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Auke Ijspeert: A robot that runs and swims like a salamander

アウケ・エイスペールト: イモリの様に走り、泳ぐことのできるロボット

December 8, 2015

ロボット研究家のアウケ・エイスベールトは、複雑な地面を進むことが出来る本物の動物をモデルにした、家にあるSF小説に登場するような生物的ロボットをデザインしています。このようなロボットを作る過程は、現場作業、点検、捜索や救出作業に使えるような自走式ロボットの改善につながります。こういったロボットは自然の世界の真似をするというのだけではなく、生物の仕組みをより深く知り、脊髄の知られざる秘密を解き明かしてくれます。

Auke Ijspeert - Roboticist
Auke Ijspeert works at the intersection of robotics, biology and computational neuroscience. Full bio

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Double-click the English subtitles below to play the video.
This is Pleurobot.
これはプルーロボットといいます
00:12
Pleurobot is a robot that we designed
to closely mimic a salamander species
プルーロボットはイベリア・トゲイモリという
イモリの一種を
00:15
called Pleurodeles waltl.
まねて作ったものです
00:18
Pleurobot can walk, as you can see here,
プルーロボットはご覧のとおり
歩行することも
00:21
and as you'll see later, it can also swim.
後でご覧頂くように
泳ぐことも出来ます
00:23
So you might ask,
why did we design this robot?
なぜこんなロボットを設計するのかって?
00:26
And in fact, this robot has been designed
as a scientific tool for neuroscience.
実のところ このロボットは
神経科学の研究道具として設計されました
00:28
Indeed, we designed it
together with neurobiologists
事実 神経生物学者と共同で
00:33
to understand how animals move,
動物の動きを ー
00:35
and especially how the spinal cord
controls locomotion.
特に脊髄が動作を制御する仕組みを
理解するために設計しました
00:37
But the more I work in biorobotics,
しかし生物ロボット工学を研究するにつれ
00:41
the more I'm really impressed
by animal locomotion.
動物の動きに対する感銘を深めました
00:43
If you think of a dolphin swimming
or a cat running or jumping around,
イルカが泳ぎ
ネコが走ったり飛び跳ねたり
00:45
or even us as humans,
さらに我々人間が
00:50
when you go jogging or play tennis,
ジョギングしたりテニスをする時には
00:51
we do amazing things.
驚くべきことを行っています
00:53
And in fact, our nervous system solves
a very, very complex control problem.
実際 我々の神経系は非常に複雑な
制御の問題を解決しています
00:55
It has to coordinate
more or less 200 muscles perfectly,
200ほどの筋肉を
完璧に操っています
00:59
because if the coordination is bad,
we fall over or we do bad locomotion.
連携がうまく出来なければ
倒れたり ぎこちない動きをすることでしょう
01:02
And my goal is to understand
how this works.
私の目標は
このような動作を理解することです
01:07
There are four main components
behind animal locomotion.
動物の動きには
主に身体の4つの部位が関わっています
01:10
The first component is just the body,
1つ目は胴体です
01:14
and in fact we should never underestimate
実際のところ 生物力学的な仕組みが
01:16
to what extent the biomechanics
already simplify locomotion in animals.
動物の動きをかなり簡素化していることを
過小評価してはいけません
01:18
Then you have the spinal cord,
次は脊髄です
01:22
and in the spinal cord you find reflexes,
脊髄は様々な反射を司り
01:24
multiple reflexes that create
a sensorimotor coordination loop
脊髄内の神経活動と
機械的な動作の間の
01:26
between neural activity in the spinal cord
and mechanical activity.
知覚運動を制御する
ループを作り出します
01:29
A third component
are central pattern generators.
3つ目の部位は
中枢パターン発生器です
01:33
These are very interesting circuits
in the spinal cord of vertebrate animals
これは脊椎動物の脊髄にある
興味深い回路で
01:36
that can generate, by themselves,
非常に調和度の高い
01:40
very coordinated
rhythmic patterns of activity
リズムのある行動パターンを
自ら発生しますが
01:42
while receiving
only very simple input signals.
受け取るのは
とても単純な入力信号だけです
01:45
And these input signals
この入力信号は
01:47
coming from descending modulation
from higher parts of the brain,
運動皮質、小脳、大脳基底核といった
01:48
like the motor cortex,
the cerebellum, the basal ganglia,
脳の上部から下達された変調信号で
01:51
will all modulate activity
of the spinal cord
我々が動作する時に
脊髄の信号を
01:54
while we do locomotion.
変調させます
01:56
But what's interesting is to what extent
just a low-level component,
しかし興味深いのは
下位レベルの器官である脊髄が
01:58
the spinal cord, together with the body,
胴体と共調して
02:01
already solve a big part
of the locomotion problem.
運動に関する問題の多くを
片づけてしまうことです
02:03
You probably know it by the fact
that you can cut the head off a chicken,
おそらくご存知だと思いますが
鳥の頭をちょん切っても
02:05
it can still run for a while,
しばらくの間走り続けますが
02:09
showing that just the lower part,
spinal cord and body,
身体の下半分 つまり
脊髄と胴体だけで
02:10
already solve a big part of locomotion.
運動の大部分を達成することを示しています
02:13
Now, understanding how this works
is very complex,
この仕組みを調べる方法は
とても複雑です
02:15
because first of all,
なぜならば 第一に
02:17
recording activity in the spinal cord
is very difficult.
脊髄の活動を記録することは
とても困難だからです
02:19
It's much easier to implant electrodes
in the motor cortex
運動皮質に電極を埋め込むことは
02:21
than in the spinal cord,
because it's protected by the vertebrae.
脊椎で保護された脊髄に比べ
とても容易です
02:24
Especially in humans, very hard to do.
人間の場合は特にやっかいです
02:27
A second difficulty is that locomotion
is really due to a very complex
困難である2つ目の理由は
動作は これら4つの部位の
02:29
and very dynamic interaction
between these four components.
非常に複雑 かつ動的な
相互作用によりなされるからです
02:33
So it's very hard to find out
what's the role of each over time.
ですから これらの要素の役割を
逐次把握することは非常に困難です
02:36
This is where biorobots like Pleurobot
and mathematical models
そこでプルーロボットのような
生物ロボットや数学モデルは
02:40
can really help.
理解に役立ちます
02:44
So what's biorobotics?
では生物ロボットとは?
02:47
Biorobotics is a very active field
of research in robotics
生物ロボット工学はロボット工学の中でも
特に研究が盛んで
02:48
where people want to
take inspiration from animals
動物からヒントを得て
02:51
to make robots to go outdoors,
野外で活躍する
02:53
like service robots
or search and rescue robots
奉仕ロボット、捜索・救出ロボットや
現場作業ロボットを
02:56
or field robots.
作ろうとしています
02:58
And the big goal here
is to take inspiration from animals
ここで掲げた大目標は
動物にヒントを得て
03:00
to make robots that can handle
complex terrain --
複雑な地表 ―
03:03
stairs, mountains, forests,
階段、山、森など
03:05
places where robots
still have difficulties
ロボットが今もなお苦手とするものの
03:07
and where animals
can do a much better job.
動物なら容易な場所を
進めるようにすることです
03:09
The robot can be a wonderful
scientific tool as well.
ロボットは素晴らしい
科学的道具にもなります
03:11
There are some very nice projects
where robots are used,
ロボットを使った
とても面白いプロジェクトがあります
03:14
like a scientific tool for neuroscience,
for biomechanics or for hydrodynamics.
神経科学、生物力学や流体力学向けの
科学的道具として使います
03:16
And this is exactly
the purpose of Pleurobot.
まさにプルーロボットが
目的とするところです
03:20
So what we do in my lab
is to collaborate with neurobiologists
我々が研究室で行っていることは
フランスのボルドー在住の
03:23
like Jean-Marie Cabelguen,
a neurobiologist in Bordeaux in France,
ジャン=マリエ・カベルゲンのような
神経生物学者達と共同で
03:26
and we want to make spinal cord models
and validate them on robots.
脊髄のモデルを作って
ロボットで確かめることです
03:29
And here we want to start simple.
まずは簡単なことから始めます
03:34
So it's good to start with simple animals
とても原始的な魚である
03:35
like lampreys, which are
very primitive fish,
ヤツメウナギのような動物から始め
03:37
and then gradually
go toward more complex locomotion,
段階的に 複雑な動きを目指すのが
良いでしょう
03:40
like in salamanders,
イモリ
03:42
but also in cats and in humans,
ネコ、ヒト
03:44
in mammals.
他の哺乳類へと進めていきます
03:45
And here, a robot becomes
an interesting tool
このとおり
ロボットは我々のモデルを実証する
03:47
to validate our models.
興味深いツールとなりました
03:50
And in fact, for me, Pleurobot
is a kind of dream becoming true.
プルーロボットは
私にとって夢の実現です
03:52
Like, more or less 20 years ago
I was already working on a computer
博士課程の時から
ヤツメウナギやイモリの動きを
03:55
making simulations of lamprey
and salamander locomotion
コンピュータで再現しようとし
03:58
during my PhD.
20年前後の年月が経ちました
04:01
But I always knew that my simulations
were just approximations.
しかし シミュレーションは
近似に過ぎないと常に認識していました
04:02
Like, simulating the physics in water
or with mud or with complex ground,
水、泥や複雑な地面といった
場所における物理現象を
04:06
it's very hard to simulate that
properly on a computer.
コンピュータでシミュレートすることは
とても困難です
04:10
Why not have a real robot
and real physics?
では本物のロボットを
現実の条件下で試しては?
04:12
So among all these animals,
one of my favorites is the salamander.
これらの動物の中で
私のお気に入りはイモリです
04:15
You might ask why,
and it's because as an amphibian,
なぜかというと
両生類だからです
04:18
it's a really key animal
from an evolutionary point of view.
進化の観点から
鍵となる動物です
04:22
It makes a wonderful link
between swimming,
ウナギ、魚類の泳ぎと
04:24
as you find it in eels or fish,
ウナギ、魚類の泳ぎと
04:27
and quadruped locomotion,
as you see in mammals, in cats and humans.
ネコやヒトなどの哺乳類に見られる
四足歩行を見事にリンクさせています
04:28
And in fact, the modern salamander
事実 現生のイモリは
04:33
is very close to the first
terrestrial vertebrate,
最初の陸生の脊椎動物と
とても似通っています
04:35
so it's almost a living fossil,
生きた化石といえるもので
04:38
which gives us access to our ancestor,
我々の祖先 ―
04:39
the ancestor to all terrestrial tetrapods.
全ての陸生の四足歩行動物の祖先のことを
知ることができます
04:41
So the salamander swims
イモリは
04:45
by doing what's called
an anguilliform swimming gait,
ウナギ型の泳ぎをします
04:46
so they propagate a nice traveling wave
of muscle activity from head to tail.
頭部から尾までの筋肉を
波を打つように見事にうねらせます
04:48
And if you place
the salamander on the ground,
イモリを地面に置くと
04:53
it switches to what's called
a walking trot gait.
速足歩行モードに切り替わります
04:55
In this case, you have nice
periodic activation of the limbs
手足を上手に周期的に連携させます
04:57
which are very nicely coordinated
つまり 定常的な波の様に
05:00
with this standing wave
undulation of the body,
身体をうねらせるのです
05:02
and that's exactly the gait
that you are seeing here on Pleurobot.
まさにこの動きを
プルーロボットで見ることができます
05:05
Now, one thing which is very surprising
and fascinating in fact
とても驚くべき かつ素晴らしいことは
05:08
is the fact that all this can be generated
just by the spinal cord and the body.
この動きが脊髄と胴体の間だけで
行われていることです
05:11
So if you take
a decerebrated salamander --
もし イモリの脳を除去しても ―
05:15
it's not so nice
but you remove the head --
ぞっとしますが
頭を切り離してしまっても
05:17
and if you electrically
stimulate the spinal cord,
脊髄に電気刺激を与えると
05:19
at low level of stimulation
this will induce a walking-like gait.
低レベルの刺激により
歩行モードが誘発されます
05:22
If you stimulate a bit more,
the gait accelerates.
刺激を少し強くすると
加速します
05:25
And at some point, there's a threshold,
ある限界点に達すると
05:28
and automatically,
the animal switches to swimming.
自動的に
水泳モードに切り替わります
05:30
This is amazing.
素晴らしいことです
05:32
Just changing the global drive,
刺激を変えると
05:34
as if you are pressing the gas pedal
まるで変調信号を脊髄へと下達させる
05:35
of descending modulation
to your spinal cord,
ペダルを踏んだかのように
05:37
makes a complete switch
between two very different gaits.
全く異なる動きの
2つのモードが切り替わります
05:39
And in fact, the same
has been observed in cats.
同様なことがネコでも観察されています
05:44
If you stimulate the spinal cord of a cat,
ネコの脊髄を刺激すると
05:46
you can switch between
walk, trot and gallop.
歩行、速足、駆け足のモードが
切り替わります
05:48
Or in birds, you can make a bird
switch between walking,
鳥でも切り替えが可能です
05:51
at a low level of stimulation,
弱い刺激では歩き
05:53
and flapping its wings
at high-level stimulation.
強い刺激では
羽をはばたかせます
05:55
And this really shows that the spinal cord
脊髄が実に精巧な
05:58
is a very sophisticated
locomotion controller.
運動制御器官であることを
示しています
06:00
So we studied salamander locomotion
in more detail,
我々はイモリの動きを
もっと詳しく調べました
06:02
and we had in fact access
to a very nice X-ray video machine
実に素晴らしいX線動画撮影装置を
ドイツのイェーナ大学の
06:05
from Professor Martin Fischer
in Jena University in Germany.
マーティン・フィッシャー教授に
使わせて頂きました
06:08
And thanks to that,
you really have an amazing machine
この素晴らしい装置のおかげで
06:11
to record all the bone motion
in great detail.
骨の動きを詳細に
記録することが出来ました
06:14
That's what we did.
こんなことを行ったのです
06:16
So we basically figured out
which bones are important for us
どの骨が重要な働きを
しているのかが分かりました
06:18
and collected their motion in 3D.
また 動きを3次元的に記録しました
06:21
And what we did is collect
a whole database of motions,
我々が集めたデータは
陸上、水中の両方における
06:24
both on ground and in water,
網羅的なデータベース ―
06:27
to really collect a whole database
of motor behaviors
本物の動物の動きをとらえた
06:28
that a real animal can do.
包括的なデータベースです
06:31
And then our job as roboticists
was to replicate that in our robot.
さて 我々ロボット研究家の役目は
ロボットでこれを再現することです
06:32
So we did a whole optimization process
to find out the right structure,
動きを出来るだけ忠実に再現するために
06:35
where to place the motors,
how to connect them together,
モーターの位置や
それらのつなぎ方まで
06:39
to be able to replay
these motions as well as possible.
適切な構造を見出すべく
全過程を最適化しました
06:41
And this is how Pleurobot came to life.
このようにしてプルーロボットが
実現しました
06:45
So let's look at how close
it is to the real animal.
どれほど本物の動物に動きが似ているか
ご覧ください
06:49
So what you see here
is almost a direct comparison
本物の動物とプルーロボットの歩行を
06:52
between the walking
of the real animal and the Pleurobot.
直接的に比較しながら
見ることができます
06:55
You can see that we have
almost a one-to-one exact replay
歩行の様子を
一挙手一投足で
06:58
of the walking gait.
再現することが出来ます
07:00
If you go backwards and slowly,
you see it even better.
元に戻して ゆっくりと再生すると
もっと良く分るでしょう
07:02
But even better, we can do swimming.
さらに 泳ぐことも出来ます
07:07
So for that we have a dry suit
that we put all over the robot --
ドライスーツを準備して
ロボットをすっぽり覆いました
07:09
(Laughter)
(笑)
07:12
and then we can go in water
and start replaying the swimming gaits.
水の中に入って
泳ぎを再現させましょう
07:13
And here, we were very happy,
because this is difficult to do.
我々は歓喜しました
とても難しいことでしたからね
07:17
The physics of interaction are complex.
物理的な相互作用はとても複雑です
07:20
Our robot is much bigger
than a small animal,
我々のロボットは
小動物に比べてずっと大型なので
07:22
so we had to do what's called
dynamic scaling of the frequencies
周波数の動的スケーリングなるものを行い
07:25
to make sure we had
the same interaction physics.
等価の物理的相互作用が
得られるようにしました
07:28
But you see at the end,
we have a very close match,
ついに ご覧のとおり
見事に真似ることが出来ました
07:30
and we were very, very happy with this.
我々は本当に喜びました
07:33
So let's go to the spinal cord.
脊髄のお話をします
07:35
So here what we did
with Jean-Marie Cabelguen
ジャン=マリエ・カベルゲンと共に
07:37
is model the spinal cord circuits.
脊髄神経回路をモデル化しました
07:39
And what's interesting
is that the salamander
興味深いことにイモリは
とても原始的な神経回路をもっており
07:42
has kept a very primitive circuit,
興味深いことにイモリは
とても原始的な神経回路をもっており
07:45
which is very similar
to the one we find in the lamprey,
これは ウナギに似た原始的な魚類である
ヤツメウナギに
07:46
this primitive eel-like fish,
我々が見出したものと
非常に似ています
07:49
and it looks like during evolution,
進化の過程で
07:51
new neural oscillators
have been added to control the limbs,
脚の動作のために
肢を制御する新たな神経発振器が
07:53
to do the leg locomotion.
加えられたかのようです
07:56
And we know where
these neural oscillators are
この神経発振器の在り処は
分かっていますが
07:57
but what we did was to make
a mathematical model
我々が行ったことは
07:59
to see how they should be coupled
陸水における全く異なった動きを
08:01
to allow this transition
between the two very different gaits.
可能にする 連動の仕組みの
数学モデルを作ることでした
08:03
And we tested that on board of a robot.
発振器をロボットに搭載して
試してみました
08:06
And this is how it looks.
こんな感じです
08:09
So what you see here
is a previous version of Pleurobot
ご覧になっているのは
プルーロボットの前バージョンですが
08:18
that's completely controlled
by our spinal cord model
ロボットに搭載した
脊髄モデルプログラムによって
08:21
programmed on board of the robot.
完全に制御されています
08:24
And the only thing we do
我々は単に
08:27
is send to the robot
through a remote control
リモコンで2つの信号を送信するだけで
08:28
the two descending signals
it normally should receive
これは 脳の上部から下達される
08:30
from the upper part of the brain.
信号のようなものです
08:33
And what's interesting is,
by playing with these signals,
興味深いことに
これらの信号だけで
08:35
we can completely control
speed, heading and type of gait.
スピード、方向や動きの種類を
完全に制御することが出来ます
08:38
For instance,
例えば
08:41
when we stimulate at a low level,
we have the walking gait,
弱い刺激を与えると 歩行を行い
08:42
and at some point, if we stimulate a lot,
刺激を強くしていくと ある時点で
08:46
very rapidly it switches
to the swimming gait.
突然 水泳モードに切り替わります
08:48
And finally, we can also
do turning very nicely
方向転換もとてもスマートにできます
08:51
by just stimulating more one side
of the spinal cord than the other.
脊髄の一方の側を
他方より強く刺激するだけでよいのです
08:53
And I think it's really beautiful
とても素晴らしいことに
08:58
how nature has distributed control
自然は脊髄に
08:59
to really give a lot of responsibility
to the spinal cord
制御の多くを任せており
09:01
so that the upper part of the brain
doesn't need to worry about every muscle.
脳の上部が個々の筋肉の制御に
煩わせられることがありません
09:04
It just has to worry
about this high-level modulation,
脳は高レベルの変調だけを行い
09:08
and it's really the job of the spinal cord
to coordinate all the muscles.
脊髄は全ての筋肉を連携させることを
役目としています
09:11
So now let's go to cat locomotion
and the importance of biomechanics.
さてネコの動きと生物力学の大切さについて
お話ししましょう
09:14
So this is another project
これは別のプロジェクトで
09:18
where we studied cat biomechanics,
ネコの生物力学を研究したものです
09:20
and we wanted to see how much
the morphology helps locomotion.
形態が運動の助けになることを
見てみたいと思っていました
09:22
And we found three important
criteria in the properties,
ネコには ― 基本的に肢には
3つの重要な性質があることが
09:26
basically, of the limbs.
分かりました
09:30
The first one is that a cat limb
まず最初に ネコの肢は
09:32
more or less looks
like a pantograph-like structure.
パンタグラフのような構造を
しています
09:34
So a pantograph is a mechanical structure
パンタグラフは その上面と下面を
09:36
which keeps the upper segment
and the lower segments always parallel.
常に平行に保つような
機械的構造です
09:39
So a simple geometrical system
that kind of coordinates a bit
その内部のパーツの動きを
連動させるような
09:43
the internal movement of the segments.
単純な幾何学的なシステムです
09:46
A second property of cat limbs
is that they are very lightweight.
ネコの肢の2つ目の性質は
とても軽量に出来ていることです
09:48
Most of the muscles are in the trunk,
ほとんどの筋肉は胴体にあります
09:51
which is a good idea,
because then the limbs have low inertia
肢の慣性力を下げて
09:53
and can be moved very rapidly.
素早く動くのに好都合です
09:56
The last final important property is this
very elastic behavior of the cat limb,
ネコの肢の重要な3つ目の性質は
とても弾力的であることで
09:58
so to handle impacts and forces.
衝撃や外力への対応を容易にします
10:01
And this is how we designed Cheetah-Cub.
これを チーター・カブに
取り込んでみました
10:04
So let's invite Cheetah-Cub onstage.
チーター・カブ 舞台へどうぞ
10:06
So this is Peter Eckert,
who does his PhD on this robot,
彼はピーター・エッカートで
このロボットについて博士論文を書いています
10:13
and as you see, it's a cute little robot.
ご覧のとおり
小さくて可愛いロボットですね
10:17
It looks a bit like a toy,
小さなおもちゃのようですが
10:19
but it was really used
as a scientific tool
ネコの脚の性質を調べるための
10:21
to investigate these properties
of the legs of the cat.
科学的道具として使われたのです
10:23
So you see, it's very compliant,
very lightweight,
とても従順で 軽量
10:26
and also very elastic,
しかも 弾力的です
10:29
so you can easily press it down
and it will not break.
押しつけても
壊れることもなく
10:30
It will just jump, in fact.
少し跳びはねます
10:33
And this very elastic property
is also very important.
この弾力性がとても重要です
10:34
And you also see a bit these properties
脚の3つのパーツには
10:38
of these three segments
of the leg as pantograph.
パンタグラフとしての性質が
見てとれます
10:40
Now, what's interesting
is that this quite dynamic gait
面白いことに
このとてもダイナミックな動きが
10:44
is obtained purely in open loop,
オープン・ループだけで ― つまり
10:46
meaning no sensors,
no complex feedback loops.
センサーも 複雑なフィードバック回路もなく
達成されていることです
10:48
And that's interesting, because it means
これは興味深いことで
10:51
that just the mechanics
already stabilized this quite rapid gait,
力学的な構造だけで この素早い動きを
安定化させており
10:54
and that really good mechanics
already basically simplify locomotion.
本当に優れた力学的構造は
基本的に動作を単純化しているのです
10:58
To the extent that we can even
disturb a bit locomotion,
次のビデオでは
動作を少し乱したらどうなるか
11:02
as you will see in the next video,
ご覧いただきましょう
11:05
where we can for instance do some exercise
where we have the robot go down a step,
一例として
ロボットが段差を降りていく練習ですが
11:07
and the robot will not fall over,
ロボットはつまずきません
11:11
which was a surprise for us.
私たちにとって これは驚きでした
11:13
This is a small perturbation.
これは ちょっとした乱れです
11:14
I was expecting the robot
to immediately fall over,
センサーも敏速な
フィードバック回路もないので
11:16
because there are no sensors,
no fast feedback loop.
ロボットはすぐに転ぶだろうと
思っていました
11:18
But no, just the mechanics
stabilized the gait,
しかし 動作は力学的に安定化されており
11:21
and the robot doesn't fall over.
ロボットは転びません
11:23
Obviously, if you make the step bigger,
and if you have obstacles,
もちろん 段差が大きくなったり
障害物があれば
11:24
you need the full control loops
and reflexes and everything.
完全な制御ループ、反射行動といったものが
必要となります
11:28
But what's important here
is that just for small perturbation,
ここで重要なことは
小さな乱れに対応するだけならば
11:31
the mechanics are right.
力学的対応で十分だということです
11:34
And I think this is
a very important message
これは生物力学、ロボット工学から
11:36
from biomechanics and robotics
to neuroscience,
神経科学までに共通した
重要なメッセージ ―
11:38
saying don't underestimate to what extent
the body already helps locomotion.
動作において身体自体の役割を
過小評価してはならないということです
11:40
Now, how does this relate
to human locomotion?
では ヒトの動きとの関係は?
11:47
Clearly, human locomotion is more complex
than cat and salamander locomotion,
明らかに ヒトの動きは
ネコやイモリよりも複雑ですが
11:49
but at the same time, the nervous system
of humans is very similar
神経回路そのものは
他の脊椎動物のものと
11:54
to that of other vertebrates.
ほとんど同じです
11:57
And especially the spinal cord
特に脊髄は
11:58
is also the key controller
for locomotion in humans.
ヒトの動きの重要な制御を担っています
12:00
That's why, if there's a lesion
of the spinal cord,
だから脊髄の損傷は
12:03
this has dramatic effects.
著しい障害をもたらします
12:06
The person can become
paraplegic or tetraplegic.
対麻痺や四肢麻痺が起きます
12:07
This is because the brain
loses this communication
それは 脳が脊髄との情報伝達を
12:10
with the spinal cord.
失うためです
12:12
Especially, it loses
this descending modulation
詳しく言えば
変調信号を下達し
12:14
to initiate and modulate locomotion.
動作を始めることが
出来なくなるのです
12:16
So a big goal of neuroprosthetics
神経機能代替装置の目的は
12:19
is to be able to reactivate
that communication
電気的 もしくは 化学的刺激により
12:21
using electrical or chemical stimulations.
情報伝達を再活性化することです
12:23
And there are several teams
in the world that do exactly that,
EPFL( スイス連邦工科大学
ローザンヌ校)など 世界中の
12:26
especially at EPFL.
いくつかのチームが研究しています
12:29
My colleagues Grégoire Courtine
and Silvestro Micera,
私はグレゴワー・コクティンや
シルベストロ・ミチャーと
12:30
with whom I collaborate.
共同で研究を進めています
12:33
But to do this properly,
it's very important to understand
正しい方法で研究するために
大切なことは
12:35
how the spinal cord works,
脊髄の仕組み
12:38
how it interacts with the body,
脊髄と身体の相互作用
12:40
and how the brain
communicates with the spinal cord.
脳が脊髄と情報伝達する仕組みを
理解することです
12:42
This is where the robots
and models that I've presented today
今日ご紹介した
ロボットやモデルが
12:45
will hopefully play a key role
この重要な目的達成において
12:48
towards these very important goals.
鍵となる役目を果たすことを願っています
12:50
Thank you.
有難うございました
12:53
(Applause)
(拍手)
12:54
Bruno Giussani: Auke, I've seen
in your lab other robots
ブルーノ・ジュサーニ:
アウケ あなたの研究室で
13:03
that do things like swim in pollution
汚染された水の中を泳ぎ
13:06
and measure the pollution while they swim.
汚染度を測定するロボットを
目にしました
13:09
But for this one,
でも このロボットは
13:11
you mentioned in your talk,
like a side project,
捜索や救出に応用できると
あなたはトークで
13:12
search and rescue,
お話になりました
13:17
and it does have a camera on its nose.
事実 鼻にカメラが取り付けられています
13:18
Auke Ijspeert: Absolutely. So the robot --
アウケ・エイスペールト:
全くその通りです
13:20
We have some spin-off projects
副産物的なプロジェクトで
13:23
where we would like to use the robots
to do search and rescue inspection,
ロボットを捜索や救出のための調査に
使おうとしています
13:24
so this robot is now seeing you.
今ロボットがあなたを見ています
13:28
And the big dream is to,
if you have a difficult situation
私の夢は
皆さんが危機に遭遇しているとき ―
13:29
like a collapsed building
or a building that is flooded,
崩壊したビルや
浸水したビルの中など
13:33
and this is very dangerous
for a rescue team or even rescue dogs,
レスキュー隊やレスキュー犬にとってさえも
危険な場所に
13:36
why not send in a robot
that can crawl around, swim, walk,
ロボットを送り込み
はって進み、泳ぎ、歩き
13:40
with a camera onboard
to do inspection and identify survivors
搭載したカメラで中を調べ
生存者を見つけ
13:43
and possibly create
a communication link with the survivor.
しかも生存者との通信を
可能にさせることです
13:46
BG: Of course, assuming the survivors
don't get scared by the shape of this.
ブルーノ:生存者がこの姿を見て
恐れをなさなければいいですね
13:49
AI: Yeah, we should probably
change the appearance quite a bit,
アウケ:外見はちょっと
変えるべきかもしれませんね
13:52
because here I guess a survivor
might die of a heart attack
食べられてしまうんではないかと
恐怖におののき
13:55
just of being worried
that this would feed on you.
心臓まひで亡くなってしまうかも
しれませんからね
13:58
But by changing the appearance
and it making it more robust,
でも 外見を変え
もっとしっかりしたものを作れば
14:01
I'm sure we can make
a good tool out of it.
きっと便利なツールに
仕上がることでしょう
14:04
BG: Thank you very much.
Thank you and your team.
ブルーノ:チームの皆さんも含め
どうも有難うございました
14:06
Translator:Tomoyuki Suzuki
Reviewer:Masako Kigami

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Auke Ijspeert - Roboticist
Auke Ijspeert works at the intersection of robotics, biology and computational neuroscience.

Why you should listen

Auke Ijspeert is an associate professor at the EPFL (the Swiss Federal Institute of Technology at Lausanne), and head of the Biorobotics Laboratory (BioRob). He has a BSc/MSc in Physics from the EPFL and a PhD in artificial intelligence from the University of Edinburgh, with John Hallam and David Willshaw as advisors. He carried out postdocs at IDSIA and EPFL with Jean-Daniel Nicoud and Luca Gambardella, and at the University of Southern California, with Michael Arbib and Stefan Schaal 

Ijspeert is interested in using numerical simulations and robots to get a better understanding of animal locomotion and movement control, and in using inspiration from biology to design novel types of robots and locomotion controllers.

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Data provided by TED.

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