Now, you can think of these as robotic versions

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

of something that you're all very familiar with: an ant.

皆さんもよくご存知の生き物の

We all know that ants and other insects at this size scale

ロボット版だと考えて下さい アリです

can do some pretty incredible things.

アリをはじめ このサイズの昆虫が

We've all seen a group of ants, or some version of that,

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

carting off your potato chip at a picnic, for example.

ピクニックのときに アリなどの昆虫の群れが

But what are the real challenges of engineering these ants?

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

Well, first of all, how do we get the capabilities of an ant

このようなアリを作る 真の困難とは何でしょう？

in a robot at the same size scale?

まずはじめに アリの能力をどうやって

Well, first we need to figure out how to make them move

同じサイズのロボットに 搭載すればいいのでしょう？

when they're so small.

これほど小さいものを どうやって動かすかを

We need mechanisms like legs and efficient motors

まず考えなければなりません

in order to support that locomotion,

脚や効率のよいモーターなどで

and we need the sensors, power and control

運動を支える必要がありますし

in order to pull everything together in a semi-intelligent ant robot.

センサーや動力源や制御装置で

And finally, to make these things really functional,

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

we want a lot of them working together in order to do bigger things.

最後に これらを 機能的にするためには

So I'll start with mobility.

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

Insects move around amazingly well.

可動性から始めましょう

This video is from UC Berkeley.

昆虫は非常にうまく動き回ります

It shows a cockroach moving over incredibly rough terrain

このビデオはカリフォルニア大学のものです

without tipping over,

ゴキブリが とても凹凸の多い表面を

and it's able to do this because its legs are a combination of rigid materials,

転ばずに歩いています

which is what we traditionally use to make robots,

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

and soft materials.

やわらかい物質の

Jumping is another really interesting way to get around when you're very small.

組み合わせでできているからです

So these insects store energy in a spring and release that really quickly

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

to get the high power they need to jump out of water, for example.

ばねに貯めたエネルギーを 素早く解放することで

So one of the big contributions from my lab

たとえば 水から飛び出るような 大きな力を得ています

has been to combine rigid and soft materials

私の研究室が成し遂げた 大きな貢献のひとつは

in very, very small mechanisms.

固い物質とやわらかい物質を

So this jumping mechanism is about four millimeters on a side,

とても小さいメカニズムに 混在させるということです

so really tiny.

ジャンプのメカニズムは 幅４ミリほどで

The hard material here is silicon, and the soft material is silicone rubber.

とても小さいです

And the basic idea is that we're going to compress this,

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

store energy in the springs, and then release it to jump.

基本的な考えとしては これを収縮させて

So there's no motors on board this right now, no power.

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

This is actuated with a method that we call in my lab

ですから モーターも動力源も 搭載されていません

"graduate student with tweezers." (Laughter)

これを動かすのに必要な方法論は 私の研究室で

So what you'll see in the next video

「大学院生とピンセット」と 呼んでいるものです　(笑)

is this guy doing amazingly well for its jumps.

次のビデオでは

So this is Aaron, the graduate student in question, with the tweezers,

これが非常によく 跳躍する様子が見られます

and what you see is this four-millimeter-sized mechanism

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

jumping almost 40 centimeters high.

ここでは大きさ４mmのメカニズムが

That's almost 100 times its own length.

高さ40cmもジャンプしているのが わかります

And it survives, bounces on the table,

これは大きさの100倍にも及ぶ高さです

it's incredibly robust, and of course survives quite well until we lose it

壊れることなく テーブルにバウンドしています

because it's very tiny.

これは非常に堅固です もちろんとても小さいので

Ultimately, though, we want to add motors to this too,

失くさないよう 気を付けなければいけません

and we have students in the lab working on millimeter-sized motors

ですが最終的にこれにも モーターを搭載したいので

to eventually integrate onto small, autonomous robots.

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

But in order to look at mobility and locomotion at this size scale to start,

１mm単位のモーターに取り組んでいます

we're cheating and using magnets.

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

So this shows what would eventually be part of a micro-robot leg,

ちょっとずるいですが 磁石を使っています

and you can see the silicone rubber joints

これはマイクロロボットの脚になるものです

and there's an embedded magnet that's being moved around

接続部がシリコンラバーで

by an external magnetic field.

外の磁場によって動かされている 埋め込まれた磁石が

So this leads to the robot that I showed you earlier.

見えると思います

The really interesting thing that this robot can help us figure out

これが先ほどお見せした ロボットにつながります

is how insects move at this scale.

このロボットによって 解明される興味深いことは

We have a really good model for how everything

この大きさの昆虫の動き方です

from a cockroach up to an elephant moves.

ゴキブリからゾウに至るまで あらゆるものの動き方の

We all move in this kind of bouncy way when we run.

とてもいいモデルになるのです

But when I'm really small, the forces between my feet and the ground

皆走るときには 少し飛び跳ねるように動きますが

are going to affect my locomotion a lot more than my mass,

とても小さい場合は 脚と地面の間に働く力の方が

which is what causes that bouncy motion.

体の体積よりも運動に影響します

So this guy doesn't work quite yet,

そのために飛び跳ねるように動くのです

but we do have slightly larger versions that do run around.

これはまだうまく動きませんが

So this is about a centimeter cubed, a centimeter on a side, so very tiny,

もう少し大きいもので 走り回れるものを作りました

and we've gotten this to run about 10 body lengths per second,

これは１立法cmの大きさで 幅１cmで とても小さいです

so 10 centimeters per second.

１秒に全長10個分 走り回るようにしたので

It's pretty quick for a little, small guy,

秒速10cmです

and that's really only limited by our test setup.

この大きさにしては かなり速いですが

But this gives you some idea of how it works right now.

試験環境に限りがあったため この速さが限界です

We can also make 3D-printed versions of this that can climb over obstacles,

でも動き方については わかったと思います

a lot like the cockroach that you saw earlier.

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

But ultimately we want to add everything onboard the robot.

先ほどのゴキブリに よく似ていますね

We want sensing, power, control, actuation all together,

最終的にはすべてを 搭載したいと思っています

and not everything needs to be bio-inspired.

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

So this robot's about the size of a Tic Tac.

すべてが生き物に由来している 必要はありません

And in this case, instead of magnets or muscles to move this around,

このロボットは タブレット菓子くらいの大きさです

we use rockets.

この場合 動き回るための 磁石や筋肉の代わりに

So this is a micro-fabricated energetic material,

ロケットを使います

and we can create tiny pixels of this,

これはマイクロ加工された エネルギー物質で

and we can put one of these pixels on the belly of this robot,

数ピクセル分作って

and this robot, then, is going to jump when it senses an increase in light.

このロボットのおなかに つけることができます

So the next video is one of my favorites.

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

So you have this 300-milligram robot

次のビデオは私のお気に入りです

jumping about eight centimeters in the air.

300mgのロボットが

It's only four by four by seven millimeters in size.

８cmほどジャンプしているのが わかります

And you'll see a big flash at the beginning

大きさはたったの 4mm x 4mm x 7mmです

when the energetic is set off,

最初にエネルギーが放出されたときに

and the robot tumbling through the air.

大きな光が出て

So there was that big flash,

ロボットが空中を浮遊しているのが わかりますね

and you can see the robot jumping up through the air.

大きな光が出て

So there's no tethers on this, no wires connecting to this.

ロボットが空中をジャンプしています

Everything is onboard, and it jumped in response

このロボットにはロープも ワイヤーもついていません

to the student just flicking on a desk lamp next to it.

すべてが搭載され 学生がそばにあるデスクランプを

So I think you can imagine all the cool things that we could do

つけたことに反応して ジャンプしたのです

with robots that can run and crawl and jump and roll at this size scale.

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

Imagine the rubble that you get after a natural disaster like an earthquake.

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

Imagine these small robots running through that rubble

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

to look for survivors.

こうした小さなロボットが 瓦礫の周りを走り回って

Or imagine a lot of small robots running around a bridge

生存者を探せたらどうでしょう

in order to inspect it and make sure it's safe

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

so you don't get collapses like this,

安全性を確認するのはどうでしょう

which happened outside of Minneapolis in 2007.

ミネアポリス近郊で

Or just imagine what you could do

2007年に起こったようなことは 起こらないでしょう

if you had robots that could swim through your blood.

あなたの血管を泳ぎまわれるような

Right? "Fantastic Voyage," Isaac Asimov.

ロボットがあったらどうか 想像してみてください

Or they could operate without having to cut you open in the first place.

アイザック・アシモフの 『ミクロの決死圏』みたいでしょ？

Or we could radically change the way we build things

開腹しないでロボットが 手術できたらどうでしょうか？

if we have our tiny robots work the same way that termites do,

シロアリのように動き回る 小さなロボットがあれば

and they build these incredible eight-meter-high mounds,

建設方法を大きく 変化させられるかもしれません

effectively well ventilated apartment buildings for other termites

シロアリはアフリカやオーストラリアで

in Africa and Australia.

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

So I think I've given you some of the possibilities

山を作るのです

of what we can do with these small robots.

小さなロボットでできることの 可能性をいくつか

And we've made some advances so far, but there's still a long way to go,

お見せしました

and hopefully some of you can contribute to that destination.

いくらか進歩したとはいえ まだまだ道は長いですが

Thanks very much.

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

(Applause)

ありがとうございました