When, in 1960, still a student, I got a traveling fellowship to study housing in North America. We traveled the country. We saw public housing high-rise buildings in all major cities: New York, Philadelphia. Those who have no choice lived there. And then we traveled from suburb to suburb, and I came back thinking, we’ve got to reinvent the apartment building. There has to be another way of doing this. We can’t sustain suburbs, so let’s design a building which gives the qualities of a house to each unit.

Over a million people are killed each year in disasters. Two and a half million people will be permanently disabled or displaced, and the communities will take 20 to 30 years to recover and billions of economic losses.

If you can reduce the initial response by one day, you can reduce the overall recovery by a thousand days, or three years. See how that works? If the initial responders can get in, save lives, mitigate whatever flooding danger there is, that means the other groups can get in to restore the water, the roads, the electricity, which means then the construction people, the insurance agents, all of them can get in to rebuild the houses, which then means you can restore the economy, and maybe even make it better and more resilient to the next disaster. A major insurance company told me that if they can get a homeowner’s claim processed one day earlier, it’ll make a difference of six months in that person getting their home repaired.

And that’s why I do disaster robotics — because robots can make a disaster go away faster.

Now, you’ve already seen a couple of these. These are the UAVs. These are two types of UAVs: a rotorcraft, or hummingbird; a fixed-wing, a hawk. And they’re used extensively since 2005 –Hurricane Katrina. Let me show you how this hummingbird, this rotorcraft, works. Fantastic for structural engineers. Being able to see damage from angles you can’t get from binoculars on the ground or from a satellite image, or anything flying at a higher angle. But it’s not just structural engineers and insurance people who need this. You’ve got things like this fixed-wing, this hawk. Now, this hawk can be used for geospatial surveys. That’s where you’re pulling imagery together and getting 3D reconstruction.

We used both of these at the Oso mudslides up in Washington State, because the big problem was geospatial and hydrological understanding of the disaster — not the search and rescue. The search and rescue teams had it under control and knew what they were doing. The bigger problem was that river and mudslide might wipe them out and flood the responders. And not only was it challenging to the responders and property damage, it’s also putting at risk the future of salmon fishing along that part of Washington State. So they needed to understand what was going on. In seven hours, going from Arlington, driving from the Incident Command Post to the site, flying the UAVs, processing the data, driving back to Arlington command post — seven hours. We gave them in seven hours data that they could take only two to three days to get any other way — and at higher resolution. It’s a game changer.

And don’t just think about the UAVs. I mean, they are sexy — but remember, 80 percent of the world’s population lives by water, and that means our critical infrastructure is underwater — the parts that we can’t get to, like the bridges and things like that. And that’s why we have unmanned marine vehicles, one type of which you’ve already met, which is SARbot, a square dolphin. It goes underwater and uses sonar. Well, why are marine vehicles so important and why are they very, very important? They get overlooked. Think about the Japanese tsunami — 400 miles of coastland totally devastated, twice the amount of coastland devastated by Hurricane Katrina in the United States. You’re talking about your bridges, your pipelines, your ports — wiped out. And if you don’t have a port, you don’t have a way to get in enough relief supplies to support a population. That was a huge problem at the Haiti earthquake. So we need marine vehicles.

Now, let’s look at a viewpoint from the SARbot of what they were seeing. We were working on a fishing port. We were able to reopen that fishing port, using her sonar, in four hours. That fishing port was told it was going to be six months before they could get a manual team of divers in, and it was going to take the divers two weeks. They were going to miss the fall fishing season, which was the major economy for that part, which is kind of like their Cape Cod. UMVs, very important.

But you know, all the robots I’ve shown you have been small, and that’s because robots don’t do things that people do. They go places people can’t go. And a great example of that is Bujold. Unmanned ground vehicles are particularly small, so Bujold –

Say hello to Bujold.

Bujold was used extensively at the World Trade Center to go through Towers 1, 2 and 4. You’re climbing into the rubble, rappelling down, going deep in spaces. And just to see the World Trade Center from Bujold’s viewpoint, look at this. You’re talking about a disaster where you can’t fit a person or a dog — and it’s on fire. The only hope of getting to a survivor way in the basement, you have to go through things that are on fire. It was so hot, on one of the robots, the tracks began to melt and come off. Robots don’t replace people or dogs, or hummingbirds or hawks or dolphins. They do things new. They assist the responders, the experts, in new and innovative ways.

The biggest problem is not making the robots smaller, though. It’s not making them more heat-resistant. It’s not making more sensors. The biggest problem is the data, the informatics, because these people need to get the right data at the right time.

So wouldn’t it be great if we could have experts immediately access the robots without having to waste any time of driving to the site, so whoever’s there, use their robots over the Internet. Well, let’s think about that. Let’s think about a chemical train derailment in a rural county. What are the odds that the experts, your chemical engineer, your railroad transportation engineers, have been trained on whatever UAV that particular county happens to have? Probably, like, none. So we’re using these kinds of interfaces to allow people to use the robots without knowing what robot they’re using, or even if they’re using a robot or not. What the robots give you, what they give the experts, is data.

The problem becomes: who gets what data when? One thing to do is to ship all the information to everybody and let them sort it out. Well, the problem with that is it overwhelms the networks, and worse yet, it overwhelms the cognitive abilities of each of the people trying to get that one nugget of information they need to make the decision that’s going to make the difference. So we need to think about those kinds of challenges. So it’s the data.

Going back to the World Trade Center, we tried to solve that problem by just recording the data from Bujold only when she was deep in the rubble, because that’s what the USAR team said they wanted. What we didn’t know at the time was that the civil engineers would have loved, needed the data as we recorded the box beams, the serial numbers, the locations, as we went into the rubble. We lost valuable data. So the challenge is getting all the data and getting it to the right people.

Now, here’s another reason. We’ve learned that some buildings — things like schools, hospitals, city halls — get inspected four times by different agencies throughout the response phases. Now, we’re looking, if we can get the data from the robots to share, not only can we do things like compress that sequence of phases to shorten the response time, but now we can begin to do the response in parallel. Everybody can see the data. We can shorten it that way.

So really, “disaster robotics” is a misnomer. It’s not about the robots. It’s about the data.

So my challenge to you: the next time you hear about a disaster, look for the robots. They may be underground, they may be underwater, they may be in the sky, but they should be there. Look for the robots, because robots are coming to the rescue.

Texto em Português:

Mais de 1 milhão de pessoas morrem em desastres a cada ano. Dois milhões e meio de pessoas ficarão permanentemente inválidas ou desalojadas e as comunidades levarão de 20 a 30 anos para se recuperar e terão perdas de bilhões de dólares.

Se conseguirmos reduzir o tempo da reação inicial em um dia, podemos reduzir a recuperação geral em mil dias, ou três anos. Percebem como funciona? Se os socorristas iniciais puderem ir lá, salvar vidas, reduzir qualquer perigo iminente, isso vai ajudar outros grupos a entrarem para restabelecer a água, as estradas, a energia elétrica, ou seja, o pessoal de engenharia civil, os agentes de seguros,todos poderão entrar no circuito e reconstruir as casas, o que vai possibilitar a recuperação da economia e talvez até torná-la melhor e mais resiliente a um futuro desastre. Uma grande corretora de seguros me disse que, se conseguirem dar andamento ao pedido de um segurado um dia mais cedo, isso fará uma diferença de seis meses a menos para que a pessoa tenha sua casa reparada.

É por isso que trabalho com a robótica de desastres, porque os robôs podem fazer um desastre passar mais rápido.

Bem, vocês já viram alguns desses. São VANTs. Esses são dois tipos de VANT: uma aeronave com hélices, ou colibri; e uma com asas, um falcão. Elas são usadas extensivamente desde 2005, após o furacão Katrina. Vou mostrar como esse colibri, essa aeronave com hélices, funciona. Fantástico para engenheiros estruturais: ser capaz de ver danos em lugares que não podemos ver do chão com binóculos, ou com imagens de satélite, ou com qualquer coisa que voe a um ângulo mais alto. Mas não são apenas engenheiros estruturais e seguradoras que precisam disso. Temos coisas como essa aeronave com asas, esse falcão. Bem, ela pode ser usada em pesquisas geo-espaciais. É aí que juntamos todas as imagens e fazemos reconstruções em 3D.

Usamos ambas nos deslizamentos de Oso, no estado de Washington, porque o grande problema era a compreensão espacial e hidrológica do desastre, não a busca e resgate. As equipes de resgate tinham tudo sob controle e sabiam o que estavam fazendo. O grande problema era que o rio e o deslizamento podiam arrastar os socorristas. Não só era desafiador para os socorristas, e pelos danos às propriedades, mas também punha em risco o futuro da pesca de salmão naquela região do estado de Washington. Eles precisavam entender o que estava acontecendo. Em sete horas, partindo de Arlington, dirigindo do Posto de Comando de Incidente até o local, pondo os VANTs para voar, processando os dados, voltando ao posto de comando em Arlington… sete horas. Em sete horas, demos a eles dados que poderiam ter somente em dois ou três dias de qualquer outra maneira — e com uma maior resolução. Um divisor de águas.

Não pensem apenas nos VANTs. Digo, eles são sexy, mas lembrem-se: oitenta por cento da população mundial vive próximo à água, e isso significa que nossa infra estrutura crítica — os locais aonde não podemos chegar, como pontes e coisas assim. É por isso que temos veículos marítimos remotos, um dos quais vocês já conheceram, que é o SARbot, um golfinho quadrado. Ele fica submerso e utiliza sonar. Bem, por que veículos marítimos são tão importantes e por que são muito, muito importantes? Eles passam despercebidos. Pensem no tsunami no Japão… 644 km de área costeira totalmente devastada, duas vezes mais devastação costeira do que a causada pelo Katrina, nos EUA. Estamos falando de pontes, dutos, portos… devastados. E se você não tem portos, não terá por onde receber suprimentos suficientes para manter a população. Isso foi um grande problema no terremoto no Haiti. Por isso, precisamos de veículos marítimos.

Bem, vejamos o que SARbot via. Estávamos trabalhando num porto de pesca. Conseguimos reabrir o porto em quatro horas, usando o sonar. Disseram que levaria seis meses até que conseguissem uma equipe de mergulhadores e que eles levariam duas semanas. Eles perderiam a temporada de pesca do outono, a de maior importância para a economia do local, que é parecida com Cape Cod.VMNTs, muito importantes.

Mas sabem, todos os robôs que mostrei são pequenos, isso porque eles não fazem o que os humanos fazem. Eles vão a lugares onde pessoas não podem ir. Um grande exemplo disso é Bujold.Veículos terrestres não tripulados são especialmente pequenos, então Bujold…

Bujold foi usada amplamente no World Trade Center, para verificar as torres n° 1, 2 e 3. Ela sobe pelos destroços, desce por eles, vai a locais profundos. Só para se ter ideia da visão que Bujold teve do World Trade Center, vejam isto. Trata-se de um desastre aonde não é possível enviar uma pessoa ou um cão, e o local está em chamas! A única chance de alcançar um sobrevivente na fundação do prédio é passando pelo meio das chamas. O calor era tanto que derreteu as esteiras de um dos robôs; começaram a se soltar. Os robôs não substituem pessoas, nem cães; nem colibris, nem falcões, nem golfinhos. Eles fazem coisas novas. Eles auxiliam os socorristas, os especialistas, de formas inovadoras.

O maior problema não é tornar os robôs menores. Não é torná-los mais resistentes ao calor. Não é criar mais sensores. O maior problema são os dados, a informática, porque essas pessoas precisam obter os dados certos, na hora certa.

Não seria ótimo se os especialistas pudessem ter acesso imediato aos robôs, sem ter que perder tempo dirigindo até o local do desastre, tendo quem quer que fosse o controle dos robôs via internet? Bem, vamos pensar nisso: um trem com substâncias químicas, descarrilando numa área rural. Quais as chances de especialistas, engenheiros químicos, engenheiros de transporte ferroviário, terem sido treinados em qualquer VANT que essa região possa ter? Tipo, provavelmente zero. Por isso, estamos usando esses tipos de interface para permitir que as pessoas usem os robôs sem saber que robô estão usando, nem mesmo se estão ou não usando um robô. O que os robôs fornecem a nós e aos especialistas são dados.

O problema então é: quem recebe quais dados, e quando? Uma coisa possível é enviar toda a informação a todos e deixá-los pesquisá-la. Bem, o problema é que isso sobrecarrega as redes e, pior ainda, sobrecarrega as habilidades cognitivas de todas as pessoas que tentam receber aquele pedacinho de informação de que precisam para tomar a decisão que fará a diferença. Então, precisamos pensar sobre esses tipos de desafio. Então, são os dados.

Voltando ao World Trade Center, tentamos resolver esse problema simplesmente gravando os dados da Bujold só quando ela estava bem fundo nos destroços, porque é isso que a equipe de busca e resgate urbana disse que queria. O que não sabíamos na época era que os engenheiros civis teriam adorado, precisado dos dados conforme gravávamos as colunas de vigas, os números de série, os locais, conforme entrávamos nos destroços. Perdemos dados valiosos. Então, o desafio é obter todos os dados e levá-los às pessoas certas.

Bem, eis outro motivo. Aprendemos que alguns edifícios, como escolas, hospitais, prefeituras, são inspecionados quatro vezes por agências diferentes, em todas as fases desocorro. Agora estamos vendo que ao pegar os dados dos robôs e compartilhá-los, não só podemos fazer coisas como comprimir essa sequência de fases, para reduzir o tempo de reação, mas podemos começar a reagir simultaneamente. Todos podem ver os dados. Podemos encurtar o tempo assim.

Na verdade, “robótica de desastres” é um termo impróprio. Não se trata dos robôs. Trata-se dos dados.

Então, meu desafio a vocês é: na próxima vez em que ouvirem falar de um desastre, procurem pelos robôs. Eles podem estar sob o solo, podem estar sob a água, podem estar no céu, mas precisam estar lá. Procurem pelos robôs, porque eles estão indo ao seu socorro.

When, in 1960, still a student, I got a traveling fellowship to study housing in North America. We traveled the country. We saw public housing high-rise buildings in all major cities: New York, Philadelphia. Those who have no choice lived there. And then we traveled from suburb to suburb, and I came back thinking, we’ve got to reinvent the apartment building. There has to be another way of doing this. We can’t sustain suburbs, so let’s design a building which gives the qualities of a house to each unit.

Habitat would be all about gardens, contact with nature, streets instead of corridors. We prefabricated it so we would achieve economy, and there it is almost 50 years later. It’s a very desirable place to live in. It’s now a heritage building, but it did not proliferate.

In 1973, I made my first trip to China. It was the Cultural Revolution. We traveled the country, met with architects and planners. This is Beijing then, not a single high rise building in Beijing or Shanghai. Shenzhen didn’t even exist as a city. There were hardly any cars. Thirty years later, this is Beijing today. This is Hong Kong. If you’re wealthy, you live there, if you’re poor, you live there, but high density it is, and it’s not just Asia. São Paulo, you can travel in a helicopter 45 minutes seeing those high-rise buildings consume the 19th-century low-rise environment. And with it, comes congestion, and we lose mobility, and so on and so forth.

So a few years ago, we decided to go back and rethink Habitat. Could we make it more affordable? Could we actually achieve this quality of life in the densities that are prevailing today? And we realized, it’s basically about light, it’s about sun, it’s about nature, it’s about fractalization. Can we open up the surface of the building so that it has more contact with the exterior?

We came up with a number of models: economy models, cheaper to build and more compact; membranes of housing where people could design their own house and create their own gardens. And then we decided to take New York as a test case, and we looked at Lower Manhattan. And we mapped all the building area in Manhattan. On the left is Manhattan today: blue for housing, red for office buildings, retail. On the right, we reconfigured it: the office buildings form the base, and then rising 75 stories above, are apartments. There’s a street in the air on the 25th level, a community street. It’s permeable. There are gardens and open spaces for the community, almost every unit with its own private garden, and community space all around. And most important, permeable, open. It does not form a wall or an obstruction in the city, and light permeates everywhere.

And in the last two or three years, we’ve actually been, for the first time, realizing the quality of life of Habitat in real-life projects across Asia. This in Qinhuangdao in China: middle-income housing, where there is a bylaw that every apartment must receive three hours of sunlight. That’s measured in the winter solstice. And under construction in Singapore, again middle-income housing, gardens, community streets and parks and so on and so forth. And Colombo.

And I want to touch on one more issue, which is the design of the public realm. A hundred years after we’ve begun building with tall buildings, we are yet to understand how the tall high-rise building becomes a building block in making a city, in creating the public realm. In Singapore, we had an opportunity: 10 million square feet, extremely high density. Taking the concept of outdoor and indoor, promenades and parks integrated with intense urban life. So they are outdoor spaces and indoor spaces, and you move from one to the other, and there is contact with nature, and most relevantly, at every level of the structure, public gardens and open space: on the roof of the podium, climbing up the towers, and finally on the roof, the sky park, two and a half acres, jogging paths, restaurants, and the world’s longest swimming pool. And that’s all I can tell you in five minutes.

Texto em Português:

Em 1960, ainda estudante, eu ganhei uma bolsa de estudos para estudar moradias na América do Norte. Viajamos pelo país. Vimos arranha-céus de moradia pública em todas as principais cidades: Nova Iorque, Filadélfia. Quem não tinha escolha morava lá. E viajamos de subúrbio em subúrbio, e eu voltei pensando: “Temos que reinventar os prédios de apartamentos. Há de haver outro modo de fazer isso. Não podemos manter subúrbios, então vamos desenhar um prédio que dê as qualidades de uma casa a cada unidade.”

O Habitat teria foco em jardins, contato com a natureza, ruas, em vez de corredores. Nós pré-fabricamos para fazermos economia, e aí está, quase 50 anos depois. É um lugar bastante desejável para morar. Agora é um edifício histórico, mas não se proliferou.

Em 1973, fiz minha primeira viagem à China. Era a Revolução Cultural. Viajamos pelo país, e nos reunimos com arquitetos e urbanistas. Esta é Pequim naquela época, nem um único arranha-céu em Pequim ou Xangai. Shenzhen nem existia como cidade. Quase não havia carros. Trinta anos mais tarde, esta é Pequim hoje. Esta é Hong Kong. Se você é rico, mora aqui, se é pobre, mora aí, mas a densidade é alta, e não só na Ásia. Em São Paulo, você pode voar de helicóptero por 45 minutos vendo arranha-céus consumindo o ambiente de poucos pisos do século 19. E com isso vem o congestionamento, perdemos mobilidade, e assim por diante.

Então há poucos anos decidimos voltar e repensar o Habitat. Poderíamos torná-lo mais acessível?Poderíamos realmente alcançar essa qualidade de vida nas densidades predominantes hoje em dia?E percebemos que trata-se basicamente da luz. Tem a ver com o sol, com a natureza, tem a ver com a fractalização. Podemos abrir a superfície do prédio para que ele tenha mais contato com o exterior?

Criamos diversos modelos: modelos econômicos, mais baratos de construir e mais compactos;membranas habitacionais onde as pessoas pudessem desenhar a própria casa e criar os próprios jardins. Então decidimos tomar Nova York como caso de teste, e analisamos parte baixa de Manhattan. Mapeamos toda a área construída de Manhattan. À esquerda, está Manhattan hoje: azul para habitações, vermelho para prédios comerciais, varejo. À direita, nós a reconfiguramos: os prédios comerciais formam a base, e os 75 andares acima são apartamentos. Há uma rua suspensa no 25º andar, uma rua comunitária. Ela é permeável. Há jardins e espaços abertos para a comunidade, quase todas as unidades com seu próprio jardim particular, e espaço comunitário por toda parte. E o mais importante, permeável, aberto. Não forma um muro ou obstrução na cidade, e a luz permeia todos os lugares.

E nos últimos dois ou três anos, pudemos realmente, pela primeira vez, perceber a qualidade de vida do Habitat em projetos de vida real por toda a Ásia. Isto é em Qinhuangdao na China: habitações para renda média, onde há uma norma de que todo apartamento deve receber três horas de luz do sol. A medição é feita no solstício de inverno. E sendo construído em Cingapura, novamente habitações de renda média, jardins, ruas comunitárias, parques, etc. E Colombo.

Quero tocar numa outra questão, que é o design da esfera pública. Cem anos após começarmos a construir com prédios altos, ainda precisamos compreender como o arranha-céu se torna um bloco de construção da cidade, na criação da esfera pública. Em Cingapura, tivemos uma oportunidade: 10 milhões de metros quadrados, densidade extremamente alta, tomando o conceito de ambientes externos e internos, passeios e parques integrados com intensa vida urbana. Logo temos espaços externos e internos, e você passa de um para o outro, e há contato com a natureza, e, principalmente, em cada nível da estrutura, jardins públicos e espaço aberto. No telhado do pódio,subindo pelas torres, e finalmente no telhado, o parque do céu, dois acres e meio, pistas para correr, restaurantes, e a piscina mais longa do mundo. E isso é tudo que eu posso contar a vocês em cinco minutos.