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(Applause)
( 拍手 )
So, the first robot to talk about is called STriDER.
最初にご紹介するロボットはSTriDERです
It stands for Self-excited Tripedal Dynamic Experimental Robot.
「三脚動的自励式試作ロボット」という意味です
It's a robot that has three legs, which is inspired by nature.
3本脚のロボットで自然からヒントを得ました
But have you seen anything in nature, an animal that has three legs?
でも自然界に3本脚の生き物なんていたでしょうか ?
Probably not. So, why do I call this a biologically inspired robot? How would it work?
たぶんいないでしょうではなぜ ? どんな風に動くのでしょう ?
But before that, let's look at pop culture.
それをご説明する前にポップカルチャーにちょっと目を向けましょう
So, you know H.G. Wells' "" War of the Worlds, "" novel and movie.
H G ウェルズの「宇宙戦争」の小説と映画はご存じでしょう
And what you see over here is a very popular video game, and in this fiction they describe these alien creatures that are robots that have three legs that terrorize Earth.
今映っているのは人気ゲームの一場面ですこの架空の物語の中では地球を脅かす宇宙人が 3本脚ロボットとして描かれています
But my robot, STriDER, does not move like this.
でも私のロボット STriDERはこんな風には動きません
So, this is an actual dynamic simulation animation.
これは動的シミュレーションの動画です
I'm just going to show you how the robot works.
ロボットがどんな風に動くかご覧ください
It flips its body 180 degrees and it swings its leg between the two legs and catches the fall.
ボディを180度反転させています 1本の脚を他の2本の脚の間に通し倒れ込むのを支えます
So, that's how it walks. But when you look at us human being, bipedal walking, what you're doing is you're not really using a muscle to lift your leg and walk like a robot. Right?
こんな風に歩くわけです人が二足歩行するときだって筋肉を使って脚を持ち上げてロボットみたいに歩くわけではありません
What you're doing is you really swing your leg and catch the fall, stand up again, swing your leg and catch the fall.
実際には脚を振って倒れるのを支え立ち上がり脚を振って倒れるのを支え … という具合にやっています
You're using your built-in dynamics, the physics of your body, just like a pendulum.
体自体の重みや物理的な特性をちょうど振り子のように利用しているのです
We call that the concept of passive dynamic locomotion.
私たちはこれを受動動的移動と呼んでいます
What you're doing is, when you stand up, potential energy to kinetic energy, potential energy to kinetic energy.
私たちが歩くときも同じです位置エネルギーから運動エネルギーへ位置エネルギーから運動エネルギーへ
It's a constantly falling process.
繰り返し落下するプロセスです
So, even though there is nothing in nature that looks like this, really, we were inspired by biology and applying the principles of walking to this robot. Thus it's a biologically inspired robot.
だから自然界にこんな生き物はいないにしても実際に生物からヒントを得て生物が歩く原理を応用しているのですだから生物をヒントにして作ったロボットというわけです
What you see over here, this is what we want to do next.
これは私たちが次にやりたいと思っていることです
We want to fold up the legs and shoot it up for long-range motion.
脚を畳んで遠くへ打ち出します
And it deploys legs — it looks almost like "" Star Wars "" — when it lands, it absorbs the shock and starts walking.
それから脚を出しますスターウォーズみたいですね着地時はショックを吸収し歩き出します
So we have two prototypes.
プロトタイプを2つ作りました
The first version, in the back, that's STriDER I.
最初に作ったのが後ろにあるSTriDER Iで
The one in front, the smaller, is STriDER II.
手前にある小さいのがSTriDER IIです
The problem that we had with STriDER I is it was just too heavy in the body. We had so many motors, you know, aligning the joints, and those kinds of things.
STriDER Iの問題は重すぎることです関節の調整などに使うモーターがたくさん入っていたためです
So, we decided to synthesize a mechanical mechanism so we could get rid of all the motors, and with a single motor we can coordinate all the motions.
それで機械的な機構を統合し 1つのモーターですべての動作を制御できるようにしました
It's a mechanical solution to a problem, instead of using mechatronics.
メカトロニクスを使わずに機械的なもので問題を解決したのです
So, with this now the top body is light enough. So, it's walking in our lab; this was the very first successful step.
新しい方は本体が軽いのでラボの中でも動かせます成功した第一歩でした
It's still not perfected — its coffee falls down — so we still have a lot of work to do.
まだまだ完璧ではありませんのでやるべきことはたくさんあります
The second robot I want to talk about is called IMPASS.
次のロボットはIMPASSです
It stands for Intelligent Mobility Platform with Actuated Spoke System.
「作動スポークシステムによる知的移動プラットフォーム」の略です
So, it's a wheel-leg hybrid robot.
車輪と脚のハイブリッドになっています
So, think of a rimless wheel or a spoke wheel, but the spokes individually move in and out of the hub; so, it's a wheel-leg hybrid.
リムのない車輪あるいはスポークでできた車輪だと考えてくださいスポークが個々に動いてハブを出入りします車輪と脚の組み合わせです
We are literally re-inventing the wheel here.
文字通り「車輪を再発明」したわけです
Let me demonstrate how it works.
動いているところをお見せしましょう
So, in this video we're using an approach called the reactive approach.
この映像では反応的アプローチを取っています
Just simply using the tactile sensors on the feet, it's trying to walk over a changing terrain, a soft terrain where it pushes down and changes.
足の触覚センサーを使って押すとへこむ柔らかい変化する地形の上を歩いています
And just by the tactile information, it successfully crosses over these type of terrain.
触覚センサーの情報をたよりにうまく柔らかい地形を移動しています
You probably haven't seen anything like this out there.
こんなものをご覧になったのはきっと初めてでしょう
This is a very high mobility robot that we developed called IMPASS.
私たちが開発した超高機動性ロボットIMPASSです
Ah, isn't that cool?
ほら ! すごいでしょう ?
When you drive your car, when you steer your car, you use a method called Ackermann steering.
自動車の運転ではアッカーマンステアリングと呼ばれる方法が使われます
The front wheels rotate like this.
前輪がこの様に曲がります
For most small wheeled robots, they use a method called differential steering where the left and right wheel turns the opposite direction.
小さな車輪を持つロボットでは多くの場合差動ステアリングを使います左の車輪と右の車輪を逆向きに回転させるのです
For IMPASS, we can do many, many different types of motion.
IMPASSの場合様々な異なるタイプの動きをさせることができます
For example, in this case, even though the left and right wheel is connected with a single axle rotating at the same angle of velocity.
例えば左右の車輪が1つの車軸でつながり角速度が同じであっても曲がらせることができます
We just simply change the length of the spoke.
スポークの長さを変えてやれば良いのです
It affects the diameter and then can turn to the left, turn to the right.
すると直径が変わって左右に曲がります
So, these are just some examples of the neat things that we can do with IMPASS.
これはIMPASSにできる面白いことのほんの一例です
This robot is called CLIMBeR: Cable-suspended Limbed Intelligent Matching Behavior Robot.
次のロボットはCLIMBeR 「ケーブル支持式有足知的適合動作ロボット」です
So, I've been talking to a lot of NASA JPL scientists — at JPL they are famous for the Mars rovers — and the scientists, geologists always tell me that the real interesting science, the science-rich sites, are always at the cliffs.
私はNASAのJPLの科学者たちとよく話をしますマーズローバーが有名ですね地質学者がいつも言っているのは科学的に本当に興味深い場所というのはいつも崖のようなところにあるということです
But the current rovers cannot get there.
現在のローバーでは行くことができません
So, inspired by that we wanted to build a robot that can climb a structured cliff environment.
それで私たちはごつごつした崖をよじ登れるロボットを作りたいと思いました
So, this is CLIMBeR.
それがこのCLIMBeRです
So, what it does, it has three legs. It's probably difficult to see, but it has a winch and a cable at the top — and it tries to figure out the best place to put its foot.
3本脚で見えにくいですが上にウィンチとケーブルがついていますそして最適な足の置き場を見つけ
And then once it figures that out in real time, it calculates the force distribution: how much force it needs to exert to the surface so it doesn't tip and doesn't slip.
力の分散のさせ方をリアルタイムで計算します表面にどれだけの力をかければ滑ったり転んだりしないか ?
Once it stabilizes that, it lifts a foot, and then with the winch it can climb up these kinds of thing.
安定したら足を持ち上げウィンチを使って這い上がります
Also for search and rescue applications as well.
捜索や救助のような用途にも使えるでしょう
Five years ago I actually worked at NASA JPL during the summer as a faculty fellow.
5年前に私はNASAのJPLでひと夏の間研究スタッフとして働きました
And they already had a six legged robot called LEMUR.
その時すでにLEMURという6本脚ロボットが開発されていて
So, this is actually based on that. This robot is called MARS: Multi-Appendage Robotic System. So, it's a hexapod robot.
これはそれをベースにした MARSです「多肢ロボットシステム」六本脚を持つロボットです
We developed our adaptive gait planner.
適応型の歩行プランナーを開発しました
We actually have a very interesting payload on there.
面白い荷物を積んでいますね
The students like to have fun. And here you can see that it's walking over unstructured terrain.
学生たちは楽しいことをやりたがります凹凸のある地形を越えています
It's trying to walk on the coarse terrain, sandy area, but depending on the moisture content or the grain size of the sand the foot's soil sinkage model changes.
こちらは粗い砂地の上を歩いているところです湿り具合とか砂粒の大きさによって脚の沈み加減のモデルを変更します
So, it tries to adapt its gait to successfully cross over these kind of things.
足運びを環境に適応させることでこのような地形をうまく渡ることができます
And also, it does some fun stuff, as can imagine.
すごく面白いものをご覧に入れましょう
We get so many visitors visiting our lab.
ラボを見学しに来る人はたくさんいるのですが
So, when the visitors come, MARS walks up to the computer, starts typing "" Hello, my name is MARS. "" Welcome to RoMeLa, the Robotics Mechanisms Laboratory at Virginia Tech.
お客様が来るとMARSはコンピュータの前に歩み寄りタイプし始めるのです「こんにちは私はMARSですバージニア工科大学ロボティクスラボRoMeLaへようこそ」
This robot is an amoeba robot.
これはアメーバロボットです
Now, we don't have enough time to go into technical details, I'll just show you some of the experiments.
技術的な詳細をご説明している時間はないのですがいくつか実験の様子をお見せしましょう
So, this is some of the early feasibility experiments.
実現可能性を検討している段階です
We store potential energy to the elastic skin to make it move.
弾性のある表面に位置エネルギーを蓄えて移動したり
Or use an active tension cords to make it move forward and backward. It's called ChIMERA.
あるいは弾性コードを使って前後に動きますこちらはChIMERAで
We also have been working with some scientists and engineers from UPenn to come up with a chemically actuated version of this amoeba robot.
ペンシルバニア大の人たちと協力して作っている化学物質に反応するアメーバロボットです
We do something to something And just like magic, it moves. The blob.
あるところにあることをすると魔法のように動き出します変な生き物みたいですね
This robot is a very recent project. It's called RAPHaEL.
お次は新しいロボットのRAPHaELです
Robotic Air Powered Hand with Elastic Ligaments.
「弾性靱帯を持つ空気式ロボットハンド」です
There are a lot of really neat, very good robotic hands out there in the market.
商用で非常に良いロボティクスハンドはたくさんありますが
The problem is they're just too expensive, tens of thousands of dollars.
それらの問題は値段が高すぎるということです何万ドルもします
So, for prosthesis applications it's probably not too practical, because it's not affordable.
だから義肢という用途で使うのはあまり現実的ではありません
We wanted to go tackle this problem in a very different direction.
私たちはこの問題に別な方向から取り組みたいと思いました
Instead of using electrical motors, electromechanical actuators, we're using compressed air.
電気モーターや電気機械アクチュエーターを使うのではなく圧搾空気を使っています
We developed these novel actuators for joints.
関節のための新しいアクチュエーターを開発しました
It is compliant. You can actually change the force, simply just changing the air pressure.
柔軟にできていて空気圧を変えるだけで力加減を簡単に変えられます
And it can actually crush an empty soda can.
ジュースの空き缶を潰すことができますが
It can pick up very delicate objects like a raw egg, or in this case, a lightbulb.
生卵や電球のような壊れやすいものを掴むこともできます
The best part, it took only $200 dollars to make the first prototype.
一番いいのは最初のプロトタイプ作成に200ドルしかかからなかったことです
This robot is actually a family of snake robots that we call HyDRAS, Hyper Degrees-of-freedom Robotic Articulated Serpentine.
次はヘビ型ロボットのシリーズで HyDRASという名前です「超高自由度ヘビ型連節ロボット」です
This is a robot that can climb structures.
このような地形をよじ登ることができます
This is a HyDRAS's arm.
こちらはHyDRASの腕です
It's a 12 degrees of freedom robotic arm.
12の自由度のあるロボットアームです
But the cool part is the user interface.
いかしているのはユーザインタフェースの部分です
The cable over there, that's an optical fiber.
あのケーブルは光ファイバーです
And this student, probably the first time using it, but she can articulate it many different ways.
この学生はたぶん初めて使うのですが関節を様々に動かすことができます
So, for example in Iraq, you know, the war zone, there is roadside bombs. Currently you send these remotely controlled vehicles that are armed.
たとえばイラクなんかの交戦地帯では道端に爆弾があります現在はリモコン式の武装車両を送り込んでいますが
It takes really a lot of time and it's expensive to train the operator to operate this complex arm.
すごく時間がかかり複雑な腕を操作できるようオペレータを訓練するのも高く付きます