19:26
TED2005

Robert Full: The sticky wonder of gecko feet

ロバート・フル 動物の動きについて

Filmed:

生物学者ロバート・フルが面白い動物のスローモーションを見せてくれます。ゴキブリが網を駆け抜けていくのに使うトゲやヤモリが壁を登るのに使っているナノテクが詰め込まれた足を近くで観察してみよう。

- Biologist
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering. Full bio

I want you to imagine that you're a student in my lab.
私の研究室の学生だと思ってください
00:12
What I want you to do is to create a biologically inspired design.
あなた方への課題は生物規範デザインです
00:17
And so here's the challenge:
課題のテーマは
00:21
I want you to help me create a fully 3D, dynamic, parameterized contact model.
パラメトリックな3次元動的接触モデルの作成です
00:23
The translation of that is, could you help me build a foot?
普通の言葉で言うと、足を作るのを手伝って欲しいということになります
00:29
And it is a true challenge, and I do want you to help me.
これは本当に難しいことで、本当に手伝って欲しいと思っています
00:33
Of course, in the challenge there is a prize.
当然賞も用意してあります
00:35
It's not quite the TED Prize, but it is an exclusive t-shirt from our lab.
TED賞程のものではなく、うちの研究室のオリジナルTシャツです
00:37
So please send me your ideas about how to design a foot.
是非足を作るアイデアを送って下さい
00:44
Now if we want to design a foot, what do we have to do?
足をデザインするために必要なことを挙げてみましょう
00:50
We have to first know what a foot is.
まず、足とはどういうものか知る必要があります
00:54
If we go to the dictionary, it says, "It's the lower extremity of a leg
辞書でfootの訳を見ると「足首から下の部分、
00:57
that is in direct contact with the ground in standing or walking"
歩み、最下部」と書いてあります
01:00
That's the traditional definition.
これは従来ある定義です
01:02
But if you wanted to really do research, what do you have to do?
しかし、これでは研究したことになりません
01:03
You have to go to the literature and look up what's known about feet.
文献で足について何が知られているか調査する必要があります
01:06
So you go to the literature. (Laughter)
なので文献を実際に見てみましょう(笑)
01:09
Maybe you're familiar with this literature.
文献を見ていてもう御存じかもしれませんが
01:12
The problem is, there are many, many feet.
問題は、足の種類がものすごく沢山あることです
01:14
How do you do this?
ではどうするか
01:17
You need to survey all feet and extract the principles of how they work.
足の種類をすべて洗い出し、どういった原則で機能しているのか調査する必要があります
01:18
And I want you to help me do that in this next clip.
次の映像を見ながらどんな原則があるかとか
01:23
As you see this clip, look for principles,
どのような実験をすることによって
01:25
and also think about experiments that you might design
足の機能を見出していくか
01:28
in order to understand how a foot works.
考えてみてください
01:31
See any common themes? Principles?
何か共通のテーマありましたか?原則は?
01:44
What would you do?
どうしますか?
01:46
What experiments would you run?
どんな実験をしますか?
01:59
Wow. (Applause)
すごい
03:31
Our research on the biomechanics of animal locomotion
動物運動学の研究を通して
03:37
has allowed us to make a blueprint for a foot.
青写真を描くことが出来ました
03:40
It's a design inspired by nature, but it's not a copy of any specific foot you just looked at,
これは自然に習った設計で今さっき見たような足をただ模倣したものでもありません
03:42
but it's a synthesis of the secrets of many, many feet.
いろいろな種類の足の秘密を組み合わせたものです
03:48
Now it turns out that animals can go anywhere.
動物は大体どこにでも行くことが出来ます
03:52
They can locomote on substrates that vary as you saw --
先ほど見たように接触の確率、表面そのものの不安定さ
03:55
in the probability of contact, the movement of that surface
足の置き場の安定さがどのように変化しても
03:57
and the type of footholds that are present.
その表面を動き回ることができる
04:01
If you want to study how a foot works,
もし足の働きを研究するとなると
04:04
we're going to have to simulate those surfaces, or simulate that debris.
このように多様な表面もしくは表面に落ちている砂利などをシミュレーションする必要があります
04:06
When we did that, here's a new experiment that we did:
実際に行った実験はこれです
04:10
we put an animal and had it run -- this grass spider --
適当な動物、ここではこのクサグモですが
04:15
on a surface with 99 percent of the contact area removed.
接触表面を99%排除した表面を走らせました
04:17
But it didn't even slow down the animal.
それでもほとんど影響なし
04:20
It's still running at the human equivalent of 300 miles per hour.
人の大きさにしたら時速300マイルで走行していることになります
04:22
Now how could it do that? Well, look more carefully.
どうやっているのでしょう?もっと注意してみてください
04:25
When we slow it down 50 times we see how the leg is hitting that simulated debris.
速度を50分の1に落とすとと足がシミュレーションされた砂利をどのように利用しているか見えてきます
04:28
The leg is acting as a foot.
地面に触れているのは
04:34
And in fact, the animal contacts other parts of its leg
足先というより脚全体が地面と
04:36
more frequently than the traditionally defined foot.
接触していることに気づいていると思います
04:39
The foot is distributed along the whole leg.
歩行用の地面接触機能が脚全体に分布しています
04:42
You can do another experiment where you can take a cockroach with a foot,
ゴキブリでも実験することが出来ます。足から一節
04:46
and you can remove its foot.
もいで見ることが出来ます
04:50
I'm passing some cockroaches around. Take a look at their feet.
今ゴキブリを回しているのでゴキブリの足を見てみてください
04:52
Without a foot, here's what it does. It doesn't even slow down.
一節もぐとどうなるか?それでも速度が変わらない
04:56
It can run the same speed without even that segment.
節が一つなくても影響がないんです
05:00
No problem for the cockroach -- they can grow them back, if you care.
ゴキブリの足の節は生え換わるので心配ないです
05:03
How do they do it?
ではどうやっているのか?
05:06
Look carefully: this is slowed down 100 times,
よく見てください。100分の1に減速しています
05:08
and watch what it's doing with the rest of its leg.
残った足をどう使っているか?
05:11
It's acting, again, as a distributed foot --
同じように脚全体を使っています
05:14
very effective.
超効果的
05:17
Now, the question we had is, how general is a distributed foot?
次の疑問は足全体への機能分散がどれくらい一般的なことなのか
05:19
And the next behavior I'll show you of this animal just stunned us the first time that we saw it.
次に見せる動物には度肝を抜かれました
05:24
Journalists, this is off the record; it's embargoed.
ジャーナリストのみなさん、これはオフレコでお願いします
05:33
Take a look at what that is!
見てみてください
05:38
That's a bipedal octopus that's disguised as a rolling coconut.
転がっているココナツに化けた2足歩行のタコです
05:40
It was discovered by Christina Huffard
発見者はクリスティーナ・ハッファードで
05:47
and filmed by Sea Studios, right here from Monterey.
撮ったのはシースタジオで、場所はここ、モントレーです
05:51
We've also described another species of bipedal octopus.
他にも2足歩行のタコが見つかっています
05:56
This one disguises itself as floating algae.
これは海藻に化けた時のものです
06:01
It walks on two legs and it holds the other arms up in the air so that it can't be seen.
2足で歩きながら他の足を高く上げてカモフラージュしています
06:04
(Applause)
(拍手)
06:09
And look what it does with its foot to get over challenging terrain.
不整地を乗り越える時の足の動かし方を見てください
06:10
It uses that beautiful distributed foot to make it as if those obstacles are not even there --
足全体をうまく使っているため、まるで障害物がないかのようです
06:18
truly extraordinary.
本当に素晴らしい
06:29
In 1951, Escher made this drawing. He thought he created an animal fantasy.
エッシャーは恐らく全くの架空の動物を描いたつもりで1951年にこの絵を描きました。
06:33
But we know that art imitates life,
芸術は命を模倣するとでもいいましょうか
06:38
and it turns out nature, three million years ago, evolved the next animal.
300万年前に大自然は次の動物を進化させていました
06:40
It's a shrimp-like animal called the stomatopod,
エビと似たようなシャコという動物です
06:43
and here's how it moves on the beaches of Panama:
このようにパナマの浜辺を動き回ります
06:45
it actually rolls, and it can even roll uphill.
転がって坂も登れるのです
06:49
It's the ultimate distributed foot: its whole body in this case is acting like its foot.
足の機能が分散した究極の例とも言え、体全体が足の代わりになっています
06:53
So, if we want to then, to our blueprint, add the first important feature,
我々の設計図に最初に加える重要な機能は
07:03
we want to add distributed foot contact.
接地し得る点を足だけではなく
07:08
Not just with the traditional foot, but also the leg,
脚全体にそして体にも
07:10
and even of the body.
分散させるということです
07:13
Can this help us inspire the design of novel robots?
これで新しいロボットの設計することが出来るでしょうか?
07:14
We biologically inspired this robot, named RHex,
素晴らしいエンジニアが過去数年かけて
07:18
built by these extraordinary engineers over the last few years.
RHexと呼ばれる次の生物規範ロボットを作りました
07:21
RHex's foot started off to be quite simple,
RHexの足は最初はかなり単純な形でした
07:25
then it got tuned over time, and ultimately resulted in this half circle.
時間とともにチューニングされ、ついに半円形になりました
07:28
Why is that? The video will show you.
理由はビデオを見れば分かります
07:33
Watch where the robot, now, contacts its leg in order to deal with this very difficult terrain.
難しい不整地を歩くために足全体をどう使っているか見てください
07:35
What you'll see, in fact, is that it's using that half circle leg as a distributed foot.
半円全体を足として使っているのが分かりますか
07:42
Watch it go over this.
この障害物を乗り越える時も
07:48
You can see it here well on this debris.
ここに落ちている障害物も
07:50
Extraordinary. No sensing, all the control is built right into the tuned legs.
検知する必要はなく制御は足の形そのものによって実現されています
07:53
Really simple, but beautiful.
シンプルかつ洗練されて美しい
07:59
Now, you might have noticed something else about the animals
不整地を走りぬいていく動物を見た時
08:01
when they were running over the rough terrain.
他にも気付いた点はないですか?
08:04
And my assistant's going to help me here.
アシスタントに手伝ってもらいましょう
08:06
When you touched the cockroach leg -- can you get the microphone for him?
ゴキブリの足を触った時...マイクお願いします
08:08
When you touched the cockroach leg, what did it feel like?
ゴキブリの足を触った時どんな感触だった?
08:12
Did you notice something?
なにか気付いたことある?
08:15
Boy: Spiny.
少年: とげがある
08:17
Robert Full: It's spiny, right? It's really spiny, isn't it? It sort of hurts.
そうトゲがあるんだ たくさんあるでしょう?痛いよね
08:18
Maybe we could give it to our curator and see if he'd be brave enough to touch the cockroach.
キュレータさんに渡してみてゴキブリを触る勇気があるかどうか見てみましょう
08:22
(Laughter)
(笑)
08:28
Chris Anderson: Did you touch it?
クリス・アンダーソン: 触ったことがあるんですか?
08:29
RF: So if you look carefully at this, what you see is that they have spines
これをよく見るととげが付いていることが分かります
08:30
and until a few weeks ago, no one knew what they did.
数週間前まではそのトゲの役割を誰も知りませんでした
08:33
They assumed that they were for protection and for sensory structures.
トゲの役割は外敵から守るとか感覚器官だと思われていました
08:36
We found that they're for something else -- here's a segment of that spine.
他の役割を解明することが出来ました。。これはトゲの一部を拡大したものです
08:39
They're tuned such that they easily collapse in one direction
ある方向に対してはやわらかくなっていて
08:43
to pull the leg out from debris,
足を引き上げやすくなっています
08:46
but they're stiff in the other direction so they capture disparities in the surface.
別な方向から押すと固くなっていて表面の凹凸を捉えられます
08:48
Now crabs don't miss footholds, because they normally move on sand --
カニは普段砂の上を動くので足を踏み外すことはありません
08:54
until they come to our lab.
研究室につれてこられるまでは
08:57
And where they have a problem with this kind of mesh,
このような網で苦労することになります
08:59
because they don't have spines.
トゲを持っていないからです
09:02
The crabs are missing spines, so they have a problem in this kind of rough terrain.
カニはトゲを持たないからこのような表面を通過することができません
09:05
But of course, we can deal with that
人工的にこのトゲを作って
09:08
because we can produce artificial spines.
何とかしてあげることが出来ます
09:11
We can make spines that catch on simulated debris
踏み込む時に障害物をとらえ
09:15
and collapse on removal to easily pull them out.
引き出す時には簡単に抜けるようにします
09:18
We did that by putting these artificial spines on crabs,
このようなトゲを足にくっつけて
09:21
as you see here, and then we tested them.
カニに試してもらいました
09:24
Do we really understand that principle of tuning? The answer is, yes!
この考え方は正しかったでしょうか?正解でした
09:26
This is slowed down 20-fold, and the crab just zooms across that simulated debris.
20分の1のスピードに落した動画ですが、カニは障害物をもろともしません
09:30
(Laughter) (Applause)
(笑)(拍手)
09:35
A little better than nature.
自然から一歩前進しました
09:37
So to our blueprint, we need to add tuned spines.
設計図には特殊なトゲを追加します
09:40
Now will this help us think about the design of more effective climbing robots?
これでクライミングの得意なロボットを作れますでしょうか?
09:43
Well, here's RHex: RHex has trouble on rails -- on smooth rails, as you see here.
再びRHexです。なめらかなレールをを乗り越えっるのに苦労しています
09:48
So why not add a spine? My colleagues did this at U. Penn.
トゲの出番です。私の同僚のダン・コディシェックが
09:53
Dan Koditschek put some steel nails -- very simple version -- on the robot,
ペンシルバニア大学で足に釘をつけてみました
09:57
and here's RHex, now, going over those steel -- those rails. No problem!
今度のRHexは問題なくレールを乗り越えていきます
10:01
How does it do it?
どうやっているのでしょうか
10:07
Let's slow it down and you can see the spines in action.
動画の速度を落として様子をみましょう
10:08
Watch the leg come around, and you'll see it grab on right there.
足が踏み込もうとする時にトゲでレールをとらえているのが分かります
10:10
It couldn't do that before; it would just slip and get stuck and tip over.
以前は滑るだけで障害物をとらえることができませんでした
10:13
And watch again, right there -- successful.
もう一回見ましょう。成功です
10:16
Now just because we have a distributed foot and spines
足の機能を分散させてトゲを追加したからといって
10:20
doesn't mean you can climb vertical surfaces.
垂直な壁が登られるわけではありません
10:23
This is really, really difficult.
非常に難しいことです
10:26
But look at this animal do it!
でもこの動物はいとも簡単にやっています
10:28
One of the ones I'm passing around is climbing up this vertical surface that's a smooth metal plate.
今まわしている動物がまさになめらかな金属でできた壁を登っています
10:30
It's extraordinary how fast it can do it --
スピードには驚くばかりですが
10:36
but if you slow it down, you see something that's quite extraordinary.
動画の速度を下げると驚く光景を目にします
10:38
It's a secret. The animal effectively climbs by slipping and look --
秘密を解き明かすと、滑ったりしながら
10:42
and doing, actually, terribly, with respect to grabbing on the surface.
決して美しいとはいえないような登り方をしています
10:46
It looks, in fact, like it's swimming up the surface.
まるで泳いでいるかのようにこの平面を登っていきます
10:50
We can actually model that behavior better as a fluid, if you look at it.
実際にモデリングしてみると液体中の動きがもっとも合致します
10:53
The distributed foot, actually, is working more like a paddle.
分散された足の機能はパドルのような役割を果たしています
10:57
The same is true when we looked at this lizard running on fluidized sand.
このトカゲが流砂の上を走る時もそうです
11:01
Watch its feet.
足を見てください
11:05
It's actually functioning as a paddle
普通固体だと思うよるな表面でも
11:07
even though it's interacting with a surface that we normally think of as a solid.
まるでパドルのような役割を果たしています
11:09
This is not different from what my former undergraduate discovered
以前私のところにいた学生が
11:15
when she figured out how lizards can run on water itself.
トカゲの水上歩行の研究でも似たような発見をしました
11:20
Can you use this to make a better robot?
これでよりよいロボットを作れるでしょうか?
11:25
Martin Buehler did -- who's now at Boston Dynamics --
ボストンダイナミクスのマーチン・ビューラーは
11:30
he took this idea and made RHex to be Aqua RHex.
このアイデアを使ってAqua RHexへと進化させました
11:33
So here's RHex with paddles,
これがパドルを付けたRHexで
11:38
now converted into an incredibly maneuverable swimming robot.
かなり泳ぎのうまいロボットになっています
11:40
For rough surfaces, though, animals add claws.
荒れた面の場合、動物は爪を使うようになります
11:46
And you probably feel them if you grabbed it.
手に取った時爪を感じることが出来たと思います
11:49
Did you touch it?
触りましたか?
11:50
CA: I did.
CA: 触りました
11:51
RF: And they do really well at grabbing onto surfaces with these claws.
動物は爪をかなり巧みに使います
11:52
Mark Cutkosky at Stanford University, one of my collaborators, is an extraordinary engineer
一緒に研究しているスタンフォード大学のマーク・クトウスキーさんはかなりすごいエンジニアで
11:54
who developed this technique called Shape Deposition Manufacturing,
形状デポジション製法という製造方法を編み出しました
12:00
where he can imbed claws right into an artificial foot.
この製造方法で直接人工的な足に爪を埋め込むことができます
12:03
And here's the simple version of a foot for a new robot that I'll show you in a bit.
これから見せる新しいロボットの初期のバージョンが足がこれです
12:06
So to our blueprint, let's attach claws.
プロトタイプの青写真に爪も付けておきましょう
12:11
Now if we look at animals, though, to be really maneuverable in all surfaces,
動物はどんな表面でも歩いて行けるような工夫をしています
12:14
the animals use hybrid mechanisms
工夫をしています
12:17
that include claws, and spines, and hairs, and pads, and glue, and capillary adhesion
爪、トゲ、髪、肉球、糊、毛細現象による接着など
12:19
and a whole bunch of other things.
いろいろな要素を組み合わせて使います
12:23
These are all from different insects.
これらは全て別々の虫から取ってきたものです
12:24
There's an ant crawling up a vertical surface.
アリが垂直な面を登っています
12:26
Let's look at that ant.
近づいて見てみましょう
12:28
This is the foot of an ant. You see the hairs and the claws and this thing here.
アリの足です。髪と爪そしてこの変なものが見られます
12:30
This is when its foot's in the air.
これは足が空中にある時です
12:35
Watch what happens when the foot goes onto your sandwich.
足が食べようとしているサンドイッチに乗っかる時
12:37
You see what happens?
こうなります
12:41
That pad comes out. And that's where the glue is.
糊の付いている肉球みたいなものが出てきます
12:43
Here from underneath is an ant foot,
下から見てみましょう
12:48
and when the claws don't dig in, that pad automatically comes out without the ant doing anything.
爪が引っ掛からない時にはあの肉球みたいなものが自動的に
12:51
It just extrudes.
飛び出します
12:57
And this was a hard shot to get -- I think this is the shot of the ant foot on the superstrings.
撮影の難しかったアリがひもを登っているところです
12:58
So it's pretty tough to do.
大変でしたが
13:03
This is what it looks like close up --
近くで見ると、
13:04
here's the ant foot, and there's the glue.
こうやって糊が出てきます
13:07
And we discovered this glue may be an interesting two-phase mixture.
この糊は面白い特性を持つ二相混合体だということが分かってきました
13:09
It certainly helps it to hold on.
アリをくっつけるのに十分な保持力がありますね
13:13
So to our blueprint, we stick on some sticky pads.
青写真に糊の付いている肉球を追加します
13:15
Now you might think for smooth surfaces we get inspiration here.
なめらかな表面ではこれで十分そうですが
13:19
Now we have something better here.
もっといいものがありました
13:23
The gecko's a really great example of nanotechnology in nature.
ヤモリは自然界で使われているナノテクのよい例です
13:26
These are its feet.
これが足で
13:29
They're -- almost look alien. And the secret, which they stick on with,
地球上のものとは思えないような形をしていますが,くっついていられる理由は
13:31
involves their hairy toes.
毛むくじゃらな足の指です
13:35
They can run up a surface at a meter per second,
ヤモリは秒速1メートルで壁を登り
13:37
take 30 steps in that one second -- you can hardly see them.
その1秒の間に30歩進みます。目にも止まらぬ速さです
13:41
If we slow it down, they attach their feet at eight milliseconds,
動画をゆっくり回すと8ミリ秒で足をくっつけ
13:44
and detach them in 16 milliseconds.
16ミリ秒ではずします
13:47
And when you watch how they detach it, it is bizarre.
はずし方を詳しく見るとかなり変です
13:50
They peel away from the surface like you'd peel away a piece of tape.
セロテープを壁からはがしているかのようにはがしています
13:57
Very strange. How do they stick?
変ですよね。どうやってくっついているのでしょう?
14:02
If you look at their feet, they have leaf-like structures called linalae
足を見るとlinalaeという葉っぱのような構造を持っており
14:05
with millions of hairs.
毛だらけです
14:08
And each hair has the worst case of split ends possible.
毛先をみるとすごい枝毛になっています
14:09
It has a hundred to a thousand split ends,
一本の毛が何百や何千にも枝分かれしてます
14:12
and that's the secret, because it allows intimate contact.
これが密着するための秘密です
14:15
The gecko has a billion of these 200-nanometer-sized split ends.
ヤモリ一匹が何億もの200nm大の枝毛を持っています
14:18
And they don't stick by glue, or they don't work like Velcro, or they don't work with suction.
糊や磁力もしくはマジックテープのような原理でくっつくのではなく
14:22
We discovered they work by intermolecular forces alone.
分子間力でくっつきます
14:27
So to our blueprint, we split some hairs.
青写真に枝毛を追加しす
14:31
This has inspired the design of the first self-cleaning dry adhesive --
うれしいことに自己洗浄機能を持つ乾式接着剤の
14:35
the patent issued, we're happy to say.
特許の取得に成功しました
14:38
And here's the simplest version in nature,
これが自然界のもっともシンプルなサンプル
14:40
and here's my collaborator Ron Fearing's attempt
こちらが共同研究者ロン・フェアリングの
14:43
at an artificial version of this dry adhesive made from polyurethane.
人工的なポリウレタン製の試作です
14:46
And here's the first attempt to have it work on some load.
初めて負荷をかけてみた時の映像です
14:51
There's enormous interest in this in a variety of different fields.
様々な分野から興味を持たれています
14:54
You could think of a thousand possible uses, I'm sure.
用途はいくらでも思いつくと思われるし
14:57
Lots of people have, and we're excited about realizing this as a product.
思いついた人たちも多く、製品化に向けて興奮しています
15:00
We have imagined products; for example, this one:
いろいろな製品を想像してみました。例えばこれ
15:05
we imagined a bio-inspired Band-Aid, where we took the glue off the Band-Aid.
生物規範の絆創膏。絆創膏の糊をはいで
15:08
We took some hairs from a molting gecko;
毛の生え換わっているヤモリの毛を
15:13
put three rolls of them on here, and then made this Band-Aid.
3牧くっつけてみました
15:15
This is an undergraduate volunteer --
これは大学生のボランティアです
15:19
we have 30,000 undergraduates so we can choose among them --
学生が3万人もいるので、選択肢が豊富なんです
15:21
that's actually just a red pen mark.
あれは赤いペンで付けた印なのですが
15:24
But it makes an incredible Band-Aid.
しっかりと絆創膏の機能を果たしてしています
15:26
It's aerated, it can be peeled off easily, it doesn't cause any irritation, it works underwater.
空気の循環もよく、簡単にはがすこともでき、皮膚も荒らさず、水中使用も可
15:28
I think this is an extraordinary example of how curiosity-based research --
最初はただどうやって登っているのか知りたかっただけだった
15:36
we just wondered how they climbed up something --
好奇心で始めた研究から、思いがけない
15:41
can lead to things that you could never imagine.
産物が生み出されたよい例です
15:43
It's just an example of why we need to support curiosity-based research.
好奇心で始める研究に予算を出すよい理由でもあります
15:46
Here you are, pulling off the Band-Aid.
絆創膏をはがしているところです
15:50
So we've redefined, now, what a foot is.
足とは何か定義し直しましたが
15:53
The question is, can we use these secrets, then,
問題は自然界から学んだことを応用し
15:57
to inspire the design of a better foot, better than one that we see in nature?
よりよい足のデザインが出来るようになったかどうかです
15:59
Here's the new project:
新しいプロジェクトとして、
16:02
we're trying to create the first climbing search-and-rescue robot -- no suction or magnets --
世界初の磁石や吸盤を使わずに限定された環境を
16:04
that can only move on limited kinds of surfaces.
登ることのできるレスキューロボットを作りました
16:10
I call the new robot RiSE, for "Robot in Scansorial Environment" -- that's a climbing environment --
有能な生物学者と工学者で構成された開発チームがこのRiSEを開発しています
16:13
and we have an extraordinary team of biologists and engineers creating this robot.
RiSEはよじ登る環境向けロボットという意味です
16:18
And here is RiSE.
これです
16:22
It's six-legged and has a tail. Here it is on a fence and a tree.
六足ロボットでしっぽを持っています。塀や木
16:26
And here are RiSE's first steps on an incline.
そして初めての坂に挑戦しているところです
16:29
You have the audio? You can hear it go up.
音出ますか?登っている動作音も聞いてください
16:33
And here it is coming up at you, in its first steps up a wall.
これは自分に向って壁を初めて登っているところです
16:36
Now it's only using its simplest feet here, so this is very new.
ここで使っているのは最も構造の簡単な作りたての足です
16:42
But we think we got the dynamics right of the robot.
力学はしっかり出来たと思っています
16:47
Mark Cutkosky, though, is taking it a step further.
マーク・カトコスキーは一歩先にもって行こうとしています
16:51
He's the one able to build this shape-deposition manufactured feet and toes.
形状デポジション製法で足を作っている人です
16:53
The next step is to make compliant toes,
次のステップは地面の形状にならう足の指を作成して
16:58
and try to add spines and claws and set it for dry adhesives.
爪やトゲを追加して乾式接着剤をくっつけることです
17:02
So the idea is to first get the toes and a foot right,
まずは1本足と足の指の形状を固めて
17:04
attempt to make that climb, and ultimately put it on the robot.
それで登れるか試してから、ロボットにくっつけてみます
17:07
And that's exactly what he's done.
彼はその通りに研究を進めました
17:10
He's built, in fact, a climbing foot-bot inspired by nature.
彼は生物規範のクライミングロボットの足を作りました
17:12
And here's Cutkosky's and his amazing students' design.
これがカトコスキーと彼の学生らが作成したデザインです
17:17
So these are tuned toes -- there are six of them,
調整済みの足の指が6本ついています
17:21
and they use the principles that I just talked about collectively for the blueprint.
そして私が今まで話してきた青写真の原理にのっとっています
17:27
So this is not using any suction, any glue,
したがってこれは糊も空気の吸引も使っていません
17:36
and it will ultimately, when it's attached to the robot --
ロボットにくっつければ原理の発見を
17:38
it's as biologically inspired as the animal --
手伝ってくれた動物と同じように
17:41
hopefully be able to climb any kind of a surface.
どのような表面も登っていくことができるでしょう
17:44
Here you see it, next, going up the side of a building at Stanford.
スタンフォード大学にある建物の側面を登っているところです
17:49
It's sped up -- again, it's a foot climbing.
映像は速めてありますが
17:54
It's not the whole robot yet, we're working on it --
ただ足が登っているようにしか見えないでしょう
17:57
now you can see how it's attaching.
くっついているところを見ましたか?
17:59
These tuned structures allow the spines, friction pads and ultimately the adhesive hairs
足のトゲ、吸着パッド、そして吸着パッドには分子間力で吸着する毛という構成で
18:00
to grab onto very challenging, difficult surfaces.
凹凸のある難しい表面につかまることができています
18:06
And so they were able to get this thing -- this is now sped up 20 times --
20倍速の実験映像はこうなりました
18:09
can you imagine it trying to go up and rescue somebody at that upper floor? OK?
上の階の人を救助しに登っていくことを想像することが出来ますか?
18:13
You can visualize this now; it's not impossible.
不可能ではなさそうですよね
18:17
It's a very challenging task. But more to come later.
難しいのは確かですが、研究は進んでいきます
18:19
To finish: we've gotten design secrets from nature by looking at how feet are built.
自然界にある足を参考に足のデザインの秘密が導き出せました
18:23
We've learned we should distribute control to smart parts.
制御は作業に適したパーツに役割を分担してもらうことを学びました
18:27
Don't put it all in the brain,
脳にすべてをやらせるのではなく
18:30
but put some of the control in tuned feet, legs and even body.
上手く調整された脚や身体の形が制御するのです
18:31
That nature uses hybrid solutions, not a single solution, to these problems,
自然は統合された様々な局面に適応できる
18:35
and they're integrated and beautifully robust.
ハイブリッドな解を用意します
18:38
And third, we believe strongly that we do not want to mimic nature but instead be inspired by biology,
3つ目として自然をただまねるだけではなく原理を導きだし発想を刺激し
18:41
and use these novel principles with the best engineering solutions that are out there
工学的に優れ、可能ならば自然に勝るポテンシャルを
18:49
to make -- potentially -- something better than nature.
持つ解を出すことを心がけるべきだと思っています
18:53
So there's a clear message:
メッセージははっきりとしています
18:57
whether you care about a fundamental, basic research
思いがけない動物の基礎研究をしていようと
18:59
of really interesting, bizarre, wonderful animals,
地震に よる災害現場でも活躍することのできる
19:02
or you want to build a search-and-rescue robot
レスキューロボットを作りたいのであろうと
19:05
that can help you in an earthquake, or to save someone in a fire,
火事で人助けをしたいのでも、薬の研究をしていようと
19:06
or you care about medicine, we must preserve nature's designs.
自然界のデザインを温存しなければなりません
19:09
Otherwise these secrets will be lost forever.
秘密を解く鍵が研究する前に消え去ってしまわないように
19:14
Thank you.
ご静聴ありがとうございます
19:17
Translated by Hajime Saito
Reviewed by Masahiro Kyushima

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About the Speaker:

Robert Full - Biologist
Robert Full studies cockroach legs and gecko feet. His research is helping build tomorrow's robots, based on evolution's ancient engineering.

Why you should listen

UC Berkeley biologist Robert Full is fascinated by the motion of creatures like cockroaches, crabs and geckos having many legs, unusual feet or talented tails. He has led an effort to demonstrate the value of learning from Nature by the creating interdisciplinary collaborations of biologists, engineers, mathematicians and computer scientists from academia and industry. He founded CiBER, the Center for interdisciplinary Bio-inspiration in Education and Research, and the Poly-PEDAL Laboratory, which studies the Performance, Energetics and Dynamics of Animal Locomotion (PEDAL) in many-footed creatures (Poly).

His research shows how studying a diversity of animals leads to the discovery of general principles which inspire the design of novel circuits, artificial muscles, exoskeletons, versatile scampering legged search-and-rescue robots and synthetic self-cleaning dry adhesives based on gecko feet. He is passionate about discovery-based education leading to innovation -- and he even helped Pixar’s insect animations in the film A Bug's Life.

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Robert Full | Speaker | TED.com