As a roboticist, I get asked a lot of questions. "When we will they start serving me breakfast?" So I thought the future of robotics would be looking more like us. I thought they would look like me, so I built eyes that would simulate my eyes. I built fingers that are dextrous enough to serve me ... baseballs.
ロボット開発者としてよく聞かれます 「ロボットが朝ご飯を作って くれるようになるのはいつか?」 未来のロボットは 人間の姿に 近づくのではないかと考えました 自分に近い容姿になると考えたので 自分の目を模倣した目を作成しました 物を私に渡せるように 器用な指を作りました 野球のボールとか
Classical robots like this are built and become functional based on the fixed number of joints and actuators. And this means their functionality and shape are already fixed at the moment of their conception. So even though this arm has a really nice throw -- it even hit the tripod at the end-- it's not meant for cooking you breakfast per se. It's not really suited for scrambled eggs.
こちらのような 古典的なロボットは 決まった数の関節と 駆動装置で構成され 機能します このことが意味するのは 機能と形状は構想の段階で 確定してしまうということです このロボットアームに 素晴しい投球ができ カメラの三脚に 当てさえしたとしても 朝ご飯を作ってくれるわけでは ありません スクランブルエッグを 作るのには向いていないのです
So this was when I was hit by a new vision of future robotics: the transformers. They drive, they run, they fly, all depending on the ever-changing, new environment and task at hand. To make this a reality, you really have to rethink how robots are designed. So, imagine a robotic module in a polygon shape and using that simple polygon shape to reconstruct multiple different forms to create a new form of robot for different tasks. In CG, computer graphics, it's not any news -- it's been done for a while, and that's how most of the movies are made. But if you're trying to make a robot that's physically moving, it's a completely new story. It's a completely new paradigm.
これが 未来のロボットのビジョンを 思いついた瞬間です 変形ロボットです 車のように走り 人のように駆け 鳥のように飛び 新しい環境とその時の作業に 合わせて変形します これを実現するために ロボットデザインの方法を 考え直さねばなりません 多角形型のロボットモジュールがあるとして その単純な多角形を使って 様々な形を再構築して 異なる作業向けに異なる形のロボットを 作り出すことを想像してください コンピュータグラフィックスでは 目新しいことではありません かなり前から 多くの映画が そのように作られています でも物理的に動くロボットを そのように作ろうとするなら まったく別の新しい話で まったく別のパラダイムです
But you've all done this. Who hasn't made a paper airplane, paper boat, paper crane? Origami is a versatile platform for designers. From a single sheet of paper, you can make multiple shapes, and if you don't like it, you unfold and fold back again. Any 3D form can be made from 2D surfaces by folding, and this is proven mathematically. And imagine if you were to have an intelligent sheet that can self-fold into any form it wants, anytime. And that's what I've been working on. I call this robotic origami, "robogami."
でも皆さんは 既に やったことがあります 紙飛行機や 紙の船や 折り鶴を 作ったことのない人は? 折り紙はデザイナーにとって 万能の道具です 一枚の紙から様々な形状を作ることができ もし気に入らなければ広げて もう一度折り直せます 折ることで 二次元の面から どんな三次元の形でも作れ そのことは数学的に証明されています もし知的な紙があって 自律的に折り上がり 求めるどんな形にも いつでも変形できるとしたら どうでしょうか? それこそが私の取り組んでいることなのです 私はこの折り紙のロボットを 「ロボガミ」と呼んでいます
This is our first robogami transformation that was made by me about 10 years ago. From a flat-sheeted robot, it turns into a pyramid and back into a flat sheet and into a space shuttle. Quite cute.
これが最初のロボガミの変形の様子です 私が10年くらい前に作ったものです 平坦なシート状のロボットが ピラミッド型になって また平らなシートに戻り 今度はスペースシャトルになります すごく愛らしいです
Ten years later, with my group of ninja origami robotic researchers -- about 22 of them right now -- we have a new generation of robogamis, and they're a little more effective and they do more than that. So the new generation of robogamis actually serve a purpose. For example, this one actually navigates through different terrains autonomously. So when it's a dry and flat land, it crawls. And if it meets sudden rough terrain, it starts rolling. It does this -- it's the same robot -- but depending on which terrain it meets, it activates a different sequence of actuators that's on board. And once it meets an obstacle, it jumps over it. It does this by storing energy in each of its legs and releasing it and catapulting like a slingshot. And it even does gymnastics. Yay.
10年経って私たちのグループの ニンジャ折り紙ロボット研究者は 22名ほどになりましたが 新しい世代のロボガミができ 少し効率的になって できることが増えました 新世代のロボガミは 実用的な目的を果たします 例えばこのロボットでは 地形によって自動的に進み方を変えます 地面が平らで乾いていれば 這って進みます 急に荒れた地形になると 転がり始め 同じロボットですが こうなります 地形に応じて 駆動装置の動かし方を 変えるのです 障害物があれば 跳び越えます この動作では それぞれの脚に エネルギーを蓄え パチンコのように放っています 体操技だってします ジャーンプ
(Laughter)
(笑)
So I just showed you what a single robogami can do. Imagine what they can do as a group. They can join forces to tackle more complex tasks. Each module, either active or passive, we can assemble them to create different shapes. Not only that, by controlling the folding joints, we're able to create and attack different tasks. The form is making new task space. And this time, what's most important is the assembly. They need to autonomously find each other in a different space, attach and detach, depending on the environment and task. And we can do this now.
ロボガミが単体でどのように 動くのかをご覧いただきました では グループで行動したらどうでしょうか? もっと複雑な作業に力を合わせて取り組みます モジュールにはアクティブなもの パッシブなものがあり 組み合わせて 異なる形状を作り出せます それだけではなく 関節を制御することで 異なるタスクを作り 挑むことができ 形が新たなタスク空間を作るのです ここで最重要なのは組み立てです 違った場所にいる相手を 自動的に見つけ出す必要があり 環境と作業に応じて くっついたり離れたりします そしてもう実現できているのです
So what's next? Our imagination.
さて次はどうなるのか? 想像力を働かせましょう
This is a simulation of what you can achieve with this type of module. We decided that we were going to have a four-legged crawler turn into a little dog and make small gaits. With the same module, we can actually make it do something else: a manipulator, a typical, classical robotic task. So with a manipulator, it can pick up an object. Of course, you can add more modules to make the manipulator legs longer to attack or pick up objects that are bigger or smaller, or even have a third arm. For robogamis, there's no one fixed shape nor task. They can transform into anything, anywhere, anytime.
これは このタイプのモジュールで 達成できることの シミュレーションです 4本足で歩くものを作ろうと決め よちよち歩く子犬にしました 同じモジュールで別のものを 作ることもできます ロボットアームは典型的で 古典的なロボットの用途です ロボットアームで物体を つかみ上げられます 更にモジュールを追加すれば より大きな あるいはより小さな物体を 掴み上げられるよう ロボットアームの腕を長くでき 3本目の腕だって付けられます ロボガミには 決まった形状や 作業はありません いつでも どこでも どんな形状にも 変形できるのです
So how do you make them? The biggest technical challenge of robogami is keeping them super thin, flexible, but still remaining functional. They're composed of multiple layers of circuits, motors, microcontrollers and sensors, all in the single body, and when you control individual folding joints, you'll be able to achieve soft motions like that upon your command. Instead of being a single robot that is specifically made for a single task, robogamis are optimized to do multi-tasks. And this is quite important for the difficult and unique environments on the Earth as well as in space.
ではどのように製作するのでしょうか? ロボガミ最大の技術的な課題は 非常に薄くし 柔軟にしながら 機能を維持することです 多層の回路やモーターや マイクロコントローラーやセンサーを すべて本体内に持ち 一つ一つの接合部を制御して 指示通りに動き こんな柔らかな動きもできます 一つの作業のためだけに 作られたロボットとは違い ロボガミは複数の作業をすることに 最適化されています このことは 地球上の過酷で独特な環境や 宇宙での作業で重要になります
Space is a perfect environment for robogamis. You cannot afford to have one robot for one task. Who knows how many tasks you will encounter in space? What you want is a single robotic platform that can transform to do multi-tasks. What we want is a deck of thin robogami modules that can transform to do multiples of performing tasks. And don't take my word for it, because the European Space Agency and Swiss Space Center are sponsoring this exact concept.
宇宙はロボガミにぴったりな環境です 宇宙では 作業ごとに専用のロボットを 用意する余裕はありません 宇宙では どれほど多様な作業が 必要になるかわかりません 様々な作業向けに変形するような ロボットが必要になります ロボガミのモジュール一式が 変形して いくつもの作業を こなすようにしたいのです 私だけが言っているわけではないですよ このコンセプトに 資金援助をしているのは 欧州宇宙機関とスイス宇宙局だからです
So here you see a couple of images of reconfiguration of robogamis, exploring the foreign land aboveground, on the surface, as well as digging into the surface. It's not just exploration. For astronauts, they need additional help, because you cannot afford to bring interns up there, either.
ここにはロボガミのいろいろな構成の イメージが描かれていますが 異星の地表を探査するものもあれば 地面を掘っているものもあります 探査だけではありません 宇宙飛行士にも手伝いが必要です インターンを連れて行く余裕はありませんから
(Laughter)
(笑)
They have to do every tedious task. They may be simple, but super interactive. So you need robots to facilitate their experiments, assisting them with the communications and just docking onto surfaces to be their third arm holding different tools. But how will they be able to control robogamis, for example, outside the space station? In this case, I show a robogami that is holding space debris. You can work with your vision so that you can control them, but what would be better is having the sensation of touch directly transported onto the hands of the astronauts. And what you need is a haptic device, a haptic interface that recreates the sensation of touch. And using robogamis, we can do this.
宇宙飛行士はあらゆる退屈な作業を こなさねばなりません 単純な作業かもしれませんが とてもインタラクティブです ロボットに実験を手助けさせる必要があります コミュニケーションをとりながら 宇宙飛行士を支援し いろいろなところに張り付いて 道具を支える3本目の腕となります でも 例えば宇宙ステーションの 外側にいるロボガミを どう制御するのでしょうか? このケースでは ロボガミが宇宙ゴミを 捕えている様子が描かれています 目で見ながら操作できますが 感触を直接 宇宙飛行士の手に伝えられたら もっといいでしょう 必要になるのは触覚デバイスで 触覚インターフェイスが 手触りを再現します ロボガミを使えば それも可能です
This is the world's smallest haptic interface that can recreate a sensation of touch just underneath your fingertip. We do this by moving the robogami by microscopic and macroscopic movements at the stage. And by having this, not only will you be able to feel how big the object is, the roundness and the lines, but also the stiffness and the texture. Alex has this interface just underneath his thumb, and if he were to use this with VR goggles and hand controllers, now the virtual reality is no longer virtual. It becomes a tangible reality. The blue ball, red ball and black ball that he's looking at is no longer differentiated by colors. Now it is a rubber blue ball, sponge red ball and billiard black ball. This is now possible. Let me show you.
これは世界最小の触覚インターフェイスです 指先に触感を 再現することができます ロボガミに 巨視的な動きと微視的な動きを させることで実現しました これを使うことで 物体の大きさや 物体の曲率やまっすぐさを 感じられるだけでなく 硬さや手触りも感じられるのです アレックスがこのインターフェイスを 親指で操作しています そしてこのインターフェイスに VRゴーグルとコントローラーとを合わせると 仮想現実はもはや仮想ではなくなり 触れられる現実となります 彼が見ている青 赤 黒のボールは その色だけで区別されるものではなくなり 青いゴムボール 赤いスポンジボール 黒いビリヤード球として感じられます すでに可能な技術です ちょっとお見せしましょう
This is really the first time this is shown live in front of a public grand audience, so hopefully this works. So what you see here is an atlas of anatomy and the robogami haptic interface. So, like all the other reconfigurable robots, it multitasks. Not only is it going to serve as a mouse, but also a haptic interface.
これを一般の方の前で ライブ公開するのは 本当に初めてで うまくいくといいのですが ここに示すのは解剖学の人体図と ロボガミの触覚インターフェイスです 他の再構成可能なロボットと同様に 複数の作業をします マウスと同じように操作できるだけでなく 触覚インターフェイスとして機能します
So for example, we have a white background where there is no object. That means there is nothing to feel, so we can have a very, very flexible interface. Now, I use this as a mouse to approach skin, a muscular arm, so now let's feel his biceps, or shoulders. So now you see how much stiffer it becomes. Let's explore even more. Let's approach the ribcage. And as soon as I move on top of the ribcage and between the intercostal muscles, which is softer and harder, I can feel the difference of the stiffness. Take my word for it. So now you see, it's much stiffer in terms of the force it's giving back to my fingertip.
たとえば物体のない白い背景部分では 何も触るものがないので インターフェイスの反応は とてもスムーズです マウスのように操作して 肌や 筋肉質の腕のほうに移動して 上腕二頭筋や 肩を触ってみましょう 固くなったのが 分かると思います もう少し調べてみましょう 胸郭に近づいてみましょう 肋骨の上か 肋間筋の上かで 柔らかくなったり 固くなったりし 固さの違いを感じることができます 本当ですよ ご覧のように 私の指に対して 固いあるいは強い力で 押し戻してきます
So I showed you the surfaces that aren't moving. How about if I were to approach something that moves, for example, like a beating heart? What would I feel?
動いていない表面についてお見せしましたが 動いているものに 近づいたらどうでしょうか? たとえば拍動する心臓ではどうでしょう? 何か感じられるでしょうか?
(Applause)
(拍手)
This can be your beating heart. This can actually be inside your pocket while you're shopping online. Now you'll be able to feel the difference of the sweater that you're buying, how soft it is, if it's actually cashmere or not, or the bagel that you're trying to buy, how hard it is or how crispy it is. This is now possible.
自分の心臓の脈だって取れます オンラインショッピングを楽しんでいる時に ポケットに入れておけば 買おうとしているセーターの感触の違いや どんな柔らかさなのか カシミアかどうかも分かり あるいは買おうとしているベーグルが どのくらいの固さか カリカリの程度も分かるのです もうできるようになっています
The robotics technology is advancing to be more personalized and adaptive, to adapt to our everyday needs. This unique specie of reconfigurable robotics is actually the platform to provide this invisible, intuitive interface to meet our exact needs. These robots will no longer look like the characters from the movies. Instead, they will be whatever you want them to be.
このロボット技術は皆さんの日常のニーズに 合わせて パーソナライズされ 適応できるよう進化しています 再構成可能なこの独特なロボットは 視覚的でない直感的なインターフェイスを ニーズに的確に合わせて提供する プラットフォームです そのようなロボットの姿はもはや 映画で描かれるようなものではなく 皆さんの望み通りのものになるのです
Thank you.
ありがとうございました
(Applause)
(拍手)