Meet the dazzling flying machines of the future | Raffaello D'Andrea

翻訳: Yuko Masubuchi 校正: Yasushi Aoki

What started as a platform for hobbyists

元は趣味の道具だったものが

is poised to become a multibillion-dollar industry.

数十億ドル規模の産業に なろうとしています

Inspection, environmental monitoring, photography and film and journalism:

調査 環境モニタリング 写真 映画 報道

these are some of the potential applications for commercial drones,

これは商用ドローンの 応用例ですが

世界中の研究施設で 開発されている能力が

and their enablers are the capabilities being developed

at research facilities around the world.

それを可能にしています

For example, before aerial package delivery

例えばドローン宅配便が

一般の関心を引く ようになる以前に

entered our social consciousness,

an autonomous fleet of flying machines built a six-meter-tall tower

フランスのFRACセンターでは

聴衆の目の前で 自律飛行ロボットが

composed of 1,500 bricks

1500個のレンガで ６メートルの塔を建てています

in front of a live audience at the FRAC Centre in France,

and several years ago, they started to fly with ropes.

数年前には ロープを持って飛び始め

By tethering flying machines,

繋がれた飛行ロボットが

they can achieve high speeds and accelerations in very tight spaces.

ごく狭い空間で 高速飛行や 加速を行えるようになり

They can also autonomously build tensile structures.

伸縮性の構造物も 自律的に作れます

Skills learned include how to carry loads,

ドローンが身に付けてきた技術には 荷物運搬

how to cope with disturbances,

制御喪失状態への対応や

and in general, how to interact with the physical world.

一般に外界と相互作用する 方法があります

Today we want to show you some new projects that we've been working on.

今日は 現在手がけている 新プロジェクトを紹介します

Their aim is to push the boundary of what can be achieved

自律飛行で 可能なことの限界を

押し広げよう というのが狙いです

with autonomous flight.

Now, for a system to function autonomously,

システムが自律的に 働くためには

it must collectively know the location of its mobile objects in space.

各移動体の空間的位置を 集合的に把握する必要があります

チューリッヒ工科大学の 我々の研究室では

Back at our lab at ETH Zurich,

we often use external cameras to locate objects,

物体の位置把握を 外部カメラですることで

which then allows us to focus our efforts

高度にダイナミックな作業を

on the rapid development of highly dynamic tasks.

短期開発することに 集中できました

For the demos you will see today, however,

今日ご覧いただく実演では

we will use new localization technology developed by Verity Studios,

我々の研究室からスピンオフした ベリティー・スタジオが開発した

a spin-off from our lab.

新しい測位技術を 使います

There are no external cameras.

外部カメラはなく

Each flying machine uses onboard sensors to determine its location in space

各飛行体に 空間における 自分の位置を把握するセンサーと

取るべき行動を決定する コンピューターを搭載しています

and onboard computation to determine what its actions should be.

外から与える指示は

The only external commands are high-level ones

｢離陸せよ｣｢着陸せよ」といった 高水準のものだけです

such as "take off" and "land."

This is a so-called tail-sitter.

これは「テイルシッター」と 呼ばれるもので

It's an aircraft that tries to have its cake and eat it.

２つの相反する要求を 実現します

Like other fixed-wing aircraft, it is efficient in forward flight,

他の固定翼機と同様に

ヘリコプター型のものと比べ 効率よく水平飛行できます

much more so than helicopters and variations thereof.

Unlike most other fixed-wing aircraft, however,

しかし固定翼機の多くとは違って

it is capable of hovering,

ホバリングが可能です

which has huge advantages for takeoff, landing

これにより離着陸が容易で

多様な使い方ができます

and general versatility.

There is no free lunch, unfortunately.

しかし利点がただで 手に入るわけではなく

One of the limitations with tail-sitters

テイルシッターの 欠点の１つは

is that they're susceptible to disturbances such as wind gusts.

突風のような 大気の乱れに弱いことです

We're developing new control architectures and algorithms

その点を補うための 新たな制御機構と

アルゴリズムを 開発しています

that address this limitation.

The idea is for the aircraft to recover

基本的な方針は

no matter what state it finds itself in,

どのような状態からでも 制御を回復できるようにすること

and through practice, improve its performance over time.

また 経験から性能を改善できる ようにするということです

(Applause)

（拍手）

OK.

よし

When doing research,

研究においては

we often ask ourselves fundamental abstract questions

私たちはよく 問題の核心を突くような

that try to get at the heart of a matter.

根本的で抽象的なことを 自問します

For example, one such question would be,

例えば こんな質問です

what is the minimum number of moving parts needed for controlled flight?

飛行制御には可動部分が 最低いくつ必要か？

Now, there are practical reasons

この答えを 知りたいと思う

why you may want to know the answer to such a question.

実用的な理由があります

Helicopters, for example,

例えばヘリコプターは

are affectionately known as machines with a thousand moving parts

何千もの可動部分が ひしめいていて

all conspiring to do you bodily harm.

人を傷つけようとする機械として お馴染みです

It turns out that decades ago,

何十年か前に

熟練パイロットが 遠隔操作に成功した飛行機には

skilled pilots were able to fly remote-controlled aircraft

that had only two moving parts:

可動部分がたった２つ

a propeller and a tail rudder.

プロペラと方向舵 しかありませんでした

最近 我々は可動部分を １つにできることを発見しました

We recently discovered that it could be done with just one.

This is the monospinner,

これは｢モノスピナー｣で

the world's mechanically simplest controllable flying machine,

構造的に最もシンプルな 制御飛行可能な機体です

invented just a few months ago.

ほんの数か月前に 開発しました

It has only one moving part, a propeller.

可動部分はたった１つ プロペラだけです

It has no flaps, no hinges, no ailerons,

フラップも 蝶番も 補助翼もなく

no other actuators, no other control surfaces,

作動装置も 操縦翼面も 一切ありません

just a simple propeller.

プロペラが１枚だけです

Even though it's mechanically simple,

機械的にはシンプルでも

there's a lot going on in its little electronic brain

安定した姿勢で 自由に飛べるようにするために

to allow it to fly in a stable fashion and to move anywhere it wants in space.

中の電子頭脳では 複雑なことをしています

Even so, it doesn't yet have

それでもまだ テイルシッターの

the sophisticated algorithms of the tail-sitter,

精巧なアルゴリズムには 及ばず

which means that in order to get it to fly,

これを飛ばすためには

上手く投げ上げてやる 必要があります

I have to throw it just right.

And because the probability of me throwing it just right is very low,

皆さんが注目する中で 私に上手く投げられる確率は

given everybody watching me,

ごく低いので

what we're going to do instead

それはやめておき

昨晩撮影したビデオを ご覧いただきましょう

is show you a video that we shot last night.

(Laughter)

(笑)

(Applause)

（拍手）

If the monospinner is an exercise in frugality,

モノスピナーが 質素を追求する試みだとすると

this machine here, the omnicopter, with its eight propellers,

このプロペラが８枚ある オムニコプターは

is an exercise in excess.

過剰を追求する試みです

What can you do with all this surplus?

この過剰分で何ができるか？

The thing to notice is that it is highly symmetric.

注目すべきは その高い対称性です

As a result, it is ambivalent to orientation.

結果として 方向性が曖昧になり

This gives it an extraordinary capability.

驚くべき能力が もたらされました

It can move anywhere it wants in space

空間を自由に飛び回れ

irrespective of where it is facing

どっちを向いていようと

and even of how it is rotating.

どう回転していようと お構いなしです

これには固有の 複雑さがあり

It has its own complexities,

mainly having to do with the interacting flows

それは主に ８枚のプロペラによる

from its eight propellers.

気流の干渉のためです

Some of this can be modeled, while the rest can be learned on the fly.

ある部分はモデル化できますが 残りは経験から学ばせる必要があります

Let's take a look.

ご覧ください

(Applause)

（拍手）

If flying machines are going to enter part of our daily lives,

飛行ロボットが 日常生活の一部になるためには

they will need to become extremely safe and reliable.

極めて高い安全性と信頼性が 必要とされます

This machine over here

あそこにあるのは

is actually two separate two-propeller flying machines.

プロペラ２枚の機体 ２台でできています

This one wants to spin clockwise.

こっちは時計回りに回転し

This other one wants to spin counterclockwise.

もう一方は 反時計回りに回転します

When you put them together,

一緒にすると

they behave like one high-performance quadrocopter.

１機の高性能クワッドコプターとして 振る舞います

If anything goes wrong, however --

もし モーターや プロペラや 電気系統や バッテリーパックに

a motor fails, a propeller fails, electronics, even a battery pack --

問題が生じても

the machine can still fly, albeit in a degraded fashion.

性能を下げつつ 飛行を続けることができます

We're going to demonstrate this to you now by disabling one of its halves.

実際に１機の動作を 止めてみましょう

(Applause)

（拍手）

This last demonstration

最後にご覧いただくのは

is an exploration of synthetic swarms.

人工的な群れを作る試みです

The large number of autonomous, coordinated entities

多数の協調する 自律的な機体が

offers a new palette for aesthetic expression.

美的表現のための 新しいパレットとなります

We've taken commercially available micro quadcopters,

市販の小型クワッドコプターを 使っていて

each weighing less than a slice of bread, by the way,

食パン１枚より 軽くできています

and outfitted them with our localization technology

それに私たちの測位技術と

and custom algorithms.

専用アルゴリズムを 付けました

Because each unit knows where it is in space

各々が自分の位置を認識して

自律制御しているので

and is self-controlled,

there is really no limit to their number.

機体数には制限が まったくありません

(Applause)

（拍手）

(Applause)

（拍手）

(Applause)

（拍手）

Hopefully, these demonstrations will motivate you to dream up

今日の実演が 多くの人に 飛行ロボットのための

new revolutionary roles for flying machines.

革命的役割を思い描く 刺激になればと思います

That ultrasafe one over there for example

例えば あの極めて安全な 飛行ロボットには

has aspirations to become a flying lampshade on Broadway.

ブロードウェイを舞う 空飛ぶランプシェードになる夢があります

(Laughter)

（笑）

The reality is that it is difficult to predict

実際のところ 生まれたばかりの技術の

影響を予測するのは困難です

the impact of nascent technology.

And for folks like us, the real reward is the journey and the act of creation.

私たちのような者にとって何よりの報酬は 創作の行為と過程そのものにあります

It's a continual reminder

いつも感じるのは

of how wonderful and magical the universe we live in is,

我々の住む宇宙は 実に素晴らしく 驚きに満ちていて

that it allows creative, clever creatures

創造性に富んだ 賢い生き物には

to sculpt it in such spectacular ways.

このように壮観なやり方で 世界を作り替えていけるということです

The fact that this technology

この技術に商業的・経済的に

has such huge commercial and economic potential

大きな可能性があるというのは

おまけのようなものです

is just icing on the cake.

Thank you.

ありがとうございました

(Applause)

（拍手）