Can you solve the killer robo-ants riddle? - Dan Finkel

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TED-Ed


下の英語字幕をダブルクリックすると動画を再生できます。

翻訳: Noriko Yasumoto 校正: Tomoyuki Suzuki
00:06
The good news is that your experimental robo-ants
0
6993
2715
いいニュースは ロボット蟻の試作が
00:09
are a success!
1
9708
1470
成功したことです
00:11
The bad news is that you accidentally
2
11178
2120
悪いニュースは 手違いで
00:13
just gave them the ability to shoot deadly lasers
3
13298
3020
そのロボットに破壊レーザーを 発射する機能が備わった上に
00:16
…and you can’t turn it off.
4
16318
1490
スイッチを切れないことです
00:17
You have five minutes to stop them
5
17808
2040
破壊レーザーが作動するまでの5分間で ロボットを停止しなくてはなりません
00:19
before the lasers go online.
6
19848
2290
破壊レーザーが作動するまでの5分間で ロボットを停止しなくてはなりません
00:22
Until then,
7
22138
830
00:22
all of your robo-ants will walk
8
22968
1830
それまでの間
全てのロボット蟻たちは
00:24
inside their habitat at a speed of
9
24798
2200
毎分ちょうど1mの速さで 行動区域内を歩いています
00:26
exactly 1 meter per minute.
10
26998
2220
毎分ちょうど1mの速さで 行動区域内を歩いています
00:29
If they bump into each other or hit a dead end,
11
29218
2590
他の蟻に出くわしたり 行き止まりにぶつかったりすると
00:31
they’ll instantly turn around
12
31808
1610
即座に向きを変え
00:33
and walk back the way they came.
13
33418
1980
来た道を戻って行きます
00:35
When five minutes are up,
14
35398
895
5分経過したら
00:36
they’ll turn on their lasers,
15
36293
1485
ロボットたちは破壊レーザーを発動し 逃亡し
00:37
break free,
16
37778
1050
ロボットたちは破壊レーザーを発動し 逃亡し
00:38
and stream out into the world,
17
38828
1640
世界へ散らばり
00:40
carving a path of destruction as they go.
18
40468
2510
その行く先ざきに がれきの山を築きます
00:42
Your one chance to stop them is to insert
19
42978
2300
それを阻止するために取りうる 唯一の手段は
00:45
the two emergency vacuum nozzles into the habitat
20
45278
3610
2本の緊急用バキュームノズルを 行動区域に差し込み
00:48
and suck the ants up before they break free.
21
48888
3700
蟻が逃げ出す前に吸い上げるという 方法です
00:52
The nozzles can press into any one location
22
52588
2560
ノズルは行動区域の上面を覆う膜の どの位置にでも差し込むことができ
00:55
in the habitat through a membrane covering
23
55148
2340
ノズルは行動区域の上面を覆う膜の どの位置にでも差し込むことができ
00:57
its front side, and any ants that walk past
24
57488
2970
そこを通り過ぎる全ての蟻が
01:00
will be sucked up and deactivated.
25
60458
2690
吸い上げられ 動作を止められます
01:03
You can’t move the nozzles once they’re placed
26
63148
2250
一度ノズルを設置したら もう動かすことはできません
01:05
without leaving a hole that the robo-ants
27
65398
2540
動かしたら ロボット蟻の逃げ道となる穴を
01:07
would pour out of, so choosing the
28
67938
1830
開けることなるので そうならないよう
01:09
right spots will be key.
29
69768
2220
適切な挿入箇所を 決めることが重要です
01:11
The habitat is made out of meter-long tubes.
30
71988
2800
行動区域は 1mの管を組み合わせて 成り立っています
01:14
When the robots reach an intersection,
31
74788
2230
ロボットが交差点に到達すると
01:17
they will pick randomly whether to go
32
77018
1960
左へ、右へ、前へと 規則性なく進みます
01:18
left, right, or forward.
33
78978
1590
左へ、右へ、前へと 規則性なく進みます
01:20
They only go backward if they hit
34
80568
2580
後ろへ進むのは
01:23
hit another robo-ant or a dead end.
35
83148
2380
他のロボット蟻や行き止まりに 出くわした時だけです
01:25
Unfortunately, there are hundreds of them
36
85528
2670
困ったことに 区域内には何百匹もの 蟻がいますが 1匹でも逃げ出したら
01:28
inside the habitat, and if even one escapes,
37
88198
2700
困ったことに 区域内には何百匹もの 蟻がいますが 1匹でも逃げ出したら
01:30
it’ll do a lot of damage.
38
90898
2190
甚大な被害をもたらします
01:33
With just less than five minutes remaining,
39
93088
2140
たった5分という 限られた時間内で
01:35
where should you place the 2 vacuum nozzles
40
95228
2910
全てのロボット蟻を吸い上げるには 2本のバキュームノズルを
01:38
to suck up all the robo-ants?
41
98138
2168
どこに入れるべきでしょうか?
01:40
Pause the video now if you want to figure it out for yourself.
42
100306
3534
自力で答えを出したい方は この動画を一時停止してください
01:43
Answer in: 3
43
103840
1570
答えまで あと3秒
01:45
Answer in: 2
44
105410
1291
2秒
01:46
Answer in: 1
45
106701
1574
1秒
01:48
With robo-ants ricocheting all over the habitat,
46
108275
3090
無数のロボット蟻が行動区域の中を 縦横無尽に動き回っているので
01:51
it might seem impossible to stop them
47
111365
1780
蟻たちの逃亡を阻止するのは 不可能に思えるかもしれません
01:53
before they break free.
48
113145
1500
蟻たちの逃亡を阻止するのは 不可能に思えるかもしれません
01:54
But this situation is simpler than it seems.
49
114645
2860
しかし 状況は 思いのほか シンプルなのです
01:57
Here's why.
50
117505
1190
ご説明しましょう
01:58
Imagine just two robo-ants crawling
51
118695
2220
ロボット蟻が2匹だけ 互いに 向かい合って進む様子を思い浮かべてください
02:00
toward each other.
52
120915
1360
ロボット蟻が2匹だけ 互いに 向かい合って進む様子を思い浮かべてください
02:02
When they collide, they immediately
53
122275
1990
その2匹がぶつかると 即座に向きを変えます
02:04
reverse directions.
54
124265
1200
その2匹がぶつかると 即座に向きを変えます
02:05
And what would that sequence of events look
55
125465
1870
仮に向きを変えずに前に進むとしたら 一連の事象はどうなるでしょう?
02:07
like if they crawled past each other instead?
56
127335
3010
仮に向きを変えずに前に進むとしたら 一連の事象はどうなるでしょう?
02:10
It would look exactly the same before
57
130345
3100
そうしても見かけ上 ぶつかる前後で 状況は全く変わりませんが
02:13
and after their collision, but with
58
133445
1990
そうしても見かけ上 ぶつかる前後で 状況は全く変わりませんが
02:15
their positions swapped.
59
135435
2270
2匹の位置が入れ替わっています
02:17
This is true every time a pair of robo-ants meet.
60
137705
3010
それは どの2匹のロボット蟻が いつどこで出くわしても同じです
02:20
Because the identities of individual ants
61
140715
2570
個々の蟻を識別する必要はなく
02:23
don’t matter, you just need to figure out where
62
143285
2020
個々の蟻を識別する必要はなく
02:25
you should put the nozzles to capture
63
145305
2140
1匹の蟻を区域内の どんな位置からスタートさせても
02:27
any single ant walking without interruption
64
147445
2640
1匹の蟻を区域内の どんな位置からスタートさせても
02:30
for less than 5 minutes, starting from
65
150085
2380
衝突のない想定で5分以内に捕獲できるように ノズルを置く場所を見つければ良いのです
02:32
any point in the habitat.
66
152465
1690
衝突のない想定で5分以内に捕獲できるように ノズルを置く場所を見つければ良いのです
02:34
That’s much easier to conceptualize and solve.
67
154155
3500
こう考えると 全体像を把握しやすくなり 解決へと近づきます
02:37
Placing the nozzles at intersections where
68
157655
2630
3本又は4本の管が交わる交差点に ノズルを入れるのが最も確実なようです
02:40
three or four tubes meet seems like your best bet
69
160285
3060
3本又は4本の管が交わる交差点に ノズルを入れるのが最も確実なようです
02:43
since that’s where the robo-ants might otherwise
70
163345
2500
蟻は交差点で方向を変えるので そうしないと
02:45
change directions and miss your nozzles.
71
165845
2710
ノズルのある場所を通らない 可能性があるからです
02:48
There are only four intersections…
72
168555
2400
交差点は4箇所だけですが・・・
02:50
which two should you pick?
73
170955
1840
選ぶべき2箇所はどこでしょう?
02:52
The top right intersection has to be one of them.
74
172795
2680
右上の交差点は 選ぶべきです
02:55
If it isn’t, an ant crawling down from
75
175475
2370
そこに入れなければ この交差点から 行き止まりに向かって進む蟻がいたとすると
02:57
this intersection toward the dead end would
76
177845
2720
そこに入れなければ この交差点から 行き止まりに向かって進む蟻がいたとすると
03:00
crawl for four minutes to get back to the
77
180565
2190
その蟻は4分でこの交差点に戻り
03:02
intersection, and then go in any of three
78
182755
2520
少なくとも残り1分の間は どの方向にも進むことができます
03:05
directions, walking for at least another minute.
79
185275
3070
少なくとも残り1分の間は どの方向にも進むことができます
03:08
Once you’ve placed a nozzle in the top right,
80
188345
2120
右上の交差点にノズルを入れたら
03:10
the only other choice that has a chance
81
190465
2150
残りの交差点のうち 成功する見込みのある もう1箇所は 左下の交差点のみです
03:12
to work is the bottom left.
82
192615
1930
残りの交差点のうち 成功する見込みのある もう1箇所は 左下の交差点のみです
03:14
To see that this works, imagine an ant
83
194545
2700
確認のため 区域内の任意の位置にいる 1匹の蟻を考えてみましょう
03:17
anywhere else in the habitat.
84
197245
1910
確認のため 区域内の任意の位置にいる 1匹の蟻を考えてみましょう
03:19
Worst case scenario, the ant would start
85
199155
2860
最悪のシナリオは 蟻のスタート地点が
03:22
right next to the vacuum nozzle, marching away from it.
86
202015
3210
ノズルのすぐ傍にあり そこから離れて進んで行く場合です
03:25
But in all those worst cases, the ant would march
87
205225
3160
しかし そんな最悪の場合でも 蟻は
03:28
for at most 4 meters before being sucked
88
208385
2920
最長でも4m進めば バキュームに吸われます
03:31
up into the vacuum.
89
211315
1540
最長でも4m進めば バキュームに吸われます
03:32
No other choice of two intersection points
90
212855
3060
これ以外の交差点2か所を選ぶと
03:35
is guaranteed to get all the robo-ants
91
215915
2470
全てのロボット蟻を5分以内に 捕獲することが保証されません
03:38
within five minutes.
92
218385
1570
全てのロボット蟻を5分以内に 捕獲することが保証されません
03:39
Having vacuumed them all up, you’ve
93
219955
2610
破壊ロボット蟻をすっかり始末して
03:42
averted a major crisis.
94
222565
1710
最大の危機を回避しました
03:44
Before you mess with robo-ants again,
95
224275
2820
ロボット蟻に 再び手を焼くことにならないよう
03:47
you’ll want to have a robo-anteater ready.
96
227095
2360
ロボットアリクイを 整備しておきたいものです
03:49
And wouldn’t it be cool if it could
97
229455
1370
空を飛び 火を吹くロボットアリクイがいたら ステキではありませんか?
03:50
fly and breathe fire?
98
230825
1920
空を飛び 火を吹くロボットアリクイがいたら ステキではありませんか?
03:52
There’s no way that could go wrong!
99
232745
2320
悲惨な結果に終わることは 絶対にありません
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