Robert Full: The secrets of nature's grossest creatures, channeled into robots

ロバート・フル: 自然界で最も不快な生き物にヒントを得たロボット

翻訳: Yasushi Aoki 校正: Eriko T

Even nature's most disgusting creatures

自然界で最も不快な 生き物にも

have important secrets,

大きなヒントが 隠されています

but who would want a swarm of cockroaches

押し寄せる ゴキブリの群れなど

coming towards them?

思うだにゾッとするでしょうけど—

Yet one of the greatest differences between natural and human technologies

自然物と人工物の 大きな違いは

relates to robustness.

ロバスト性です

Robust systems are stable in complex

ロバストなシステムは 複雑な新しい環境でも

and new environments.

安定を保てます

Remarkably, cockroaches can self-stabilize

ゴキブリは でこぼこの地面を 驚くほど

running over rough terrain.

安定を保って 走り抜けられます

When we put a jet pack on them,

ジェットパックを 付けたり

or give them a perturbation like an earthquake,

地震のような 震動の中に置いた時でも

we discovered that their wonderfully tuned legs

絶妙な足並みによって

allow them to self-stabilize

安定を維持できます

without using any of their brainpower.

脳みそを使うこともなく

They can go over complex terrain like grass,

草の上のような複雑な地形でも 問題なし

no problem, and not get destabilized.

バランスを崩す こともありません

We discovered a new behavior where,

新たに発見した 行動ですが

because of their shape,

体の形を生かし

they actually roll automatically to their side

体を自然に傾けて

to go through this artificial test bit of grass.

人工の草の間を すり抜けています

Robust systems can perform multiple tasks

ロバストなシステムは 同じ体の構造を使って

with the same structure.

様々なタスクに 対応できます

Here's a new behavior we've discovered.

これも新たに発見した 行動ですが

The animals rapidly invert and disappear

急速に反転して 身を隠しています

in less than 150 milliseconds — you never see them —

150ミリ秒以内です 私たちが見失うわけです

using the same structures that they use to run, their legs.

走るのと同じ脚を使って こなしています

They can run upside down

竿や枝やワイヤを伝って

very rapidly on rods, branches and wires,

逆さのまま 素早く走ることもできます

and if you perturb one of those branches,

その枝を揺すってやると

they can do this.

こんな芸当をします

They can perform gymnastic maneuvers

現在のロボットでは 真似できない

like no robot we have yet.

体操技をこなせるのです

And they have nearly unlimited

同じ体の構造を使って

maneuverability with that same structure

数限りない 身のこなしができ

and unprecedented access to a variety

様々な異なる状況に

of different areas.

驚くほどよく 対応できます

They have wings for flying when they get warm,

暖かい時には飛べる 羽を持っていますが

but they use those same wings to flip over

同じ羽を ひっくり返った時に

if they get destabilized.

起き上がるためにも 使います

Very effective.

とても効果的です

Robust systems are also fault tolerant and fail-safe.

ロバストなシステムは耐障害性が高く 問題が生じても機能を維持できます

This is the foot of a cockroach.

これはゴキブリの足で

It has spines, gluey pads and claws,

とげや ベタベタした肉球や かぎ爪がありますが

but if you take off those feet,

この部分を取ってしまっても

they can still go over rough terrain,

下の映像のように

like the bottom video that you see,

でこぼこの地面を 走ることができます

without hardly slowing down. Extraordinary.

スピードもほとんど変わりません 大したものです

They can run up mesh without their feet.

足先がなくても 網をよじ登れます

Here's an animal using a normal, alternating tripod:

これは６本脚での 歩き方ですが

three legs, three legs, three legs,

交互に３本ずつ 動かしています

but in nature, the insects often have lost their legs.

しかし自然界では 脚を失うこともあります

Here's one moving with two middle legs gone.

これは真ん中の２本なしで 移動しています

It can even lose three legs, in a tripod,

脚を３本失って ３本脚になっても

and adopt a new gait, a hopping gait.

はねるような新しい歩き方を 身につけます

And I point out that all of these videos

指摘しておきたいのは 映像はすべて

are slowed down 20 times,

20倍スロー再生していることで

so they're actually really fast, when you see this.

実際には ものすごく速いんです

Robust systems are also damage resistant.

ロバストシステムはまた ダメージに対しても強い

Here's an animal climbing up a wall.

ゴキブリが壁を 登るところです

It looks like a rapid, smooth, vertical climb,

一見スムーズに素早く 登り出しているように見えますが

but when you slow it down,

スロー再生すると

you see something very different.

想像と違っているのが 分かります

Here's what they do.

ゴキブリがどうしているかというと

They intentionally have a head-on collision with the wall

スピードを落とさないために わざと壁に正面からぶつかり

so they don't slow down and can transition up it

75ミリ秒以内で

in 75 milliseconds.

方向転換しているのです

And they can do this in part because they have

このようなことができるのも

extraordinary exoskeletons.

極めて優れた外骨格を 持っているからです

And they're really just made up of compliant joints

管や板と

that are tubes and plates

それを継ぎ合わせる 柔軟な関節だけで

connected to one another.

作られたものです

Here's a dissection of an abdomen of a cockroach.

これはゴキブリの腹部を 解剖しているところです

You see these plates, and you see the compliant membrane.

硬い板と柔軟な膜で できているのが分かります

My engineering colleague at Berkeley

バークレーの工学部にいる同僚が

designed with his students

学生と一緒に

a novel manufacturing technique

新しい製造技術を 開発しました

where you essentially origami the exoskeleton,

外骨格の折り紙とも 言うべきもので

you laser cut it, laminate it,

レーザーで切り抜き

and you fold it up into a robot.

継ぎ合わせて ロボットを折るのです

And you can do that now in less than 15 minutes.

15分以内に 組み立てることができます

These robots, called DASH,

これはDASH —

for Dynamic Autonomous Sprawled Hexapod,

動的自律匍匐式６脚ロボットです

are highly compliant robots,

とても柔軟性があります

and they're remarkably robust as a result

これらの性質により

of these features.

とても頑丈です

They're certainly incredibly damage resistant.

ダメージに対して とても強いのです

(Laughter)

(笑)

They even have some of the behaviors of the cockroaches.

ゴキブリの動作も いくつかこなせます

So they can use their smart, compliant body

よくデザインされた 柔軟な体を使って

to transition up a wall

シンプルな方法で

in a very simple way.

壁に対し上向きに 方向転換できます

They even have some of the beginnings

あの反転して

of the rapid inversion behavior

身を隠す動きすら

where they disappear.

やってのけます

Now we want to know why they can go anywhere.

ゴキブリが どこへでも

We discovered that they can go through

入り込めるのは ３ミリの隙間を

three-millimeter gaps,

通り抜けられるからだと 分かりました

the height of two pennies, two stacked pennies,

１ペンス硬貨２枚分です

and when they do this,

しかも

they can actually run through those confined spaces

この狭い隙間の中を

at high speeds,

素早く移動できるんです

although you never see it.

実際に目にすることは ないでしょうが

To understand it better,

もっとよく理解しようと

we did a CT scan of the exoskeleton

外骨格をCTスキャンに かけたんですが

and showed that they can compress their body

体を40%以上

by over 40 percent.

圧縮できることが 示されています

We put them in a materials testing machine

材料試験装置に入れて

to look at the stress strain analysis

応力ひずみ解析したところ

and showed that they can withstand forces

ゴキブリは 体重の800倍の

800 times their body weight,

力にも耐えられ

and after this they can fly and run

この後も 普通に飛んだり

absolutely normally.

走ったりできました

So you never know where

好奇心に突き動かされた研究が

curiosity-based research will lead,

どこに辿り着くか わかりません

and someday you may want a swarm

いつか ゴキブリから—

of cockroach-inspired robots

アイデアを得た ロボットの群れに

to come at you.

来て欲しいと願う時が あるかもしれません

(Laughter)

(笑)

Thank you.

どうもありがとうございました

(Applause)

(拍手)