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  • This is me building a prototype

    翻訳: Tomoshige Ohno 校正: Yuko Yoshida

  • for six hours straight.

    これは私がプロトタイプを

  • This is slave labor to my own project.

    6時間ぶっ続けで作っているところで

  • This is what the DIY and maker movements really look like.

    自分のプロジェクトのためとはいえ 奴隷労働です

  • And this is an analogy for today's construction and manufacturing world

    DIYやメーカームーブメントは 現実にはこんな感じなんです

  • with brute-force assembly techniques.

    今日の建設・製造業も同様に

  • And this is exactly why I started studying

    労力のみに頼った 組み立てを行っています

  • how to program physical materials to build themselves.

    私はこんな理由から 物理的な素材に

  • But there is another world.

    自己構築のプログラムを組み込む 研究を始めました

  • Today at the micro- and nanoscales,

    しかし 別の世界もあります

  • there's an unprecedented revolution happening.

    今日では マイクロやナノレベルで

  • And this is the ability to program physical and biological materials

    新たな革命が起きています

  • to change shape, change properties

    これは 物理的 生物的な素材を プログラムして

  • and even compute outside of silicon-based matter.

    素材自身に 形や特性を変えさせたり

  • There's even a software called cadnano

    従来の半導体を使わない 計算をさせるものです

  • that allows us to design three-dimensional shapes

    cadnanoというソフトウェアまで開発され

  • like nano robots or drug delivery systems

    これを使えばナノロボットや 薬物送達システムのような

  • and use DNA to self-assemble those functional structures.

    3次元の形をデザインし

  • But if we look at the human scale,

    DNAを用いて それらの機能性構造体を 自己組織化で組み立てられます

  • there's massive problems that aren't being addressed

    しかし人間のスケールで見てみると

  • by those nanoscale technologies.

    ナノ技術では解決されていない

  • If we look at construction and manufacturing,

    問題がたくさん存在します

  • there's major inefficiencies, energy consumption

    建設や製造に目を向けると

  • and excessive labor techniques.

    とても非効率的で エネルギーを浪費しており

  • In infrastructure, let's just take one example.

    労働技術も過度に要求されます

  • Take piping.

    インフラにおける例として 配管に注目してみましょう

  • In water pipes, we have fixed-capacity water pipes

    インフラにおける例として 配管に注目してみましょう

  • that have fixed flow rates, except for expensive pumps and valves.

    水道管は 高価なポンプやバルブを除いては

  • We bury them in the ground.

    流量は一定なので 送水能力も決まっています

  • If anything changes -- if the environment changes,

    それが地中に埋められています

  • the ground moves, or demand changes --

    何かが変われば — 地面が動いたり

  • we have to start from scratch and take them out and replace them.

    環境や需要が変化すれば —

  • So I'd like to propose that we can combine those two worlds,

    最初からやり直す必要があります 水道管を掘り起こして交換するのです

  • that we can combine the world of the nanoscale programmable adaptive materials

    そこで私が提案したいのは 2つの世界を結合すること

  • and the built environment.

    つまりナノスケールの プログラム可能で適応性のある素材と

  • And I don't mean automated machines.

    周りの環境を結びつけるのです

  • I don't just mean smart machines that replace humans.

    単なる機械による自動化や

  • But I mean programmable materials that build themselves.

    頭脳を持った機械が 人間の代わりに働くのとは違います

  • And that's called self-assembly,

    自己構築のため プログラムできる素材を使うのです

  • which is a process by which disordered parts build an ordered structure

    これは自己組織化と言われ

  • through only local interaction.

    壊れたパーツが 周囲との相互作用のみを通じて

  • So what do we need if we want to do this at the human scale?

    きちんとした構造をつくりあげるプロセスです

  • We need a few simple ingredients.

    では 人間のスケールでこれを行うためには 何が必要でしょうか?

  • The first ingredient is materials and geometry,

    数種類の簡単な材料が要ります

  • and that needs to be tightly coupled with the energy source.

    1つ目は素材と形状ですが

  • And you can use passive energy --

    エネルギー源とセットに なっている必要があります

  • so heat, shaking, pneumatics, gravity, magnetics.

    熱、振動、空力、重力、磁力などの

  • And then you need smartly designed interactions.

    環境から受け取れるエネルギーでも良いです

  • And those interactions allow for error correction,

    相互作用を厳密に設計する必要もあります

  • and they allow the shapes to go from one state to another state.

    それにより エラー訂正が できるようになったり

  • So now I'm going to show you a number of projects that we've built,

    形状がある状態から別の状態へ 遷移できるようになります

  • from one-dimensional, two-dimensional, three-dimensional

    私が行ったプロジェクトを いくつかご紹介しましょう

  • and even four-dimensional systems.

    1次元 2次元 3次元

  • So in one-dimensional systems --

    更には4次元のシステムもあります

  • this is a project called the self-folding proteins.

    1次元のシステムでは —

  • And the idea is that you take the three-dimensional structure of a protein --

    自己折り畳みタンパク質という プロジェクトで

  • in this case it's the crambin protein --

    タンパク質の立体構造を 再現するというアイデアです

  • you take the backbone -- so no cross-linking, no environmental interactions --

    ここではクラムビンという タンパク質を用いました —

  • and you break that down into a series of components.

    主鎖を対象とし — そのため架橋結合や 周囲との相互作用はありません —

  • And then we embed elastic.

    それを いくつかの部分に分け

  • And when I throw this up into the air and catch it,

    中に伸縮素材を組み込みます

  • it has the full three-dimensional structure of the protein, all of the intricacies.

    これを空中に投げ上げ キャッチすると

  • And this gives us a tangible model

    タンパク質のとても複雑な立体構造が 完全に再現されています

  • of the three-dimensional protein and how it folds

    これによりタンパク質の立体構造を

  • and all of the intricacies of the geometry.

    実体としてモデル化し 折りたたみの原理や

  • So we can study this as a physical, intuitive model.

    幾何学的複雑性を理解することができます

  • And we're also translating that into two-dimensional systems --

    つまりタンパク質を直感的な物理モデルとして 研究することができるのです

  • so flat sheets that can self-fold into three-dimensional structures.

    現在それを2次元の システムに拡張中です

  • In three dimensions, we did a project last year at TEDGlobal

    平たいシートに自己折り畳みをさせ 立体構造をつくらせるのです

  • with Autodesk and Arthur Olson

    3次元に関しては 昨年TEDGlobalでお見せした

  • where we looked at autonomous parts --

    Autodesk社と アーサー・オルソンと 共同で研究した

  • so individual parts not pre-connected that can come together on their own.

    自律的なパーツがあります

  • And we built 500 of these glass beakers.

    バラバラなパーツが 勝手にくっつくのです

  • They had different molecular structures inside

    このようなガラスビーカーを 500個製作しました

  • and different colors that could be mixed and matched.

    中にはそれぞれ異なる 分子構造が入っていて

  • And we gave them away to all the TEDsters.

    それぞれ色のものを 組み合わせる事ができます

  • And so these became intuitive models

    これらをTEDsterの皆さんに 進呈しました

  • to understand how molecular self-assembly works at the human scale.

    人間スケールでの分子自己組織化が

  • This is the polio virus.

    どのように行われるかを理解するための 直感的なモデルとなりました

  • You shake it hard and it breaks apart.

    これはポリオウィルスです

  • And then you shake it randomly

    強く振るとバラバラになりますが

  • and it starts to error correct and built the structure on its own.

    ランダムに振ると

  • And this is demonstrating that through random energy,

    エラーを訂正しながら 自動的に構造を形作り始めます

  • we can build non-random shapes.

    これは不規則なエネルギーを与えることにより

  • We even demonstrated that we can do this at a much larger scale.

    規則的な形を作れることを示しています

  • Last year at TED Long Beach,

    更には ずっと大きなスケールで それができることも示されました

  • we built an installation that builds installations.

    昨年のTED Long Beachで

  • The idea was, could we self-assemble furniture-scale objects?

    私たちは展示品を作る展示品を作りました

  • So we built a large rotating chamber,

    家具スケールの物体を 自己組織化できるか試したわけです

  • and people would come up and spin the chamber faster or slower,

    そこで私たちは 回転式の大きな立体をつくり

  • adding energy to the system

    来る人に様々な速度で回してもらい

  • and getting an intuitive understanding of how self-assembly works

    システムにエネルギーを与え

  • and how we could use this

    自己組織化がどう機能し

  • as a macroscale construction or manufacturing technique for products.

    マクロスケールの建築や

  • So remember, I said 4D.

    製品の製造技術として どう使えるか 直感的な理解が得られました

  • So today for the first time, we're unveiling a new project,

    私は先程4Dと言いましたね

  • which is a collaboration with Stratasys,

    新たなプロジェクトを 今日初めて公開します

  • and it's called 4D printing.

    Stratasys社との共同プロジェクトで

  • The idea behind 4D printing

    4Dプリンティングと言います

  • is that you take multi-material 3D printing --

    4Dプリンティングの背景にあるアイデアは

  • so you can deposit multiple materials --

    複数の素材でつくられた3Dプリントに —

  • and you add a new capability,

    つまり複数の素材を使えるということです —

  • which is transformation,

    新たな能力を与えるというものです

  • that right off the bed,

    その能力とは変形能力であり

  • the parts can transform from one shape to another shape directly on their own.

    パーツが立ちどころに

  • And this is like robotics without wires or motors.

    自力で ある形から別の形に 直接変形できるようになるのです

  • So you completely print this part,

    ワイヤーやモーターの無い ロボット工学のようなものです

  • and it can transform into something else.

    パーツをプリントしさえすれば

  • We also worked with Autodesk on a software they're developing called Project Cyborg.

    別のものに変形します

  • And this allows us to simulate this self-assembly behavior

    Autodesk社とも協力し Project Cyborgという ソフトウェアの開発も手がけました

  • and try to optimize which parts are folding when.

    これにより 自己組織化の挙動を シミュレートし

  • But most importantly, we can use this same software

    どの部分がいつ折り畳まれるか 最適化する事が出来ます

  • for the design of nanoscale self-assembly systems

    しかし最も重要なのは 単一のソフトウェアで

  • and human scale self-assembly systems.

    ナノスケールでも ヒトスケールでも

  • These are parts being printed with multi-material properties.

    自己組織化システムを デザインすることができることです

  • Here's the first demonstration.

    このパーツは複数の素材で プリントされていますが

  • A single strand dipped in water

    1つ目のデモをお見せしましょう

  • that completely self-folds on its own

    このひも状のものを水に入れると

  • into the letters M I T.

    これが勝手に折り畳まれ

  • I'm biased.

    M I Tという文字になります

  • This is another part, single strand, dipped in a bigger tank

    バイアスがかった人間ですので

  • that self-folds into a cube, a three-dimensional structure, on its own.

    もうひとつ 大きなタンクに浸されたひも状の物体が

  • So no human interaction.

    3次元構造である立方体に 自力で折り畳まれるところです

  • And we think this is the first time

    人間は全く介在していません

  • that a program and transformation

    プログラムや変形能力が

  • has been embedded directly into the materials themselves.

    素材に直接搭載されるのは

  • And it also might just be the manufacturing technique

    おそらくこれが初めてでしょう

  • that allows us to produce more adaptive infrastructure in the future.

    また将来的には より適応性の高いインフラを

  • So I know you're probably thinking,

    生産するための工業技術と なり得るかもしれません

  • okay, that's cool, but how do we use any of this stuff for the built environment?

    きっとこう思いますよね

  • So I've started a lab at MIT,

    おぉ こりゃ良い でもこれをどう使えば 環境に適合させられるんだ? と

  • and it's called the Self-Assembly Lab.

    そこで私はMITで研究室を設立し

  • And we're dedicated to trying to develop programmable materials

    自己組織化研究室と名付けました

  • for the built environment.

    人工環境向けの プログラム可能な 素材の開発をしています

  • And we think there's a few key sectors

    人工環境向けの プログラム可能な 素材の開発をしています

  • that have fairly near-term applications.

    いくつかの重点領域では

  • One of those is in extreme environments.

    近いうちに実用化できると思います

  • These are scenarios where it's difficult to build,

    その中の1つは極限条件下での利用です

  • our current construction techniques don't work,

    組み立てが困難な環境下では

  • it's too large, it's too dangerous, it's expensive, too many parts.

    現行の建設技術は役に立ちません

  • And space is a great example of that.

    大き過ぎたり 危険過ぎたり 高価過ぎたり 部品が多過ぎたりするからです

  • We're trying to design new scenarios for space

    宇宙が良い例です

  • that have fully reconfigurable and self-assembly structures

    私たちは 宇宙用に

  • that can go from highly functional systems from one to another.

    環境に応じて機能システムを 変えることのできる

  • Let's go back to infrastructure.

    変形・自己組織化可能な構造を デザインしているところです

  • In infrastructure, we're working with a company out of Boston called Geosyntec.

    インフラの話に戻りましょう

  • And we're developing a new paradigm for piping.

    私たちはボストン郊外のGeosyntecという 企業と共同研究をしており

  • Imagine if water pipes could expand or contract

    パイプ技術にパラダイムシフトを 起こそうとしています

  • to change capacity or change flow rate,

    水道管が容積や流率を 変更できるよう 伸縮可能だったり

  • or maybe even undulate like peristaltics to move the water themselves.

    水自体を動かせるよう 蠕動(ぜんどう)のように うねりを起こせたらどうでしょう

  • So this isn't expensive pumps or valves.

    水自体を動かせるよう 蠕動(ぜんどう)のように うねりを起こせたらどうでしょう

  • This is a completely programmable and adaptive pipe on its own.

    これは 高価なポンプやバルブではありません

  • So I want to remind you today

    プログラム可能かつ適応性のあるパイプです

  • of the harsh realities of assembly in our world.

    今日皆さんにお伝えしたいのは

  • These are complex things built with complex parts

    私たちの世界では組み立て作業は 現実的には厳しいということです

  • that come together in complex ways.

    複雑なものが 複雑なパーツから

  • So I would like to invite you from whatever industry you're from

    複雑な方法でつくられています

  • to join us in reinventing and reimagining the world,

    そのため どのような産業の人であれ

  • how things come together from the nanoscale to the human scale,

    私たちと共に世界を再発明し すっかり変えてみませんか

  • so that we can go from a world like this

    ナノスケールからヒトスケールまで ものの作られ方が変わると

  • to a world that's more like this.

    このような世界から

  • Thank you.

    このような世界へと昇華できるのです

  • (Applause)

    ありがとうございました

This is me building a prototype

翻訳: Tomoshige Ohno 校正: Yuko Yoshida

字幕と単語

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B1 中級 日本語 TED 素材 自己 次元 パーツ 組織

TED】スカイラー・ティビッツ。4Dプリンティング」の出現(「4Dプリンティング」の出現|スカイラー・ティビッツ (【TED】Skylar Tibbits: The emergence of "4D printing" (The emergence of "4D printing" | Skylar Tibbits))

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    VoiceTube に公開 2021 年 01 月 14 日
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