Skylar Tibbits: Can we make things that make themselves?

スカイラー・ティビッツ：自己構築する物をつくる事は可能か？

翻訳: Yuki Okada 校正: Hidetoshi Yamauchi

Today I'd like to show you

今日は皆さんに

the future of the way we make things.

物づくりの未来をお見せします

I believe that soon our buildings and machines

私はやがて建物や機械が

will be self-assembling,

自己組織化するようになり 自ら複製や

replicating and repairing themselves.

修復をするようになると信じています

So I'm going to show you

これから

what I believe is the current state of manufacturing,

私が信じる 物づくりの現状と

and then compare that to some natural systems.

それらに対する自然界のシステムを比較します

So in the current state of manufacturing, we have skyscrapers --

物づくりの現状として 高層ビルが例に挙げられます

two and a half years [of assembly time],

建築期間は２年半

500,000 to a million parts,

部品数は50万から100万個

fairly complex,

かなり複雑であり 鋼鉄やコンクリート

new, exciting technologies in steel, concrete, glass.

ガラスにおける最新の素晴らしい技術でできています

We have exciting machines

私たちが持つ宇宙に運ぶ

that can take us into space --

素晴らしい機械は

five years [of assembly time], 2.5 million parts.

製造期間が５年 部品数は250万個です

But on the other side, if you look at the natural systems,

一方で 自然界のシステムに目を向けると

we have proteins

200万種類もの

that have two million types,

タンパク質が

can fold in 10,000 nanoseconds,

1万ナノ秒のうちに折り畳んだり

or DNA with three billion base pairs

30億塩基対のDNAが

we can replicate in roughly an hour.

およそ１時間以内に複製が出来たりします

So there's all of this complexity

このように自然界のシステムには

in our natural systems,

こんなに多くの複雑性が存在していますが

but they're extremely efficient,

これらは極めて効率が良く

far more efficient than anything we can build,

私たちがつくるものよりもはるかに

far more complex than anything we can build.

効率的で複雑なのです

They're far more efficient in terms of energy.

エネルギーの観点からもずっと効率的です

They hardly ever make mistakes.

これらは滅多にミスをしません

And they can repair themselves for longevity.

そして状態を保つ為に自己修復が可能です

So there's something super interesting about natural systems.

このように自然界のシステムには大変興味深い点があります

And if we can translate that

そしてこれらを

into our built environment,

私たちの構築した環境に取り入れられれば

then there's some exciting potential for the way that we build things.

物づくりに面白い可能性が備わります

And I think the key to that is self-assembly.

そしてその鍵となるのは自己組織化です

So if we want to utilize self-assembly in our physical environment,

物理環境において自己組織化を活用する場合

I think there's four key factors.

４つの要素があると考えます

The first is that we need to decode

１つは 建物や機械などといった

all of the complexity of what we want to build --

私たちが作りたいあらゆる複雑なものを

so our buildings and machines.

復元する必要があります

And we need to decode that into simple sequences --

そして簡単な配列に復元する必要があります

basically the DNA of how our buildings work.

つまり建物がどのように機能するかといったDNAです

Then we need programmable parts

次にそれらの配列を用いて

that can take that sequence

折り畳んだり 再構成するための

and use that to fold up, or reconfigure.

プログラム可能な部品が必要です

We need some energy that's going to allow that to activate,

それらを稼働させ 部品をプログラムによって

allow our parts to be able to fold up from the program.

折り畳めるようにするためのエネルギーが必要です

And we need some type of error correction redundancy

そして 一種の冗長なエラー修正機能によって

to guarantee that we have successfully built what we want.

望んだ物がうまく組み立てられたか保証するものが必要です

So I'm going to show you a number of projects

それでは 私と私のMITの同僚たちが

that my colleagues and I at MIT are working on

この自己組織化した未来を実現するために

to achieve this self-assembling future.

取り組んでいるプロジェクトを紹介します

The first two are the MacroBot and DeciBot.

始めの２つはMacroBotとDeciBotです

So these projects are large-scale reconfigurable robots --

これらは大型の再構成可能ロボットで

8 ft., 12 ft. long proteins.

縦幅2.5メートル 横幅3.5メートルもの物体で構成されています

They're embedded with mechanical electrical devices, sensors.

機械電子機器やセンサーが内蔵されており

You decode what you want to fold up into,

実現したい折り畳み方法を

into a sequence of angles --

角度を表す配列で復元します

so negative 120, negative 120, 0, 0,

マイナス120度 マイナス120度 0度 0度

120, negative 120 -- something like that;

120度 マイナス120度 といった感じです

so a sequence of angles, or turns,

このような角度を表す配列に

and you send that sequence through the string.

配線を通してこの配列を送信します

Each unit takes its message -- so negative 120 --

それぞれのユニットがこのメッセージを受信し マイナス120度なら

it rotates to that, checks if it got there

このように回転し 到達したか確認後

and then passes it to its neighbor.

次のユニットの入力待ちとなります

So these are the brilliant scientists,

彼らがこのプロジェクトに参加している

engineers, designers that worked on this project.

素晴らしい科学者やエンジニア そしてデザイナーです

And I think it really brings to light:

私は本当に実現すると考えています

Is this really scalable?

これは本当に拡張性があるでしょうか？

I mean, thousands of dollars, lots of man hours

この2.5メートルものロボットの製作に

made to make this eight-foot robot.

膨大なお金と 手間がかかりました

Can we really scale this up? Can we really embed robotics into every part?

本当にこれが拡張し 全ての部品にロボット工学を組み込めるでしょうか？

The next one questions that

次のロボットでは それを命題に

and looks at passive nature,

受動的な性質 もしくは

or passively trying to have reconfiguration programmability.

受動的に再構成プログラミング能力を獲得させようとしています

But it goes a step further,

さらに一歩進んで

and it tries to have actual computation.

実際に演算能力を持たせようとしています

It basically embeds the most fundamental building block of computing,

これにコンピューティングの最も基本的な

the digital logic gate,

要素であるデジタルロジックゲートを

directly into your parts.

部品の中に直接組み込んでいます

So this is a NAND gate.

これがNANDゲートです

You have one tetrahedron which is the gate

コンピューティングを行うゲートである

that's going to do your computing,

四面体が１つあり

and you have two input tetrahedrons.

２つ入力用の四面体があります

One of them is the input from the user, as you're building your bricks.

一方が部品を組み立てるユーザーの入力用に使われ

The other one is from the previous brick that was placed.

もう一方が前に設置された部品の入力用です

And then it gives you an output in 3D space.

そして３次元空間上に出力を行います

So what this means

これが何を意味するかというと

is that the user can start plugging in what they want the bricks to do.

ユーザーが部品の動作を指示することができるということです

It computes on what it was doing before

これは前に行ったことと

and what you said you wanted it to do.

ユーザーの指示を演算します

And now it starts moving in three-dimensional space --

そしてこのように３次元空間を

so up or down.

上下に動き始めます

So on the left-hand side, [1,1] input equals 0 output, which goes down.

左側では 入力[１,１]は 出力０のため 下に向き

On the right-hand side,

右側では

[0,0] input is a 1 output, which goes up.

入力[０,０]は 出力１のため 上に向かいます

And so what that really means

これが本当に意味するのは

is that our structures now contain the blueprints

この構造物には 今や私たちが作りたい物の

of what we want to build.

設計図が含まれているということです

So they have all of the information embedded in them of what was constructed.

作り上げられるべき物の全ての情報が組み込まれているのです

So that means that we can have some form of self-replication.

これはつまり 自己複製のようなことが行えることを意味します

In this case I call it self-guided replication,

このようなものを私は 自己誘導複製と呼んでいます

because your structure contains the exact blueprints.

これに完全な設計図が含まれているからです

If you have errors, you can replace a part.

エラーがあれば 一部を取り替えることができます

All the local information is embedded to tell you how to fix it.

全ての局所情報は修復用に組み込まれています

So you could have something that climbs along and reads it

従って例えば 平行して動作し データを読み込み

and can output at one to one.

出力を行うようなことができるでしょう

It's directly embedded; there's no external instructions.

情報は直接組み込まれており 外部命令に依存しません

So the last project I'll show is called Biased Chains,

最後にお見せするプロジェクトは Biased Chainsと呼びます

and it's probably the most exciting example that we have right now

これは おそらく受動的自己組織化システムにおける

of passive self-assembly systems.

最も面白い例であるといえます

So it takes the reconfigurability

再構築機能を持ち

and programmability

プログラミング要素があり

and makes it a completely passive system.

完全に受動的なシステムです

So basically you have a chain of elements.

物体の鎖があるとします

Each element is completely identical,

それぞれの物体は全く同一であり

and they're biased.

それらは偏っています

So each chain, or each element, wants to turn right or left.

それぞれの鎖 もしくは物体は 左右に動こうとします

So as you assemble the chain, you're basically programming it.

鎖の組み立ては 基本的にはプログラミングに相当します

You're telling each unit if it should turn right or left.

それぞれのユニットに左に曲がるか 右に曲がるか伝えているのです

So when you shake the chain,

そして鎖を振ると

it then folds up

プログラムした

into any configuration that you've programmed in --

あらゆる構造に折り畳まれます

so in this case, a spiral,

この場合は 螺旋ですし

or in this case,

この場合では

two cubes next to each other.

２つの正四面体が重なっています

So you can basically program

このようにあらゆる

any three-dimensional shape --

３次元形状 もしくは１次元 ２次元のものを

or one-dimensional, two-dimensional -- up into this chain completely passively.

この鎖で受動的にプログラムすることができます

So what does this tell us about the future?

では これが示す未来とは何でしょうか？

I think that it's telling us

私が思うに これによって

that there's new possibilities for self-assembly, replication, repair

物理的構造や建築 機械に対し自己組織化や

in our physical structures, our buildings, machines.

複製 修復といった新たな可能性をもたらすと考えます

There's new programmability in these parts.

これらに新しくプログラミング要素が付与され

And from that you have new possibilities for computing.

コンピューティングの新しい可能性が生まれるのです

We'll have spatial computing.

空間コンピューティングが可能です

Imagine if our buildings, our bridges, machines,

建築や橋 機械などあらゆる部品が

all of our bricks could actually compute.

演算能力を持つことを想像してください

That's amazing parallel and distributed computing power,

並列で分散的な驚くべき演算能力であり

new design possibilities.

新しいデザインの可能性が広がります

So it's exciting potential for this.

このようにこれは素晴らしい潜在能力を持っています

So I think these projects I've showed here

ご紹介したこれらのプロジェクトは

are just a tiny step towards this future,

そんな未来に向けてのほんの小さな一歩です

if we implement these new technologies

これらの新しい技術を新たな自己組織化世界に

for a new self-assembling world.

向けて導入できればと考えます

Thank you.

ありがとうございました

(Applause)

（拍手）