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米粒のサイズのロボットを作る理由

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    私は私の学生と一緒に
    極小ロボットに取り組んでいます
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    皆さんもよくご存知の生き物の
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    ロボット版だと考えて下さい
    アリです
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    アリをはじめ このサイズの昆虫が
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    かなりすごい能力を持っているのは
    ご承知のとおりです
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    ピクニックのときに
    アリなどの昆虫の群れが
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    ポテトチップスを引っ張っているのを
    見たことがあるでしょう
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    このようなアリを作る
    真の困難とは何でしょう？
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    まずはじめに
    アリの能力をどうやって
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    同じサイズのロボットに
    搭載すればいいのでしょう？
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    これほど小さいものを
    どうやって動かすかを
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    まず考えなければなりません
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    脚や効率のよいモーターなどで
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    運動を支える必要がありますし
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    センサーや動力源や制御装置で
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    半自動制御のアリのロボットを
    動くようにしなければなりません
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    最後に これらを
    機能的にするためには
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    たくさん集まって より大きな作業を
    できるようにしなければなりません
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    可動性から始めましょう
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    昆虫は非常にうまく動き回ります
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    このビデオはカリフォルニア大学のものです
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    ゴキブリが
    とても凹凸の多い表面を
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    転ばずに歩いています
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    これはゴキブリの脚が
    従来ロボットに使われていたような固い物質と
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    やわらかい物質の
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    組み合わせでできているからです
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    ジャンプも小さい生き物の動き方として
    面白いものです
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    ばねに貯めたエネルギーを
    素早く解放することで
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    たとえば 水から飛び出るような
    大きな力を得ています
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    私の研究室が成し遂げた
    大きな貢献のひとつは
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    固い物質とやわらかい物質を
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    とても小さいメカニズムに
    混在させるということです
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    ジャンプのメカニズムは
    幅４ミリほどで
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    とても小さいです
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    固い物質はシリコンで
    やわらかい物質はシリコンラバーです
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    基本的な考えとしては
    これを収縮させて
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    ばねにエネルギーを貯め
    解放してジャンプするというものです
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    ですから モーターも動力源も
    搭載されていません
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    これを動かすのに必要な方法論は
    私の研究室で
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    「大学院生とピンセット」と
    呼んでいるものです　(笑)
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    次のビデオでは
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    これが非常によく
    跳躍する様子が見られます
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    こちらは件のピンセットを持った
    大学院生のアーロンですが
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    ここでは大きさ４mmのメカニズムが
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    高さ40cmもジャンプしているのが
    わかります
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    これは大きさの100倍にも及ぶ高さです
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    壊れることなく
    テーブルにバウンドしています
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    これは非常に堅固です
    もちろんとても小さいので
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    失くさないよう
    気を付けなければいけません
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    ですが最終的にこれにも
    モーターを搭載したいので
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    研究室の学生たちは
    小さい自動制御ロボットに搭載する
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    １mm単位のモーターに取り組んでいます
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    しかし可動性を考慮して
    このサイズのものを始動させるために
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    ちょっとずるいですが
    磁石を使っています
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    これはマイクロロボットの脚になるものです
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    接続部がシリコンラバーで
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    外の磁場によって動かされている
    埋め込まれた磁石が
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    見えると思います
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    これが先ほどお見せした
    ロボットにつながります
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    このロボットによって
    解明される興味深いことは
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    この大きさの昆虫の動き方です
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    ゴキブリからゾウに至るまで
    あらゆるものの動き方の
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    とてもいいモデルになるのです
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    皆走るときには
    少し飛び跳ねるように動きますが
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    とても小さい場合は
    脚と地面の間に働く力の方が
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    体の体積よりも運動に影響します
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    そのために飛び跳ねるように動くのです
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    これはまだうまく動きませんが
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    もう少し大きいもので
    走り回れるものを作りました
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    これは１立法cmの大きさで
    幅１cmで とても小さいです
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    １秒に全長10個分
    走り回るようにしたので
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    秒速10cmです
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    この大きさにしては
    かなり速いですが
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    試験環境に限りがあったため
    この速さが限界です
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    でも動き方については
    わかったと思います
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    障害物を越えることのできる
    3Dプリンターで作ったものもあります
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    先ほどのゴキブリに
    よく似ていますね
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    最終的にはすべてを
    搭載したいと思っています
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    センサーや動力源 制御装置や
    作動装置もすべて搭載したいのですが
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    すべてが生き物に由来している
    必要はありません
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    このロボットは
    タブレット菓子くらいの大きさです
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    この場合 動き回るための
    磁石や筋肉の代わりに
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    ロケットを使います
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    これはマイクロ加工された
    エネルギー物質で
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    数ピクセル分作って
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    このロボットのおなかに
    つけることができます
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    そうすると 光が強くなるのを
    感じてジャンプするのです
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    次のビデオは私のお気に入りです
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    300mgのロボットが
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    ８cmほどジャンプしているのが
    わかります
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    大きさはたったの
    4mm x 4mm x 7mmです
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    最初にエネルギーが放出されたときに
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    大きな光が出て
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    ロボットが空中を浮遊しているのが
    わかりますね
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    大きな光が出て
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    ロボットが空中をジャンプしています
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    このロボットにはロープも
    ワイヤーもついていません
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    すべてが搭載され
    学生がそばにあるデスクランプを
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    つけたことに反応して
    ジャンプしたのです
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    ですから 走ったり這い回ったり
    ジャンプしたり転げまわる
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    このサイズのロボットですごいことが
    できることが想像できるでしょう
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    地震のような自然災害のあとで
    出る瓦礫を考えてみてください
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    こうした小さなロボットが
    瓦礫の周りを走り回って
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    生存者を探せたらどうでしょう
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    あるいは 小さなロボットが
    たくさん橋の周りを走り回って
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    安全性を確認するのはどうでしょう
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    ミネアポリス近郊で
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    2007年に起こったようなことは
    起こらないでしょう
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    あなたの血管を泳ぎまわれるような
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    ロボットがあったらどうか
    想像してみてください
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    アイザック・アシモフの
    『ミクロの決死圏』みたいでしょ？
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    開腹しないでロボットが
    手術できたらどうでしょうか？
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    シロアリのように動き回る
    小さなロボットがあれば
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    建設方法を大きく
    変化させられるかもしれません
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    シロアリはアフリカやオーストラリアで
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    他のシロアリと一緒に住むための
    とても換気のいい 高さ８mもの
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    山を作るのです
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    小さなロボットでできることの
    可能性をいくつか
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    お見せしました
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    いくらか進歩したとはいえ
    まだまだ道は長いですが
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    あなた方の中に この道に
    貢献できる人がいることを願います
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    ありがとうございました
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    (拍手)
Title:
米粒のサイズのロボットを作る理由
Speaker:
サラ・バーグブライター
Description:

アリのような昆虫の動きや身体を研究することで、サラ・バーグブライターと彼女の率いるチームは、大変に堅固で、この上なく小さい機械の虫を作り上げ…それにロケットを付けました。マイクロロボティクスにおける驚くべき発展を目にし、このとても小さなお助けロボットが将来利用されるかもしれない３つの方法について、耳を傾けてみましょう。
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
06:06

Japanese subtitles

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