "Ah, questo è fico".
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    Perciò, vicino al letto tengo un blocco note,
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    un diario, con una penna speciale che ha una luce, una luce LED,
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    perchè non voglio accendere la luce e svegliare mia moglie.
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    Quindi,vedo queste cose, scarabocchio tutto nel blocco, disegno cose,
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    e vado a letto.
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    Ogni giorno al mattino,
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    la prima cosa che faccio prima della mia prima tazza di caffè,
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    prima di lavarmi i denti, apro il mio blocco note.
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    Molte volte è vuoto,
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    a volte c'è qualcosa, a volte c'è spazzatura,
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    ma la maggior parte delle volte non riesco nemmeno a leggere la mia scrittura.
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    Bè, alle 4 di mattina , che vi aspettate, no?
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    Perciò, devo decifrare quello che ho scritto.
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    Ma a volte ci vedo questa idea geniale ,
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    e ho questo momento di "Eureka!"
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    Mi fiondo al mio studio, mi siedo al computer,
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    scrivo le idee, faccio delle bozze,
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    e tengo un database delle idee.
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    Perciò,quando riceviamo chiamate per presentare proposte
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    cerco di trovare un'unione tra le mie
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    idee potenziali
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    e il problema, se c'è un riscontro scriviamo una proposta di ricerca,
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    otteniamo i fondi per la ricerca, ed è cosi che iniziamo il nostro porgramma di ricerca.
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    Ma una sola scintilla di immaginazione non è abbastanza.
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    Come sviluppiamo questo tipo di idee?
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    Al nostro laboratorio RoMeLa, il Laboratorio di Meccanismi Robotici,
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    abbiamo queste fantastiche riunioni di brainstorm.
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    Quindi, ci riuniamo, e discutiamo dei problemi
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    e delle questioni sociali e ne parliamo.
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    Ma prima di iniziare stabiliamo questa regola d'oro.
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    La regola è:
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    nessuno critica le idee di nessuno.
  • 13:43 - 13:45
    Nessuno critica nessuna opinione.
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    Questo è importante, perchè molte volte, gli studenti, hanno paura
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    o si sentono a disagio con quello che gli altri potrebbero pensare
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    delle loro opinini e pensieri.
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    Quindi, una volta fatto questo, è stupefacente
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    come gli studenti si aprono.
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    Hanno queste bizzarre pazze e brillanti idee,
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    l'intera stanza è elettrificata da energia creativa.
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    Ed è così che sviluppiamo le nostre idee.
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    Bene, il nostro tempo sta per finire, un'ultima cosa di cui vorrei parlarvi è
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    sapete, solo una scintilla di idea e sviluppo non è sufficiente.
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    C'è stato un grande intervento su TED,
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    credo fosse di Sir Ken Robinson, giusto?
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    Ha fatto una discussione su come l'educazione
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    e la scuola uccidono la creatività.
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    Bene, in realtà ci sono due parti della storia.
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    Ora, ci sono talmente tante cose che uno può fare
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    semplicemente con idee astute
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    e creatività e e buona intuizione tecnica.
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    Se vuoi andare oltre un bricolage,
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    se vuoi andare oltre un hobby di robotica
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    e affrontare davvero le grandi sfide della robotica
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    attraverso ricerche rigorose
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    serve più di questo. Ed è qui che entra in gioco la scuola.
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    Batman, che combatte contro i cattivi,
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    ha la sua cintura di attrezzi,ha il suo rampino,
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    ha tutti i vari tipi di gadgets.
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    Per noi roboticisti, ingegneri e scienziati,
  • 14:53 - 14:58
    questi strumenti, sono i corsi e le lezioni che voi prendete in classe.
  • 14:58 - 15:00
    Matematica, equazioni differenziali.
  • 15:00 - 15:02
    I ho algebra lineare, scienza, fisica,
  • 15:02 - 15:05
    anche adesso, chimica e biologia, come avete visto.
  • 15:05 - 15:07
    Questi sono tutti gli strumenti che ci servono.
  • 15:07 - 15:09
    Perciò, più strumenti hai, per Batman
  • 15:09 - 15:11
    è più efficace combattere i cattivi,
  • 15:11 - 15:15
    per noi, abbiamo più strumenti per attaccare questi grossi tipi di problemi.
  • 15:15 - 15:18
    Perciò, l'educazione è molto importante.
  • 15:18 - 15:20
    Inoltre, non è questo,
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    non solo questo, dovete anche lavorare molto molto duramente.
  • 15:22 - 15:24
    I dico sempre ai miei studenti
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    lavorate intelligentemente, poi lavorate sodo.
  • 15:26 - 15:29
    Questa immagine qua dietro è delle 3 di mattina.
  • 15:29 - 15:31
    Vi garantisco che se venite al nostro laboratorio alle 3, le 4 di mattina,
  • 15:31 - 15:33
    abbiamo studenti che stanno lavorando,
  • 15:33 - 15:36
    non perchè sono io a dirglielo, ma perchè ci stiamo davvero divertendo un sacco.
  • 15:36 - 15:38
    Il che ci porta all'ultimo argomento.
  • 15:38 - 15:40
    Non dimenticate di divertirvi.
  • 15:40 - 15:43
    Questo è il vero segreto del nostro successo. Ci divertiamo davvero tanto.
  • 15:43 - 15:46
    Credo davvero che la produttività maggiore esce fuori quando ti stai divertendo.
  • 15:46 - 15:48
    Ed è quello che facciamo.
  • 15:48 - 15:50
    Ecco qua. Grazie mille.
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    (applausi)
Title:
Dennis Hong: Le mie sette specie di robot
Speaker:
Dennis Hong
Description:

A TEDxNASA, Dennis Hong presenta sette robot, vincitori di premi, per tutti i terreni - come il calciatore umanoide DARwIn e l'arrampicatore CLIMBeR -- tutti costruiti dal suo team a RoMeLa, Virginia Tech. Da guardare fino alla fine per scoprire i cinque segreti creativi dell'incredibile successo tecnico del suo laboratorio.
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
15:57
Irene Garbuglia added a translation

Italian subtitles

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