ABOUT THE SPEAKER
Skylar Tibbits - Inventor
Skylar Tibbits, a TED Fellow, is an artist and computational architect working on "smart" components that can assemble themselves.

Why you should listen

Can we create objects that assemble themselves -- that zip together like a strand of DNA or that have the ability for transformation embedded into them? These are the questions that Skylar Tibbits investigates in his Self-Assembly Lab at MIT, a cross-disciplinary research space where designers, scientists and engineers come together to find ways for disordered parts to become ordered structures. 

A trained architect, designer and computer scientist, Tibbits teaches design studios at MIT’s Department of Architecture and co-teaches the seminar “How to Make (Almost) Anything” at MIT’s Media Lab. Before that, he worked at a number of design offices including Zaha Hadid Architects, Asymptote Architecture, SKIII Space Variations and Point b Design. His work has been shown at the Guggenheim Museum and the Beijing Biennale. 

Tibbits has collaborated with a number of influential people over the years, including Neil Gershenfeld and The Center for Bits and Atoms, Erik and Marty Demaine at MIT, Adam Bly at SEED Media Group and Marc Fornes of THEVERYMANY. In 2007, he and Marc Fornes co-curated Scriptedbypurpose, the first exhibition focused exclusively on scripted processes within design. Also in 2007, he founded SJET, a multifaceted practice and research platform for experimental computation and design. SJET crosses disciplines from architecture and design, fabrication, computer science and robotics.

More profile about the speaker
Skylar Tibbits | Speaker | TED.com
TED2011

Skylar Tibbits: Can we make things that make themselves?

スカイラー・ティビッツ:自己構築する物をつくる事は可能か?

Filmed:
1,072,366 views

MIT研究者のスカイラー・ティビッツは自己組織化と呼ばれる、DNA鎖が自身を結合するように、何かをつくる(椅子や、超高層ビル)代わりに物が自身をつくるというアイディアに取り組んでいます。これは初期段階における大きなコンセプトです。ティビッツは3つの研究室内のプロジェクトを通して自己組織化の未来の展望を紹介します。
- Inventor
Skylar Tibbits, a TED Fellow, is an artist and computational architect working on "smart" components that can assemble themselves. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:15
Today今日 I'd like to showショー you
0
0
2000
今日は皆さんに
00:17
the future未来 of the way we make things.
1
2000
2000
物づくりの未来をお見せします
00:19
I believe that soonすぐに our buildings建物 and machines機械
2
4000
2000
私はやがて建物や機械が
00:21
will be self-assembling自己組織化,
3
6000
2000
自己組織化するようになり 自ら複製や
00:23
replicating複製する and repairing修理 themselves自分自身.
4
8000
2000
修復をするようになると信じています
00:25
So I'm going to showショー you
5
10000
2000
これから
00:27
what I believe is the current現在 state状態 of manufacturing製造,
6
12000
2000
私が信じる 物づくりの現状と
00:29
and then compare比較する that to some naturalナチュラル systemsシステム.
7
14000
3000
それらに対する自然界のシステムを比較します
00:32
So in the current現在 state状態 of manufacturing製造, we have skyscrapers超高層ビル --
8
17000
3000
物づくりの現状として 高層ビルが例に挙げられます
00:35
two and a halfハーフ years [of assemblyアセンブリ time],
9
20000
2000
建築期間は2年半
00:37
500,000 to a million百万 parts部品,
10
22000
2000
部品数は50万から100万個
00:39
fairlyかなり complex複合体,
11
24000
2000
かなり複雑であり 鋼鉄やコンクリート
00:41
new新しい, excitingエキサイティング technologiesテクノロジー in steel, concreteコンクリート, glassガラス.
12
26000
3000
ガラスにおける最新の素晴らしい技術でできています
00:44
We have excitingエキサイティング machines機械
13
29000
2000
私たちが持つ宇宙に運ぶ
00:46
that can take us into spaceスペース --
14
31000
2000
素晴らしい機械は
00:48
five years [of assemblyアセンブリ time], 2.5 million百万 parts部品.
15
33000
3000
製造期間が5年 部品数は250万個です
00:51
But on the other side, if you look at the naturalナチュラル systemsシステム,
16
36000
3000
一方で 自然界のシステムに目を向けると
00:54
we have proteinsタンパク質
17
39000
2000
200万種類もの
00:56
that have two million百万 typesタイプ,
18
41000
2000
タンパク質が
00:58
can fold in 10,000 nanosecondsナノ秒,
19
43000
2000
1万ナノ秒のうちに折り畳んだり
01:00
or DNADNA with three billion baseベース pairsペア
20
45000
2000
30億塩基対のDNAが
01:02
we can replicate複製する in roughly大まかに an hour時間.
21
47000
3000
およそ1時間以内に複製が出来たりします
01:05
So there's all of this complexity複雑
22
50000
2000
このように自然界のシステムには
01:07
in our naturalナチュラル systemsシステム,
23
52000
2000
こんなに多くの複雑性が存在していますが
01:09
but they're extremely極端な efficient効率的な,
24
54000
2000
これらは極めて効率が良く
01:11
far遠い more efficient効率的な than anything we can buildビルドする,
25
56000
2000
私たちがつくるものよりもはるかに
01:13
far遠い more complex複合体 than anything we can buildビルドする.
26
58000
2000
効率的で複雑なのです
01:15
They're far遠い more efficient効率的な in terms条項 of energyエネルギー.
27
60000
2000
エネルギーの観点からもずっと効率的です
01:17
They hardlyほとんど ever make mistakes間違い.
28
62000
3000
これらは滅多にミスをしません
01:20
And they can repair修復 themselves自分自身 for longevity長寿.
29
65000
2000
そして状態を保つ為に自己修復が可能です
01:22
So there's something superスーパー interesting面白い about naturalナチュラル systemsシステム.
30
67000
3000
このように自然界のシステムには大変興味深い点があります
01:25
And if we can translate翻訳する that
31
70000
2000
そしてこれらを
01:27
into our built建てられた environment環境,
32
72000
2000
私たちの構築した環境に取り入れられれば
01:29
then there's some excitingエキサイティング potential潜在的な for the way that we buildビルドする things.
33
74000
2000
物づくりに面白い可能性が備わります
01:31
And I think the keyキー to that is self-assembly自己集合.
34
76000
3000
そしてその鍵となるのは自己組織化です
01:34
So if we want to utilize利用する self-assembly自己集合 in our physical物理的 environment環境,
35
79000
3000
物理環境において自己組織化を活用する場合
01:37
I think there's four4つの keyキー factors要因.
36
82000
2000
4つの要素があると考えます
01:39
The first is that we need to decodeデコード
37
84000
2000
1つは 建物や機械などといった
01:41
all of the complexity複雑 of what we want to buildビルドする --
38
86000
2000
私たちが作りたいあらゆる複雑なものを
01:43
so our buildings建物 and machines機械.
39
88000
2000
復元する必要があります
01:45
And we need to decodeデコード that into simple単純 sequencesシーケンス --
40
90000
2000
そして簡単な配列に復元する必要があります
01:47
basically基本的に the DNADNA of how our buildings建物 work.
41
92000
2000
つまり建物がどのように機能するかといったDNAです
01:49
Then we need programmableプログラム可能な parts部品
42
94000
2000
次にそれらの配列を用いて
01:51
that can take that sequenceシーケンス
43
96000
2000
折り畳んだり 再構成するための
01:53
and use that to fold up, or reconfigure再構成する.
44
98000
3000
プログラム可能な部品が必要です
01:56
We need some energyエネルギー that's going to allow許す that to activate活性化する,
45
101000
3000
それらを稼働させ 部品をプログラムによって
01:59
allow許す our parts部品 to be ableできる to fold up from the programプログラム.
46
104000
3000
折り畳めるようにするためのエネルギーが必要です
02:02
And we need some typeタイプ of errorエラー correction補正 redundancy冗長性
47
107000
2000
そして 一種の冗長なエラー修正機能によって
02:04
to guarantee保証 that we have successfully正常に built建てられた what we want.
48
109000
3000
望んだ物がうまく組み立てられたか保証するものが必要です
02:07
So I'm going to showショー you a number of projectsプロジェクト
49
112000
2000
それでは 私と私のMITの同僚たちが
02:09
that my colleagues同僚 and I at MITMIT are workingワーキング on
50
114000
2000
この自己組織化した未来を実現するために
02:11
to achieve達成する this self-assembling自己組織化 future未来.
51
116000
2000
取り組んでいるプロジェクトを紹介します
02:13
The first two are the MacroBotMacroBot and DeciBotDeciBot.
52
118000
3000
始めの2つはMacroBotとDeciBotです
02:16
So these projectsプロジェクト are large-scale大規模な reconfigurable再構成可能な robotsロボット --
53
121000
4000
これらは大型の再構成可能ロボットで
02:20
8 ftフィート., 12 ftフィート. long proteinsタンパク質.
54
125000
3000
縦幅2.5メートル 横幅3.5メートルもの物体で構成されています
02:23
They're embedded埋め込み with mechanical機械的 electrical電気 devicesデバイス, sensorsセンサ.
55
128000
3000
機械電子機器やセンサーが内蔵されており
02:26
You decodeデコード what you want to fold up into,
56
131000
2000
実現したい折り畳み方法を
02:28
into a sequenceシーケンス of anglesアングル --
57
133000
2000
角度を表す配列で復元します
02:30
so negative 120, negative 120, 0, 0,
58
135000
2000
マイナス120度 マイナス120度 0度 0度
02:32
120, negative 120 -- something like that;
59
137000
3000
120度 マイナス120度 といった感じです
02:35
so a sequenceシーケンス of anglesアングル, or turnsターン,
60
140000
2000
このような角度を表す配列に
02:37
and you send送信する that sequenceシーケンス throughを通して the string文字列.
61
142000
3000
配線を通してこの配列を送信します
02:40
Each unit単位 takes its messageメッセージ -- so negative 120 --
62
145000
3000
それぞれのユニットがこのメッセージを受信し マイナス120度なら
02:43
it rotates回転する to that, checks小切手 if it got there
63
148000
2000
このように回転し 到達したか確認後
02:45
and then passesパス it to its neighbor隣人.
64
150000
3000
次のユニットの入力待ちとなります
02:48
So these are the brilliantブリリアント scientists科学者,
65
153000
2000
彼らがこのプロジェクトに参加している
02:50
engineersエンジニア, designersデザイナー that worked働いた on this projectプロジェクト.
66
155000
2000
素晴らしい科学者やエンジニア そしてデザイナーです
02:52
And I think it really bringsもたらす to light:
67
157000
2000
私は本当に実現すると考えています
02:54
Is this really scalableスケーラブルな?
68
159000
2000
これは本当に拡張性があるでしょうか?
02:56
I mean, thousands of dollarsドル, lots of man hours時間
69
161000
2000
この2.5メートルものロボットの製作に
02:58
made to make this eight-foot8フィート robotロボット.
70
163000
3000
膨大なお金と 手間がかかりました
03:01
Can we really scale規模 this up? Can we really embed埋め込み roboticsロボット工学 into everyすべて part?
71
166000
3000
本当にこれが拡張し 全ての部品にロボット工学を組み込めるでしょうか?
03:04
The next one questions質問 that
72
169000
2000
次のロボットでは それを命題に
03:06
and looks外見 at passive受動的 nature自然,
73
171000
2000
受動的な性質 もしくは
03:08
or passively受動的に trying試す to have reconfiguration再構成 programmabilityプログラム可能性.
74
173000
3000
受動的に再構成プログラミング能力を獲得させようとしています
03:11
But it goes行く a stepステップ furtherさらに,
75
176000
2000
さらに一歩進んで
03:13
and it tries試行する to have actual実際の computation計算.
76
178000
2000
実際に演算能力を持たせようとしています
03:15
It basically基本的に embeds埋め込み the most最も fundamental基本的な building建物 blockブロック of computing計算,
77
180000
2000
これにコンピューティングの最も基本的な
03:17
the digitalデジタル logic論理 gateゲート,
78
182000
2000
要素であるデジタルロジックゲートを
03:19
directly直接 into your parts部品.
79
184000
2000
部品の中に直接組み込んでいます
03:21
So this is a NANDNAND gateゲート.
80
186000
2000
これがNANDゲートです
03:23
You have one tetrahedron四面体 whichどの is the gateゲート
81
188000
2000
コンピューティングを行うゲートである
03:25
that's going to do your computing計算,
82
190000
2000
四面体が1つあり
03:27
and you have two input入力 tetrahedrons四面体.
83
192000
2000
2つ入力用の四面体があります
03:29
One of them is the input入力 from the userユーザー, as you're building建物 your bricksレンガ.
84
194000
3000
一方が部品を組み立てるユーザーの入力用に使われ
03:32
The other one is from the previous brickレンガ that was placed置いた.
85
197000
3000
もう一方が前に設置された部品の入力用です
03:35
And then it gives与える you an output出力 in 3D spaceスペース.
86
200000
3000
そして3次元空間上に出力を行います
03:38
So what this means手段
87
203000
2000
これが何を意味するかというと
03:40
is that the userユーザー can start開始 plugging差し込む in what they want the bricksレンガ to do.
88
205000
3000
ユーザーが部品の動作を指示することができるということです
03:43
It computes計算する on what it was doing before
89
208000
2000
これは前に行ったことと
03:45
and what you said you wanted it to do.
90
210000
2000
ユーザーの指示を演算します
03:47
And now it starts開始する moving動く in three-dimensional三次元 spaceスペース --
91
212000
2000
そしてこのように3次元空間を
03:49
so up or down.
92
214000
2000
上下に動き始めます
03:51
So on the left-hand左手 side, [1,1] input入力 equals等しい 0 output出力, whichどの goes行く down.
93
216000
3000
左側では 入力[1,1]は 出力0のため 下に向き
03:54
On the right-hand右手 side,
94
219000
2000
右側では
03:56
[0,0] input入力 is a 1 output出力, whichどの goes行く up.
95
221000
3000
入力[0,0]は 出力1のため 上に向かいます
03:59
And so what that really means手段
96
224000
2000
これが本当に意味するのは
04:01
is that our structures構造 now contain含む the blueprints青写真
97
226000
2000
この構造物には 今や私たちが作りたい物の
04:03
of what we want to buildビルドする.
98
228000
2000
設計図が含まれているということです
04:05
So they have all of the information情報 embedded埋め込み in them of what was constructed建設された.
99
230000
3000
作り上げられるべき物の全ての情報が組み込まれているのです
04:08
So that means手段 that we can have some form of self-replication自己複製.
100
233000
3000
これはつまり 自己複製のようなことが行えることを意味します
04:11
In this case場合 I call it self-guided自己誘導 replication複製,
101
236000
3000
このようなものを私は 自己誘導複製と呼んでいます
04:14
because your structure構造 contains含まれる the exact正確 blueprints青写真.
102
239000
2000
これに完全な設計図が含まれているからです
04:16
If you have errorsエラー, you can replace置き換える a part.
103
241000
2000
エラーがあれば 一部を取り替えることができます
04:18
All the local地元 information情報 is embedded埋め込み to tell you how to fix修正する it.
104
243000
3000
全ての局所情報は修復用に組み込まれています
04:21
So you could have something that climbs登る along一緒に and reads読み込み it
105
246000
2000
従って例えば 平行して動作し データを読み込み
04:23
and can output出力 at one to one.
106
248000
2000
出力を行うようなことができるでしょう
04:25
It's directly直接 embedded埋め込み; there's no external外部 instructions指示.
107
250000
2000
情報は直接組み込まれており 外部命令に依存しません
04:27
So the last projectプロジェクト I'll showショー is calledと呼ばれる Biasedバイアスされた Chainsチェーン,
108
252000
3000
最後にお見せするプロジェクトは Biased Chainsと呼びます
04:30
and it's probably多分 the most最も excitingエキサイティング example that we have right now
109
255000
3000
これは おそらく受動的自己組織化システムにおける
04:33
of passive受動的 self-assembly自己集合 systemsシステム.
110
258000
2000
最も面白い例であるといえます
04:35
So it takes the reconfigurability再構成可能性
111
260000
2000
再構築機能を持ち
04:37
and programmabilityプログラム可能性
112
262000
2000
プログラミング要素があり
04:39
and makes作る it a completely完全に passive受動的 systemシステム.
113
264000
3000
完全に受動的なシステムです
04:43
So basically基本的に you have a chain of elements要素.
114
268000
2000
物体の鎖があるとします
04:45
Each element素子 is completely完全に identical同一,
115
270000
2000
それぞれの物体は全く同一であり
04:47
and they're biased偏った.
116
272000
2000
それらは偏っています
04:49
So each chain, or each element素子, wants to turn順番 right or left.
117
274000
3000
それぞれの鎖 もしくは物体は 左右に動こうとします
04:52
So as you assembleアセンブル the chain, you're basically基本的に programmingプログラミング it.
118
277000
3000
鎖の組み立ては 基本的にはプログラミングに相当します
04:55
You're telling伝える each unit単位 if it should turn順番 right or left.
119
280000
3000
それぞれのユニットに左に曲がるか 右に曲がるか伝えているのです
04:58
So when you shake振る the chain,
120
283000
3000
そして鎖を振ると
05:01
it then folds折り畳み up
121
286000
2000
プログラムした
05:03
into any configuration設定 that you've programmedプログラムされた in --
122
288000
3000
あらゆる構造に折り畳まれます
05:06
so in this case場合, a spiralスパイラル,
123
291000
2000
この場合は 螺旋ですし
05:08
or in this case場合,
124
293000
3000
この場合では
05:11
two cubesキューブ next to each other.
125
296000
3000
2つの正四面体が重なっています
05:14
So you can basically基本的に programプログラム
126
299000
2000
このようにあらゆる
05:16
any three-dimensional三次元 shape形状 --
127
301000
2000
3次元形状 もしくは1次元 2次元のものを
05:18
or one-dimensional1次元, two-dimensional二次元 -- up into this chain completely完全に passively受動的に.
128
303000
3000
この鎖で受動的にプログラムすることができます
05:21
So what does this tell us about the future未来?
129
306000
2000
では これが示す未来とは何でしょうか?
05:23
I think that it's telling伝える us
130
308000
2000
私が思うに これによって
05:25
that there's new新しい possibilities可能性 for self-assembly自己集合, replication複製, repair修復
131
310000
3000
物理的構造や建築 機械に対し自己組織化や
05:28
in our physical物理的 structures構造, our buildings建物, machines機械.
132
313000
3000
複製 修復といった新たな可能性をもたらすと考えます
05:31
There's new新しい programmabilityプログラム可能性 in these parts部品.
133
316000
2000
これらに新しくプログラミング要素が付与され
05:33
And from that you have new新しい possibilities可能性 for computing計算.
134
318000
2000
コンピューティングの新しい可能性が生まれるのです
05:35
We'll私たちは have spatial空間的 computing計算.
135
320000
2000
空間コンピューティングが可能です
05:37
Imagine想像する if our buildings建物, our bridges, machines機械,
136
322000
2000
建築や橋 機械などあらゆる部品が
05:39
all of our bricksレンガ could actually実際に compute計算する.
137
324000
2000
演算能力を持つことを想像してください
05:41
That's amazing素晴らしい parallel平行 and distributed配布された computing計算 powerパワー,
138
326000
2000
並列で分散的な驚くべき演算能力であり
05:43
new新しい design設計 possibilities可能性.
139
328000
2000
新しいデザインの可能性が広がります
05:45
So it's excitingエキサイティング potential潜在的な for this.
140
330000
2000
このようにこれは素晴らしい潜在能力を持っています
05:47
So I think these projectsプロジェクト I've showed示した here
141
332000
2000
ご紹介したこれらのプロジェクトは
05:49
are just a tiny小さな stepステップ towards方向 this future未来,
142
334000
2000
そんな未来に向けてのほんの小さな一歩です
05:51
if we implement実装する these new新しい technologiesテクノロジー
143
336000
2000
これらの新しい技術を新たな自己組織化世界に
05:53
for a new新しい self-assembling自己組織化 world世界.
144
338000
2000
向けて導入できればと考えます
05:55
Thank you.
145
340000
2000
ありがとうございました
05:57
(Applause拍手)
146
342000
2000
(拍手)
Translated by Yuki Okada
Reviewed by Hidetoshi Yamauchi

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Skylar Tibbits - Inventor
Skylar Tibbits, a TED Fellow, is an artist and computational architect working on "smart" components that can assemble themselves.

Why you should listen

Can we create objects that assemble themselves -- that zip together like a strand of DNA or that have the ability for transformation embedded into them? These are the questions that Skylar Tibbits investigates in his Self-Assembly Lab at MIT, a cross-disciplinary research space where designers, scientists and engineers come together to find ways for disordered parts to become ordered structures. 

A trained architect, designer and computer scientist, Tibbits teaches design studios at MIT’s Department of Architecture and co-teaches the seminar “How to Make (Almost) Anything” at MIT’s Media Lab. Before that, he worked at a number of design offices including Zaha Hadid Architects, Asymptote Architecture, SKIII Space Variations and Point b Design. His work has been shown at the Guggenheim Museum and the Beijing Biennale. 

Tibbits has collaborated with a number of influential people over the years, including Neil Gershenfeld and The Center for Bits and Atoms, Erik and Marty Demaine at MIT, Adam Bly at SEED Media Group and Marc Fornes of THEVERYMANY. In 2007, he and Marc Fornes co-curated Scriptedbypurpose, the first exhibition focused exclusively on scripted processes within design. Also in 2007, he founded SJET, a multifaceted practice and research platform for experimental computation and design. SJET crosses disciplines from architecture and design, fabrication, computer science and robotics.

More profile about the speaker
Skylar Tibbits | Speaker | TED.com