Return to Video

大きな潜在能力を持った小さなロボット

  • 0:02 - 0:04
    （マーク・ミスキン）
    これはワムシです
  • 0:04 - 0:07
    微生物で 大きさは
    髪の毛の太さぐらいです
  • 0:07 - 0:10
    海水 淡水 地球上のあらゆる所に
    生息しています
  • 0:10 - 0:13
    このワムシは食べ物を探しています
  • 0:14 - 0:16
    これを初めて見たのは
    ８歳ぐらいの時のことで
  • 0:16 - 0:18
    とても衝撃的でした
  • 0:18 - 0:20
    この素晴らしい
    小さな生き物は
  • 0:20 - 0:22
    狩りをして 泳いで
  • 0:22 - 0:24
    生活しているのです
  • 0:24 - 0:27
    でもワムシの世界全体は
    １滴の池の水の中に収まります
  • 0:28 - 0:32
    （ポール・マキューエン）小さなワムシは
    本当に凄いことを教えてくれます
  • 0:32 - 0:34
    このような機械が造れるのだと―
  • 0:34 - 0:37
    機能的で 複雑で 賢く
  • 0:37 - 0:40
    しかも非常に小さくまとまり
  • 0:40 - 0:43
    目に見えないくらい
    小さい機械ができるはずなのです
  • 0:44 - 0:47
    技術者としての私は
    本当に感心してしまいます
  • 0:48 - 0:50
    こんな生き物が創造出来るなんて
  • 0:50 - 0:54
    感心する一方で 正直
    少し羨ましい気持ちもあります
  • 0:55 - 0:58
    自然界に出来るんだから
    私達にだって出来るはず
  • 0:59 - 1:00
    私達が小さなロボットを
    造れないはずはない
  • 1:01 - 1:04
    このアイデアを思いついたのは
    私だけではありません
  • 1:04 - 1:06
    実際 この数年の間に
  • 1:06 - 1:11
    世界中の研究者が
    小さなロボットを造ろうとしています
  • 1:11 - 1:14
    目に見えないほど小さい物です
  • 1:15 - 1:17
    今日私達がお話しするのは
  • 1:17 - 1:19
    コーネル大学での試みと
  • 1:19 - 1:21
    ペンシルバニア大学での試みです
  • 1:21 - 1:23
    小さなロボットを
    造ろうとしています
  • 1:24 - 1:26
    とにかく それがゴールです
  • 1:27 - 1:28
    どうすればいいのか
  • 1:29 - 1:31
    どうやって小さなロボットを
    造ればいいのか
  • 1:31 - 1:35
    パブロ・ピカソが
    最初のヒントをくれました
  • 1:36 - 1:37
    ピカソ曰く―
  • 1:37 - 1:39
    ［良い芸術家は真似をするが
    偉大な芸術家は盗む］
  • 1:39 - 1:40
    （笑）
  • 1:40 - 1:42
    「良い芸術家は真似をするが
    偉大な芸術家は盗む」
  • 1:42 - 1:44
    （笑）
  • 1:44 - 1:46
    何から盗むのでしょうか
  • 1:46 - 1:48
    信じ難いかもしれませんが
  • 1:48 - 1:52
    小さなロボット造りに必要な
    技術は 既に存在しています
  • 1:52 - 1:55
    半導体業界はどんどん進歩していて
  • 1:55 - 1:57
    ますます小さなデバイスを
    生み出しています
  • 1:57 - 2:01
    現時点では
    100万ほどのトランジスタを
  • 2:01 - 2:06
    単細胞生物のゾウリムシが入る程の
    大きさに収めることができます
  • 2:07 - 2:09
    電子部品だけではなく
  • 2:09 - 2:11
    小さなセンサーや
  • 2:11 - 2:12
    LEDや
  • 2:12 - 2:16
    通信に必要な物全てを
    見えない程小さくまとめることが可能です
  • 2:17 - 2:19
    そこで造ることにしました
  • 2:19 - 2:20
    そういった技術を盗むのです
  • 2:21 - 2:22
    これがロボットです
  • 2:22 - 2:24
    （笑）
  • 2:24 - 2:26
    ロボットには ２つの部位があります
  • 2:26 - 2:28
    頭と脚です
  • 2:28 - 2:29
    ［頭脳を盗む］
  • 2:29 - 2:32
    （笑）
  • 2:33 - 2:35
    これを 脚なしロボットと呼びます
  • 2:35 - 2:37
    変な名前かもしれませんが
  • 2:37 - 2:40
    脚がなくても結構いけてます
  • 2:40 - 2:43
    実際 ほとんどの人が
    今も脚なしロボットを持っています
  • 2:44 - 2:48
    スマホは世界で最も成功した
    脚なしロボットです
  • 2:48 - 2:52
    たった15年で
    世界中を席巻しました
  • 2:52 - 2:53
    当然ですよね
  • 2:53 - 2:56
    非常に美しい小さな機械です
  • 2:56 - 2:57
    驚くほどの知性を持ち
  • 2:57 - 2:59
    高度な通信技術も備えています
  • 2:59 - 3:02
    しかも片手に収まるのです
  • 3:03 - 3:05
    こんな物を造りたいのです
  • 3:05 - 3:07
    ただ 細胞ぐらいのサイズで
  • 3:07 - 3:09
    ゾウリムシの大きさにしたい
  • 3:09 - 3:11
    これです
  • 3:11 - 3:13
    これが 細胞サイズのスマホです
  • 3:13 - 3:15
    見た目は スマホと同じですが
  • 3:15 - 3:18
    大きさは約１万分の１です
  • 3:18 - 3:20
    「OWIC」と言います
  • 3:20 - 3:23
    ［光無線集積回路］
  • 3:23 - 3:25
    宣伝しているわけではありませんよ
  • 3:25 - 3:28
    （笑）
  • 3:28 - 3:30
    これだけでも素晴らしい物です
  • 3:30 - 3:32
    OWICには
    いくつもの部品があります
  • 3:32 - 3:34
    上から見ていきましょう
  • 3:34 - 3:37
    小さな太陽電池があり
    デバイスに光を当てると
  • 3:37 - 3:39
    中央にある小さな回路が
    反応します
  • 3:39 - 3:43
    この回路は非常に小さなLEDを
    動かすことができます
  • 3:43 - 3:46
    LEDが点滅すると
    OWICと通信できます
  • 3:46 - 3:47
    スマホとは異なり
  • 3:47 - 3:49
    OWICは光を使って通信します
  • 3:49 - 3:52
    いわば小さなホタルです
  • 3:52 - 3:55
    OWICが非常に優れているのは
  • 3:55 - 3:57
    １つ１つ造るわけではなく
  • 3:57 - 3:58
    ハンダ付けが不要なことです
  • 3:59 - 4:01
    大規模に並行して造るのです
  • 4:01 - 4:03
    例えば 約100万個のOWICを
  • 4:03 - 4:06
    １枚の４インチウエハーに
    搭載できます
  • 4:06 - 4:08
    スマホに色々なアプリを
    入れられるように
  • 4:08 - 4:10
    色々なOWICを搭載できます
  • 4:10 - 4:12
    電圧を測定する物
  • 4:12 - 4:14
    気温を測定する物
  • 4:14 - 4:18
    小さなライトを点滅させて
    見つけやすくしてくれる物など
  • 4:18 - 4:21
    小さいけど すごいのです
  • 4:21 - 4:24
    もう少し詳しくご説明しますが
  • 4:24 - 4:27
    その前に お話ししたいことがあります
  • 4:27 - 4:31
    １セント硬貨について
    あまり知られてないことです
  • 4:31 - 4:33
    これは古い１セント硬貨です
  • 4:33 - 4:35
    裏はリンカーン記念館です
  • 4:35 - 4:37
    まず ご存知でないと思われるのは
  • 4:37 - 4:40
    拡大すると その中央に
  • 4:40 - 4:42
    リンカーンが見えることです
  • 4:42 - 4:45
    この近くにある
    実際のリンカーン記念館と同じです
  • 4:45 - 4:47
    絶対にご存知ないことは
  • 4:47 - 4:49
    さらに拡大すると
  • 4:49 - 4:51
    (笑)
  • 4:51 - 4:55
    リンカーンの胸元に
    OWICがあることです
  • 4:55 - 4:57
    （笑）
  • 4:57 - 4:59
    すごいのは
  • 4:59 - 5:02
    一日中見つめていても
    絶対に見えないのです
  • 5:03 - 5:05
    裸眼では見えません
  • 5:05 - 5:07
    OWICは非常に小さく
  • 5:07 - 5:09
    このように並行生産するので
  • 5:09 - 5:12
    OWICは１個あたり
    １セントもかからないのです
  • 5:13 - 5:17
    このデモで最も高価なのは
    ステッカーです
  • 5:17 - 5:18
    「OWIC」と書いてあります
  • 5:18 - 5:21
    （笑）
  • 5:23 - 5:25
    ステッカーの値段は約８セントです
  • 5:25 - 5:27
    （笑）
  • 5:28 - 5:32
    こういった物にワクワクするのには
    色々と理由があります
  • 5:32 - 5:35
    例えば セキュリティーのための
    スマート・タグとしても使えます
  • 5:35 - 5:37
    指紋よりも正確に
    本人を特定できます
  • 5:37 - 5:39
    実際にOWICを
    他の医療機器の中に入れて
  • 5:39 - 5:41
    情報を提供しています
  • 5:41 - 5:43
    脳内に埋め込むことも検討中です
  • 5:43 - 5:45
    個別のニューロンを
    把握するためです
  • 5:46 - 5:48
    ただ OWICには
    ひとつだけ問題があります
  • 5:50 - 5:51
    ロボットではないのです
  • 5:51 - 5:52
    頭しかありません
  • 5:52 - 5:53
    （笑）
  • 5:53 - 5:55
    だって そうですよね
  • 5:55 - 5:58
    脚がないロボットなんて
    ロボットとは言えません
  • 6:00 - 6:02
    脚がないということは
    何もないと同然ですから
  • 6:03 - 6:06
    （マーク）さて ロボットを造るなら
    脚も必要ですね
  • 6:06 - 6:11
    でも ここでは単に既存の技術を
    盗む訳にいきません
  • 6:11 - 6:15
    小さなロボットに脚を付けたければ
    アクチュエータという駆動装置が必要です
  • 6:15 - 6:17
    これには 色々と要件があります
  • 6:17 - 6:19
    低電圧であること
  • 6:19 - 6:21
    低電力でもあること
  • 6:21 - 6:23
    それから 一番大切なのは　
    小さいこと
  • 6:23 - 6:27
    細胞サイズのロボットなので
    脚も細胞サイズでないといけない
  • 6:27 - 6:29
    誰もそんなものを
    作ったことがなく
  • 6:29 - 6:32
    要求を全て満たす
    既存の技術はありませんでした
  • 6:32 - 6:34
    小さなロボットの脚を造るためには
  • 6:34 - 6:36
    新たに造る必要がありました
  • 6:36 - 6:38
    そこで これを造りました
  • 6:38 - 6:40
    これはアクチュエータで
    電圧をかけているところです
  • 6:40 - 6:44
    そうすると
    ご覧の通り 丸まります
  • 6:44 - 6:45
    大したことないと思うでしょうが
  • 6:45 - 6:49
    赤血球をスクリーンに写すと
    こんなに大きいのです
  • 6:49 - 6:51
    丸まっている部分は
    驚くほど小さいのです
  • 6:51 - 6:52
    こんなに小さいのに
  • 6:52 - 6:56
    このデバイスは問題なく曲がったり
    伸びたりして 壊れません
  • 6:56 - 6:57
    どうやって造るのか？
  • 6:57 - 7:00
    アクチュエータは
    プラチナの層から造ります
  • 7:00 - 7:01
    原子10個分ほどの厚さです
  • 7:01 - 7:04
    プラチナを水に入れて
  • 7:04 - 7:05
    電圧をかけると
  • 7:05 - 7:08
    水の原子が プラチナの表面から
    離れたり くっついたりします
  • 7:08 - 7:09
    水の原子が プラチナの表面から
    離れたり くっついたりします
  • 7:09 - 7:11
    かける電圧によって変わります
  • 7:11 - 7:12
    これが力となるので
  • 7:12 - 7:15
    この力を使って
    電圧で作動制御ができます
  • 7:15 - 7:18
    ここで大切だったのは
    すべてを超薄くすることでした
  • 7:18 - 7:20
    薄ければ
    アクチュエータが柔軟なので
  • 7:20 - 7:22
    小さく曲げても壊れず
  • 7:22 - 7:24
    僅かな力でも動きます
  • 7:24 - 7:27
    たった１つの原子層の着脱の力で
    十分なのです
  • 7:27 - 7:29
    これも１つずつ造る必要はありません
  • 7:29 - 7:33
    実際 OWICと同様に
    並行して大量に生産できます
  • 7:34 - 7:36
    こちらは約数千個の
    アクチュエータで
  • 7:36 - 7:38
    電圧をかけるだけで
  • 7:38 - 7:40
    全部が波打ちます
  • 7:40 - 7:43
    まるで未来のロボット軍団の脚のようですね
  • 7:43 - 7:46
    （笑）
  • 7:46 - 7:49
    これで頭も脚も揃いました
  • 7:49 - 7:51
    頭脳もアクチュエータも確保しました
  • 7:51 - 7:53
    OWICが頭脳です
  • 7:53 - 7:55
    OWICには センサーと動力源があり
  • 7:55 - 7:58
    双方向の光通信システムがあります
  • 7:58 - 8:00
    プラチナ層が脚で
  • 8:00 - 8:02
    ロボットを動かしてくれます
  • 8:02 - 8:04
    これで ２つの部分をくっつけて
  • 8:04 - 8:07
    小さな 小さなロボットを
    造り始められます
  • 8:07 - 8:09
    最初は 単純な物を造りました
  • 8:09 - 8:11
    このロボットは
    ユーザー制御で歩き回ります
  • 8:11 - 8:14
    中央に太陽電池があり
    配線が繋がっています
  • 8:15 - 8:16
    これがOWICです
  • 8:16 - 8:18
    プラチナ層を付けた
    ２本の脚に繋がっていて
  • 8:18 - 8:20
    上に載せた硬いパネルで
  • 8:20 - 8:23
    脚の曲がり具合や形を
    指示します
  • 8:23 - 8:26
    特定の太陽電池に
    レーザーを照射し
  • 8:26 - 8:28
    どの脚を動かすかを選択すると
  • 8:28 - 8:31
    ロボットが歩き回ります
  • 8:31 - 8:33
    当然 これらも１つずつ造らず
  • 8:33 - 8:35
    並行して大量に生産します
  • 8:35 - 8:39
    １枚の４インチウエハー上に
    約100万のロボットを造れます
  • 8:39 - 8:41
    例えば この左側の画像に
    写っているチップに
  • 8:41 - 8:44
    約１万個のロボットが
    搭載されています
  • 8:44 - 8:46
    私たちの世界はマクロですので
  • 8:46 - 8:49
    新しいマイクロプロセッサかと
    思うでしょう
  • 8:49 - 8:52
    でも このチップを顕微鏡で見ると
  • 8:52 - 8:56
    何千もの小さなロボットが見えるのです
  • 8:56 - 8:58
    ロボットはまだ固定され
  • 8:58 - 9:00
    ウエハー表面に付着したままです
  • 9:00 - 9:03
    歩き回るためには
    解放する必要があります
  • 9:03 - 9:07
    ロボット軍団を解放するところを
    ライブでお見せしたかったのですが
  • 9:07 - 9:10
    そのためには非常に危険な
    化学物質が必要です
  • 9:10 - 9:13
    本当に危険な物質です
  • 9:13 - 9:16
    しかも ここはホワイトハウスまで
    たった1.6キロ程
  • 9:16 - 9:18
    だから ダメだと言われました
  • 9:18 - 9:19
    そこでー
  • 9:19 - 9:21
    （笑）
  • 9:21 - 9:24
    代わりにビデオをお見せします（笑）
  • 9:25 - 9:28
    ここに写っているのは
    ロボット展開の最終段階です
  • 9:28 - 9:30
    化学物質を使って
  • 9:30 - 9:32
    ロボットの下の基板を
    エッチングします
  • 9:32 - 9:35
    基板が溶解すると ロボットは解き放たれ
    最終的な形になります
  • 9:35 - 9:38
    ご覧の通り 収率は約90％ですので
  • 9:38 - 9:41
    造った１万個のロボットの
    ほとんど全部が
  • 9:41 - 9:44
    展開・制御可能になるのです
  • 9:44 - 9:47
    このロボットは 色々な所で使えます
  • 9:47 - 9:50
    左側の動画をご覧いただくと
    水の中にロボットがあります
  • 9:50 - 9:54
    ピペットを使えば
    全部吸い上げることができます
  • 9:55 - 9:57
    ピペットから
    再度ロボットを放出しても
  • 9:57 - 9:58
    皆 大丈夫です
  • 9:58 - 10:00
    ロボットは非常に小さいので
  • 10:00 - 10:04
    最も細い皮下注射針も
    通ることができます
  • 10:04 - 10:06
    もし お望みなら
  • 10:06 - 10:09
    ロボットを沢山注射することも可能です
  • 10:09 - 10:10
    （笑）
  • 10:11 - 10:12
    試してもいいみたいですね
  • 10:12 - 10:14
    （笑）
  • 10:15 - 10:18
    右側は 池の水の中に入れたロボットです
  • 10:18 - 10:20
    ちょっとだけお待ちください
  • 10:20 - 10:22
    わっ！
  • 10:22 - 10:26
    見えましたか？
    サメではなく ゾウリムシでした
  • 10:26 - 10:29
    こんな世界で生きているのです
  • 10:29 - 10:30
    それはいいとして
  • 10:30 - 10:33
    まだ知りたいことが残っていますね
  • 10:33 - 10:34
    「実際に歩くの？」
  • 10:34 - 10:39
    歩けるという話でしたよね
    実際に確かめてみましょう
  • 10:39 - 10:41
    ロボットの中央に
    太陽電池があります
  • 10:41 - 10:43
    小さな長方形です
  • 10:43 - 10:46
    スライドの一番上の太陽電池を
    ご覧ください
  • 10:46 - 10:49
    小さい白い点が見えますよね？
    レーザーの点です
  • 10:49 - 10:52
    レーザーを切り換えると
    どうなるかご覧ください
  • 10:52 - 10:54
    ロボットの別の太陽電池に当てます
  • 10:58 - 10:59
    さあ 動いた！
  • 10:59 - 11:01
    （拍手）
  • 11:02 - 11:03
    やった！
  • 11:03 - 11:07
    （拍手）
  • 11:08 - 11:11
    ロボットがミクロの世界を
    行進して行きます
  • 11:12 - 11:14
    この動画で
    ご覧いただきたいのは
  • 11:14 - 11:17
    私が実際にロボットを
    動かしている点です
  • 11:17 - 11:22
    ６ヶ月間 小さなロボットに
    レーザーを当てることが僕の仕事で
  • 11:22 - 11:24
    ミクロの世界を歩かせていました
  • 11:24 - 11:26
    実際に僕の仕事だったのです
  • 11:26 - 11:29
    世界中で
    一番カッコいい仕事でした
  • 11:29 - 11:30
    （笑）
  • 11:30 - 11:32
    興奮に浸っていました
  • 11:32 - 11:34
    不可能を実現しているって
  • 11:35 - 11:38
    驚嘆の気持ちは
    初めて顕微鏡を覗いて
  • 11:38 - 11:40
    ワムシを見た
    子供のときと同じでした
  • 11:40 - 11:44
    僕は父親で 息子がいます　
    今３歳です
  • 11:44 - 11:47
    ある日 彼も同じように
    顕微鏡を覗くでしょう
  • 11:48 - 11:49
    こう考えることがあります
  • 11:50 - 11:51
    息子は何を見るのだろう？と
  • 11:52 - 11:54
    ミクロの世界を観察するだけでなく
  • 11:54 - 11:57
    人間は 今やミクロの世界を形成する
    技術を作ることができます
  • 11:57 - 12:00
    ミクロと交流し 操作する
    技術を作れるのです
  • 12:00 - 12:04
    30年後 息子が大人になった時
    その能力をどう使っているか？
  • 12:05 - 12:10
    小さなロボットが 細菌と同じように
    血流に住んでいるのでしょうか？
  • 12:11 - 12:13
    農作物に住み 害虫駆除を
    しているでしょうか？
  • 12:14 - 12:18
    感染症を察知したり
    がん細胞をやっつけているでしょうか？
  • 12:20 - 12:21
    （ポール）すごいことに
  • 12:21 - 12:24
    皆さんはこの革命に参加できるのです
  • 12:24 - 12:25
    今から10年後に
  • 12:25 - 12:30
    新しいiPhone 15x Motoか何かを
    購入すると
  • 12:30 - 12:31
    （笑）
  • 12:31 - 12:34
    小さな瓶に入った
    数千の小さなロボットがついてきて
  • 12:34 - 12:37
    携帯電話のアプリで
    コントロールできるかもしれません
  • 12:37 - 12:41
    ゾウリムシに乗りたいなら
    乗ってみるのも良し
  • 12:41 - 12:45
    世界最小のロボットの
    ダンスパーティーのDJをするも良し
  • 12:46 - 12:47
    何だって できます
  • 12:47 - 12:48
    （笑）
  • 12:48 - 12:52
    私は その日が来るのを
    楽しみにしています
  • 12:52 - 12:53
    （マーク）ありがとうございました
  • 12:53 - 12:57
    （拍手）
Title:
大きな潜在能力を持った小さなロボット
Speaker:
ポール・マキューエンとマーク・ミスキン
Description:

ロボット研究者のポール・マキューエンとマーク・ミスキンと一緒にミクロの世界を巡りましょう。彼らは微細な脚で動く、細胞１つ分ほどに小さいマイクロロボットをどうやって設計し、大量に生産しているか説明してくれます。将来、マイクロロボットは、農作物の病気と戦ったり、個別のニューロンレベルで脳の研究を行うために「操作」可能になりうると２人は語ります。
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
13:10

Japanese subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.