ロバート・カッツシュマンのTEDトーク「The Future of Machines That Move Like Animals」では、動物のように自然な動きをする機械の未来についての展望が紹介されています。本記事では、カッツシュマン氏のトークの内容を要約し、動物の動きを模倣する機械の可能性とその未来について考察します。
動物たちは、優れた運動能力と独特な動きによって環境に適応しています。カッツシュマン氏は、このような動物の動きを機械に応用することで、新たな技術の発展と革新が可能となると述べています。
例えば、機械が動物のような脚の動きを再現することで、複雑な地形や困難な環境での移動が可能になります。このような機械は、救助活動や探査ミッションなどで重要な役割を果たすことができます。また、動物の動きを学び、模倣することで、より効率的かつエネルギー効率の高いロボットの開発が進む可能性もあります。
さらに、動物の動きを模倣した機械は、産業分野においても革新的な解決策を提供できます。例えば、倉庫や工場での物流作業において、動物のような機械が狭いスペースや障害物をスムーズに移動し、効率的な作業を実現することができます。
動物の動きを模倣した機械の未来は、自律的な機械技術や人工知能の発展と密接に結びついています。カッツシュマン氏は、機械が自己学習し、環境に適応する能力を備えることで、より進化した動きを実現できると述べています。
動物のように移動する機械の未来は、さまざまな分野での革新と進歩をもたらす可能性を秘めています。自然界から学ぶことで、より効率的で柔軟な機械の開発が進み、私たちの生活や産業に革新をもたらすことが期待されます。しかし、この未来の実現にはさまざまな課題が存在します。
まず、動物の動きを模倣するためには、動物の運動メカニズムや生物力学の理解が不可欠です。研究者やエンジニアは、動物の動きに関する研究と技術の進歩を通じて、機械の運動性能を向上させる必要があります。
さらに、動物の動きを模倣する機械の開発には、センサー技術や制御システムの高度な開発も必要です。機械が環境を正確に感知し、自律的に適切な動作を行うためには、高度なセンサーとリアルタイムな制御が不可欠です。
また、倫理的な観点からも、動物の動きを模倣する機械の開発には注意が必要です。動物の動きや行動を模倣することで、動物の権利や福祉に配慮する必要があります。環境に配慮し、動物との共生を考慮しながら、新たな技術の開発を進めることが重要です。
このような課題を克服することで、動物のように移動する機械はますます進化し、私たちの生活や産業の様々な分野において革新をもたらすでしょう。人間と自然界の融合を促進し、持続可能な未来を実現するために、科学者、エンジニア、研究者が協力して取り組む必要があります。
【SEOキーワード】
動物のように動く機械の未来 現代の工学は、 ほぼすべての機械に動力を供給するためにモーターを回転させることに重点を置いています。 モーターが現在の姿になるまでには 約 200 年かかりました。 そして、彼らは依然として騒々しく、やり方が不自然です。
機械の絶え間ない騒音は、 海でも陸上でも 、あらゆる場所で生物に問題を引き起こします。 常に騒音にさらされている人間は、ストレスを感じたり、憂鬱になったり 、耳鳴りを発症したりする可能性があります。 対照的に、 自然界には回転するモーターは存在しません。 自然は、硬い部分がガタガタしたり 、表面が激しくこすれる音 を立てたりすることなく、滑らかに滑ったり、泳いだり、小刻みに動いたりすることがよくあります。
私は、機械の作り方に対するアプローチを再構築できるし、再構築すべきだと信じています。 硬い素材や不自然な素材を使用する代わりに、 生体模倣機械を作ったらどうなるでしょうか? 日常のさまざまな作業に適応性があり安全に使用できる、 柔らかい素材または生きた素材で作られた機械ですか?
魚のように 尾を左右に動かして 推進する船や潜水艦を想像できますか? したがって、これらの自然な動きを模倣するには、回転モーター と高速で回転するプロペラを人工筋肉に 置き換える必要があります 。 そして、これは言える、これはできる、ということです。
MIT とチューリッヒ工科大学の研究者チームは、 水中を移動する新しい生体模倣方法を導入することにより、 混乱の少ないロボットの開発を開始しました。 私たちは生体模倣ロボット魚を作成しました。 彼女の名前はソフィーです。 彼女は、プロペラを必要とせずに海を探索できる 、完全に繋がれていない柔らかいロボットの最初のデモンストレーションです。 ソフィーは、非常に変形可能な尾の中で水を前後に送り出します。 彼女の尻尾の動きは、本物の魚の自然な泳ぎの動きを模倣しています。 ソフィーの自然なデザインにより、水生生物を注意深く監視することができます。
ここで、落とし穴があります。 ソフィーはエネルギーに飢えていて、うるさいです。 はい、私たちは魚のように泳ぐロボットを作ることに成功しましたが ... ソフィーが正しく動作するにはモーターとポンプが必要です。
今、私たちはそのモーターとポンプを交換していますが、 これは騒音が大きくて望ましくないものであり、 静かな人工筋肉に置き換えています。 これらの筋肉はHASELと呼ばれます。 電気エネルギーを直接かつ効率的に 筋肉の収縮に変換します。 脚を上げ下げするために作られたこの大きな筋肉を見てください。 柔軟なシートの積み重ねが、 太ももの筋肉と同じように収縮したり弛緩したりします。
これがどのように機能するかを説明しましょう。 そこで、ラミネートシートを使って パウチを作ります。 単一の筋肉内にこれらのポーチがいくつかあります。 次に、導電性インクを取り 、そのインクをこれらのパウチにスプレー コートし、 オイルを注入します。 これを行うと、電圧が印加されたときに 液体で満たされたポーチを絞る 柔軟な電極のように機能する導電性インクが完成します 。 さて、本物の魚の筋肉と同じように、 この種の撮影された筋肉を 敵対的なペアとしてペアにして 、柔らかい魚のロボットのデザインに組み込みます。 この魚の船体と背骨を、 柔らかい素材と硬い素材を使用して 3D プリントします。 魚は、 魚の内部の筋肉を 片側から反対側に交互に充電することで静かに泳ぎます。
設計を改善するために、 私たちは退屈な試行錯誤の製造に依存しません。 代わりに、当社のソフトウェアは、設計を構築する前に、 パフォーマンスを向上させるために設計を 迅速にシミュレートし、最適化します。 私たちのアプローチは、既存の魚のデザインの間に補間して新しいデザインを作成する連続的なデザイン空間を作成します 。 次に、私たちの最適化では、この継続的なデザイン空間を探索して、 これまで見たことのない新しくて速い生き物を考え出します。
ロボットはいつか、生きた筋肉細胞で作られるかもしれない。 このような生きたロボットが、人間の筋肉と同じように、自然に治癒できたら素晴らしいと思いませんか ? これだけは言えます。 筋肉細胞から出発して、 すでに筋肉を印刷、成長させ、刺激することができます。 私たちは現在、これらの筋肉をより大きく、より長く持続し、制御できるようにし始めています 。 この筋肉に免疫システムを提供する 支持微生物なしで、 独立した筋肉を設計することは魅力的な挑戦です。 これらの生きた筋肉は、栄養素から得られる化学エネルギーを 筋肉の収縮に効率的に変換します。 生きた筋肉は最終的には持続可能で 生分解性の機械になる可能性がある 実際に自然を模倣しながら、 排出量と汚染を削減します。
つまり、これまで 私がお話してきたことはすべて、 今日の研究者や技術者が持っている知識があれば可能です。 私たちはこれまでに発明されたすべての機械を総合的な観点から 再考する必要があると信じています。 私たちは、機械が何をすべきで 、何をすべきではないかを再考する必要があります。 私たちは、私たちと安全に統合し、生活の質を向上させる 機械を望んでいると思います。 その間、私たちは常に自然を尊重し、 大きな騒音で世界を汚しません。
そこで、これまで考えたこともなかった形を とり、これまで行ったことのない場所を発見する ために機械を再考してみましょう。
