ちょうど 12 年前の TEDx トークで、私は 7 種類のロボットを紹介しました。
ユニークな三脚ロボット「ストライダー」、車輪脚ハイブリッドロボット「インパス」、アメーバロボットなど。
特にロボット工学のような最先端の分野では、12 年はかなり長い時間です。
過去 12 年間で私たちのロボットはどのように進化しましたか?それ以来、どのような新種のロボットを開発しましたか?こんにちは、私の名前はデニス・オングです。今日は次の 7 種類のロボットを紹介したいと思います。
前回のTEDxでの講演以来、私たちは人型ロボット、つまり私たちに似たロボットの開発に焦点を当ててきました。
2 本の脚、2 本の胴体、2 本の腕、そして 1 つの頭。
私たちの研究室で開発した人型ロボット、ロメラのいくつかを紹介しましょう。
Darwin は、完全にオープンソース化した研究および教育用の小型人型ロボットです。
チャーリーは、米国初の実物大の人型ロボットと考えられています。
トールはすでに災害救助用途に使用されており、船舶用自律消火ロボット「サファイア」や、生物学にインスピレーションを得た独自のアクチュエーターを使用した「トール」など多数の製品が開発されています。
十数種類の人型ロボットを作ったと思います。
しかし、10 年以上人型ロボット研究を続けてきた結果、私は異なる考えを持つようになりました。
今、人型ロボットは重要であり、素晴らしいものです。
しかし、彼らはいつも倒れてしまいます。
不安定すぎて、痛ましいほど遅いです。
はい、私たちは最近、これら 2 つの問題を解決するテクノロジーの開発に努めていますが、それでも、費用がかかりすぎ、複雑すぎます。
そして最も重要なことは、それらは危険すぎるということです。
大きくて重くて動くロボットの隣にはいたくないでしょう。
それはあなたの上に落ちるかもしれません。
どうしようか？では、ロボットを二足で歩かせるのはなぜ難しいのでしょうか?つまり、私たちはいつもそれをやっています。
そこで一度、ロボット工学についての知識をすべて捨てて、ロボットを二足で歩かせるのはなぜこんなにも難しいのか、根本的に考えてみたいと思いました。そして、魅力的なものを見つけました。
それで、これをチェックしてください。
ロボットが前進しようとすると、常に転倒してしまう理由の 1 つは、左脚と右脚の間の距離にあります。
脚は前後、上下に動くため、不要なねじれの力が生じます。
これを瞬間と言いますよね？さて、これはロボワン大会という動画です。
ロボット格闘大会です。
そして、この大会に参加する人はロボット愛好家です。
彼らが開発したロボットを見ると、それは素晴らしいものです。
速いし、機敏だし、倒れない。
そして、よく見るといつも横を向いて歩いています。
横に歩くと左右の足が一直線になるので、ひねる瞬間がなくなるからです。
実はこのインスピレーションはスポーツ観戦から得たんです。
フェンシングもバレエも、いつも横歩きです。
これがその理由だと思います。
ロボットを横に動かそうとするときの問題の 1 つは、膝を実際に使えないことです。
どうしようか？足を回転させます。
なんだか気まずそうに見えますよね？では実際に胴体全体をこのように変更して、このように歩かせてみます。
この種の構成の問題は、足と足首を実際に使用できないことです。
どうしようか？私たちはそれらを取り除きます。
さらに変更を加えてみましょう。
すねを変えてみましょう。
それをやりながら、頭を切り替えてみましょう。
そして、何か奇妙なことが見え始めます。
非擬人化二足歩行のナビです。
つまり、二本足のロボットですが、見た目は人間ではありません。
どうやって歩くの？こんな感じで歩きます。
シンプル、高速、簡単、低コスト。
これは素晴らしいことではないでしょうか？ここで、私たちが開発した船上自律消火ロボット、サファイアと呼ばれるロボットについて簡単に述べました。
これは海軍の艦船用のロボットです。
そして、あなたが海軍の船に乗ったことがあるかどうか知りませんが、このドアを開けると、ドアの密閉性は非常に高くなります。
私たちはそれをニーノッカーと呼んでいます。
これらのロボットが登場する前は、ロボットがロボットを乗り越えるのは非常に困難でした。
しかし、ロボットが人間と同じである必要がない場合は、次のようなことができます。
膝を360度回転させます。
素晴らしい。
これはクールじゃないですか？うん。
私たちのロボットは階段を登ることができますが、それはかなり難しいです。
でも今はこんな階段を登れるようになりました。
さて、これは単なるシミュレーションとアニメーションでしょうか?いいえ。
アイデア、分析、設計、製造から 2 週間で、私たちは最初のロボットを構築しました。このようなものは見たことがありません。
ワイルドだね。
そして、私たちはさまざまな種類のトリックを使用します。
例えば足のバネ性を利用する。
エネルギーを蓄えて、飛び跳ねたりすることができます。
Navi を初めてコミュニティに紹介したとき、コミュニティにかなり良い影響を与えました。
しかし、このロボットは前後に歩くのに最適です。
しかし、どうやって方向を変えるのでしょうか？それはできません。
そこで私たちは SAFIRE と呼ばれる次のバージョンに取り組むことにしました。
アルフレッド。
Alfred は、ダイナミクスが強化された自律脚パーソナル ヘルパー ロボットの略です。
したがって、このロボットは 2 つの Navi を積み重ねたものであると考えてください。
ということで、こんな感じです。
つまり、このロボットは軸対称です。つまり、前方、後方、横方向はありません。
歩くときのスタンスがすごく広いですよね？だから、このように歩けるのです。
これは、構造化されていない屋外環境に最適です。
ただし、かなり遅いです。
本当に速く走らせたい場合は、体の構成を変更できます。
このように行えば、前足と後ろ足を使い分けることができ、馬のように疾走することができます。
さあ、どうぞ。
そして二本の腕を上げるとナビのように歩くことができます。
残りの 2 本の脚は、箱を持ち上げたり、ボタンを押したりするための腕として使用できます。
そして、私たちはこの新しいタイプの構成に非常に興奮しています。
これをマルチモーダル移動と呼びます。
そしてこちらがアルフレッドです。
現在、これらのロボットの開発と同時に、この新しいタイプのアクチュエータの開発にも取り組んでいます。
さて、私たちがアクチュエーターと言うとき、人間の筋肉と同じように、ロボットを滑らかにするこれらのデバイスのことを指します。
現在存在するロボット、電動ロボットのほとんどは、ギア付きの電気モーターを使用していますよね。そしてこれらは本当に強力で正確です。
製造には適しています。
しかし、脚に関しては別のものが必要です。
柔軟で弾力性があり、位置だけでなく力も変化させる生物学的な筋肉のようなものが必要です。
そして、ベイヤーアクチュエーターと呼ばれる新しいタイプのアクチュエーターを開発しました。
現在、このベイヤー アクチュエータを Navi で使用して、Navi 2 と呼ばれる 2 番目のバージョンを開発しました。
覚えていると思いますが、Navi は新しいタイプの二足歩行を研究するための実験でした。
しかし、これらの新しいアクチュエーターを備えたこのナビは、歩行という点ではあまりうまく機能しないことがわかりました。
しかし、意外と知らなかったのですが、このロボットはジャンプしたり飛び跳ねたりするのが得意なんです。
前方、後方にジャンプし、方向転換することができます。
すばらしい。
しかし、本当にすごいのは、ジャンプして着地すると、モーターが発電機になり、衝撃が電気に変わり、バッテリーを充電できることです。
したがって、非常にエネルギー効率が良いのです。
Navi 2 の準備は完了です。
か否か。
しかし、これはナビ2です。
ということでNavi付きのベイヤーアクチュエーターはNavi 2でした。
次に、Alfred を搭載した Bayer アクチュエータが Alfred 2 です。
これが次世代のアルフレッドです。
つまり、これが初めてスイッチをオンにすることになります。
生徒たちの反応を注意深く見てください。
クソ？すみません。
何てことだ！よーい！あれはすごかった！ 1くらい上がったと思います。
4メートル。
これは注目に値します。
ジャンプもとても早くて安定しています。
そこで、もっと面白いことをやりたいと思いました。
テコンドーをやりたかったんです。
うわー！やあ！僕らはただ楽しすぎるんだ。
そして、Alfred 2 は準備ができています。
さて、Alfred 2 は実際には非常に実用的なロボットです。
たとえば、これは箱を拾い、配達し、地面またはテーブルにきれいに置く例です。
動画が遅いので速度を上げてみました。
しかし、これらの新しいタイプのロボットをさまざまな用途にどのように使用できるかについては理解できるでしょう。
そしてこちらがアルフレッド２です。
次に 2 つの脚を見てみましょう。
４本の足を観察してみました。
6本足ってどうなの？もちろん六脚ロボットもいます。
さて、このロボットヘックスは小型車ほどの大きさです。
さて、6 脚ロボットのすごいところはこれです。
静的安定性を得るには、地面との最小接触数は 3 です。
カメラの三脚を思い浮かべてください。
六脚ロボットを使用すると、常に地面と 3 点接触することができます。
3、3、3。
これにより、屋外環境や荒れた環境に非常に最適になります。
この特定のロボットは、地下の地雷を自律的に除去する地雷除去用途のために開発中です。
生で見るとちょっと怖いですね。
大きくてこんな感じです。
ということで、これは16進数です。
小さいバージョンもあります。
これはシルビアと呼ばれ、インテリジェントな関節を備えた 6 脚の車両です。
先ほども述べたように、この種のロボットは、このような構造化されていない地形に非常に適しています。
階段の上り下りも可能です。
そしてこのロボットは、現存する最強の 6 脚ロボットかもしれません。
さて、私がそれを本当に強くしたかった理由は、このロボットに非常に興味深い新しいタイプのことをさせたいからです。
つまり、これは壁の間を突いてよじ登ることができる最初のロボットです。
だからスパイダーマンみたいな感じなんです。
それはクールじゃないですか？他にもいくつかのトリックがあります。
足に吸盤をつければ壁にくっついて登ることができます。
腕を与えれば、黒板上で楽しいこともできるでしょう。
そしてこちらがシルビアです。
そこで垂直方向の可動性について話しました。
12年前の前回のTEDxトークで、私はClimberというロボットを紹介しました。
人間のようにケーブルを使って崖を登るロボットです。
しかし、今年はケーブルをなくしたいと考えています。
フリークライミングをさせたいと思っています。
そして、Scaler という新しいロボットを紹介できることをとても楽しみにしています。
脊椎を強化した、登る自律脚探索ロボット。
一見すると、一般的なポータルピットロボット、4 脚ロボットのように見えます。
実はとても強いのですが、強さだけがすべてではありません。
私たちはこの新しいタイプのグリッパーを開発する必要がありました。
表面をしっかりとつかむことができるこれらのスパイン グリッパーを私たちは「スパイン グリッパー」と呼んでいます。
そしてこのビデオは、数日前に撮ったばかりです。
文字通り、最初の数歩を踏み出しているところです。
では、なぜ私たちは崖登りロボットに興味を持っているのでしょうか?もちろん救出任務も。
しかし、私たちは惑星への応用に本当に興味を持っています。
ご存知のとおり、火星では探査機が新しい惑星を発見しています。
しかし、本当に科学が豊富な場所は常に崖の上にあります。
そして、これらの探査車はそこに到達することができません。
したがって、このようなものによって、惑星表面の科学が豊富な場所でそのような種類の探査が可能になります。
スケーラーです。
さて、足の話になりました。
しかし、車輪はどうでしょうか？もちろん車輪付きロボットもございます。
これをオンブロといいます。
全方向バランス型一輪車ロボット。
名前が示すように、車輪が 1 つあります。
全方向性です。
前、後ろ、横、斜めに進むことができます。
しかし、それを見てみると、向きを変える必要さえありません。
それを見ると、まるで魔法のようです。
表面を滑っているような感じです。
それはクールじゃないですか？非常に急な路面でもバランスをとって登ることができます。
これでパスをたどるようになりました。
はい、車輪が 1 つあります。
しかし、実際には、この種の動きを生成するためにリムにこれらの小さなローラーもあります。
では、なぜこのようなロボットを作りたいのでしょうか?私たちはこの環境でロボットが私たちと一緒に暮らすことを望んでいます。
そして、この環境では、混雑したり、多くの人や障害物が存在したりすることがあります。
人を通り抜けたり、障害物を避けたりするには、断面が非常に小さいことが非常に重要です。
そしておそらく、非常に小さな断面を得るには単一のホイールが最適な方法です。
そしてこちらがオンブロ。
さて、さまざまな形、大きさ、仕組みのロボットを紹介してきました。
これを覚えていると思いますが、すべてはこの二足歩行に問題があったことから始まりました。
これらの人型ロボットがまったく落ちないようにする方法はあるのでしょうか?がある。
そしてこのロボットは Baloo と呼ばれます。
ちなみに、これは私の息子、イーサンです。
ロボットが落ちなかったらどうなるでしょうか?重力の方向を変えることができたらどうなるでしょうか?私たちの新しいロボット、浮力補助型軽量脚ユニット Baloo をお見せできることをとても楽しみにしています。
このロボットは人間ほどの大きさの二足歩行ロボットです。
しかし、体はヘリウム風船です。
二本足の風船です。
どうやって歩くの？こんな感じで歩きます。
とてもエレガントですね。このロボットはおそらく最も安全なロボットです。
前にも後ろにも横にも歩けます。
方向転換ができるのです。
私たちは、このロボットが私たちと一緒に暮らして、階段を上ったり、階下に登ったり、障害物を乗り越えたりできるようにしたいと考えています。
遊んでみると楽しいですよ。
開けましょう。
飛び跳ねることができます。
今ではテーブルの天板の高さまで飛び跳ねることができます。
ああ、このロボットはダンスが上手です。
音楽をオンにすると、ビートを聞き、ビートに合わせて踊ります。
さて、私たちは実験をするときにとんでもないことをします。
一度窓を開けてロボットを窓から投げ捨てました。
さあ行こう。
すごくないですか？二足歩行の問題をすべて解決します。
安いし、落ちない。
しかし、それは新たな問題も生み出します。
このロボットは風が吹くと飛んでしまうので、屋外では恐ろしいです。
さて、これらは私たちの秘密プロジェクトの画像の一部です。
説明はしませんが、プロジェクションマッピングやボルテックススキャナーなど、いろいろなものを使っています。
ああ、このロボットは文字通り水の上を歩くことができます。
足にピンポン玉を乗せると水の上を歩くことができます。
綱渡りもできる。
これはクールですか？こちらはバルーです。
ちなみに、私たちのビデオはすべてこのようにバタンと終わります。
それはクールじゃないですか？こちらはバルーです。
ありがとう。
さて、これらの新しい発明や創造性はすべて、人間支援ロボットの問題から生まれました。
しかし、私たちは密かに人間支援ロボットの研究を続けています。
そしてこのロボットはアルテミスと呼ばれるもので、私たちの最新のものです。
動きを強化し、安定性を向上させる高度なロボット技術。
そして、一般の方にお披露目するのは今回が初めてです。
これは、これから起こることの概要です。
さて、このロボット、アルテミスは新しいタイプのテクノロジーを使用しています。
それはその裸のアクチュエーターに基づいています。
また、非常に新しいため、これらのコンポーネントは購入できません。
したがって、このロボットのすべての部品を設計して製造する必要があります。
車体下部の組み立てが完了しました。
そして、ロボット アルテミスのチラ見せをお見せできることをとても楽しみにしています。
そしてアルテミスも来ます。
おそらくステージや次の講演で皆さんにお見せするのが待ちきれません。
私たちの研究室「ロメラ」が開発した最新のロボットをたくさんお見せしました。
そして、ロメラ大学の優秀で勤勉な学生たちに敬意を表したいと思います。
ただし、すべてを紹介するつもりはありません。
私たちが作ったロボットをいくつか紹介します。
私たちが作成したロボットをいくつか紹介します。
私たちが作成したロボットをいくつか紹介します。
しかし、この創造性の源は何でしょうか？このエネルギーの源は何でしょうか？この驚異的な生産性の秘密は何でしょうか?次のビデオでその質問に答えることができると思います。
あれ見てよ。
バルーを覚えていますか？私たちはダンスの実験を行っています。
ちなみに今日は土曜の午前2時。
メートル。
午前中に。
私たちは楽しすぎます。
それでは、すべてのロボットを 1 台ずつ出してみましょう。
ナビを覚えていますか？アルフレッドの初期プロトタイプ。
みんなのお気に入り、ダーウィンのOP。
ナビ用の回転膝機構。
6脚の六脚ロボット。
こちらはUCLAのロボット工学・機構研究室のロメラです。
ちなみに左が踊っているのが私です。
本格的な実験をしながら、教授が学生たちと踊ったりパーティーをしたりしているのを見たことがないでしょう?オープンさ、自由、信頼、楽しみ、そして自分の行動が世界を変えることができると心から信じること。
これらは、次の 7 種類のロボットの背後にある秘密の一部です。
どうもありがとうございます
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